phương pháp bảo quản bằng khí quyển điều chỉnh CA

Tiểu luận BQCBNS GVHD: Trần Bảo Khánh
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 O
2
và tăng lượng CO
2
.
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 (O
2
và CO
2
) 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.
Bảo quản nông sản bằng CA 1
Tiểu luận BQCBNS GVHD: Trần Bảo Khánh
2. NỘI DUNG
2.1Khái niệm.
2.2Điều kiện tiến hành.
2.3Các yếu tố cần theo dõi.
2.4Yêu cầu về kho.
2.5Các trang thiết bị.
2.6Cách tiến hành(ứng dụng).
2.7An 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 O
2
hoặc/ và cao CO
2
. 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 O
2
và CO
2
.
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 %O
2
%CO
2
Temperature
0
C

Australia(Victoria) 1.5 1.0 0.0
Belgium 2.0 2.0 0.5
Brazin 1.5-2.5 3.0-4.5 1.0-1.5
Canada 2.5 2.5 0.0
China 2.0-4.0 2.0-3.0 0.0-2.0
France 1.0-1.5 4.0-8.0 0.0-2.0
Germany 1.0-2.0 3.0-5.0 1.0-2.0
Bảng 2. Điều kiện kiểm soát bầu không khí cho một số loài thực vật (từ
Gormley, TR, năm 1985)
Bảo quản nông sản bằng CA 2
Tiểu luận BQCBNS GVHD: Trần Bảo Khánh
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 CO
2
cao, O
2
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 O
2
thấp, làm giảm C
2
H

4
và tăng CO
2
, chính việc tăng CO
2
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 C
2
H
4
mang lại
hiệu quả kinh tế cao.
Người ta loại C
2
H
4
bằng cách: sử dụng chất hấp phụ như thuốc tím, lọc etylen
thông qua việc lọc CO
2
bằng phương pháp sử dụng CaCO
3
để ngăn ngừa quá
trình chín sản sinh CO
2
.
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.
Bảo quản nông sản bằng CA 3
Tiểu luận BQCBNS GVHD: Trần Bảo Khánh
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% CO
2
/1%O
2
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 ( CO
2
):
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.
CO
2
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 CO
2
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 CO
2
. 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
CO
2
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.
Bảo quản nông sản bằng CA 4
Tiểu luận BQCBNS GVHD: Trần Bảo Khánh
2.3.3 Ox y:
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 O
2
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 O
2
do hô hấp của sản phẩm sinh ra.
Để duy trì chính xác lượng O
2
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 O
2
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.
Bảo quản nông sản bằng CA 5
Tiểu luận BQCBNS GVHD: Trần Bảo Khánh
- 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 1
0
C thì áp lực sẽ tăng:
∆P = [( 274/ 273) – 1] × 101.400 Pa = 370 ( 37 mmH
2
O . 1,5g ).
Để tính một áp lực thay đổi khi tăng giảm 1
0
C 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 1
0
C 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 CO
2
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 CO
2
.
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
Bảo quản nông sản bằng CA 6
Tiểu luận BQCBNS GVHD: Trần Bảo Khánh
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 CO
2
và O
2
.
+) Phương pháp: Việc giảm nhanh nhất trong mức độ O
2
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 N
2
lỏng.
+) Ưu điểm: . Khi một hệ thống phi sinh học được sử dụng, O
2
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 CO
2
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 CO
2
trong phòng. Người ta thấy rằng: N
2
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 CO
2
với một dòng chảy liên tục của nitơ nhằm điều chỉnh
luồng khí để duy trì mức độ mong muốn, khí N
2
được cung cấp tự động bằng
cách điều khiển máy tính việc mở đóng công tắc khi có yêu cầu.

Việc giảm mức độ O
2
bên trong các phòng lưu trữ về mặt sinh học đạt được
bằng sự hô hấp của trái cây, hoặc bằng cách đốt cháy O
2
, hoặc bằng cách thay
thế không khí bằng nitơ.
Trong trường hợp đầu tiên, giảm O
2
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, O
2
có thể được giảm xuống mức 6-8% trong vòng 24
giờ.
Giảm mức độ O
2
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
Bảo quản nông sản bằng CA 7