Tổng quát về phương pháp bảo quản bằng khí quyển điều chỉnh CA

Tiểu luận BQCBNS GVHD: Trần Bảo Khánh Bảo quản nông sản bằng CA  PAGE \* MERGEFORMAT 10 1. MỞ BÀI Với sự phát triển của nền nông nghiệp, cùng với việc áp dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật canh tác tiến bộ,… làm sản lượng nông sản ngày càng tăng, đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng. Tuy nhiên một thực trạng đã và đang diễn ra là công nghệ sau thu hoạch đối với mặt hàng rau quả này còn nhiều yếu kém. Không giống với những sản phẩm khác rau quả tươi khi bảo quản vẫn là những cơ thể sống, do đó thời hạn sử dụng rất ngắn. Từ thực tế trên, nhiều phương pháp bảo quản đã ra đời: bảo quản ở điều kiện thường, bảo quản bằng khí gas, bảo quản ở nhiệt độ thấp, trong đó phải kể đến công nghệ MA và CA. Nguyên nhân của việc ứng dụng phương pháp này là do trong điều kiện bảo quản lạnh, do việc hạ thấp nhiệt độ đến mức thấp nhất có thể làm hư hỏng hoặc bị tổn thương lạnh. Việc làm chín quá trình chín tại khí quyển ở trong phòng bảo quản được thay đổi bởi quá trình làm giảm lượng O2 và tăng lượng CO2 . Phương pháp CA là quá trình công nghệ tiên tiến nhất được sử dụng để kiểm soát chính xác các thành phần khí quyển trong container trong suốt toàn bộ hành trình của lô hàng. Kiểm soát bầu không khí có thể tăng tuổi thọ sau thu hoạch của một số dễ hư hỏng 2-3 lần dài hơn các phương pháp khác. Về cơ bản MA và CA giống nhau, chỉ khác nhau ở mức độ kiểm soát. Tuy nhiên, CA là chính xác hơn trong việc kiểm soát mức độ khí. Những lợi ích tiềm năng quan trọng của MA / CA mang lại: Làm chậm quá trình chín và hô hấp chậm lại, tốc độ sản xuất ethylene. Trực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hưởng đến tác nhân gây bệnh sau thu hoạch, giảm sự cố sâu bệnh và mức độ nghiêm trọng. Giảm bớt các rối loạn quả sinh lý như tổn thương lạnh. Công cụ hữu ích để kiểm soát côn trùng trong một số mặt hàng để đáp ứng yêu cầu kiểm dịch thực vật của nước nhập khẩu. Mức độ phù hợp của khí (O2 và CO2) là điều cần thiết để đạt được những lợi ích tiềm năng. Trong phạm vi của bài tiểu luận, nhóm xin được trình bày cái nhìn tổng quát về phương pháp bảo quản bằng khí quyển điều chỉnh CA. 2. NỘI DUNG Khái niệm. Điều kiện tiến hành. Các yếu tố cần theo dõi. Yêu cầu về kho. Các trang thiết bị. Cách tiến hành(ứng dụng). An toàn khi sử dụng. 2.1 Khái niệm: CAS là từ viết tắt của Controlled atmosphere storage – bảo quản bằng khí quyển điều chỉnh. CA: môi trường thấp O2 hoặc/ và cao CO2. Được điều chỉnh liên tục bằng việc đo hoặc chỉnh lý thông qua quá trình bảo quản, thường được sử dụng trong các kho bảo quản cố định ( kho chuyên dùng cho bảo quản CA ) hoặc ở các khoang của tàu hay container. Công nghệ kiểm soát không khí sử dụng hệ thống máy tính để theo dõi và kiểm soát bầu không khí trong container, kho bảo quản và điều chỉnh trong suốt chuyến đi. Các hệ thống này cũng ghi lại những thay đổi trong thành phần khí quyển trong suốt hành trình của thùng chứa và cung cấp một bản in cho mục đích kiểm soát chất lượng. Các thành phần của bầu không khí kiểm soát việc vận chuyển hàng hóa cụ thể. Điều kiện khí quyển tùy chỉnh phù hợp với cung cấp một môi trường tối ưu cho từng mặt hàng. Một số sản phẩm được bảo quản bằng khí quyển điều chỉnh: táo, cà chua, chuối, đào, bông cải xanh, măng tây, quả bơ, xoài, hoa cắt cành và thịt ướp lạnh,… 2.2. Điều kiện tiến hành bảo quản trong không khí có điều chỉnh: 2.2.1 Các điều kiện bảo quản nông sản; Để tiến hành bảo quản trong không khí có điều chỉnh đối với mỗi loại nông sản sao cho phù hợp với điều kiện của mỗi quốc gia khác nhau ta cần chú ý đến điều kiện nhiệt độ, nồng độ O2 và CO2. Sau đây là 1 số bảng thể hiện các điều kiện đó: Bảng 1: Điều kiện tiến hành bảo quản đối với táo Golden Delicious ở 1 số quốc gia: Country %O2 %CO2Temperature 0CAustralia(Victoria)1.51.00.0Belgium2.02.00.5Brazin 1.5-2.53.0-4.51.0-1.5Canada 2.52.50.0China 2.0-4.02.0-3.00.0-2.0France 1.0-1.54.0-8.00.0-2.0Germany 1.0-2.03.0-5.01.0-2.0 Bảng 2. Điều kiện kiểm soát bầu không khí cho một số loài thực vật (từ Gormley, TR, năm 1985) Bảng 3.Điều kiện kiểm soát bầu không khí đối với một số loại trái cây (từ Gormley, TR, 1985) 1.Trong bơ, CA làm giảm tổn thương lạnh và sự chậm trễ làm mềm. 2. Làm mát trước khi bảo quản bằng CA là cần thiết. 3. Kiwi bị hư hỏng do CO2 cao, O2 thấp. Một lượng nhỏ của ethylene phải được loại bỏ để bảo quản lâu dài. 4. Làm mát là cần thiết để để bảo quản bằng CA tốt. 5. Giống khác nhau xử lý khác nhau trong CA, một số giống dễ bị tổn thương bên trong. 