В ситуации, когда множество людей страдает от голода, проблема потерь продовольствия выходит на первый план. Уменьшение пищевых отходов на душу населения вдвое к 2030 году включено в перечень Целей устойчивого развития ООН.

Как сообщается, ежегодно в мире портятся 1,3 миллиарда тонн продовольствия, в Японии в 2014 году потери составили 6,12 миллиона тонн. Структура мировых продовольственных потерь такова: 50 % приходится на овощи, 18 % — на фрукты и почти 10 % — на готовые блюда. Фрукты и овощи, таким образом, составляют почти 70 % потерь. Кроме того, каждый год в мире выбрасывается почти 1 миллиард цветов.

Среди причин потерь фруктов, овощей и цветов можно назвать порчу во время хранения, приобретение сверх необходимого, несоответствие стандартам и непривлекательный вид продуктов… Сокращение потерь, вызванных применением ненадлежащих методов хранения, является важной задачей для холодильной индустрии.

Факторы ухудшения качества и условия увеличения срока хранения

Основные факторы, вызывающие порчу фруктов и овощей, включают: разложение сахаров, содержащихся в продуктах, испарение содержащейся в продуктах влаги, выделение газообразного этилена, разрушение красящих компонентов. Контроль над этими факторами позволит увеличить срок хранения. Понижение температуры хранения фруктов и овощей позволяет подавить процессы, приводящие к порче, а повышение влажности способно уменьшить испарение содержащейся в продуктах влаги.

Значения температуры и влажности, наилучшим образом подходящие для хранения различных продуктов, представлены в таблице 1. Создать холодильный склад, способный в течение долгого времени сохранять свежесть фруктов и овощей, вкус и срок годности которых зависит от параметров охлаждения, довольно сложно.

Разная температура для охлаждения и заморозки

Существуют два типа холодильного хранения: охлаждение и заморозка. Охлаждённые продукты хранятся при температурах в диапазоне от 0 до 8 °С, замороженные продукты хранятся при температуре ниже точки замерзания, как правило – ниже -18 °С.

Конструкция современных бытовых холодильников позволяет точно настраивать температуру в каждом отделении, чтобы как можно дольше сохранять разные продукты аппетитными и свежими. Например, мясо и рыба могут сохранять свежесть в специальной камере, где поддерживается температура около -3 °С, что ниже нуля, но немного выше температуры, при которой эти продукты замерзают. В камере охлаждения поддерживается температура около 0 °С, что идеально подходит для продуктов, замерзания которых следует избегать – сыров, блюд с низким содержанием влаги и прочих. Температура в холодильной камере – от 3 до 6 °С – позволяет сохранять различные продукты. Морозильная камера с температурой около -18 °С подходит для долговременного хранения замороженных продуктов, например, риса, хлеба, готовых блюд и мороженого. Чтобы как можно дольше сохранять овощи свежими, в отсеках для их хранения поддерживается температура в диапазоне от 3 до 8 °С и высокая влажность.

Методы охлаждения для увеличения срока хранения

Увеличение срока хранения фруктов, овощей и цветов позволило бы перевозить их на большие расстояния, что привело бы к сокращению потерь и в значительной степени повлияло на деятельность вовлечённых компаний.

Чтобы овощи и фрукты оставались свежими в течение долгого времени, в Японии их издавна хранят в камерах, сделанных из снега – «снежных камерах». Температура в такой камере держится на уровне 0…2 °С, влажность составляет от 90 до 100 %. Благодаря хранению в «снежных камерах» яблоки, собранные осенью, остаются сочными и свежими до конца весны.

Воспроизведение температуры и влажности, характерных для «снежной камеры», позволило бы хранить скоропортящиеся продукты в течение долгого времени. Однако стабильно поддерживать такие условия хранения непросто. Как правило, когда внутренний объем холодильника охлаждается до 0 °С, на испарителе образуется иней и требуется разморозка. Процесс разморозки сопровождается колебаниями температуры. Чтобы предотвратить эти изменения температуры, а также избежать падения влажности, разработаны различные методы.

Одним из примеров может служить охлаждение до точки замерзания при высокой влажности. Данный метод предполагает распыление охлаждённого примерно до -1 °С антифриза через ороситель теплообменника. Антифриз образует жидкую плёнку и стекает вниз. Одновременно с этим воздух в холодильной камере поднимается над оросителем, обмениваясь теплом с антифризом, подающимся снизу. В результате этого теплообмена получается воздух с низкой температурой и высокой, почти на уровне насыщения, влажностью, обеспечивающий стабильное охлаждение при температуре от 0 до 1 °С и влажности выше 95 %. Такой метод существенно замедляет усушку и разложение овощей по сравнению с хранением без контроля влажности даже при низкой температуре на уровне 2 °С.