Tài liệu TCVN 5304-91 ppt

tCvn T i ª u c h u È n V i Ö t N a m TCVN 5304 - 1991 (ISO 6949 - 1988) Rau qña Nguyªn t¾c vμ kü thuËt cña ph−¬ng ph¸p b¶o qu¶n trong m«i tr−êng khèng chÕ Hμ Néi tcvn 5304 - 1991 2 Lời nói đầu TCVN 5304 - 1991 phù hợp với ISO 6949 1988. TCVN 5304 - 1991 do Trung tâm Tiêu chuẩn - Đo lờng - Chất lợng khu vực 1 biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lờng - Chất lợng đề nghị v đợc Uỷ ban Khoa học Nh nớc ban hnh theo quyết định số 49/QĐ ngy 21 tháng 1 năm 1991. tcvn 5304 - 1991 3 Nhóm M T i ê u c h u ẩ n v i ệ t n a m TCVN 5304 - 1991 (ISO 6949 1988) Rau quả. Nguyên tắc v kỹ thuật của phơng pháp bảo quản trong môi trờng khống chế Fruits and vegetables. Principles and techniques of the controlled atmosphere method of storage Tiêu chuẩn ny qui định các nguyên tắc v kỹ thuật bảo quản rau quả trong môi trờng khống chế. Việc áp dụng phơng pháp ny đợc qui định riêng cho từng loại sản phẩm. Tiêu chuẩn ny phù hợp với ISO 6949 - 1988. 1. Các loại môi trờng khống chế Trên thực tế, có thể phân các môi trờng khống chế thnh 2 loại sau: 1.1. Loại 1 Môi trờng có hm lợng oxy giảm chút ít (từ 18% đến 11% V/V) v tơng đối giu cacbon dioxit (từ 3 đến 10% V/V) sao cho tổng hm lợng oxy v cacbon dioxit l 21% V/V). Ví dụ: 8% CO 2 ; 13% O 2 ; 79% V/V N 2 . Loại môi trờng ny cũng đợc gọi l môi trờng bị biến đổi sinh ra do sự tăng hm lợng cacbon dioxit trong hô hấp tự nhiên của sản phẩm v do vậy không đợc a chuộng. Mức cacbon dioxit ở đây chỉ có thể đợc giảm bằng cách thông gió với không khí bên ngoi, với kết quả l tăng mức oxy. Loại môi trờng khống chế ny đợc sử dụng cho các loại táo v có thể có ích trong vùng nhiệt đới khi bảo quản các loại quả nh chuối. 1.2. Loại 2 tcvn 5304 - 1991 4 Môi trờng với: - Hm lợng oxy 2% đến 4% V/V (trung bình 3% V/V) v hm lợng cacbon dioxit từ 3 đến 5% V/V. hoặc với: - Hm lợng oxy giảm đáng kể (1 đến 2% V/V) v hm lợng cacbon dioxit từ 1% đến 2% V/V sao cho tổng hm lợng oxy v cacbon dioxit thấp hơn 21% V/V. Ví dụ: 3% CO 2 ; 3% O 2 ; 94% V/V N 2 . Cần sử dụng các thiết bị đặc biệt để có đợc các nồng độ ny. Đây l loại môi trờng khống chế hay đợc sử dụng nhất. Nhìn chung cần thay đổi hỗn hợp khí tuỳ theo loại sản phẩm do: - sự nhạy cảm với nồng độ cacbon dioxit quá cao hoặc với sự thiếu oxy; - độ chín; - thời gian bảo quản. 2. Phơng pháp điều chỉnh môi trờng Các môi trờng có thnh phần khác với thnh phần môi trờng bình thờng có thể đợc tạo ra ở các phòng bảo quản đợc trang bị đặc biệt hay đôi khi ở các gói l tủ bao gói sinh lý, có tính thẩm thấu đợc thiết kế để có thể tạo ra hỗn hợp oxy cacbon dioxit với thnh phần đã định. Cách bảo quản sản phẩm trong bao tải hay trong phòng đợc trang bị các mng bán thẩm thấu lm bằng nhựa silicon kiểu Marcelin v Letenturier tiêu biểu cho việc ứng dụng hệ thống ny. Các phòng bảo quản có trang bị đặc biệt v việc sử dụng những trang thiết bị thích hợp cho phép tạo ra một môi trờng khống chế với những hm lợng oxy v cacbon dioxit đặc trng cho các sản phẩm cần bảo quản. Các cách xử lý ngắn hạn cacbon dioxit cao có thể đợc ứng dụng cho các sản phẩm riêng biệt (ví dụ các loại quả thơm ngon mu vng). 