2.2.2 Etylen trong bảo quản bằng phương pháp CA: Trong điều kiện O2 thấp, làm giảm C2H4 và tăng CO2 , chính việc tăng CO2 này có tác dụng ngăn ngừa sản sinh ethylene. Ethylene có thể tích tụ trong phòng CA và làm ảnh hưởng đến chất lượng của quả bảo quản. Vì vậy, nếu ethylene được loại thải thì tính kinh tế cao nhưng điều này không dễ. Trong điều kiện thương mại người ta dùng phương pháp lọc C2H4 mang lại hiệu quả kinh tế cao. Người ta loại C2H4 bằng cách: sử dụng chất hấp phụ như thuốc tím, lọc etylen thông qua việc lọc CO2 bằng phương pháp sử dụng CaCO3 để ngăn ngừa quá trình chín sản sinh CO2. Ví dụ: Đối với kiwi, ethylen thấp hơn 20 phần tỉ là cần thiết để tránh tăng tốc độ làm mềm thịt, và loại bỏ ethylen cần thiết cho cả lưu trữ bằng không khí điều chỉnh và không khí lạnh. 2.2.3. Xử lý hóa chất trước bảo quản: +) Mục đích: nhằm kéo dài thời gian bảo quản, nâng cao hiệu quả của việc xử lý bằng CA. +) Phương pháp: Theo truyền thống, hầu hết các loại rau quả muốn lưu trữ dài hạn phải sử dụng bảo quản lạnh và CA đều phải xử lý hóa chất sau thu hoạch. Trong những năm gần đây, điều này đã trở thành khó chấp nhận trên thị trường và rất nhiều nghiên cứu CA gần đây hướng tới làm giảm sự phụ thuộc vào xử lý hoá học. Một số chế độ CA mới (ví dụ 5% CO2/1%O2 cho giống táo Bramley’s) đã được phát triển 1 cách đặc biệt để làm giảm nhu cầu xử lý hoá chất nhưng trong sản xuất thực tế vẫn còn sử dụng hoá chất sau thu hoạch. Có thể xử lý bằng các phương pháp xử lý thông thường sau thu hoạch ngâm thùng trái cây vào nước có chứa hỗn hợp hoá chất cần thiết. Phải thực hiện việc tư vấn về cách thức xử lý và xử lý với nồng độ cho phép trước khi tiến hành. Nhưng hiện nay, phương pháp này rất ít sử dụng. Tuy nhiên, người ta có thể sử dụng một số chất như DAP (Diphenylamine), Ethoxyquin,... nhằm ngăn ngừa bệnh, chống lại quá trình oxi hóa, hoặc là một số thuốc phòng trừ nấm như Carbendazim, Benzamin, Thiabendazole.Tuy nhiên, khi sử dụng bất kỳ hóa chất nào cũng phải nằm trong chu trình kiểm soát, nắm vững kỹ thuật canh tác và chương trình phun . 2.3 Các yếu tố cần theo dõi: 2.3.1 Etylen: Ethylene được gọi là khí chín, trong quá trình bảo quản hàm lượng chất khí này biến đổi và có xu hướng tăng lên, ảnh hưởng đến quá trình chín tiếp của rau quả và hậu quả là làm giảm thời gian bảo quản rau quả. Do đó, cần phải theo dõi yếu tố này trong suốt tiến trình bảo quản. Khí etylen được có thể được hấp thụ bởi các tinh thể thuốc tím.Nó được sử dụng thành công cho sản phẩm mới nhưng về lâu dài thì không có lợi trong môi trường CA. 2.3.2 Cacbon dioxy (CO2): Vai trò của CO2 ▪ Tạo môi trường kỵ khí ▪ Ức chế vi khuẩn và nấm mốc ▪ Nếu nồng độ CO2 trong kho bảo quản quá cao → giảm giá trị cảm quan sản phẩm. CO2 là sản phẩm hô hấp của sản phẩm cất trữ và do đó kiểm soát nó bằng cách loại bỏ không khí từ khí quyển cất trữ để duy trì tỷ lệ quy định. Nếu CO2 được kiểm soát bằng cách: xả ra với cả không khí hoặc khí nitơ. Lọc khí Cacbon thương mại thường được trang bị với thiết bị để kiểm soát thời gian, có thể kiểm soát đầy đủ tỷ lệ CO2. Hệ thống máy tính kiểm soát tự động sẽ tối ưu hóa hoạt động của máy lọc trong phòng nghiên cứu và đưa ra kiểm soát CO2 tốt nhất. Một máy lọc khí sẽ thường được sử dụng phục vụ một số phần và có thể hoạt động tại chỉ một phòng tại một thời điểm. 2.3.3 Oxy: Vai trò của Oxy: ▪ Cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí bắt buộc. ▪ Tham gia vào quá trình hô hấp hiếu khí, quá trình chín sau thu hoạch và lão hóa. ▪ Nếu thiếu Oxy: rau quả sẽ hô hấp yếm khí → cần duy trì nồng độ oxy ở mức tối thiểu trong kho bảo quản. Oxygen là khí quan trọng nhất để đánh giá trong một kho bảo quản hiện đại CA oxy thấp. Yêu cầu chính trong kiểm soát là lượng O2 thấp trong cất trữ. Điều này đạt được bằng kiểm soát số lượng không khí đưa vào kho lưu trữ phải phù hợp để thay thế lượng O2 do hô hấp của sản phẩm sinh ra. Để duy trì chính xác lượng O2 cất trữ, kho lưu trữ đầy đủ ...