DOKTORSKÁ DISERTAČNÍ PRÁCE

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ ZAHRADNICKÁ FAKULTA V LEDNICI Ústav posklizňové technologie zahradnických produktů DOKTORSKÁ DISERTAČNÍ PRÁCE LEDNICE 2008 ING. DOUBRAVKA KOLENČÍKOVÁ

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERSITA V BRNĚ ZAHRADNICKÁ FAKULTA V LEDNICI Ústav posklizňové technologie zahradnických produktů Posklizňová odezva plodů švestek (Prunus domestica L.) na nízkokyslíkatou atmosféru Lednice 2008 Školitel: Prof. Ing. Jan Goliáš, DrSc. Vypracovala: Ing. Doubravka Kolenčíková

Prohlašuji, že jsem disertační práci Posklizňová odezva plodů švestek (Prunus domestica L.) na nízkokyslíkatou atmosféru vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Mendlovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a byla zpřístupněna studijním účelům. V Lednici, dne:..

Děkuji panu prof. Ing. Janu Goliášovi, DrSc. za odborné vedení, všestrannou pomoc a cenné rady, které mi při zpracování disertační práce poskytoval. Současně děkuji všem spolupracovníkům za pomoc při přípravě a zpracování této disertační práce a mým nejbližším za projevenou trpělivost během studia.

OBSAH 1 ÚVOD...15 2 LITERÁRNÍ PŘEHLED...16 2.1 Fyziologické, technické a technologické předpoklady pro skladování ovoce se zaměřením na švestky a slivoně...16 2.1.1 Skladovací postupy pro posklizňové uložení ovoce...16 2.1.1.1 Maloobjemové sklepy na ovoce a zemní kryty...17 2.1.1.2 Větrané sklady...18 2.1.1.2.1 Dispozice větraných skladů...18 2.1.1.2.2 Potřeba větrání venkovním vzduchem...19 2.1.1.3 Chladírenské skladování ovoce bez úpravy atmosféry...19 2.1.1.3.1 Mikroklimatické podmínky v chladírenské komoře...20 2.1.1.3.2 Vliv nízké teploty na skladování ovoce...20 2.1.1.3.3 Potřeba přívodu vzduchu do chladírenské komory...21 2.1.1.3.4 Izolační vlastnosti chlazeného prostoru...22 2.1.1.3.5 Chladicí okruh a chladicí výkon...22 2.1.1.3.6 Chladicí výkon výparníku s nucenou cirkulací vzduchu...23 2.1.1.3.7 Vztah plochy výparníku a teplotního rozdílu ochlazovaného vzduchu...24 2.1.1.3.8 Expanzní ventil...25 2.1.1.3.9 Zchlazování skladovaných plodin...25 2.1.1.4 Podmínky pro skladování ovocných druhů a odrůd, fyziologické změny, doporučení...26 2.1.1.4.1 Teplota plodů a okolní atmosféry...26 2.1.1.4.2 Stupeň zralosti v období dozrávání na stromě...27 2.1.1.4.3 Ovlivnění zrání švestek...27 2.1.1.4.4 Vlhkost v atmosféře chladírenské komory s řízenou atmosférou28 2.1.1.5 Řízení podmínek v chladírenské komoře...29 2.1.1.5.1 Regulace teploty...29 2.1.1.5.2 Regulace vlhkosti a zchlazování...30 2.1.1.5.3 Pohyb vzduchu v chladírně...31 2.1.1.5.4 Technologické úpravy vlhkosti v chladírenské komoře...32

2.1.1.5.5 Rychlost tvorby řízené atmosféry...33 2.1.2 Chladírenské komory s řízenou atmosférou...35 2.1.2.1 Kvalita ovoce v chladírenském skladování s velmi nízkým obsahem kyslíku...35 2.1.2.2 Chuťové změny v důsledku plynného stresu...36 2.1.2.3 Vizuální poškození plodů nízkokyslíkatým stresem...36 2.1.2.4 Spolehlivost měřících systémů...37 2.2 Fyziologické předpoklady skladování peckovin...37 2.3 Technicko - technologické návrhy na posklizňové uložení peckovin...38 2.3.1 Technické předpoklady pro řízenou atmosféru...39 2.3.1.1 Tvorba plynné směsi...39 2.3.1.2 Čisticí jednotka v plynné směsi...40 2.3.1.3 Kontrola obsahu plynných složek...41 2.3.2 Skladování ovoce v ULO a další perspektivy...42 2.3.2.1 Zavedení ULO technologie do velkokapacitních chladírenských komor...42 2.3.2.2 Kvalita plodů...44 2.4 Ethylenová atmosféra ve skladovacích technologiích jádrového ovoce...46 2.4.1 Dozrávání ovoce...47 2.4.2 Možnosti snižování koncentrace ethylenu v chladírenské komoře...48 2.5 Změny pevnosti skladovaného ovoce...49 2.6 Změny obsahových látek v ovoci během dozrávání a chladírenského uložení...50 2.6.1 Anaerobní metabolity vylučované do okolí slupkou z neporušeného ovoce...51 2.6.2 Hromadění anaerobních produktů v dužině...52 2.6.3 Obsahy organických kyselin v jablečných odrůdách...53 2.7 Aromatické látky...55 2.8 Reakce plodů švestek na podmínky skladování...56 2.9 Plynné směsi pro hodnocení jakosti plodů třešní v chladírenských podmínkách...57 3 CÍL PRÁCE...59 4 MATERIÁL A METODIKA...60