3. Phòng bảo quản có môi trờng khống chế 3.1. Sức chứa tcvn 5304 - 1991 5 Sức chứa nói chung của phòng từ vi trăm tấn đến 1000 t sản phẩm. 3.2. Độ kín khí Kết cấu của các phòng bảo quản đợc thiết kế nhằm đảm bảo độ kín khí thích hợp cho phép duy trì đợc thnh phần của môi trờng cần có bên trong phòng. Trên thực tế, không thể lm cho các phòng đợc kín khí tuyệt đối v không tránh khỏi sự trao đổi khí giữa bên trong v bên ngoi. Tuy nhiên, phòng bảo quản phải đủ kín khí sao cho có thể kiểm tra đợc mực oxy v cacbon dioxit. Bởi vậy, điều quan trọng l phải biết mức rò rỉ tối đa chấp nhận đợc v có phơng pháp để kiểm tra kết cấu phòng có thoả mãn chuẩn cứ ny không. (Mức lọt khí oxy vo phòng bảo quản tỷ lệ thuận với mức rò rỉ). 3.2.1. Độ kín khí tối thiểu Theo lý thuyết, lợng khí oxy chảy vo phòng phải giữ ở mức thấp hơn lợng đã tiêu thụ do hô hấp của sản phẩm đợc bảo quản. Do vậy, lợng khí chảy vo chấp nhận đợc phụ thuộc vo sản phẩm đợc bảo quản, nhiệt độ của sản phẩm, hỗn hợp khí yêu cầu v các thiết bị phụ thuộc có thể đợc triển khai để điều chỉnh hỗn hợp khí (ví dụ các bộ hấp thụ oxy hay các bao tải giãn nở). Lợng khí thực tế chạy vo phòng đang hoạt động đợc tạo ra bởi sự khuyếch tán do sự khác nhau về nồng độ của các khí v sự đối lu do khác nhau về áp suất của chúng. Đặc biệt, cần phải loại trừ sự trao đổi do đối lu. Trong quá trình bảo quản, các phòng có môi trờng khống chế phải hoạt động trong các hon cảnh khó khăn nhất. Ví dụ: việc bảo quản táo 0 0 C trong môi trờng loại 2. Bởi vậy, chuẩn cứ về độ kín khí đợc xác định rõ trong trờng hợp ny, đồng thời cũng thích hợp cho các mục đích sử dụng khác. 3.2.2. Kết cấu Độ kín khí của phòng bảo quản đợc đảm bảo bằng cách phủ các tờng, sn v trần nh bằng các vỏ bọc nhôm, thép đúc sẵn, nhựa polyeste, nhựa ép ocxy hoặc nhựa polyamit có gia cố bằng sợi thuỷ tinh v.v Độ dy lớp cách ly cần có phụ thuộc vo nhiệt độ bên ngoi, thời gian bảo quản, yếu tố giá thnh v các yếu tố khác. Giải pháp có lợi v tốt nhất về kỹ thuật l việc sử dụng những tấm panen kẹp chất liệu khác ở giữa v đợc lắp trên khung kim loại để đảm bảo đồng thời độ cách nhiệt v độ kín khí. Những tấm panen ny đợc cấu tạo bằng một tấm bằng kim loại, gỗ hay nhựa ở phía ngoi, một lớp bằng polyuretan ở giữa v một lớp nhựa polyeste ở bên trong (nên có tổng độ dy tới khoảng 10 cm). tcvn 5304 - 1991 6 Trong trờng hợp kết cấu bằng tờng