để cho phép phần lớn không khí được theo đồng hồ hơn là thông không qua kiểm soát rò rỉ. Kiểm soát tự động được xem là thiết yếu giữ mức O2 ở dưới 2% và phải giữ tỉ lệ này ổn định, được tự động hóa nhằm nâng cao chất lượng của quả trong cất trữ. 2.3.4 Độ ẩm: Độ ẩm và sự mất nước từ rau quả đang được bảo quản là những yếu tố rất quan trọng trong việc kéo dài thời gian bảo quản. Nó có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình làm lạnh đối với bảo quản bằng CA. 2.4 Yêu cầu về kho. 2.4.1 Kho bảo quản - Kích thước kho: Đầu tiên cần phải xác định kích cỡ và yếu tố chính xác định là tốc độ nhâp và xuất. Điều kiện bảo quản tối thích là làm đầy sản phẩm trong kho đối với sản phẩm cùng giống hoặc cùng loài trong vòng 2 – 3 ngày. Đối với kho trống thì nông sản nên được phân loại, đóng gói và đưa ra thị trường trong vòng 5 – 7 ngày. Thiết kế các khoang với kích cỡ có thể thay đổi tùy theo nông sản hoặc khu vực. - Kho bảo quản: phải được thiết kế kín để đảm bảo kiểm soát không khí tốt. - Bố trí thùng và khoảng cách giữa các thùng khác nhau: phụ thuộc vào từng loại hàng hoá và khu vực hoạt động, nhưng lưu trữ nên thiết kế đặc biệt với bố trí thùng và mô hình xếp chồng. + Điều này sẽ tránh được khoảng cách giữa các thùng bị quá mức hay không đủ dẫn đến lưu lượng không khí không chính xác và hiệu suất lưu trữ giảm. + Dễ dàng quan sát, theo dõi tình trạng của hoa quả tươi và chọn ra đâu là thùng có hoa quả ngon nhất. - Cần phải chú trọng đến công tác thiết kế buồng để có thể chịu đựng được áp suất không khí luôn ở mức độ cao. - Phải đặc biệt chú ý đến các mối hàn khí, đảm bảo nội khí phải được giữ kín ngay cả với những ống dẫn và dây cáp. - Ống dẫn dùng cho việc loai bỏ các nước ngưng tụ phải được thiết kế phù hợp để đảm bảo cho nước có thể thoát ra dễ dàng. - Cần chủ động lắp các thiết bị giám sát ở cửa hầm để thuận tiện trong việc đi lại, kiểm tra rau quả thường xuyên trong quá trình bảo quản. 2.4.2 Túi bảo quản ( túi điều chỉnh sức chứa) Trong kho CA là một hệ thống kín nhưng mà do những giới hạn về cấu trúc rồi áp suất của không khí ở trong phòng thì nó không thay đổi so với điều kiện thường, có thể được thay đổi bởi áp lực được thiết kế mà điển hình vào khoảng mức 180Pa với trọng lượng 0.7g. PV = RT. Đối với hệ kín CA khi nhiệt độ tăng 10C thì áp lực sẽ tăng: ∆P = [( 274/ 273) – 1] × 101.400 Pa = 370 ( 37 mmH2O . 1,5g ). Để tính một áp lực thay đổi khi tăng giảm 10C khi trong phòng bảo quản không khí có điều chỉnh. Đây chính là áp lực thay đổi và áp lực này cần phải được giải thoát bằng các van hoặc những thiết bị, và khi tăng 10C đó thể tích sẽ thay đổi 0.25%. ∆V = ( 274/ 273 – 1) ×0.7 = 0.25% + 0.7 là thể tích trống trong kho cần phải có các túi để giảm áp lực tăng lên do thay đổi nhiệt độ và thể tích. Việc sử dụng các túi bảo quản (expansion bag)(dùng trong CA) thường bằng polythene (có thể là polyetylen )- (một loại nhựa tổng hợp được dùng dưới dạng lá mềm dẻo, trong suốt chống thấm nước, cách điện..) Túi có kích cỡ từ 0.1 – 1 % thể tích của phòng CA và được liên kết với kho. Khi thể tích tăng do tăng nhiệt độ (khi máy lạnh tắt, quá trình rã đông) túi được làm đầy bởi các khí ga. Khi không khí được làm lạnh thì khí trong túi được trao đổi lại trong phòng. Túi BQ cũng có thể giúp việc giảm rò rỉ trong BQ khi áp lực thay đổi. Ở một số nơi, người ta có thể tiêm Nitơ vào hệ thống. 2.5 Các trang thiết bị: Một khía cạnh quan trọng của thiết kế của bất kỳ hệ thống lưu trữ CA là lựa chọn của máy móc thiết bị thích hợp nhất cho việc tạo ra và duy trì nồng độ khí chính xác trong kho.các chức năng sau đây cần được thực hiện. Loại bỏ oxy xung quanh. Loại bỏ khí CO2 được sản xuất bởi hô hấp. Bổ sung không khí để thay thế oxy tiêu thụ bởi sự hô hấp. Loại bỏ ethylene. Bổ sung khí CO2. Sự cần thiết đối với máy móc để thực hiện chức năng này phụ thuộc hoàn toàn vào nông sản lưu trữ và chế độ lưu trữ. Kích thước của thiết bị phụ thuộc vào tỷ lệ hô hấp của sản phẩm. Đây là yếu tố có thể có các biến thể rộng, những thông tin đó không phải là phổ biến rộng rãi. -Hệ thống CA bao gồm: Hệ thống thổi khí. Hệ thống buồng chuyên dùng. Thiết bị xác định các chỉ 2.5.1 Hệ thống thổi khí: 2.5.1.1 Bơm nitơ +)Mục đích: Máy sản xuất khí nitơ được sản xuất khá thành công trong việc điều chỉnh không khí trong môi trường CA và chỉ có 1 máy có thể sử dụng cho việc loại bỏ CO2 và O2. +) Phương pháp: Việc giảm nhanh nhất trong mức độ O2 trong khí quyển thu được bằng cách sử dụng máy phát điện nitơ (hiện nay hệ thống này được sử dụng rộng rãi), hoặc bằng cách cho N2 lỏng. +) Ưu điểm: . Khi một hệ thống phi sinh học được sử dụng, O2 có thể được giảm xuống mức 6-8% trong vòng 24 giờ và sau đó giảm đến mức mong muốn để lưu trữ có thể diễn ra thông qua hô hấp. +) Nhược điểm: hiệu quả thấp hơn so với máy lọc khí cacbon trong việc loại bỏ CO2 và tốn nhiều điện năng. +) Lưu ý khi sử dụng: Tính khả thi về kinh tế gần như được quyết định bởi tốc độ hô hấp của sản phẩm dự trữ và nồng độ CO2 trong phòng. Người ta thấy rằng: N2 ở những nồng độ khác nhau, tốc độ hô hấp thay đổi và có khả năng giảm bớt trong thời gian hoạt động mạnh. Có thể sự lặp lại tăng dần để sản phẩm cuối cùng đạt yêu