Prof. Dr Midhat Jašić, Tehnološki fakultet, Tuzla
kontakt: +387/61-721-060; jasic_midhat@yahoo.com

.
Od ostalih vrsta atmosfere koje se kontroliraju, a nalaze primjenu u čuvanju voća i povrća ili upravljanju procesima zrenja i dozrijevanja su: hipobarična atmosfera i atmosfera za umjetno dozrijevanje i razzelenjavanje.
.

Hipobarična atmosfera

Hipobarična atmosfera predstavlja postupak konzerviranja voća i povrća u svježem stanju u atmosferi i uvjetima subatmosferskog pritiska (vakuuma). Pri tome sastav atmosfere može biti uobičajen ili modificiran, a pritisak ovakve atmosfere je niži od pritiska normalne atmosfere. Kada se, naprimjer, normalni pritisak smanji deset puta to dovodi do ekvivalentnog smanjenja udjela O2, tj. tada je njegova koncentracija oko 2%. Normalno je da će to dovesti do smanjenja udjela kisika u samom biljnom tkivu. Ovakva atmosfera usporava sazrijevanje i starenje plodova, uz istovremeno usporavanje razvoja plijesni. Na taj način sniženi atmosferski pritisak produžuje vrijeme čuvanja u poređenju sa uobičajenim čuvanjem u hlađenom prostoru. Konzerviranje u hipobaričnoj atmosferi povezuje korisne učinke smanjenja koncentracije O2 i sniženja (ukupnog) pritiska plinske sredine.

Proizvod se čuva u razrijeđenoj atmosferi – zraku čiji je pritisak niži za 10-20% od atmosferskog (0.1 do 0.2 x 105 Pa). Vlažnost se održava na odgovarajućoj razini radi izbjegavanja dehidratacije proizvoda.
Totalni pritisak rezultira zbir parcijalnih pritisaka u zraku. Ovo je efektivan metod za reduciranje napetosti kisika i za ubrzavanje isparavanja etilena i drugih isparivača. Sistem niskog pritiska (LPS) ima prednosti nad ostalim metodama prilikom atmosferskih modifikacija za tačniju kontrolu koncentracije kisika, uz stalnu potrebu niže koncentracije napetosti kisika i uklanjanje etilena i drugih isparivača. LPS ima ograničenu upotrebu u slučaju kada je ugljen-dioksid ili ugljen-monoksid veoma važan dodatak proizvodu.

Uklanjanje endogenog etilena je prednost koja se pripisuje skladištenju u hipobaričnoj atmosferi (nizak pritisak). Nivo etilena u voću je značajno smanjen. Mnoge koristi od skladištenja u hipobaričnoj atmosferi mogu takođe biti pokazatelj kako treba smanjiti parcijalni pritisak kiseonika, što automatski prati smanjenje atmosferskog pritiska.
.

Umjetno dozrijevanje i razzelenjavanje

Umjetno dozrijevanje je proces ubrzavanja procesa dozrijevanja umjetnim podizanjem intenziteta respiracije.

Tabela 01. – Vrijednosti pojedinih parametara pri umjetnom dozrijevanju

R.br.	Parametar	Vrijednosti
1.	Sadržaj O2	50 – 55%
2.	Temperatura	16 – 24 °C
3.	Relativna vlažnost	95 – 98%
4.	Koncentracija CO2	mala

Kisik je sredstvo koje se može koristiti za ubrzano dozrijevanje. Ukoliko se želi za ubrzano dozrijevanje primijeniti kisik, može se koristiti neka baza Ca(OH)2 ili voda za upijanje CO2 nastalog tokom respiracije čime se povećava udio kisika u okolnoj atmosferi.

Tabela 02. – Vrijednosti pojedinih parametara pri razzelenjavanju

R.br.	Parametar	Vrijednost
1.	Etilen	5 ppm u zraku
2.	T emperatura	28 – 29 °C (18 – 21 °C)
3.	Relativna vlažnost	90 – 96%

Neke sorte jesenjeg i zimskog voća (jabuke, kruške) daju plodove koji, iako su fiziološki zreli, nisu najpogodniji za konzumiranje, tj. ne posjeduju konzumativnu zrelost. Tokom čuvanja ovakvi plodovi prolaze kroz fazu dozrijevanja. U tom periodu se gubi jedan dio kiselina i oporosti, dolazi do omekšavanja plodova i do formiranja karakteristične arome. Zbog toga je uobičajeno naknadno dozrijevanje. Iz ovih razloga često se paradajz, banane i limun beru u zelenom stanju, prevoze se hiljadama kilometara daleko od mjesta berbe pod kontroliranim uvjetima, a tek naknadno dozrijevaju do stadija konzumne zrelosti. U ovisnosti od momenta kada se želi određeno voće ili povrće iznijeti na tržište, tokom skladištenja mogu se poduzeti mjere koje imaju zadatak da uspore ili ubrzaju zrenje. Razzelenjavanje se najčešće obavlja u svrhu izlaska na tržište (citrusi, agrumi, banane).