4.1 Rostlinný materiál...60 4.2 Fáze zchlazování a zavedení plynné směsi...60 4.2.1 Tvorba plynné směsi v kovových nádobách...61 4.2.2 Plynné směsi s odchylkami pro pokusná léta...65 4.3 Doba skladování...66 4.4 Stanovení obsahu ethanolu a acetaldehydu...69 4.5 Stanovení pevnosti slupky a dužniny plodu...69 4.6 Hodnocení plodů a off-flavour...69 4.7 Statistické hodnocení výsledků...70 4.8 Stanovení těkavých aromatických látek z neporušeného plodu třešní...70 5 VÝSLEDKY A DISKUZE...71 5.1 Původ metabolitů plodů švestek v období sklizně...71 5.2 Hlediska analytického stanovení z kapalné fáze...71 5.3 Koncentrace acetaldehydu a ethanolu ve skladovaném ovoci...72 5.4 Ultranízký obsah kyslíku v atmosféře...74 5.5 Významnost řízené atmosféry (CA) pro uchování plodů švestek...74 5.6 Vznik off-flavour po účinku plynných směsí plodů švestek...75 5.7 Senzorická analýza a mikrobiologická stabilita plodů švestek...75 5.8 Statistické hodnocení analýzou rozptylu...75 5.9 Pevnost plodů odrůd švestek a plynných směsí...76 5.10 Vlastnosti odrůd třešní a jejich reakce na působení plynných směsí...76 5.11 Senzorické vlastnosti a texturní vlastnosti odrůd třešní...77 6 SOUHRN ZÍSKANÝCH VÝSLEDKŮ...78 7 POUŽITÁ LITERATURA...83 8 PŘÍLOHY (TABULKY A GRAFY)...88

SEZNAM TABULEK Tabulka 1 Tabulka 2 Tabulka 3 Tabulka 4 Tabulka 5 Tabulka 6 Tabulka 7 Tabulka 8 Anaerobní metabolity acetaldehydu a ethanolu na počátku skladování a po 33 dnech v rozdílném obsahu kyslíku a oxidu uhličitého a po 75 dnech skladování ve vzduchu cv. President a Valjevka Texturní parametry na počátku skladování a po 33 dnech v rozdílném obsah kyslíku a oxidu uhličitého a po 75 dnech skladování ve vzduchu cv. President Texturní parametry na počátku skladování a po 33 dnech v rozdílném obsahu kyslíku a oxidu uhličitého a po 75 dnech skladování ve vzduchu cv. Valjevka Obsah anaerobních metabolitů v době sklizně u cv. President a Valjevka Analýza pevnosti kultivarů švestek 'Stanley' a 'President' Senzorická analýza kultivarů švestek 'President' a 'Stanley' dva dny po otevření plynných směsí Anaerobní metabolity a texturní parametry na počátku skladování a po 31 dnech uložení v rozdílném obsahu kyslíku a oxidu uhličitého s následujícím skladování ve vzduchu do 51 dne pro kultivary Těchlovan a Summit Hmotnostní ztráty plodů třešní po otevření plynných směsí (31. den) a po ukončení shelf life (45. den)

SEZNAM GRAFŮ A OBRÁZKŮ Graf 1 Složení plynné směsi CA v roce 2004 Graf 2 Složení plynné směsi AN v roce 2004 Graf 3 Složení plynné směsi ULO v roce 2004 Graf 4 Složení plynné směsi v PE vaku v roce 2004 Graf 5 Složení plynné směsi CA v roce 2003 Graf 6 Složení plynné směsi ULO v roce 2003 Graf 7 Koncentrace acetaldehydu [mg.l -1 ] v atmosféře ULO pro odrůdy Valjevka a President. Graf 8 Koncentrace ethanolu v pletivu [mg.l -1 ] uložených ve dvou rozdílných atmosférách (AN, ULO). Graf 9 Koncentrace ethanolu v dužnině plodu odrůdy President v atmosféře CA a PE (polyethylenový vak). Graf 10 Koncentrace ethanolu v dužnině plodu odrůdy President a Valjevka v atmosféře RA. Graf 11 Časový průběh pevnosti slupky zjištěné technikou penetrace profilovaným razidlem o průměru 5 mm. Plody byly uloženy v RA a ULO podmínkách. Graf 12 Penetrační pevnost dužniny plodů švestek odrůdy President v RA a ULO podmínkách. Graf 13 Tuhost plodů švestek v AN a CA skladovacích podmínkách. Graf 14 Senzorické hodnocení plodů švestek odrůdy President, hodnocené po dvou dnech působení plynných směsí. Graf 15 Senzorické hodnocení plodů švestek odrůdy Valjevka, hodnocené po dvou dnech působení plynných směsí. Graf 16 Koncentrace acetaldehydu [mg.l -1 ] v pletivu plodů švestek odrůdy Stanley a President. Graf 17 Koncentrace acetaldehydu [mg.l -1 ] v pletivu plodů švestek odrůdy Stanley. Graf 18 Koncentrace acetaldehydu [mg.l -1 ] v pletivu plodů švestek odrůdy President v atmosférách CA a ULO.

Graf 19 Graf 20 Graf 21 Graf 22 Graf 23 Graf 24 Graf 25 Graf 26 Graf 27 Graf 28 Graf 29 Graf 30 Graf 31 Koncentrace ethanolu [mg.l -1 ] v plodech švestek odrůdy Stanley a President v AN. Koncentrace ethanolu [mg.l -1 ] v plodech švestek odrůdy Stanley v CA a ULO. Koncentrace ethanolu [mg.l -1 ] v plodech švestek odrůdy President v CA a ULO. Pevnost slupky zjištěná penetrační technikou pomocí razidla o průměru 5 mm u plodů švestek odrůdy President ve fázi uložení v plynné směsi (33 dnů) a následném skladování ve vzduchu. Pevnost slupky zjištěná penetrační technikou pomocí razidla o průměru 5 mm u plodů švestek odrůdy President ve fázi uložení v plynné směsi ULO a CA (33 dnů) a následném skladování ve vzduchu. Pevnost slupky zjištěná penetrační technikou pomocí razidla o průměru 5 mm u plodů švestek odrůdy Stanley ve fázi uložení v plynné směsi CA a ULO (33 dnů) a následném skladování ve vzduchu. Pevnost slupky zjištěné penetrační technikou pomocí razidla o průměru 5 mm u plodů švestek odrůdy Stanley a President ve fázi uložení v plynné směsi CA a ULO (33 dnů) a následném skladování ve vzduchu. Produkce ethanolu uvolňovaného přes slupku u plodů uložených v anaerobních podmínkách a postupně vystavených působení normálně kyslíkaté atmosféry. Produkce acetaldehydu uvolňovaného přes slupku u plodů uložených v anaerobních podmínkách a postupně vystavených působení RA. Koncentrace acetaldehydu [mg.l -1 ] v plodech odrůd třešní Těchlovan a Summit uložených do anaerobních podmínek (AN). Koncentrace acetaldehydu [mg.l -1 ] v plodech odrůd třešní Těchlovan a Summit uložených do anaerobních podmínek (AN). Koncentrace acetaldehydu [mg.l -1 ] v plodech odrůd třešní Těchlovan a Summit uložených do ULO. Koncentrace acetaldehydu [mg.l -1 ] v plodech odrůd třešní Kordia uložených do RA a PE.