cầu. Đây là phương pháp phổ biến trong một số khu vực (Thái Bình Dương bờ biển Mỹ) để kiểm soát CO2 với một dòng chảy liên tục của nitơ nhằm điều chỉnh luồng khí để duy trì mức độ mong muốn, khí N2 được cung cấp tự động bằng cách điều khiển máy tính việc mở đóng công tắc khi có yêu cầu. Việc giảm mức độ O2 bên trong các phòng lưu trữ về mặt sinh học đạt được bằng sự hô hấp của trái cây, hoặc bằng cách đốt cháy O2, hoặc bằng cách thay thế không khí bằng nitơ. Trong trường hợp đầu tiên, giảm O2 xuống đến một mức độ trạng thái ổn định diễn ra trong vòng 15-25 ngày, sau đó không còn ổn định. Khi một hệ thống phi sinh học được sử dụng, O2 có thể được giảm xuống mức 6-8% trong vòng 24 giờ. Giảm mức độ O2 có thể đạt được nhanh chóng chỉ khi quả đã đạt đến một nhiệt độ thấp hơn 5°C. Tuy nhiên, mất thời gian và làm lạnh, để không gây ra ngạt, sẫm màu bề mặt, hoặc bên trong các lớp đầu tiên của xác thịt trái cây, hoặc hốc được hình thành bên trong các mô của lõi. 2.5.1.2 Máy lọc khí cacbon Thành phần của hỗn hợp khí bên trong phòng bảo quản CA thay đổi liên tục do các hoạt động trao đổi chất của rau quả được bảo quản và máy lọc là cần thiết để hấp thụ CO2 dư thừa. +)Việc lọc CO2 thường được phân loại theo chất hấp thụ (tức là hóa học hay vật lý): Ca(OH)2, NaOH, H2O, zeolit, than hoạt tính. Máy lọc sử dụng than hoạt tính hiện nay là phổ biến nhất. +)Cấu tạo: bao gồm một buồng lọc cacbon hoạt tính, một áp suất thấp thông gió, hệ thống vận chuyển không khí, một đơn vị điều khiển, và một hệ thống đệm. Lọc khí sử dụng điện tử tiên tiến điều khiển PLC và một bảng điều khiển gắn kết Carbon Dioxide được phân tích liên tục nhằm theo dõi tình trạng của carbon. 2.5.1.3 Loại bỏ khí ethylene: Loại bỏ khí ethylene trong kho bảo quản là tác động có lợi cho kho và chất lượng rau quả. +) Phương pháp: Khí ethylene có thể được hấp thụ bởi các tinh thể thuốc tím. Nó được sử dụng thành công cho sản phẩm mới nhưng về lâu dài thì không có lợi trong môi trường CA. +) Ưu điểm: Máy hút khí ethylene được sử dụng có lợi khi dùng để loại bỏ khí etylen cũ bằng chất xúc tác là kim loại quý ở nhiệt độ cao. +) Nhược điểm: Cần tốn kém về vốn và năng lượng để làm khí nóng lên và làm lạnh lần nữa đến mức chấp nhận được. +) Giới thiệu một số thiết bị loại bỏ Ethylene: *) GCS560 Ethylene Analyser (Máy phân tích ethylene) Các GCS560 phân tích là một công cụ được cấu tạo khá đơn giản có thể đọc trực tiếp nồng độ ethylene trong một khu vực bảo quản. Điều kiện tiến hành: phòng có nồng độ ethylene thấp, việc đo lường, phân tích phải tiến hành trong điều kiện thông gió, và độ chính xác của phân tích cao. Độ phân giải tối thiểu là 0,2 ppm do đó công cụ này rất hữu ích cho hầu hết các sản phẩm. Lưu ý: Carbon Monoxide làm hạn chế tính hữu dụng của nó trong các khu vực có hóa thạch nhiên liệu xe đang hoạt động. *) Hấp thụ Ethylene Đây là một hệ thống điều chỉnh ethylene và các vi sinh vật có hại khác một cách linh hoạt, đảm bảo vệ sinh môi trường. +) Phạm vi ứng dụng: Sản xuất, vận chuyển, xuất khẩu, hoặc các doanh nghiệp khác mà đối phó với việc lưu trữ các loại trái cây và rau quả có thể có lợi bằng cách sử dụng máy Ethylclean. Bằng cách làm giảm mức ethylene trong phòng lưu trữ lạnh, Ethylclean có thể tăng doanh số bán hàng sản xuất, giảm tổn thất thông qua thối, và cải thiện chất lượng hình ảnh siêu thị. Máy Ethylclean sử dụng các hạt BI-ON hấp thụ ethylene, các bào tử nấm, vi khuẩn và mùi hôi thối. Độ cứng, màu sắc, và độ tươi của sản xuất được duy trì, do đó làm giảm chất thải. Các hạt BI-ON được dùng một lần, và tương thích với sản phẩm hữu cơ, họ không để lại bất kỳ dư lượng hóa chất trên thực phẩm (nonadditive). *) Bộ lọc Ethylene: Các bộ lọc Ethylene là một hệ thống xử lý không khí linh hoạt, đảm bảo vệ sinh môi trường. +) Phạm vi ứng dụng: Các chủ hàng, xuất khẩu, hoặc các doanh nghiệp bán lẻ khác mà đối phó với việc lưu trữ các loại trái cây, rau, hoặc hoa có thể có lợi bằng cách sử dụng các bộ lọc Ethylene. Bằng cách làm giảm mức độ ethylene trong làm mát bán lẻ hoặc các thùng vận chuyển các bộ lọc có thể tăng doanh số bán hàng, giảm tổn thất thông qua thối, và cải thiện chất lượng hình ảnh siêu thị. 2.5.1.4 Bổ sung khí CO2 +) Mục đích: Đặc trưng cho hệ thống kho bảo quản, việc bổ sung CO2 là cần thiết. Điều này luôn cần cho việc cất giữ hoa quả hoặc thịt gia cầm trong thời gian ngắn. Nồng độ CO2 cao đồng thời với nồng độ O2 thấp, nên bổ sung CO2 là cần thiết cho việc bảo quản quả và rau trong môi trường CA. Khí CO2 thoát ra từ bình chứa có điều chỉnh áp lực, thay đổi nồng độ khí CO2 bằng