bê tông, cũng nh trong trờng hợp sử dụng panen kẹp chất liệu khác, lớp cách khí cũng đợc sử dụng đồng thời nh vật cản chống hơi. Để dễ sửa chữa, ví dụ khi xuất hiện các vết nứt, thì lớp kín khí thờng đợc đặt ở bề mặt trong của tờng. Để bảo đảm độ kín khí, cũng có thể sử dụng sơn gốc nhựa - chất dẻo, hắc ín, giấy tẩm nhựa đờng v.v Trong mọi trờng hợp, các vật liệu kín khí phải: - kín khí; - không có mùi; - chịu đợc tác động của vi sinh vật v độ ẩm; - dễ lắp ráp v sửa chữa; - chịu đợc va đập cơ học; - chịu lửa; - giữ đợc các tính chất của chúng khi có sự biến đổi nhiệt độ, độ ẩm tơng đối v áp suất trong phòng bảo quản. Độ kín khí đợc coi l thích hợp khi tỷ số giữa lợng oxy vo phòng bảo quản v lợng oxy do các sản phẩm đợc bảo quản tiêu thụ gần bằng đơn vị. Độ kín khí của phòng bảo quản cần đợc tăng cờng khi: - sử dụng phòng ở nhiệt độ thấp hơn; - phòng có một phần chứa sản phẩm; - phòng chứa sản phẩm có mức hô hấp đặc biệt thấp. Các phòng bảo quản đợc đóng bằng các cửa cách nhiệt có viền cao su v kết cấu đóng kín dạng trợt hoặc các hệ thống kín khác. Các cửa đợc bắt bằng bu lông hay hệ thống đóng kín khác đảm bảo các viên cao su ở cửa bám vo khung kim loại trên tờng, do đó tạo thnh vnh kín khí. Cửa có thể có các lỗ để nhìn bên trong phòng v các cửa con để vo phòng bảo quản. Tuy nhiên, cửa sổ quan sát đặt cao hơn sản phẩm đợc bảo quản thì có thể có lợi hơn. Chúng đợc lắp bản lề để có thể vo đợc từ bên trên sản phẩm để kiểm tra sản phẩm, máy lm bốc hơi v các thiết bị lm mát. Dấu hiệu báo không khí nghèo oxy phải đợc đặt ở lối vo phòng bảo quản v ở các vị trí thích hợp khác. tcvn 5304 - 1991 7 3.3. Cân bằng áp suất Giữa phòng bảo quản v bên ngoi, sự khác biệt về áp suất đợc tạo bởi quạt, thiết bị lạnh, các thiết bị để điều chỉnh thnh phần môi trờng cũng nh đợc tạo bởi sự dao động của áp suất khí quyển bên ngoi. Việc giảm đột ngột áp suất khí trong phòng có thể lm cho các lớp cách khí trên tờng v trần bị rời ra v phá huỷ độ kín khí của phòng. Điều ny có nghĩa l độ sụt áp suất không đợc lớn hơn 1 mm H 2 O (9,8 Pa), Để tránh sự dao động lớn về áp suất, các cửa phòng bảo quản chỉ nên gắn kín khi đã đạt đợc nhiệt độ bảo quản. Với cùng mục đích nh vậy, các van áp suất cũng đợc lắp trong từng phòng có môi trờng đợc khống chế. Chúng bao gồm các ống có đờng kính thích hợp nối bên trong phòng với bên ngoi. Phần ngoi của ống đợc bẻ cong v ngập khoảng 4 mm vo trong một bình chứa nớc v sao cho có thể chống đóng băng. Ví dụ đối với một phòng bảo quản thể tích 2000 m 3 cần có 2 van với một đờng ống đờng kính 15 cm. Van áp suất kiểu xi phông đảm bảo sự cân bằng áp suất. Nếu áp suất bên ngoi thấp hơn, một lợng nhỏ hỗn hợp khí thoát khỏi phòng m không lm thay đổi thnh phần của môi trờng bên trong; trong khi đó, nếu