Graf 32 Koncentrace ethanolu [mg.l -1 ] v plodech odrůd třešní Těchlovan uložených do ULO a CA. Graf 33 Koncentrace ethanolu [mg.l -1 ] v plodech odrůd třešní Summit uložených do ULO a CA. Graf 34 Koncentrace ethanolu [mg.l -1 ] v plodech odrůd třešní Summit uložených do RA a PE. Graf 35 Koncentrace ethanolu [mg.l -1 ] v plodech odrůd třešní Summit a Těchlovan uložených do AN. Graf 36 Pevnost slupky odrůdy Těchlovan v plodech uložených v RA a CA. Graf 37 Pevnost slupky odrůdy Těchlovan v plodech uložených v AN a ULO. Graf 38 Pevnost slupky odrůdy Těchlovan a Summit v plodech uložených v RA. Graf 39 Pevnost slupky odrůdy Summit v plodech uložených v AN a CA. Graf 40 Rozlišení odrůd třešní diskriminační analýzou (odrůdy Těchlovan, Summit a Kordia). Graf 41 Rozlišení odrůd třešní po 31 dnech skladování v plynných směsích. (odrůdy Těchlovan, Summit a Kordia). Graf 42 Senzorická analýza plodů třešní uložených do plynných směsí pro 6 deskriptorů. Obr. 1 Fáze pull down (záměrné snižování koncentrace plynných složek v ambientní atmosféře hermetické nádoby). Obr. 2 Fáze odstraňování CO 2 a úprava O 2 Obr. 3 Fáze udržování vyvinuté atmosféry Obr. 4 Synchronizace zapojení skladovacích nádob plynných složek v nádobách ve fázi tvorby plynných směsí Obr. 5 Varianta uložení plodů v PE fólii

SUMMARY This study was aimed at post harvest response of plum fruits (Prunus domestica L.) to low oxygen atmosphere. The objective of the dissertation was to identify physiological responses of stone fruits (mainly plums and sweet cherries) to storage conditions after the harvest, particularly to temperature and composition of ambient gas mixture. In the first year, the effects of different controlled atmospheres on the plum fruit cultivars President and Valjevka (Prunus domestica L.) were monitored during storage. Fruits were stored for 30 days at 3.0 3.3 C in the ultralow oxygen environment (ULO = 0.9 % O 2 and 1.0 % CO 2 ), controlled atmosphere (CA = 2.0 % O 2 and 12.0 % CO 2 ), anaerobiosis (AN = 0.2 % O 2 and 1.0 % CO 2 ), PE film (PE = 8 % O 2 and 11.0% CO 2 ), and regular atmosphere (RA = 21 % O 2 and 0.03 % CO 2 ). Relationships between two types of atmosphere, i.e. gas mixtures and the subsequent phase of cold-storage under normal oxygen content were evaluated according to ethanol and acetaldehyde contents, sensoric properties of fruit and some textural values. Relationships between the composition of O 2 and CO 2 content during this period and after the change from gas mixture to ethanol, acetaldehyde, sensorial value and some textural values of fruit were investigated. Concentrations of ethanol in the flesh are related to levels of oxygen and CO 2 in the ambient atmosphere. Under anaerobic conditions (0.3 % O 2 ), the ethanol content reached 1099 mg.l -1 for cv. Valjevka and 940 mg.l -1 for cv. President, respectively. A subsequent exposure of the fruits to the air but still under cold-storage temperature resulted in a linear or exponential decrease of ethanol to half or even one third of its previous value. The final concentration after 75 days was still higher for cv. Valjevka than for cv. President at 791 and 522 mg.l -1, respectively. Low oxygen atmosphere (ULO) is beneficial for preservation of plum fruit. The oxygen concentration of 0.9 % did not do physiological harm to plum flesh, and only a minor amount of ethanol was produced. The extreme atmosphere (CA 2 % O 2 and 12.0 % CO 2 ) resulted in an increased ethanol levels in the flesh due to a high CO 2 content in the ambient atmosphere. Cold-storage of plum fruit led to a greater increase in ethanol during the senescence stage. The enhancement of the ethanol production rate was exponentially increased after 49 days of cold storage. The final concentration after 75 days was still higher for cv. Valjevka than for cv. President at 180 and 92 mg.l -1, respectively. Skin

firmness was different for both the cultivars and softness was higher for cv. Valjevka. At an informal tasting carried out during fruit quality evaluation, no noticeable offflavours were detected in the fruit not even in the fruit from anaerobic conditions. In second year, the effects of different controlled atmospheres on the plum cultivars President and Stanley (Prunus domestica L.) were tested during the storage. Fruits were kept for 33 days at 3.0 3.3 C under ultra-low oxygen storage (ULO = 0.9 % O 2 and 0.5 % CO 2 ), controlled atmosphere (CA = 2.0 % O 2 and 6.6 7.0 % CO 2 ), anaerobic conditions 0.2 % O 2 and 1.0 % CO 2 ), regular atmosphere (RA = 21 % O 2 and 0.03 % CO 2 ). A subsequent storage period was 42 days at 3.0 3.3 C cold storage (regular oxygen content). Healthy and intact fruits show a low share of anaerobic respiration, expressed as ethanol and acetaldehyde. The values determined were recorded by the GC method, and were greater for cv. Stanley than for cv. President. The extreme atmosphere (AN conditions) resulted in much higher ethanol concentrations than the regular atmosphere (RA), controlled atmosphere (CA) and ultra low atmosphere (ULO). Cultivar President showed permanently lower ethanol levels than cv. Stanley; the levels ranged from 697 mg.l -1 to 855 mg.l -1 after 21 day storage under anaerobic conditions. The quality was evaluated according to 7 descriptors of which the off-flavour descriptor was an important argument for using gas mixtures in practice. The incidence of off-flavour was related to the content of ethanol staining pattern just after the withdrawal of gas mixtures. Fruit firmness at harvest was 0.8962 MPa ± 0.0679 MPa ('Stanley') and 1.1465 MPa ± 0.0332 MPa ('President') and did not decrease during the storage in gas mixture. The study was also aimed at investigating the storage of sweet cherries in the low oxygen atmosphere. Acetaldehyde and ethanol are normally present at detectable levels in the fruits at harvest, under aerobic conditions and in healthy, undamaged sweet cherry fruits. Both metabolites can be detected, at different concentrations, in all cultivars. Several hours after the harvest, the levels of acetaldehyde in the cultivars Summit, Těchlovan and Kordia, were 6.41; 9.78 and 22.00 mg.l -1, respectively. Both ethanol and acetaldehyde are accumulated at significant levels in cherries stored under anaerobiosis, particularly in atmospheres with high levels of CO 2. The highest levels of ethanol after 31 day exposure to anaerobic conditions were found in the cultivars Těchlovan (1159 mg.l -1 ) and Sumit (1168 mg.l -1 ). These values are similar. The metabolites decreased after a return to aerobic conditions, but remained higher