cách làm nóng khí, phương pháp này chỉ áp dụng cho luồng khí có tốc độ thấp. Tốc độ bay hơi của luồng khí có ảnh hưởng đến nồng độ CO2, nên cần đến 1 lượng nhiệt đáng kể. Phương pháp khác là làm bốc hơi CO2 lỏng ngay trong lọ. CO2 được làm hóa hơi đi trong những ống truyền , sau đó khí trong lọ có thể thoát ra trong vài phút có điều chỉnh. Ở trong lọ hàm lượng CO2 khoảng 34kg. Khi được cung cấp nhiều, CO2 có thể bốc hơi lập tức ngay trong kho. Nó sẽ làm kho mờ đi, và làm khô lập tức, làm phân tán không khí. Khí thoát ra có áp suất cao và nhiệt độ thấp, ở vị trí thoát ra rất quan trọng. Ví dụ: Tác động của hơi lạnh làm bốc hơi 175kj/kg CO2. Điều này tương đương với 6000kJ cho 34kg khí trong lọ (5600btu). Khả năng tốc độ làm lạnh 100 tấn hoa quả là 100.000 kJ trong 1h (95000 btu/hr). Sự thoát hơi khí trong 1 lọ tương đương với 4 phút làm lạnh trong 100 tấn sản phẩm. Ống dẫn khí CO2 lắp đặt vào trong kho với lỗ thoát hơi lắp vào vị trí phù hợp. Ống này dài khoảng 12mm làm bằng đồng và đặt ở vị trí thuận lợi để kết nối với nhau. Ống có độ dài lớn nhất là 10m, nó sẽ giúp làm tăng nhiệt độ của CO2 trước khi cho vào kho. Khi CO2 được bơm vào phòng phải có 1 van mở để thông gió và không gây áp lực . 2.5.2 Hệ thống buồng chuyên dụng: 2.5.2.1 Dòng chảy thông qua hệ thống: Số lượng sản xuất nhỏ, từ 1 và 5 kg được đặt trong lọ hoặc bao gói khí chặt chẽ. Những thùng chứa được đặt trong một căn phòng lạnh ở nhiệt độ yêu cầu kiểm soát. Thông thường, sử dụng hai hoặc ba phòng lạnh, với nhiệt độ khác nhau và nhân rộng có sản phẩm tương tự và hỗn hợp khí. Mỗi bình sẽ có hỗn hợp khí được lựa chọn chảy qua nó.Tốc độ dòng chảy phải có đủ để đảm bảo rằng sự hô hấp sẽ không có ảnh hưởng đáng kể đến áp suất bình, nhưng không quá nhiều làm khô sản phẩm. 2.5.2.2 Hệ thống cabinet: +) Mục đích: kiểm tra mẫu với một số lượng lớn (có thể từ 30 đến 100kg). +)Cấu tạo: Cabinet này nên làm bằng vật liệu trơ nhằm ngăn chặn sự nhiễm bẩn mẫu thử. Cabinet thường được xây dựng bởi polypropylen, nhưng cabinet thành công được làm từ thùng hình ống đựng dầu có nắp kín. Nắp trong suốt có thể xem trực tiếp kiểm tra sản xuất. Cabinet này phù hợp trong bảo quản lạnh, nó là một sự lựa chọn của kho ở những nhiệt độ khác nhau. Sự phân bố khí là cần thiết trong Cabinet nhằm đảm bảo tốt khí trộn và ngăn chặn gradient nhiệt độ trong sx. Quạt DC điện áp thấp có mức điện năng thấp sẽ an toàn trong môi trường ẩm ướt. Nó rất hữu ích để đo chính xác nhiệt độ trong mỗi Cabinet, khi nhiệt độ trong sản xuất cao hơn phòng lạnh do sự hô hấp của sản phẩm. +) Phương pháp tiến hành: với một container khối lượng lớn cho phép 1 mẫu khí thử chiết xuất và phân tích trên cơ sở thông thường, sau đó hoàn lại mẫu phân tích nhằm đảm bảo khối lượng được duy trì. 2.5.3 Các thiết bị đo đạc: Kiểm soát tự động các điều kiện trong cất trữ CA là hệ thống chuẩn thực tế trong hầu hết cất trữ CA mới. Hệ thống kiểm soát tự động điển hình se có thể thực hiện trên một phạm vi rộng các chức năng. - Đo lường oxy - Đo lường CO2 - Đo lường nhiệt độ cảm biến. - Đo lường độ ẩm - Đồng hồ.... - Đồng hồ cao và thấp trên thông số đo lường - Tự động hóa hệ thống chuẩn của phân tích - Bản in và lưu trữ điện tử của dữ liệu - Kiểm soát thông gió - Kiểm soát xả nitơ. - Kiểm soát máy lọc CO2 - Kiểm soát nhiệt Việc cất giữ sản phẩm thành công bằng điều chỉnh không khí, chủ yếu nhờ sự chính xác của thiết bị đo đạc trong 1 khoảng thời gian. Hầu hết sản phẩm hư hỏng xuất hiện do dụng cụ đo hỏng và 1 vài lí do khác. Việc trang bị dụng cụ đo nhiệt độ và các khí là cần thiết. Các thiết bị này có nhiều loại từ dụng cụ chuyển được đến việc hoàn thành hệ thống điều chỉnh tự động trên máy tính. Tuy nhiên, phải bắt buôc nhập vào máy tính hoặc được tự động nếu lúc đàu phương pháp đó không chính xác hoặc sử dụng cho công việc không phù hợp thì sẽ không giá trị 2.5.3.1 Đo lường nhiệt độ *) Mục đích: Điều quan trọng là phải theo dõi cẩn thẩn nhiệt độ bên trong của kho bảo quản. Nếu nhiệt độ quá thấp, chấn thương lạnh có thể xảy ra, còn nếu nhiệt độ quá cao thời gian lưu trữ sẽ giảm.