áp suất bên ngoi cao hơn, không khí vo phòng bảo quản cho đến khi đạt đợc sự cân bằng, lm thay đổi thnh phần môi trờng trong phòng. Để tránh sự dao động về áp suất ở các phòng bảo quản nhỏ, có thể dùng các bao tải bằng chất dẻo không thấm (các túi thở) chứa khí có thể tích từ 5 đến 7% thể tích khí tự do trong phòng (hoặc một tỷ lệ phần trăm tơng ứng của thể tích phòng). Các bao tải, đợc nối với phòng bằng một ống có đờng kính lớn hơn, sẽ nở rộng khi áp suất tăng v thu nhỏ khi áp suất giảm; bằng cách đó sẽ điều chỉnh đợc áp suất trong phòng. Các bao tải cần một không gian rộng v chúng có thể hỏng, tạo nên các nguồn rò rỉ bổ sung. Các ống để lm lạnh, để lấy mẫu không khí, để điều chỉnh thnh phần khí, ống mạch điện v. v chạy xuyên qua tờng phòng. Những điểm có cáp v ống chọc qua phải đợc gắn kín khí thật cẩn thận. 3.4. Kiểm tra độ kín khí Tiến hnh kiểm tra độ kín khí của phòng khi đa vo sử dụng lần đầu v sau đó kiểm tra định kỳ hng năm trớc khi bắt đầu xếp kho để tìm ra các chỗ nứt. Có thể sử dụng các phơng pháp 3.4.1 v 3.4.2 sau để kiểm tra độ kín khí. 3.4.1. Phơng pháp đối lu trên cơ sở nghiên cứu sự biến đổi áp suất. Việc thử đợc tiến hnh trong phòng trống ở nhiệt độ không đổi v quạt không lm việc. tcvn 5304 - 1991 8 Đóng kín cửa v tăng áp suất từ 15 đến 25 mm H 2 0 (147 đến 245 Pa) so với áp suất khí quyển, sử dụng các bơm khí độc lập hay các bơm khí lắp sẵn trong thiết bị để điều chỉnh thnh phần của môi trờng. Đo thời gian cần thiết để đạt đợc áp suất ny. Thời gian ny sẽ chỉ ra rằng độ kín khí của phòng l rất tốt, tốt hay không đầy đủ. Một phơng án của phơng pháp ny l đánh giá độ kín khí nh l một hm của thời gian tối thiểu cần thiết để áp suất d đợc tạo ra mất đi. Khoảng thời gian ny dao động giữa 10 v 70 phút nh l một hm của kích thớc của phòng v sản phẩm đợc bảo quản. Một phơng án khác của phơng pháp ny l đánh giá thời gian cần thiết để áp suất d ban đầu trong phòng giảm xuống một nửa. Thời gian ny (trong điều kiện nhiệt độ ổn định thích hợp) phải vợt từ 10 đến 12 phút để có thể chấp nhận đợc đối với phòng. Trên thực tế độ kín khí nên đợc đánh giá nh l một hm của áp suất đạt đợc sau 30 phút từ một áp suất ban đầu l 10 mm H 2 O (98, 1 Pa). Kết quả đánh giá có thể đợc sử dụng để phân loại các phòng thnh: - rất tốt (áp suất tăng 3,4 mm H 2 O (33,3 Pa); - tốt (áp suất tăng từ 1 đến 3,4 mm H 2 O (9,8 đến 33,3 Pa); - không đủ (áp suất tăng 1 mm H 2 O (9,8 Pa). Phơng pháp đối lu cũng có thể đợc sử dụng để đo độ kín khí của phòng bảo quản sử dụng các bao tải chứa khí nếu các bao tải khí ny có thể đóng bằng van. 3.4.2. Phơng pháp khuyếch tán trên cơ sở khuyếch tán của cacbon dioxit từ phòng bảo quản đã lm mát từ trớc. Phơng pháp ny đặc biệt thích hợp cho các phòng bảo quản có các bao tải khí