D. GASIFICADOR DE NITRÓGENO:
Durante 7 años, se compararon las diferencias de calidad obtenidas al establecer la atmósfera controlada en un día con barrido con N2, versus bajar los niveles de O2 entre 4 a 10 días con el quemador de oxígeno, dependiendo el tamaño de la cámara. Se observó que considerablemente la fruta se encuentra en mejores condiciones.
Prueba de ello, podemos decir que esta técnica de barrido con nitrógeno es mucho más confiable y mejor que el quemador de oxígeno, siendo reemplazada por esta. La disminución del O2 se produce por barrido con N2 puro por lo que la atmósfera puede establecerse en unas pocas horas. Este sistema presenta algunas ventajas adicionales, puesto que junto con barrer el O2, el N2 desplaza el exceso de CO2 y etileno sin inyectar productos volátiles a la cámara.
Funcionamiento
La inyección se realiza desde equipos externos al frigorífico. Un depósito (termo) de nitrógeno móvil o fijo que tiene una temperatura aproximadamente de -196° celcius (a presión atmosférica normal) en estado líquido y lo lleva a un gasificador, pasando por él, que lo lleva a una temperatura apropiada para la inyección de 5°celcius aproximado. La única instalación requerida es una red de cañerías que van hacia el interior de las cámaras con nitrógeno, a través de una válvula que puede ser de control remoto o estar integrada al equipo de comando.
Ventajas de este Sistema
El barrido de las cámaras con N2 presenta una serie de ventajas que resultan muy atractivas para el usuario:
a) Alta velocidad de establecimiento de la atmósfera; lo que el generador logra en días el barrido con N2 lo obtiene sólo en horas.
b) La inyección a la cámara es limpia, exenta de Hidrocarburos que puedan afectar a la fruta.
c) La inyección de gas a baja temperatura no exige a los equipos de frío.
d) El sistema es simple, seguro y no requiere mantención.
e) En caso de falla del sello de la cámara o del absorbedor de CO2, este sistema permite establecer rápidamente los niveles de O2.
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E. APARATOS DE MEDICIÓN:
Para conseguir garantía de éxito en la conservación de AC, es imprescindible poder medir y analizar de forma precisa el aire la cámara. Aparatos de medición y análisis fiables son herramientas imprescindibles. Los sensores son la más nueva generación de una calidad perdurable. Estables, precisos y con un tiempo de reacción veloz y un consumo energético mínimo.
F. ANALIZADOR DE GAS:
Los analizadores de gas llevan incorporados un sensor cerámico para cada uno de los distintos gases, para un alcance de 0% hasta 25%. Normalmente este tipo de analizadores llevan 3 sensores, uno de oxígeno, otro de dióxido de carbono y otro de etileno. Estos analizadores se pueden suministrar en versión montaje en la pared, portátil o integrados en los sistemas de análisis, o simplemente por control a través de un procesador por medio de PLC (controlador lógico programable).
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G. VÁLVULA DE SEGURIDAD DE SOBRE PRESIÓN:
Como medida de seguridad de las cámaras en caso de inyección de nitrógeno y oxígeno. Estando completamente aislada en forma hermética la cámara, surgiría una sobre presión y saldría el oxígeno por esta válvula.
Esta válvula debe estar abierta durante el funcionamiento del quemador de oxígeno o del gasificador de nitrógeno, ya que por esta válvula sale el oxígeno existente dentro de la cámara que es empujado por el mismo nitrógeno. Una vez llegado a un 5% de oxígeno, esta válvula debe cerrarse.
H. VÁLVULA DE SEGURIDAD DE DEPRESIÓN:
Como medida de seguridad para evitar depresiones en las cámaras y como válvula de seguridad del pulmón de reserva de nitrógeno. Esto es necesario para prevenir una caída de estructura porque el oxígeno buscaría el lado más fácil para escapar, rompiendo el techo si es necesario, es por eso que existe la válvula de depresión.
Esto es una de las condiciones más preocupante, cuando una cámara se encuentra con una depresión de oxígeno, es por eso que en la parte superior de la cámara se ponen unos respiradores llamados pulmones.
I. MANÓMETRO EN U:
Manómetros para el control de la sobre presión y depresión máxima en las cámaras. Alcanza 25 mmcw. depresión /sobre presión llevan un punto 0 regulable. Conexión manguito de 4 a 6 mm. de diámetro para tubo flexible.