Điều này đặc biệt quan trọng với các loại táo (Cox và Bramley) được trồng ở châu Âu, nơi nhiệt độ lưu trữ khoảng 40C. *) Cách tiến hành: Nó đã được thực hành phổ biến ở Anh trong hơn 30 năm bằng cách sử dụng một số các đầu dò nhiệt độ điện hay "giọt" trong mỗi kho bảo quản để theo dõi chính xác cả không khí và nhiệt độ trái cây ở các vị trí khác nhau trong suốt thời gian bảo quản. Ở Mỹ và nhiều nước châu Âu, việc thực hành cũ là sử dụng một hàm lượng thủy ngân trong nhiệt kế thủy tinh lơ lửng trong kho bảo quản nhưng có thể nhìn thấy qua cửa sổ. Điều này đã cho kết quả khả quan và dễ dàng hơn để lưu trữ giống. Với xu hướng gần đây để kéo dài tuổi thọ lưu trữ, và để giảm tiêu thụ năng lượng bằng cách giảm thời gian điều hành, nhiều thiết bị thăm dò ngày càng trở nên phổ biến trong các phòng CA hiện đại. *) Một số lưu ý: Số lượng tối thiểu được đề nghị của đầu dò là 50 tấn hoặc nhỏ hơn, tăng đến 4 100 tấn và 5 hoặc 6 trong các phòng lớn hơn. Một thăm dò nên được sử dụng để theo dõi nhiệt độ của không khí tự do lưu thông trong căn phòng và phần còn lại được đặt trong trái cây tại các địa điểm khác nhau để đo nhiệt độ quả thực tế. Trong một kho bảo quản hoa quả được thiết kế đúng, bạn có thể mong đợi sự chênh lệch nhiệt độ trong suốt căn phòng nhỏ hơn 0,50C và nó là khá bình thường cho điều này là 0,20C. Độ chính xác của đo lường phải được tốt hơn ± 0,20C và sữa chữa phải được thực hiện khi kiểm tra đặc điểm kỹ thuật của nhà sản xuất rằng các lỗi của công cụ và thăm dò được đưa vào xem xét. Độ chính xác của thăm dò và dụng cụ cần được kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần bằng cách so sánh với tài liệu tham khảo chính xác được biết đến. Trộn hỗn hợp nước đá / nước là tốt cho này hoặc cách khác, một sự so sánh có thể được thực hiện với một nhiệt kế cầm tay với một giấy chứng nhận độ chính xác cao. Điều cần thiết là cả hai thiết bị thăm dò ở nhiệt độ tương tự, và khuấy nước là tốt nhất cho điều này 2.5.3.2 Nhiệt độ cảm biến +) Nguyên lý hoạt động: Tất cả các hệ thống đo lường nhiệt độ về cơ bản phụ thuộc vào bộ cảm biến đo lường. +) Ở những kho cũ: người ta thường sử dụng bạch kim nhiệt kế kháng với độ chính xác là ±0,250C. Tuy nhiên thiết bị có nhiều khuyết điểm(thường gây ra lỗi do cảm biến có khả năng đề kháng thấp,…) hiện nay ít được sử dụng. Một loại cảm biến đã được sử dụng trong các phòng lưu trữ là cặp nhiệt điện. Thiết bị này tương đối rẻ nhưỡng độ chính xác không cao ( ±0,50C ), ngoài ra còn có yêu cầu về dây cáp, điện áp đầu ra phải nhỏ (thường là 40 microvolts mỗi 0C).Cặp nhiệt điện là những cảm biến rất tốt và hữu ích cho các ứng dụng nhiệt độ cao nhưng không phù hợp để sử dụng trong các kho bảo quản lạnh hiện đại . +) Phạm vi ứng dụng: Nhiệt điện trở có độ chính xác của cảm biến là sử dụng rộng rãi trong các cửa hàng trái cây, có nhiều thuận lợi. 2.5.3.3 Đo lường Oxy và Cacbon dioxide: Có rất nhiều hệ thống kiểm soát khí trong phòng CA. Carbon dioxide và các cảm biến oxy nằm trong bầu không khí lưu trữ, và gửi một tín hiệu điện áp thấp để điều khiển có thể được gắn bên ngoài kho. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết cho ống mẫu hoặc máy bơm, và cho phép đọc kết quả liên tục. Hệ thống kiểm soát khí có thể mở rộng 6-62 phòng. Nó cung cấp các thiết lập cá nhân trong mỗi phòng, chế độ lưu trữ cho bất kỳ khí và nhiệt độ nào. Hai màn hình hiển thị thu nhỏ / bộ điều khiển đối với oxy và cacbon dioxide. Nó có chức năng kiểm soát như sau: kiểm soát đầu ra cho các kho thông gió khi oxy thấp, kiểm soát đầu ra cho thanh lọc nitơ khi oxy cao, hoặc khi carbon dioxide cao, kiểm soát đầu ra cho việc rửa trôi khi dioxide carbon cao; và kiểm soát đầu ra tùy chọn để thêm CO2 khi dioxide carbon thấp. 2.5.3.4 Ethylene đo lường Đã trình bày ở phần 2.5.1.3 2.5.3.5 Đo lường về độ ẩm. Sự thoát ẩm của sản phẩm cất trữ trong tủ lạnh phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất hơi giữa sản phẩm với khí quyển khi bảo quản lạnh. Điều này có thể quan sát được với đo lường RH trong khí quyển bảo quản, nhưng nó không thực tế. Tỷ lệ RH cao (90%- 99%) thì không dễ để đo lường chính xác với một chi phí hợp lý và thậm chí nếu có chính xác thì cũng khó để giải thích kết quả do hoạt động liên tục của tủ lạnh. Trong cất trữ kín như phòng CA, khi khối lượng tương đối nước trong không khí vẫn không đổi, một sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ cũng có thể tác động đáng kể RH. Ví dụ: Đo lường RH là cần thiết và dễ thực hiện như ở 65-85% sử dụng trong cất trữ hành tây. Mô hình điện dung RH cảm biến có thể đưa lại sự phục vụ tốt trong ứng dụng này với chính xác ± 2% dễ dàng đạt được. Khi độ ẩm trên 90% kĩ thuật chính xác giảm ± 5% bình thường hiện nay. 2.5.3.6 Hệ thống lấy mẫu khí +) Mục đích: lấy mẫu khí, phân tích để giám sát thành phần khí trong bảo quản CA. +) Phương pháp: Điểm lấy mẫu khí có thể được điều khiển từ xa từ bất kì mục nào hoặc lối ra nào đó của thiết bị CA. Nơi tốt nhất là lưng chừng nơi gần máy tản nhiệt. Một bộ lọc có thể sử dụng để lọc nơi cuối của ống lấy mẫu nhằm ngăn chặn rác