khi không sử dụng đợc phơng pháp đối lu. Cần tạo đợc một hm lợng cacbon dioxit đã biết trong phòng bảo quản. Sau đó liên tục xác định sự thay đổi mức oxy v cacbon dioxit. Ví dụ, một hm lợng cacbon dioxit đợc tạo ra trong phòng bảo quản l 15% (V/V) (cho một hm lợng oxy trong phòng bảo quản l 6% (V/V). Nếu trong vòng 24h, hm lợng cacbon dioxit không giảm quá 1% (V/V) v hm lợng oxy không tăng quá 0,25% (V/V) khi có sử dụng quạt thì độ kín khí của phòng đợc coi l thích hợp. 3.5. Phát hiện các khuyết tật về độ kín khí. Để phát hiện các vết nứt hay các vùng có độ kín khí không đủ cần tiến hnh nh sau: tcvn 5304 - 1991 9 Tăng hay giảm áp suất trong phòng bảo quản khoảng 10 mm H 2 O (98,1 Pa) khi các cửa đã gắn kín v quạt không lm việc. Hớng dẫn ngời bên trong hoặc bên ngoi phòng bảo quản xác định điểm khí chuyển qua bằng cách quan sát xem: - Khói sinh ra trong phòng bảo quản bay theo một hớng riêng biệt; - Có tiếng rít của không khí chuyển động vo trong hay ra ngoi phòng bảo quản; - Hình thnh các bọt khí khi dùng chổi sơn quét dung dịch nớc x phòng lên những vùng nghi vấn; - Ngọn lửa của nến đang cháy khi đặt ở vùng nghi vấn di ra do có sự chuyển dịch của không khí. 3.6. Sửa chữa Các phòng bảo quản có độ kín khí không đạt yêu cầu phải đợc sửa chữa trớc khi bảo quản sản phẩm. Sử dụng matit silicon hay polyuretan để trám các vùng có khuyết tật về độ kín khí. Thay các lớp bọc tờng (thép, nhôm v.v) để loại trừ các khuyết tật. Khi sử dụng nhựa polyeste để cách ly, dùng vải v sợi thuỷ tinh dán với nhau v phủ 2 hay 3 lớp nhựa lên trên đầu. Sau khi sửa chữa, nên kiểm tra lại độ kín khí của phòng bảo quản. 4. Điều chỉnh nhiệt độ v môi trờng 4.1. Điều chỉnh nhiệt độ. Lm mát sơ bộ sản phẩm ngay sau khi thu hoạch. Thời gian chất đầy sản phẩm vo phòng bảo quản v tốc độ lm mát qui định kích thớc tối đa của phòng bảo quản có môi trờng khống chế. 4.2. Điều chỉnh môi trờng Việc điều chỉnh môi trờng đợc tiến hnh ngay sau khi điều chỉnh nhiệt độ. Có thể sử dụng các phơng pháp khác nhau để tạo ra, duy trì v kiểm tra môi trờng khống chế trong phòng bảo quản, tuỳ theo thiết bị sẵn có (máy chuyển đổi, máy lọc hơi, máy sinh môi trờng khống chế, máy phân tích v.v ) 4.2.1. Điều chỉnh hm lợng oxy: tcvn 5304 - 1991 10 Hm lợng oxy của môi trờng (21% (V/V) có thể bị giảm có sự hô hấp của sản phẩm hoặc do sử dụng các thiết bị đặc biệt trong phòng bảo quản có môi trờng khống chế. 4.2.1.1. Giảm hm lợng oxy do hô hấp. Trong quá trình hô hấp, oxy bị tiêu hao còn cacbon dioxit, nớc v hơi nóng toả ra. Do đó, sự giảm hm lợng oxy trong trờng hợp ny đợc xác định bởi tốc độ hô hấp của sản phẩm đợc bảo quản, thể tích của phòng bảo quản, mức độ chất đầy sản phẩm v.v Trong phòng có dung lợng 300 t táo, một mức oxy từ 2 đến 3% (V/V) có thể