Tabela 03. – Početne koncentracije etilena koje su neophodne za njegovo djelovanje u dozrijevanju kod nekih vrsta voća

R.br.	Voće	Početne koncentracije (ppm)
1.	Avokado (vrsta Choquette)	0,1
2.	Banane • vrsta Gros Michel • vrsta Lacatan • vrsta Silk	0,1-1,0 0,5 0,2-0,25
3.	Dinja-kantalupa (vrsta P.M.R. br.45)	0,1-1,0
4.	Medljika dinja	0,3-1,0
5.	Limun (vrsta Fort Meyers)	0,1
6.	Mango (vrsta Kent)	0,04-0,4
7.	Narandža (vrsta Valencia)	0,1
8.	Paradajz (vrsta VC-243-20)	0,5

.

Etilen i brže dozrijevanje

Utjecaj etilena na brže dozrijevanje zavisi od vrste voća koje se tretira etilenom, temperature i relativne vlažnosti u komorama za dozrijevanje, koncentracije etilena i vremena izloženosti utjecaju etilena. Generalno, optimalni uslovi za zrenje su:

• temperatura: 18 -25°C,
• relativna vlažnost 90-95%,
• koncentracija etilena: 10-100 ppm,
• izloženost tretmanu: 24-72 sata, ovisno o voću i zrelosti,
• cirkulacija zraka: dovoljna da se održi stalna temperatura u komori za dozrijevanje,
• ventilacija: adekvatna izmjena zraka zbog akumulacije CO2 što smanjuje efektivnost djelovanja C2H4 (etilena).

Potrebno je osigurati dovoljnu količinu plina. Preporučena količina je od 10-100 ppm (1m3 C2H4 na 10000 m3 prostora). Manja koncentracija se koristi u dobro zatvorenoj komori ili tamo gdje se koristi „kapajući“ ili „cureći“ sistem (trickle system). Veća koncentracija se koristi u propusnim komorama da bi se nadoknadila izgubljena koncentracija. Koncentracija plina preko 100 ppm ne ubrzava proces zrenja. Dodavanje previše etilena može stvoriti eksplozivnu mješavinu.

Kontrola temperature je ključna za dozrijevanje sa etilenom. Optimalna temperatura za zrenje je od 18°C do 25°C. Niža temperatura usporava zrenje, a povećana temperatura, viša od navedene, povećava rast bakterija. Temperatura iznad 30°C može inhibirati, odnosno usporiti zrenje. Voće koje je uskladišteno hladno, prije nego što se podvrgne procesu dozrijevanja, mora se zagrijati na temperaturu od 20°C, kako bi zrenje bilo moguće.

Svaka komora u kojoj se provodi dozrijevanje voća mora biti opremljena adekvatnom opremom. Prije svega mora imati adekvatnu rashladnu opremu sa ispravnim termostatima, kojima se kontroliše temperatura, kako ne bi prešla granicu, gdje se dozrijevanje usporava, a na kraju i prekida (preko 30°C do 35°C). U nekim komorama za dozrijevanje, naprimjer banana, koriste se princip „pigeon-hole“, za održavanje kontrole temperature u komorama za dozrijevanje. To je posebno važno ako su banane pakovane u polietilenske filmove, koji smanjuju i ograničavaju cirkulaciju zraka unutar pakovanja, kao i odvođenje topline iz pakovanja nastale uslijed disanja. Moderne fabrike koriste principe „prisiljenog protoka zraka“ za održavanje i kontrolu temperature u komorama za dozrijevanje voća. Ove vrste fabrika, također, izbacuju iz upotrebe ručno istovaranje paleta, ugrađuju sisteme „pigeon hole“ i vrše dodatni utovar na palete kada je zrenje u potpunosti gotovo. Zrak se prisiljava da protiče na način da prolazi kroz voće u dovoljnoj količini kako bi se osigurala potrebna temperatura za proces dozrijevanja.
.

Sistem za tretman etilena

Rukovodioci mogu opremiti postojeće prostorije za korištenje kao komore za zrenje ili postaviti posebno izgrađene komore koje imaju automatsku kontrolu temperature, vlage i ventilaciju. Nije važno da komora bude hermetički zatvorena, ali treba biti praktična, čvrsta, kako bi se spriječilo curenje.

Ako se za tretman koristi čisti etilen, onda je potrebno da komora bude opremljena po standardima. Komore treba grijati toplom vodom ili parom, putem cijevnog sistema, indirektno putem plina ili preko elektro grijalica koje su pregledane od strane laboratorija, a nikad se ne trebaju grijati otvorenim plamenom. Zbog povećanja temperature u komorama, za tretman etilenom mora biti postavljena adekvatna oprema za hlađenje i kontrolu temperature. Koristi se nekoliko različitih metoda za pružanje odgovarajuće koncentracije etilena u komori za zrenje.