hoặc côn trùng xâm nhập vào hệ thống. Tuy nhiên nếu phòng bảo quản hoạt đọng dưới 00C thì bộ lọc bị ảnh hưởng. Ống kết nối có các điểm lưa trữ mẫu để đo vị trí gần 6mm bên trong đường kính giúp chống lại sự đóng blok với nước. Ngưng tụ có thể xảy ra trong dòng mẫu khi dòng lạnh hơn nhiệt độ khí quyển cất trữ. Dòng có thể luôn nghiêng về phía kho bảo quản hoặc vị trí phân tích để đảm bảo sự ngưng tụ của dòng chảy đi. Nếu dòng chảy tiếp xúc với thời tiết rất lạnh như dự kiến , vết nóng có thể được xem xét để chống lại sự ngưng tụ đông lạnh. Điều này rất quan trọng trong hệ thống điều khiển tự động trong đó mẫu được thực hiện thường xuyên hơn và điều kiện cất trữ phụ thuộc vào kiểm soát tự động. Bơm là cần thiết để hút mẫu ra từ kho cất trữ và cung cấp đủ áp suất cho phân tích. Nó là quan trọng là máy bơm cũng không kéo dài được trong không khí xung quanh và đầu ra là dầu tự do. Một máy bơm kiểu màng là phù hợp nhất nhưng phải thường xuyên kiểm tra màng. Đo khí không chính xác do tách màng dẫn tới thiệt hại nghiêm trọng gây ra cho trái cây. Máy lọc và máy tách màng là cần thiết đê đảm bảo cho mẫu sạch và nước tự do trươc khi đưa vào phân tích nghiêm cứu. +) Một số lưu ý khi tiến hành: Lấy mẫu trong khí quyển điều chỉnh một cách cẩn thận. Phân tích phải được trình bày với mẫu để đo lường là rõ ràng, giọt nước và tiêu biểu của khí trong khí quyển cất trữ. Thời gian thực hiện quan sát mẫu này có thể ngắn như có thể giảm thời gian chờ đợi cho kết quả khí. Không khí bị rò rỉ vào dòng mẫu đó có thể là tai họa trong cất trữ CA. Điều này có thể được chống lại bằng cách cách chăm sóc trong cài đặt và thử nghiệm. Vật liệu ống có thể là ống đồng hoặc nhựa hạng nặng điều này để ổn định chống lại sự suy thoái UV. Nhiều ống nhẹ linh hoạt trở nên giòn và nứt trong một thời gian. Ống có thể cài đặt nếu tất cả cần thiết. Ống đồng có thể...được ưu tiên hơn để sử dụng làm ống kết nối. Sự nối trong cất trữ có thể không cần để sử dụng loại điện tích đệm làm chổ nối hơn ống lọc thông thường. Dòng mẫu phải chấm dứt trực tiếp ở nơi mà rò rỉ để chống lại sự lây nhiễm chéo trong mẫu. Khi tất cả dòng mẫu phải được thử nghiệm rò rỉ chân không, việc này phải được lặp lại hàng năm. 2.6 Cách tiến hành: Hiệu quả của phương pháp CA phụ thuộc: -Các loài cây trồng. -Các giống cây trồng. -Nồng độ các chất khí trong kho. -Nhiệt độ. -Mức độ trưởng thành của cây trồng khi thu hoạch. -Mức độ chín của trái cây hô hấp đột biến. -Các điều kiện phát triển trước khi thu hoạch. -Sự có mặt của ethylene trong kho bảo quản. ● Ứng dụng: sản phẩm khó bảo quản, có giá trị kinh tế cao. CA áp dụng chủ yếu đối với táo, sau đó là cải bắp, xà lách, quả bơ, măng tây, chuối,… Đối với phươgn pháp bảo quản bằng khí quyển điều chỉnh CA, mỗi loại nông sản sẽ có những công thức riêng về thành phần khí, nhiệt độ, độ ẩm, thời gian bảo quản. Do đó, để hiểu được tiến hành chúng ta cùng tìm hiểu tiến trình áp dụng CA đối với một sood loại nông sản cụ thể: 2.6.1 Táo: Táo Xử lý sơ bộ Rửa sấy  Bọc sáp Phân loại kích thước Đóng gói Làm lạnh sơ bộ Bảo quản CA *) Thuyết minh quy trình: Táo sau khi thu hoạch về sẽ được xử lý sơ bộ: bằng hóa chất, sau đó đem rửa sạch nhằm loại bỏ tạp chất bề mặt, rồi đem sấy nhằm làm khô bề mặt. Sau đó táo sẽ được bọc sáp với mục đích là làm giảm áp lực của quả khi ở trong phòng bảo quản do đó tránh được những tổn thương. Tiếp theo chúng được phân loại theo kích thước, rồi đóng gói. Sau đó chúng được làm lạnh sơ bộ bằng nước (Hydro cooling)- Một loạt các thiết bị làm ẩm cũng có thể được sử dụng để thay thế cho độ ẩm trong không khí, đã được cô đặc trên các cuộn dây làm mát của các đơn vị làm lạnh. Chúng bao gồm đĩa quay ẩm nơi nước bị buộc phải ở tốc độ cao vào một đĩa quay. Một kỹ thuật, mà vẫn giữ được độ ẩm cao trong kho bảo quản là thông qua làm mát thứ cấp để cuộn dây làm mát không đi vào mà tiếp xúc trực tiếp với không khí lưu trữ. Các đường ống môi chất lạnh được đắm mình trong một thùng nước để nước được đông lạnh. Băng sau đó được sử dụng nước lạnh và nước được chuyển đổi để phạt tiền sương mù, được sử dụng để làm mát và độ ẩm không khí lưu trữ. Rồi được đưa đi bảo quản trong môi trường CA. 2.6.2 Chuối : Nguyên lý của phương pháp này là giảm nồng độ O2 và tăng nồng độ CO2 nhằm hạn chế cường độ hô hấp và kéo dài thời hạn bảo quản. Chế độ bảo quản CA của chuối:  Nhiệt độ: 10 - 16oC;  CA: O2: 2 - 5%, CO2: 2 - 5%;  Thời gian bảo quản: 6 - 8 tuần. Đối với chuối được vận chuyển bằng đường biển:  Nhiệt độ:12 - 16oC; CA: O2 = 2 - 5%, CO2 = 2 - 5%; Thời gian bảo quản: 6 tháng. 