than the levels observed first. Sweet cherries stored under anaerobic conditions are also sensitive to the development of off-flavours in the first 24 hours after opening the storage box. A retarded ripening of the fruit under anaerobic conditions was reflected in a higher degree of fruit firmness than usual, and visual attributes of ripeness were almost undetectable. Stems also remained green, in contrast to the usual browning which occurs under normal atmospheres. Discrimination analysis of the various parameters observed gave a good differentiation of the cultivars under study.

1 ÚVOD Světový trh čerstvého ovoce podléhá výrazným změnám zejména v oblasti jablek. Čína dále rozšiřuje své produkční i exportní aktivity. V Novém světě se v obrovských zařízeních cílevědomě produkuje pro evropský trh. Rozšíření EU znamená další semknutí evropských trhů. Obchodní řetězce se stávají i v nových členských státech hlavními obchodními partnery producentů a kladou stále větší důraz na kvalitu a cenu. V těchto souvislostech se musí orientace producentů v ČR nejen přizpůsobit, ale musí se pokusit též využívat budoucí vývoj. Celková produkce jablek ve světě v posledních letech poněkud poklesla. Na jedné straně se na severní polokouli produkuje o něco méně (včetně Číny, Ruska a Itálie), na druhé straně se situace vyrovnává narůstající produkcí jablek na jižní polokouli (včetně Brazílie a Chile). Tuto tendenci k mírnému poklesu lze zaznamenat jen v porovnání s maximální produkcí roku 2000. Střednědobě světová produkce jablek opět poroste. V sezóně 2003/2004 se vyprodukovalo asi 43 mil. t jablek. Peckové ovoce jako jsou švestky a slivoně, meruňky a broskve jsou pěstovány v mnohem menším rozsahu a jsou klimaticky vymezeny, zejména broskve a meruňky. Mají-li se posklizňově využít, je vedle nabídky spotřeby v čerstvém stavu v tržní síti další možnost, která se zvýrazňuje s postupujícími technickými prostředky pro stanovení nekolísající teploty a definované plynné směsi. Tato disertační práce se dotýká a objektivními prostředky zdůvodňuje reakce plodů švestek a částečně i třešní na upravené podmínky skladování. Tyto podmínky budou vždy spojeny s technikou chlazení. Chlazením se rozumí odnímání tepla látkám. Účelné je odvedení takového množství tepla, aby teplota ochlazované látky nebo prostředí klesla na žádanou hodnotu. Odnímat teplo určité látce může jen taková látka, jejíž teplota je nižší než teplota ochlazované látky. Má-li se uplatnit dlouhodobé skladování ovoce, musí se vedle řízení teploty plodu a teploty okolního prostředí také využít podpůrných fyziologických vlivů, jako je úprava skladovací atmosféry. Na rozdíl od jádrového ovoce (jablek) je skladování peckového ovoce, zejména švestek, spojeno s menšími chladírenskými prostorami, které však musí mít moderní techniku chlazení a úpravy ambientní atmosféry.

2 LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1 Fyziologické, technické a technologické předpoklady pro skladování ovoce se zaměřením na švestky a slivoně 2.1.1 Skladovací postupy pro posklizňové uložení ovoce Podle teploty okolního prostředí (např. vzduchu, vody, aj.) rozlišujeme přirozené (nechladírenské) a umělé (chladírenské) chlazení. Přirozené chlazení je známo a využíváno již od dávných dob, kdy teplota okolního prostředí (media) je nižší než teplota, na kterou zchlazujeme ochlazovanou látku. Pokud je nutné chladit na teploty nižší než je teplota přírodních látek (vzduch, voda, přírodní led apod.), musíme tyto teploty vytvořit uměle. Metod chlazení je několik, rozdělujeme je do 3 skupin: 1) využívá citelného nebo latentního tepla látek, které se volně vyskytují v přírodě, aniž byla jejich teplota předem uměle snížena. Je to chlazení vzduchem, odpařováním, průtokem přívodní vody a tavením přírodního ledu. Jedná se o nestrojní způsob chlazení. 2) využívá latentního tepla látek, do nichž byl chlad akumulován pomocí strojního zařízení. Např. sublimace tuhé fáze CO 2 (tzv. suchého ledu) a vypařování zkapalněných plynů, zejména tekutého dusíku. 3) používá strojní chladící zařízení, které je založeno na principu vypařování chladiva: v oběhu parním, v němž se odpařené chladivo stlačuje mechanickým kompresorem, oběh proudový používá jako chladiva vody. Tato technika chlazení není vhodná pro uchovávání zahradnických plodin, v oběhu sorpčním se vypařené chladivo pohlcuje v absorbentu a s ním se ve formě roztoku přečerpává na vyšší tlak, aby se tam opět varem vypudil. Rozsah teplot od nadnulových až do -70 C je pokryt dvojicí čpavek voda. V potravinářství se užívá v chladničkách. chlazení termoelektrické je používáno při velmi nízkých výkonech a tam, kde nízká energetická účinnost je vyvážena jinými výhodami (jednoduchost