J. ABSORBEDORES DE DIFERENCIAS DE PRESIÓN:
Para evitar entradas de aire exterior hacia el interior de la cámara, es necesaria la colocación de pulmones compensatorios y válvulas equilibradoras de presión, que eviten modificaciones importantes de la atmósfera interior en la cámara por cualquier causa. Al cerrar el flapper, válvula de seguridad de sobre presión; Se abre la válvula de acceso de los pulmones respiratorio. Esto ocurre cuando el porcentaje de oxígeno llega a un 5%.
La foto muestra los pulmones compensatorios de aire, que van ubicados en la parte superior de la cámara.
K. HERMETICIDAD DE LAS CÁMARAS:
En las cámaras con atmósferas muy bajas en O2 es especialmente necesaria una adecuada estanqueidad o hermeticidad que limite la entrada de aire externo hacia el interior de la cámara, por debajo de los niveles de consumo de oxígeno respiratorio que la propia fruta o hortaliza es capaz de llevar a cabo. Para ello se utilizan diversos materiales que aseguran la consecución de una capa hermética en todo el perímetro de la cámara, sin olvidar, tampoco, las características estructurales de las paredes, el pavimento, las puertas y todos los conductos y tuberías que penetran desde el exterior hacia el interior del recinto. Los principales materiales de estanqueidad utilizados son: telas plásticas, poliéster, poliuretano y revestimientos metálicos. Cada sistema tiene sus ventajas y sus inconvenientes y, en general, hasta después de los primeros años de funcionamiento, no se detectan problemas. En este sentido, es obligado realizar periódicamente pruebas de hermeticidad para poder diagnosticar y corregir cualquier causa de mala hermeticidad.
Procedimientos de Operación de manejo en cámaras de atmósfera controlada:
1.0.- Antes de cada proceso:
1.1.- Lavado y desinfectado de piso y de muro.
1.2.- Calibrar sensores de ambiente y de pulpa.
1.3.- Calibrar analizador de gas.
1.4.- Inspeccionar ductos de PVC (las conexiones entre cámara y equipos).
1.5.- Hacer prueba de presión ( de 30 a 10mm de columna de agua.) por 30 minutos, viendo así la hermeticidad de la cámara.
2.0.- Antes del cierre de cámara:
2.1.- La cámara debe llenarse a su máxima capacidad.
2.2.- Verificar estiba correcta de bins en cámara.
2.3.- Cubrir la corrida superior de bins con plástico.
2.4.- Instalar pasarelas superiores.
2.5.- Verificar que la muestra esté dentro de la cámara, en un lugar de fácil acceso, no más de 5 metros de la escotilla superior o inferior.
2.6.- Energizar sistema de frío con velocidad rápida de ventiladores del evaporador.
2.7.- Verificar funcionamientos de las válvulas de los gases para la atmósfera controlada y las de seguridad.
2.8.- Antes del cierre total de la cámara, la temperatura de pulpa debe estar como máximo a 3° Celsius (frutas), dependiendo del producto cambia este valor.
2.9.- Señalar las condiciones de peligro por bajo porcentaje de oxígeno.
2.10.- Sellar puerta y escotillas de acceso.
3.0.- Una vez cerrada la cámara:
3.1.- Una vez cerrada y sellada la cámara de atmósfera controlada, colocar los ventiladores del evaporador se pasan a baja velocidad.
3.2.- Programar los porcentajes de oxígeno y de dióxido de carbono para el trabajo automático del absorbedor de CO2, y del generador de nitrógeno, que dependerán del tipo de producto.
3.3.- Programar los temporizadores para el trabajo automático del catalizador de etileno, si así lo amerita el tipo de producto.
3.4.- Encender quemador de O2, o el gasificador de nitrógeno, catalizador de etileno y absorbedores de CO2.
3.5.- Realizar el barrido con nitrógeno, o con el quemador de O2, (según el requerimiento de la instalación), hasta que llegue a un 5% de O2 (apróx).
3.6.- Llegando a un 5% de oxígeno, cerrar válvula Flapper y abrir válvula de los pulmones.
3.7.- Controlar, medir y registrar, cada cuatro horas los porcentajes de O2, CO2, C2H4, temperatura de pulpa y ambiente y la humedad relativa (HR%).
3.8.- Revisar cada 15 días la calibración del analizador de gases.
4.0 Apertura de la cámara:
4.1.- Detener, si están activos, los quemadores y absorbedores de CO2 y C2H4.
4.2.- Abrir escotillas, sin detener el frío, hasta que se igualen las concentraciones de oxígeno de la cámara con respecto a la del exterior (ambiente 21% de oxí geno aproximado).