2.7 An toàn khi sử dụng: 2.7.1 Quy định: Khi tiến hành phương pháp CA cần đảm bảo một số quy tắc sau: *)Trước khi bắt đầu quá trình lưu trữ: - Kiểm tra sự rò rỉ của tất cả các đường lấy mẫu khí. - Kiểm tra tất cả các dụng cụ đo nhiệt độ cho chính xác - Kiểm tra tất cả các máy phân tích và điều khiển hoạt động một cách phù hợp - Kiểm tra chặt chẽ các lưu trữ bị rò rỉ và vượt qua các kiểm tra áp lực được khuyến cáo -Kiểm tra sự rò rỉ của các máy lọc và máy phát điện nitơ và vận hành đúng . *)Trước khi cho nông sản vào kho: - Kiểm tra phân tích các khoáng chất của trái cây ở mức có thể chấp nhận được ( đặc biệt là cho việc lưu trữ lâu dài). - Kiểm tra lượng hóa chất được sử dụng với nồng độ chính xác. - Trước tiên phải làm mát kho lưu trữ . -Nạp và đạt được các điều kiện càng nhanh càng tốt. *)Trong suốt quá trình nạp: -Kiểm tra xem kho lưu trữ đã được nạp thống nhất và đầy đủ chưa. -Kiểm tra các thiết bị đo nhiệt độ trong các thùng trái cây và đều được đặt trong suốt quá trình lưu trữ. *)Sau khi đóng kho: -Ngay sau khi đóng kho phải đo và ghi lại khí và nhiệt độ 2 lần 1 ngày. -Kiểm tra, phân tích hàng ngày với không khí mới. -Hiệu chỉnh các phân tích với kiểm tra khí 2 ngày 1 lần. -Đo và phân tích khí độc lập tại nhiều nơi trong kho trong khoảng thời gian hàng tuần. Nếu khác biệt lớn hơn 0,2% -Kiểm tra độ cứng, các biến đổi và hương vị của các mẫu trái cây trong khoảng thời gian hàng tháng. *) Trước khi mở kho: - Để làm giảm sự nguy hiểm của oxy thấp gây nguy hiểm cho nhân viên, các kho phải được thông gió một cách an toàn bằng cách sử dụng các dòng không khí sạch và được trang bị hệ thống hút dòng không khí bẩn (hôi) ra ngoài ít nhất là 24 giờ trước khi mở các cửa ra vào kho. -Khi các cửa được mở ra, phải cẩn thận và nhân viên không được phép vào kho để dở hàng cho đến khi chắc chắn bầu không khí được an toàn. -Khi lưu trữ tình trạng kiểm soát bầu không khí bị phá vỡ, điều quan trọng là phải nhanh chóng đưa sản phẩm ra thị trường và người tiêu dùng càng sớm càng tốt. 2.7.2 Mức oxi thấp: - Khí oxi sử dụng phải được kiểm soát và duy trì ở mức thấp để hạn chế quá trình hô hấp của RQ - Hàm lượng oxi trong kho lưu trữ thường thấp hơn 5%. - Với hàm lượng oxi thấp như vậy sẽ gây nguy hiểm cho con người nếu ở trong môi trường đó. Do đó: + Không nên nhậpnguyên liệu vào kho trong lúc hệ thống CA đang hoạt động. + Xung quanh khu vực kho phải có các biển báo cấm hay báo nguy hiểm. + Các cửa kho phải được đóng kín sau khi bắt đầu hoạt động. 2.7.3 Mức CO2 cao: Trong quá trình bảo quản thì rau quả vẫn tiếp tục quá trình hô hấp, sản sinh ra khi CO2, làm cho nồng độ CO2 tăng lên. Nếu phòng lạnh không đủ thông thoáng thì sẽ có thể gây ra nguy hiểm. Giới hạn CO2 trong phòng cho hoạt động của con người là: hoạt động liên tục (8h) 0,5%, 15 phút tiếp xúc với O2. Để đảm bảo không vượt quá tỷ lệ này cần giữ cho phòng được thông thoáng liên tục. Nếu CO2 vượt mức thì phải điều chỉnh và thông thoáng kịp thời. 2.7.4 Sự tích tụ CO: - Vì các phòng CA đều được xây dựng kín, các hoạt động của xe tải, thang máy, nhiên liệu trong phòng khí tải có thể gây ra khí CO, điều này rất nguy hiểm -Hiệu ứng sinh lý của CO đối với con người như sau: đơn vị tính theo (ppm) 50 : An toàn cho tiếp xúc liên tục 100: Không có hiệu ứng cảm nhận được 200: Có hiệu lực nhẹ sau sáu giờ 400: Đau đầu sau ba giờ 900: Nhức đầu và buồn nôn sau một giờ 1500: Chết sau một giờ. Theo Tổ chức y tế của Vương quốc Anh để an toàn cho con người thì giới hạn tối đa cho tiếp xúc liên tục (8h) là 50ppm và thời gian tiếp xúc tối thiểu (15 phút) là 300ppm. Việc sử dụng điều chỉnh Propane hơp lý có thể làm giảm lượng khí CO sinh ra ít hơn 1% nhưng điều này vẫn còn khá nguy hiểm và không nên sử dụng trong vùng không thoáng khí. Không nên sử dụng các loại xe tải nhiên liệu động cơ diezen hoặc lưu trữ bằng thông gió lạnh như khí thải trong phòng CA, sẽ gây nguy hiểm và ô nhiễm môi trường sản xuất, lưu trữ hàng hóa. 3. KẾT LUẬN Với việc bảo quản rau quả trong một môi trường được điều chỉnh khác so với điều kiện thường, tác đọng đến các hoạt động sinh lý sinh hóa của chúng theo hướng bất lợi và do đó kéo dài thời gian bảo quản cũng như duy trì chất lượng nông sản. Tuy nhiên việc áp dụng CA trong bảo quản nông sản còn phải nghiên cứu để đưa ra những phương pháp bảo quản nhằm giảm chi phí, áp dụng dễ dàng hơn. 4.TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.  HYPERLINK ""  2.Hệ thống điều khiển lưu trữ Inc trang Web,  HYPERLINK "" www.storagecontrol.com 3. HYPERLINK ""  4. Controlled atmosphere storage. Apractical guide – David Bishop.