zařízení, bezpečnost a klidný chod, snadná regulovatelnost, vhodný zdroj napájecího proudu). Chlad získaný pomocí strojního zařízení se přivádí do vychlazovaných prostorů buď přímo, kdy se teplo odvádí odpařujícím se chladivem, nebo nepřímo, kdy je teplo odváděno prostřednictvím další, teplonosné, látky (solanky). Solanka přenáší teplo z chlazené látky do chladiva beze změny skupenství. Chlazení můžeme rozlišit podle umístění výparníku nebo solankového potrubí na vnitřní výparník je umístěn ve vychlazovaném prostoru - a vnější výparník je umístěn mimo vychlazovaný prostor v místnosti, zvané chladník vzduchu. Dispozičně je chladící zařízení řešeno jako centralizované nebo decentralizované. U centralizovaného jsou všechny části kromě výparníků soustředěny v ústřední strojovně, rozvádí se pouze chladivo výparníků. Z tohoto důvodu je rozsáhlý systém rozvodu trubek a velké tepelné ztráty (7 10 % instalovaného výkonu kompresorů). Decentralizované zařízení používá blokové chladící jednotky malého výkonu v bezprostřední blízkosti chlazených prostor a několik pro větší vychlazovací prostory. Propojovací potrubí je krátké, což představuje tepelnou úsporu, výhodou je také snadná automatizace provozu. Ve skladovacích postupech jsou stanoveny typické technické podmínky pro tvorbu skladovacích faktorů, kterými jsou teplota, relativní vlhkost, složení atmosféry (obsah O 2, CO 2, ethylenu a dalších neethylenových plynů). Podle technické a technologické vybavenosti rozdělujeme sklady do kategorií: maloobjemové sklepy a zemní kryty (krechty) větrané sklady chladírny chladírny s řízenou atmosférou 2.1.1.1 Maloobjemové sklepy na ovoce a zemní kryty Podmínky pro udržení jsou málo vhodné, neboť teplota se pohybuje do 8 C s velkým kolísáním relativní vlhkosti. Větrání není zabudováno, snad jen průduchy, které ústí do prostoru nad sklepem. Stěny a strop nejsou tepelně izolované, což způsobí tvorbu potní vrstvy. Stavební prvky a vnitřní zařízení (stojany, police,

dřevěné lísky) se obtížně dezinfikují. Mikroklimatické podmínky jsou závislé na vnějším kolísaní teploty (v zimě možnost namrznutí uloženého ovoce, v předjarním období dochází ke zvýšení teploty nad 10 C). Krechty se pro uložení ovoce nehodí a jsou uvedeny jen jako možná alternativa pro uložení brambor a krmných plodin. 2.1.1.2 Větrané sklady Stavba bez chladícího systému, kde snížení teploty a úpravy atmosféry se dosáhne pouze vháněním venkovního vzduchu. Technologické větrání je vedeno k zajištění potřebné koncentrace kyslíku, snížení koncentrace CO 2 a odvodu dýchacího tepla ze skladované plodiny. Stavby jsou zařízení trvalého rázu, oplášťované izolačním materiálem a vnitřně jsou členěny na komory. Minimálně je třeba dodržet členění na samostatné komory pro oddělené skladování ovoce mírného pásma, košťálové zeleniny, kořenové zeleniny a cibulové zeleniny. Větráním venkovním vzduchem, převážně v noci, se dosáhne teploty plodiny a okolního vzduchu na podzim až v zimě na teploty +4 C. Nižší teploty mohou vyvolávat chladový stres v teplotním rozmezí, které je sice nad bodem mrznutí pletivového roztoku, ale pod optimální teplotou dané plodiny. 2.1.1.2.1 Dispozice větraných skladů Větrané sklady jsou stavby buď v úrovni terénu, nebo mírně zapuštěné do terénu (max. 1 1,5 m), stavebně řešené jako obloukové skelety o šířce 3,5 4,0 m a délky max. 30 m, s vrstvou zeminy 1,5 2,0 m. Bývá obtížné udržet rovnoměrnou vrstvu zeminy, snížení vrstvy pak vede v zimě k výraznému snížení teploty ve skladu, neboť skladované plodiny svým respiračním teplem, které je v tomto časovém období rovněž velni nízké, nestačí udržet teploty v rozmezí 2 C 4 C. Pokud stavba bude řešena jako nadzemní objekt, pak součinitel tepelné izolace k má být v rozmezí 0,5 0,8 W/m 2.K pro obvodový plášť a strop. Dispozičně je stavba řešená jako soubor několika komor se společnou dělící stěnou a vraty pro každou komoru situovanou na obvodu stavby.

2.1.1.2.2 Potřeba větrání venkovním vzduchem Větrání je přetlakové (několik Pa), měřeno v ústí ventilátoru, navazující na větrací kanály, které jsou ve stropu nebo v obvodu komory a zajišťují pohyb vzduchu. Průtokový objem vzduchu musí splňovat podmínku třicetinásobné výměny vzduchu za hodinu vztaženo na prázdnou komoru.technologickou výhodou je míchání vnějšího vzduchu se vzduchem větrané komory, což se nastaví směšovací klapkou. Pro udržení teploty je rozhodující úplný odvod dýchacího tepla (Q) V [m 3 /h] = Q i ρ kde V je hodinový výkon ventilátoru, i větrané ρ je rozdíl entalpií vzduchu vycházejícího větracími kanály z komory a vzduchu vcházeného do komory je hustota vycházejícího vzduchu větracími kanály. Míchání vnitřního a vnějšího vzduchu je účinným prostředkem proti vytváření potní vrstvy (teplota uložených plodin je pod rosným bodem vháněného vzduchu). Výhodu větrání je spínání ventilátoru prostřednictvím diferenciálního teploměru, aniž je nutná ruční obsluha. Transportní práce jsou snadno mechanizovatelné a vyskladnění není závislé na průběhu počasí. Nevýhodou větraných skladů je závislost vnitřní teploty ve skladu na průběhu vnějších podmínek během delšího období, méně během jednoho dne. Fáze zchlazování je pomalá a má přímý vztah k okolní teplotě raného podzimu. Sklad je vhodné vybavit mostní váhou, příjem a expedice se musí vybavit skladištní vahou. 2.1.1.3 Chladírenské skladování ovoce bez úpravy atmosféry Chlazení patří ke konzervačním metodám založeným na principu anabiózy. Jde o konzervování fyzikálně-chemickou úpravou potravin. Vlivem snížené teploty se zpomaluje průběh biochemických reakcí v surovině, biochemických reakcí