“Shot sistem“ je takav sistem koji mjeri količinu etilena propuštenog u komore u redovnim (jednakim) intervalima. Shot sistem može biti primjenjen po težini (model koji se slabo koristi u SAD-u) ili po toku, koristeći mjerač koji registrira promjenu količine etilena. Svaka cijev kroz koju se ispušta određena količina etilena u komori za zrenje treba biti začepljena, kako bi se izbjegla moguća eksplozivna koncentracija etilena.

U „shot“ sistemu komore sadrže proizvode koji sazrijevaju u zatvorenom prostoru. „Disanje“ voća proizvodi CO2 koji se akumulira u prostoriji i koji može ometati proces dozrijevanja. Etilen se obično pusti dva puta svakog dana. Komore treba detaljno ventilirati prije svake nove aplikacije i to otvaranjem vrata na pola sata. U većim komorama za dozrijevanje, ventilacija treba biti ugrađena. Komore u kojima se nalazi etilen trebaju imati vanjsku ventilaciju, kako bi se spriječila kontaminacija.

Primjenjuje se i “kapajući“ ili sistem toka (trickle system, flow-through system). Etilen se u komore pušta kontinuirano, što je bolje nego u razmacima. Kako je protok etilena veoma mali, potrebno ga je pažljivo regulisati. To se obično čini regulacijom pritiska i to u dvije faze regulacije i prolaskom plina u komore kroz mjerni ventil i mjerač protoka. Zbog prevencije skupljanja CO2, u komore se ubacuje svjež zrak dovoljnom brzinom kako bi se osigurala izmjena svakih 6 sati. Zrak se ventilira kroz malu izbušinu na stražnjem dijelu komore.

Prikladan način praćenja isporuke plina u kapajućem sistemu je jednostavan. To je „sight glass“ (prizor stakla) u kojem mjehurići etilena prolaze kroz vodu na putu ka komorama za dozrijevanje. Kao i kod „shot“ sistema, optimalna temperatura i pravilna cirkulacija zraka su presudni za dobro dozrijevanje.

Etilen, plin, je relativno jeftina industrijska hemikalija. Bez obzira na izvor etilena, uvjeti tretmana su još uvijek najvažniji za razultate koji se žele postići u postupcima dozrijevanja. Generatori etilena – generatori etilena, u kojima tekućina proizvodi etilen kada se zagrijava u prisustvu katalizatora, danas se koriste za opskrbu komora za zrenje. Tekućina, kao proizvod, sadrži etanol koji pomaže katalizaciji:

C₂H₅OH – H₂O → C₂H₄

Katalizator kombinuje zagrijani platinasti azbestni katalizator sa sistemom za prihvatanje kapljica tečnog generatora. Tekućina dolazi u 1-pint (1pint 0,5682 l) i 1/4 boce i koristi se za generatore u mjeri od 1-pint svakih 8 sati.

Generator isporučuje 14 litara gasa etilena po satu (noviji modeli generatora). Ove cifre se mogu koristiti za određivanje broja generatora prema veličini komore i prema veličini ventilatora. Naprimjer, u komori za dozrijevanje veličine 141,602m3, gdje je jedna izmjena zraka po satu, ¼ boce će generirati 100 ppm za 16 sati.

Opasnost od eksplozije etilena u komorama za dozrijevanje se može otkloniti korištenjem mješavine etilena sa inertnim plinovima. Proporcije inertnog plina trebaju biti takve da koncentracija etilena nema dovoljno zraka za proizvodnju eksplozivne mješavine. Naprimjer, jedna komercijalna formulacija, Ripegas, sadrži 6% C2H4 u CO2 po težini. Pri korištenju ovih smjesa, proračun potrebne količine etilena mora biti izmijenjen kako bi se održao sastav smjese.

Zbog eksplozivnosti etilena pomiješanog sa zrakom u koncentraciji od 3-30%, pravila se moraju strogo slijediti kako ne bi došlo do postizanja ove koncentracije ili, ako ipak dođe, ne dozvoliti pojavu iskrenja koja može zapaliti ovu smjesu. Neke od mjera opreza su:

• ne dozvoliti otvoreni plamen, iskru, vatru, niti pušiti u blizini komora sa etilen gasom;
• koristiti predviđenu opremu za mjerenje etilena kada je isključen sa cilindra;
• zatvoriti sve cijevi da se ukloni opasni elektrostatički iscjedak, čuvati etilenske cilindre po standardu Nacionalnog odbora vatrogasne sigurnosti;
• svu elektro opremu, uključujući svjetla, ventilatore na motorni pogon, sklopke, treba u skladu sa nacionalnim elektro-kodom za klasu 1, D grupa opreme i instalacije;
• instrumenti za otkrivanje eksplozivne koncentracije etilena u zraku trebaju biti zvučno uključeni, odnosno alarmirani.