đạt đợc trong vòng 20 ngy. Trong thời kỳ bảo quản, không nên mở cửa phòng vì có thể cần một thời gian di hơn để đạt lại đợc hm lợng oxy v vì những biến đổi trong thnh phần hoá học của khí sẽ không thuận lợi cho sản phẩm bảo quản. 4.2.1.2. Giảm hm lợng oxy bằng máy chuyển đổi. Máy chuyển đổi đợc sử dụng để lm giảm hm lợng oxy từ 2 đến 4% (V/V) trong 2 đến 3 ngy. Máy chuyển đổi lm việc trên nguyên lý tiêu hao oxy do đốt cháy hydrocacbon hay do kết hợp với oxy với hydro đợc sản sinh ra do sự phân huỷ amoniac (NH 3 ) (sự giảm oxy mất 2 hoặc 3 ngy). Sự tiêu hao oxy do đốt cháy hydrocacbon diễn ra theo phản ứng: C 3 H 8 + 5 O 2 3 CO 2 + 4 H 2 O Sự cháy xảy ra ở nhiệt độ cao, sau đó môi trờng đợc lm giu cacbon dioxit đợc lm mát v chuyển qua máy hấp thụ cacbon dioxit hoặc chuyển thẳng vo trong phòng bảo quản. Các thiết bị ny chủ yếu lm việc theo chu trình kín hoặc hở. Không khí lấy từ phòng bảo quản hay từ bên ngoi đợc đa qua chất xúc tác đã đợc lm nóng v giờ đã bị nghèo oxy, đợc bơm lại vo bên trong. Trên thực tế, đã sử dụng các loại máy chuyển đổi khác nhau. 4.2.2. Điều chỉnh hm lợng cacbon dioxit. Trong thời kỳ bảo quản, cacbon dioxit tích tụ trong phòng bảo quản do kết quả của quá trình hô hấp của sản phẩm. Để duy trì hm lợng ny không đổi ở một giá trị tối u, đã sử dụng các loại thiết bị khác nhau gọi l "máy hấp phụ" hay "máy lọc hơi" lm cho hm lợng cacbon dioxit giảm đến mức mong muốn. Các thiết bị ny lm việc trên nguyên lý hấp phụ vật lý hoặc hấp thụ hoá học cacbon dioxit. 4.2.2.1. Hấp phụ vật lý. [...].. .tcvn 5304 - 1991 Để hấp phụ vật lý, đã sử dụng than hoạt tính, zeolit v.v lm chất hấp phụ m hiệu quả của chúng phụ thuộc vo tính chất mao dẫn, độ xốp v bản chất của chất hấp phụ v vo phơng pháp hoạt hoá... canxi hydroxit mới 4.2.3 Máy tạo khí Đó l những thiết bị gồm một máy chuyển đổi oxy v một máy lọc Các thiết bị ny lm việc đồng thời trong thời kỳ bảo quản; có thể chỉ sử dụng một máy lọc cacbon dioxit 11 tcvn 5304 - 1991 Việc đốt cháy oxy bằng chất xúc tác xảy ra trong máy chuyển đổi v hỗn hợp khí thu đợc (giu nitơ v cacbon dioxit) đợc lm nguội v sau đó chuyển sang máy lọc hấp thụ cacbon dioxit Hỗn hợp... trong phòng bảo quản 5 Duy trì thnh phần môi trờng khống chế Một khi đã đạt đợc hm lợng oxy v cacbon dioxit yêu cầu thì phải cần đến các trình tự khác nhau để duy trì thnh phần môi trờng không đổi 12 tcvn 5304 - 1991 Nhờ có các nhân tố khác nhau tạo ra sự biến đổi các hm lợng oxy v cacbon dioxit (cấp khí cacbon dioxit trong quá trình thông gió, khuyếch tán oxy) cần để những khoảng cách riêng biệt để . Hμ Néi tcvn 5304 - 1991 2 Lời nói đầu TCVN 5304 - 1991 phù hợp với ISO 6949 1988. TCVN 5304 - 1991 do Trung tâm. tCvn T i ª u c h u È n V i Ö t N a m TCVN 5304 - 1991 (ISO 6949 - 1988) Rau