mikroorganismů a látkových systémů. Navíc při nižších teplotách se plodina stává fyziologicky suchou a tudíž nevhodnou pro mikrobiální růst. Chladírna sestává z chladírenských komor, dopravních komunikací, manipulační haly a pomocných prostor. Je to účelová stavba doplněná příjmem a expedicí, úpravnou a balírnou, skladem obalů. Chladírna je doplněna o objekty údržby, pomocných skladů, energetického a vodního hospodářství, dopravy, komunikace a vlečky. 2.1.1.3.1 Mikroklimatické podmínky v chladírenské komoře Chladírenská komora je prostor vybavený tepelnou izolací, chladícím zařízením pro zchlazení plodin a dlouhodobé uchování v prostředí s nekolísající teplotou (t = ± 0,5 C) a tomu odpovídající relativní vlhkostí. Bude-li požadovaná teplota 3 C, pak při tomto kolísání bude vyvolaná změna obsahu vodní páry ± 6,6 % při průměrné relativní vlhkosti 95 %. Prostor chladírenské komory je daný součinem vnitřní půdorysné plochy a vnitřní výšky chladírenské komory. Záměrná plynotěsnost chladírenské komory se nevyžaduje, ale zvýšenou těsností stavebních prvků se dosáhne modifikované atmosféry, která se příliš neliší od normální kyslíkaté atmosféry (zvýšeným parciálním tlakem CO 2 o 1-2 kpa, tj. 1-2 %, a obsahem 20-19 kpa, tj. 19-20 % O 2 ). Chladícím cyklem na výparníku se trvale vytváří V a p volného prostoru chladírenské komory v důsledku dvou dějů fáze zchlazování vzduchu průchodem přes výparník a dílčí kondenzace vodní páry na výparníku. Při následném sdílení tepla mezi plodinou a okolní atmosférou se tento vzduch otepluje. Tlaková deprese ve fázi zchlazování vzduchu způsobí nasátí venkovního vzduchu až do vyrovnáním tlaků mezi chladírenskou komorou a okolní atmosférou. Naopak oteplování vzduchu v komoře teplem respiračním se zvýšený objem projeví i zvýšeným parciálním tlakem nad tlak barometrický. 2.1.1.3.2 Vliv nízké teploty na skladování ovoce Výsledky z pokusu PEIRSE et al. (2000) ukazují, že teplota vysoce negativně ovlivnila zhoršení plodů. Protože nižší teplota může zpozdit rozpouštění pektinů, může být udržena celistvost dužniny plodu a pevnost zůstane déle na vysoké úrovni,

což má za následek delší skladovací období. Skladování nezralého ovoce při nízké teplotě má ale za následek abnormální dozrávání, to se projeví mdlou chutí a rozvojem vnitřních poruch. Odrůda švestek Reine Claude d Althan se prokázala jako nejlepší ze 4 zkoumaných odrůd díky dlouhé skladovací kapacitě a malému podílu ztráty pevnosti. Naproti tomu odrůda Belle de Louvain byla velmi špatná ke skladování, měla podřadnou chuť a rychlý podíl ztráty pevnosti. Na kvalitu švestek má vliv také účinek různých chladírenských metod a skladovacích teplot. Rozdílných výsledků se dá dosáhnout například pomalým chlazením vzduchem, rychlým zchlazováním vzduchem a chlazením vodou. BRACKMANN et al. (2001) kromě těchto odlišných metod zkoumal navíc kombinaci skladovacích teplot -0,7 ºC a 0,2 ºC u švestek odrůd Reubennel a Pluma 7. Po 5 týdnech chladírenského skladování a 2 dnech skladování při 20 ºC se dospělo k následujícím výsledkům: chlazení vzduchem kombinované se skladovací teplotou 0,2 ºC udrželo vyšší titrovatelnou kyselost, rozpustnou sušinu a nižší výskyt hnědé hniloby ve švestkách 'Pluma 7'. Pro 'Reubennel' skladovaný při 0,7 ºC v kombinaci s chlazením vzduchem se udržela vyšší titrovatelná kyselost, ale vzrostl výskyt vnitřních poruch. Chlazení vodou udrželo vyšší pevnost u odrůdy Reubennel skladované při 0,2 ºC, ale vzrostl výskyt hniloby v obou skladovacích teplotách a odrůdách. 2.1.1.3.3 Potřeba přívodu vzduchu do chladírenské komory Technologické větrání je zpravidla provedené odsáváním vzduchu z chladírenské komory dvěma odsávacími rourami, které jsou v komoře umístněné v rozích na straně, kde je montovaný výparník. Je vhodné, aby jejich nasávací profil byl od podlahy vzdálený do 0,6 m. Vzduch přiváděný do komory ústí na chladné plochy výparníku, takže ve fázi spuštění výparníkového ventilátoru a přívodu chladiva se přiváděný vzduch kondicionuje vyšší teplota se sníží na teplotu výparníku a vyšší měrná vlhkost ve srovnání s měrnou vlhkostí vzduchu v chladírenské komoře se vysráží v odpovídajícím množství.

