Журнал "Овощи и фрукты", декабрь 2014 г.: Применение озона в хранении овощей и фруктов
На данный момент особенно остро востребованы технологии, направленные на увеличение сохранности и сроков хранения продукции в специализированных хранилищах, уменьшение количества применяемых в технологических процессах консервантов и ядохимикатов, а также снижение энергозатрат, связанных с длительным хранением готовой продукции.
К таким относятся новые разработки, связанные с применением наукоёмких технологий на основе электрофизических процессов. Наиболее эффективными и широко используемыми в мировой практике является ряд методик, основанных на применении озоновых технологий.
Как производят озон?
Озонатор (генератор озона) это устройство, которое производит озон из кислородосодержащих газов. Существует два основных вида генераторов озона – барьерные и безбарьерные. Их отличие заключается в наличии барьера – диэлектрика, который в сложных производственных условиях быстро загрязняется, что вызывает порчу оборудования. Современные – безбарьерные генераторы озона лишены этого элемента, что делает их работу надёжной и прогнозируемой.
Применение озоновых технологий - важный шаг на пути интенсификации ведения хозяйственных процессов на предприятии. Комплексный подход к применению систем, правильно подобранное оборудование и способы его эксплуатации, могут в значительной мере улучшить показатели работы хозяйства.
А что на практике?
Системы озонирования для овощехранилищ с использованием промышленных генераторов озона открывают новые возможности для увеличения экономического эффекта и решения различных задач, возникающих в процессе хранения продукции.
Комплексное применение систем озонирования для овощехранилищ позволяет добиться значительных увеличений показателей сохранности продукции. Озон эффективный дезинфектант уничтожающий плесень, бактерии, вирусы, микотоксины, в воздухе,в воде и на поверхностях. Правильно применять озонирование на всех этапах работы овощехранилища: для дезинфекции овощехранилища перед закладкой, для дезинфекции тары, для дезинфекции и дератизации в процессе хранения.
Специалистами Национального научного центра «Харьковский физико-технический институт» были спроектированы, изготовлены и внедрены в реальные производства промышленные системы для хранилищ. Системы вобрали в себя более чем 20 летний опыт разработок связанных с методами генерации, подачи и утилизации озона в условиях промышленных производств. Каждый узел системы озонирования возможно реализовать различными способами, но при интенсивной эксплуатации целесообразным является применение только определённых узлов – долгий путь, который прошла команда, позволил выделить наиболее эффективные и лаконичные решения, которые теперь повсеместно внедряются на хозяйствах, для увеличения сохранности и сроков хранения продукции.
Как правило, системы озонирования используются на хранилищах различных типов. Система озонирования монтируется на отдельной раме или на стене в любом месте хранилища. Система озонирования для хранилищ состоит из фильтра, осушителя, компрессора, генератора озона, блока управления с таймером, коллектора с расходомерами и системой распределения озона. Для генерации озона используется воздух, который подготавливается осушителем, затем компрессором подаётся на генератор озона. Озонатор из осушенного воздуха генерирует озон, который используется для обработки хранилища.
Хотелось бы более подробно остановиться на каждом из узлов системы. Фильтр и осушитель служат для подготовки рабочего газа, которым выступает атмосферный воздух.Озон генерируется при помощи генератора озона, из кислорода, который находится в атмосферном воздухе. Генератор озона является самым главным элементом системы. Озонатор определяет срок эксплуатации системы, её общее строение. Эксперты Национального научного центра «Харьковский физико-технический институт» являются разработчиками и производителями промышленных безбарьерных генераторов озона – еденственного типа озонаторов, чья эксплуатация возможна на промышленных хранилищах, в условиях высокой влажности и запыленности. После генерации озон подаётся по специальной, озоностойкой трубопроводной разводящей сети – важным является материал, из которого она изготовлена. Путём проведения экспериментов удалось выбрать легкодоступный, относительно не дорогой и простой в монтаже и эксплуатации материал. Для увеличения эффективности использования рабочей силы и уменьшение затрат времени система комплектуется блоком управления с программируемым таймером, что позволяет задавать время автоматического включения и выключения системы.