4.3.- Ventilar la cámara para evacuar los altos índices de CO2 y nitrógeno.
4.4.- Señalizar el peligro durante el proceso de estabilización de los gases en la cámara.
4.5.- Cumplido lo anterior, abrir puerta principal de la cámara para una adecuada ventilación natural.
4.6.- Retirar sensores, desarmar pasarela y retirar plástico superior.
4.7.- Archivar resumen de todos los parámetros que se estaban controlando (temperaturas, concentraciones de los gases, etc.).
MEDIDAS DE SEGURIDAD ADICIONALES
Debido a la falta de oxígeno dentro de la cámara, el personal que ingrese a ésta se expone a grandes riesgos. Para prevenir cualquier accidente producto a estas condiciones ambientales, el personal que ingrese deberá tener en cuenta las siguientes recomendaciones de seguridad:
a) Cuando el operador ingrese a una cámara de atmósfera controlada en régimen debe hacerlo con equipo autónomo de respiración.
b) Cada vez que se ocupe un equipo autónomo, luego debe llenarse de aire antes de que sea ocupado nuevamente.
c) Un segundo operador debe estar presente en el interior de la cámara, también con equipo autónomo, por un posible riesgo de su compañero.
d) Debe existir una comunicación visual con un tercer operador desde el exterior en todo momento, incluso se amarran a la cintura para estar unidos.
e) El tiempo de permanecer dentro de la cámara no debe exceder del 50% del tiempo de duración del tubo de aire.
f) No ingresar solo y sin autorización a las cámaras de atmósfera controlada en proceso.
g) No ingresar a la cámara de atmósfera controlada con poco aire en los cilindros del equipo autónomo.
h) No ingresar a la cámara para realizar reparaciones de ningún tipo.
Como se ha observado la técnica de atmósfera controlada es un complemento de los sistemas frigoríficos y muy recomendable para productos que respiran como las frutas y hortalizas (después de ser cosechado), ya que la atmósfera controlada retrasa el proceso de metabolismo de la fruta, con lo que el tiempo de vida se hace mucho más amplio durante la conservación y después de la conservación, manteniendo un producto en óptimas condiciones de comercialización; en el aspecto físico, de sabor, textura y madurez.
No olvidar que hay dos formas para sacar oxígeno, una por barrido de nitrógeno y la otra por el quemador de oxígeno.
Por quemador de oxígeno se demora alrededor de 6 días, en comparación con el generador de nitrógeno que lo hace en horas, y al mismo tiempo se energiza el absorbedor de CO2, que la función de este es sacar el CO2 y que ingrese un gas inerte. También se energiza el catalizador de etileno para sacar el etileno producido por el producto (en los que generan etileno), ya que sabemos que es perjudicial dentro de la atmósfera.
La mayor desventaja es el alto costo ya que la tecnología empleada nos pide agregar equipos que controlan la atmósfera en el interior de la cámara y deben ser manejados con precisión por micro procesadores y si no fuese así corremos peligro de daños irreparables en el producto, producido por un mal manejo de la humedad relativa, gases no deseados, niveles de oxígeno inferiores al 1%, niveles de dióxido de carbono superiores al 15%, etc.
Finalmente, las empresas dedicadas a los rubros hortofrutícolas deberán adoptar esta técnica si desean optimizar la conservación de su producto, para comercialmente poseer un producto competitivo.
Bueno, este trabajo hay que realizarlo en equipo, entre frigoristas y tecnólogos en alimento, puesto que con esta tecnología, cada día que pasa, se están integrando nuevos productos y procesos. Además la experimentación continúa y evaluación del producto final, nos muestra el cambiar los valores de los gases de la atmósfera de la cámara y las temperaturas y tiempos. Esto se ve en la información de experiencias en Internet y en publicaciones técnicas o de ingeniería, para refrigeración (ASHRAE) como para alimentos.
SERGIO BAHAMONDEZ RIVERA, docente de INACAP y gerente técnico de TH-S thermo servicios limitada.
Bibliografía
1. Trabajo de examen de titulo en Inacap, del alumno Andrés Bustamante.
2. Publicaciones en Internet:
- CEBAS-CSIC.
- CoSIIC.
- Universidad de León, departamento de ingeniería agraria.
- “Principios y bases para una reglamentación aplicada a alimentos envasados en atmósfera aplicada”. Por el doctor Raul Bottaro.
- Varios artículos más de Internet.