2.1.1.3.4 Izolační vlastnosti chlazeného prostoru Obvodový plášť a strop musí být izolován tak, aby součinitel tepelné izolace k byl pro obvodový plášť min. 0,25 W/m 2.K, pro strop 0,20 W/m 2.K, pro podlahu 0,5 W/m 2.K. Chladící systém vytvoří v prostoru teploty od +5 C do 0 C, ale musí mít kapacitu zchladit vzduch na 3 C s kolísáním ±0,3 C. 2.1.1.3.5 Chladicí okruh a chladící výkon Velkokapacitní chladírenské komory s objemem 1.000 1.500 m 3 mají nastavitelnou teplotu pro praktické skladování všech ovocných komodit. Ve většině případů se chladící okruh řeší s přímým odpařováním chladiva ve výparku, méně časté je nepřímé chlazení s přenosem tepla na solanku, která je chladícím mediem ve výparku. Chlazení v komoře se děje odvodem dýchacího tepla a dalších zdrojů tepla na výparník, v němž se odpařuje vhodná teplonosná látka chladivo. Ta se odpaří proto, že spotřebuje svoje výparné teplo. Volba chladiva je výslednicí jeho vlastností fyzikálně chemických, vlastností technologických a ekologických (freonová chladiva se obtížně rozkládají ve vzduchu a v horních vrstvách atmosféry zeslabují ozonovou vrstvu). Cyklická změna chladiva z kapalné fáze na fázi plynnou vede ke spotřebě tepla z vnějšího prostředí a je na úrovni výparného tepla. Naopak ke kondenzaci zahřátých par dochází, jakmile se odejme teplo na jinou látku (vodu - vodní kondenzátory, nebo na vzduch - vzduchové kondenzátory). Chladiva se liší bodem varu a odpařovacím teplem, především čpavek má vysoké odpařovací teplo (1366 kj/kg), které je asi šestkrát vyšší než dříve používané freony a ekologická chladiva, proto se čpavek a ekologická chladiva hodí pro výkonnější chladící soustavy. Kondenzace příslušného chladiva závisí na kondenzačním tlaku, takže má-li se např. ekologická chladiva odpařovat při teplotě 10 C, pak odpovídající přetlak ve výparníku bude 0,365 MPa. Dosud používané freony se nahrazují jinými chlorovanými deriváty ethanu, které se snadno rozkládají ve vnějším prostředí. Chladící výkon závisí na vypařovací teplotě a kondenzační teplotě. Např. bude-li výparná teplota 5 C, chladicí výkon při kondenzační teplotě +30 C bude 7 kw, avšak při kondenzační teplotě +45 C jen 6 kw. Chladící výkon kompresoru závisí na

kondenzační teplotě a odpařovací teplotě. V praktických podmínkách provozu bude v létě a na podzim kondenzační teplota +40 C až 45 C, což nepříznivě ovlivňuje nízký chladící výkon. V zimě je kondenzační teplota +30 C až 35 C, tzn. vyšší chladící výkon, což je důležité pro dimenzování výparníku. 2.1.1.3.6 Chladicí výkon výparníku s nucenou cirkulací vzduchu Prostřednictvím výparníku se odebírá teplo vytvořené v chladírenské komoře vzniklé jako dýchací teplo skladované plodiny a ostatní zdroje tepla vzniklé provozem v chladírenské komoře, větráním venkovním vzduchem, průchodem tepla přes stěnu chladírenské komory aj. Proto odpařovací teplota chladiva ve výparníku musí být nižší než je požadovaná teplota chlazení. Skladované ovoce, ale i ostatní skladované zahradnické plodiny, vyžadují relativní vlhkost v rozmezí 80 až 95 % relativní vlhkosti. Čím bude odpařovací teplota nižší než požadovaná relativní vlhkost, tím více vodní páry z cirkulovaného vzduchu se vysráží na chladných plochách výparníku, neboť ve všech případech je povrchová teplota výparníkových ploch nižší, než je rosný bod cirkulovaného vzduchu. Platí, že mezi teplotou chlazeného prostoru a odpařovací teplotou ve výparníku nemá být vyšší teplotní rozdíl jak 5 C až 7 C. Nutná plocha výparníku odpovídá vztahu F = Q k t [m 2 ] kde: F je plocha výparníku vypočítaná z vnější plochy trubky a délky trubky v m 2 Q je chladící výkon chladící soustavy v kw, k je součinitel prostupu tepla do výparníku ve W/m 2.deg, t je rozdíl teploty mezi teplotou v chladírenské komoře a vypařovací teplotou ve výparníku. Nezbytná plocha výparníku potřebná pro chladírenskou komoru je buď rozdělená do několika menších výparníků nebo jako jeden celý nedělený výparník umístněný u stropu komory se zabudovanými 2 až 4 výparníkovými ventilátory, které

jsou situovány před výparníkové trubky (blíže k chladírenské stěně). Distribuce chlazeného vzduchu z výparníku do celého objemu komory musí být rovnoměrný. 2.1.1.3.7 Vztah plochy výparníku a teplotního rozdílu ochlazovaného vzduchu Při vysoké teplotní diferenci by bylo možné montovat výparníky s menší plochou (jsou cenově příznivější) a přináší stejný chladící výkon jako výparníky s velkou trubkovou plochou. Vysoký rozdíl teploty mezi vzduchem vcházejícím do výparníku a vypařovací teplotou chladiva ve výparníku vede k velkému odvlhčení vzduchu na výparníku, neboť část vodní páry se vysráží jako kondenzovaná voda, která z podložní vany, uložené pod výparníkem, odtéká jako voda odpadní. Mnohdy není znám objem tohoto kondenzátu, i když z jeho objemu lze posuzovat hmotnostní ztráty skladované komodity. Objem za hodinu kondenzované vody (V vody ) lze odvodit ze vztahu V vody = V ρ x recirkul. [kg/h] kde: V recirkul. je objem procházející výparníkem [m 3 ], ρ je hustota vzduchu vcházejícího do výparníku [kg/m 3 ] x je rozdíl měrných vlhkostí vzduchu nasyceného vodní parou a měrnou vlhkostí daného vzduchu [kg/kg] mírou nasycení je údaj relativní vlhkosti. Plochu výparníku nelze srovnávat podle plochy lamel, ale rozhodující je povrchová plocha rour a jejich délkový rozměr. Pro chladírenské komory o objemu vyšším jak 100 m 3 se zásadně použijí výparníky s nucenou cirkulací vzduchu, kde se očekává dvaceti až šedesátinásobná cirkulace vzduchu za 1 hodinu. Relativní vlhkost ustavená v chladírenské komoře je stabilnější při nižších teplotách skladování.