Мнение экспертов
Эффективность применения озона обусловлена универсальностью его воздействия и простотой утилизации. Его высокая окислительная способность приводит к уничтожению большинства патогенных микроорганизмов, при этом у них не возникает резистентности (устойчивости) при повторном применении. Регулярное озонирование обуславливает кумулятивное действие, вызываемое образованием свободных радикалов. Распад молекул озона происходит в течение нескольких часов и после проветривания помещения в нём можно продолжать деятельность.
Положительное действие этого газа на хранимые продукты сводится к угнетению развития бактериальных, грибных и вирусных патогенов, разложению этилена (стимулятора прорастания), дезодорации помещений, отрицательному воздействию на грызунов.
Основными факторами, которые необходимо учесть при планировании работ по озонированию овощехранилищ, являются:
При разработке режима озонирования необходимо учитывать вид хранимой продукции, степень её поражения фитопатогенными микроорганизмами, объём помещений хранилища, производительность озонаторов, график работы персонала и т.д.
Мельник Алексей Владимирович,
старший научный сотрудник Института овощеводства и бахчеводства НААН Украины, кандидат сельскохозяйственных наук.
Впервые столкнулся с системами озонирования, во время работы на одном из хранилищ в Харьковской области. Во время первой закладки на хранение попала не совсем качественная продукция, которая заразила значительную часть хорошей. Для того, что бы избежать подобных ситуаций при следующих закладках, было принято решение дополнительно оборудовать хранилище системой озонирования. Система должна была выполнять ряд важных процессов: обеззараживания камер перед закладкой, обеззараживания тары, контроля обсемененности продукции в процессе хранения. Команда ознакомилась с различными вариантами реализации систем, но оптимальным для себя выбрала именно вариант предложенный экспертами ННЦ «ХФТИ». На выбор повлияло качество оборудования, его ремонтопригодность, ну и в целом, быстрая обратная связь по всем интересующим нас вопросам. Сейчас, при работе с новыми хранилищами, я рекомендую использовать системы озонирования, как относительно не дорогой, но очень эффективный инструмент.
Другие применения озоновых технологий
Технологии «Stream Ozone» также широко применяются в рыбных хозяйствах, для очистки сточных вод на промышленных и сельскохозяйственных объектах, на линиях розлива, в теплицах, инкубаторах, на мясокомбинатах и для предпосевной обработки семян.
Эксперт по закупкам и сбыту плодовоовощной продукции Дмитрий Зубаха
Что говорит наука?
Технологии «Stream Ozone» также широко применяются в рыбных хозяйствах, для очистки сточных вод на промышленных и сельскохозяйственных объектах, на линиях розлива, в теплицах, инкубаторах, на мясокомбинатах и для предпосевной обработки семян.
Картофель
Были проведены работы по изучению воздействия озона на картофель, в частности, Супонин Т.А. в работе «Применение озона при холодильном хранении картофеля» к числу специфических процессов, происходящих в клубнях при хранении и оказывающих большое влияние на пищевые качества картофеля, относит превращения в углеводном комплексе. Исследованные сорта картофеля мало различались по содержанию сахаров и характеру изменения их во время хранения. В озонированных клубнях картофеля по сравнению с контрольными образцами содержание крахмала к концу хранения на З-6% выше, а содержание суммы сахаров в 1.3-1,5 раза ниже. Под действием озона наблюдается увеличение содержания аскорбиновой кислоты в среднем в 1-2 раза. Интенсивность дыхания озонированных клубней в процессе хранения отличалась от контрольных незначительно. Судя по биохимическим изменениям, происходящим под действием озона в клубнях картофеля, автор исследований отмечает, что озонирование не вызывает физиологических расстройств плода. Поверхностный слой картофеля не содержит легкоокисляемых веществ, а озон, как известно, обладает сугубо поверхностным действием. Вместе с тем озон уничтожает патогенную поверхностную микрофлору: обсемененность обработанных клубней к концу хранения значительно ниже по сравнению с контрольными. Озонирование способствует заживлению ран на клубнях, чем повышает их сопротивляемость к новым инфекциям. Процент загнивающих клубней в озонированных партиях значительно ниже - в 1.5-3.0 раза.
Морковь
В работе Есюнина А.И. «Повышение эффективности применения искусственного холода в решении задач агропромышленных объединений». приведены результаты исследований по влиянию обработки озоном корнеплодов моркови при холодильном хранении на активность пероксидазы и каталазы. Период хранения - октябрь-май. Автор считает, что обработка корнеплодов моркови озоном вызывает изменения на уровне активности ферментов перекисного обмена - каталазы и пероксидазы. При этом в начальный период хранения корнеплодов моркови озонирование необходимо проводить реже (не чаще чем через 8-10 дней), чем в последний период хранения. Увеличение активности пероксидазы и каталитазы повышает устойчивость моркови к различным болезням, таким образом обработка озоном не только значительно уменьшает бактериальную обсемененность на поверхности корнеплодов, но и активизирует их природные защитные функции.
Яблоки
Важную роль в обеспечении защиты плодов от увядания и поражения микроорганизмами играют воска кутикулы яблок. Авторами Роговым И.А., Бабакиным Б.С., Выгодиным В.А. в работе «Озонирование плодов и овощей при хранении» описано, что озон не приводит к значительным изменениям в химическом составе восков, однако он способен инициировать усиление основной защитной функции восков - снижение скорости влагопотерь.
Автором Хоцгесохом Д. А. в ряде работ было выявлено, что различные сорта яблок по-разному реагируют на присутствие озона. Однако один из выводов распространяется на все сорта яблок. Созревание ускоряется за счет выделения в присутствии озона из яблок этилена и других летучих веществ, которые приводят к побурению кожуры. Выделяющийся этилен быстро окисляется озоном. Когда озон не способен уже препятствовать побурению кожуры, то все равно затягивает и замедляет этот процесс путем нейтрализации летучих веществ. Этот процесс характерен и для ягодных и других культур, в том числе для бананов, апельсинов, малины, клубники и т.д. По мнению ряда исследователей, продолжительность хранения можно увеличить в среднем вдвое с одновременным сохранением тонкого аромата фруктов. Таким образом, при разработке режимов озонирования продуктов растительного происхождения необходим дифференцированный подход к выбору концентраций озона.
Цитрусовые
Порча фруктов в связи с деятельностью болезнетворных микроорганизмов, является одной из основных причин потери цитрусовых, согласно данным отдела по продовольствию и медикаментам администрации США. Послеуборочные синяя и зеленая плесень (вызванная соответственно Penicillium italicum Wehmer и Р. digitatum Pers.: Fr Sacc.) относятся к числу наиболее экономически важных послеуборочных заболеваний цитрусовых во всем мире. Поэтому исследования воздействия озона на цитрусовые, в основном, фокусировалось на этих грибках. В своей работе «Влияние озоно - воздушной смеси на зеленую и синюю плесень при хранении цитрусовых» Паолу Л. указывает на то, что инфекции развивались медленнее, если фрукты хранились в озонированной атмосфере, чем те, что хранились в окружающей атмосфере. Озон также ингибирует нормальный воздушный рост мицелия и в значительной степени предотвращает споруляцию Р. italicum и Р. digitatum среди инфицированных фруктов. Из этого можно сделать вывод, что озон может значительно подавить спороношения грибов до тех пор, пока изучаемые объекты (в данном случае - цитрусовые) хранятся в атмосфере озона.
Рензо Д. в работе «Влияние озона на процесс хранения апельсинов» говорит о достижении синергетического эффекта при обработке цитрусовых озонированной водой и газообразным озоном для подавления роста мицелия и предотвращения спороношения Р. italicum и Р. digitatum. После мытья озонированной водой апельсины хранятся в течение 8 недель при прерывистом воздействии газообразного озона. Озон может привести к уменьшению нагрузки патогенных спор в складском помещении, и ингибируют рост плесени на поверхности пакетов, стен и пола, с последующим снижением количества посевного материала для повторной инфекции в месте хранения продуктов.