2.1.1.3.8 Expanzní ventil Teplotně řízený expanzní ventil vstřikuje kapalné chladivo do trubkového objemu výparníku. Tímto řízením se dostává konstantní množství chladiva k odpařování a tím se udržuje konstantní teplota vycházejícího vzduchu z výparníku. V provozní praxi jsou ventily termické, kde otvírání trysky je prostřednictvím tykavky trvale připojené k ústí trubkového systému výparníku a elektronického expanzního ventilu, v němž se sleduje teplota výparníkového vstupu s přesností 0,1 C. Při jemně nastavené teplotní diferenci se úměrně vstřikuje chladivo. Elektronické expanzní ventily jsou postupně zaváděny do skladovací praxe při rekonstrukci chladící soustavy nebo podstatných modernizacích, neboť umožňují nastavení teplotní diference 4 C. Při konstantní teplotě +1 C v chladírenské komoře lze nastavit relativní vlhkost od 97 % do 98 %, což souvisí s tím, že rozdíl teploty ve výparníku a v prostoru chladírenské komory je velmi malý. 2.1.1.3.9 Zchlazování skladovaných plodin Fáze zchlazování je v chladírenském skladování podstatná položka uchovatelnosti, protože rychlé odvedení vnitřního tepla z plodiny a současně tepla respiračního výrazně potlačí procesy zrání. Z bilance potřeby tepla vyplývá, že odvedení zchlazovacího tepla je významnou položkou v tepelné bilanci chladírenské komory a kvůli tomuto úseku technologického ošetření skladované plodiny musí být instalovaný chladící výkon v chladírenské soustavě dvojnásobně předimenzovaný ve srovnání s potřebou tepla po tomto úseku, tj. dlouhodobého uložení za teploty skladování. Potřeba chladu pro odvedení vnitřního tepla (Q celk ) plodiny se zjistí ze vztahu Q celk = m c t [kj] kde: m c je hmotnost plodiny v kg, je měrné teplo plodiny [kj/kg.deg],

t je rozdíl teplot ve C pro plodinu před zahájením zchlazování (tzv. polní teplota) a výslednou teplotou po zchlazení na požadovanou teplotu. Odpovídající chladí výkon ve vztahuje k době zchlazování [τ v hodinách], pak platí Q celk Q celk = [kw] τ 3,6 hod Doba zchlazování je v širokém rozmezí od několika hodin do 60 hodin a má se měřit jako vnitřní teplota plodiny nebo teplota uvnitř velkobjemové bedny (VOB). V metodickém řešení se musí zohlednit lokalizace VOB v objemu chladíren. komory. 2.1.1.4 Podmínky pro skladování ovocných druhů a odrůd, fyziologické změny, doporučení Pro skladování jablek a hrušek byly praktické zkušenosti z použití CA skladování v roce 1985 v USA (Controlled Atmosphere Storage of Apple and Pears), do Evropy byly zkušenosti přeneseny bezprostředně. Praktické skladování se opírá o vlivy teploty, vzdušné vlhkosti, složení atmosféry v rozsahu ŘA (řízená atmosféra), CA (controlled atmosphere zkratka používaná v angličtině), výskytu spály, fyziologická onemocnění v důsledku nízkého obsahu O 2 a vysokého obsahu CO 2, rizik vzniklých v komerčním skladování a koncentrace ethylenu v ambientní atmosféře. 2.1.1.4.1 Teplota plodů a okolní atmosféry Řízení teploty v chladírenské komoře se odvozuje z technologických vlastností výparníku. Pro většinu odrůd jablek vyhovuje teplotní rozsah od 0 C do 2 C, v některých státech světa používají teploty záporné ( 0,5 C) pro 'Golden Delicious', 'Braeburn', 'Granny Smith' (v Jižní Africe). Vliv teploty pro skladování je zásadní a po něm se teprve uplatňují ostatní vlivy jako složení atmosféry, včetně ethylenu.

2.1.1.4.2 Stupeň zralosti v období dozrávání na stromě Pro skladování jablek v ŘA se zvažuje stupeň zralosti pro chladírenské skladování. Pro odrůdu Golden Delicious je první sklizeň uložena do normální kyslíkaté atmosféry, v níž se může vyvinout aroma před vlastním prodejem. Plody ze střední sklizně jsou uloženy do dlouhodobého skladování v CA, kdy dosáhly začátku klimakterické fáze, plody z konce sklizně jsou prodány, protože se nedají dlouhodobě skladovat. Jsou propracovány sklizňové indexy, z nichž se v Evropě rozšířil tzv. Streifův index, který je založen na vztahu index Streif = pevnost rozpustná sušina škrob kde: pevnost je v kg/cm 2, rozpustná sušina v Rf škrob na stupnici 1 až 10. Dr. Streif (Bavendorf u Bodamského jezera) vyvozuje i některé odchylky v dynamickém obsahu zásobních látek jako jsou cukry, neboť v chladnějším mikroklimatu jsou jablka déle s nižší rozpustnou sušinou, naopak v teplejším mikroklimatu se vytváří vyšší rozpustná sušina. Rovněž našel pozitivní korelaci mezi prostorem kalichu a rozpustnou sušinou. Pěstitelé musí dovézt jablka v odpovídající tržní kvalitě bez známek posklizňového fyziologického poškození. 2.1.1.4.3 Ovlivnění zrání švestek Zrání ovoce lze kategorizovat dle klimakterické a neklimakterické fáze odvozené z časového průběhu dýchání (R mg CO 2 /kg.h; R' mg O 2 /kg.h). Švestky jsou v kategorii klimakterického ovoce, i když ABDI et al. (1997) uvádí, že švestky tento průběh mají pouze v pozdějším stadiu zrání. Klimakterické ovoce je charakterizováno také výraznou tvorbou ethylenu a jeho inhibice zpomaluje procesy zrání. V současnosti je 1-methylcyklopropen (1-MCP) antiethylenové agens, jímž se

zbrzdí produkce ethylenu hned na počátku zrání (SISLER a SEREK, 1997). Tato látka je netoxická a nevonná a vedle ovocných druhů ji lze aplikovat také na prodloužení vase life řezaných květin. Ačkoliv vliv teploty na skladování má všeobecně velký vliv, jsou švestky při teplotě 0 C skladovatelné 3 až 6 týdnů (DONG et al., 2001). Plody švestek podléhají chladovému stresu, který se projevuje v této teplotě, 2 znaky: vnitřní hnědnutí a tvorbou gelu (TAYLOR et al., 1993). Jestliže vnitřní hnědnutí je oxidační tvorbou polyfenolů a taninu, pak tvorba gelu je založena na degradaci pektinu v apoplastech a výrazné vazbě vody na hydrofilní skupiny. Proto není vhodné udržovat teplotu skladování na 0 C, jak uvádí KADER (1986), je to vázáno na kultivary. Nízká teplota skladování je však významná pro zpomalení produkce ethylenu. Podle DONGA et al. (2001) je význam ethylenu na fyziologická onemocnění nepodstatný, ale projevuje se na zpomalení měknutí plodů, pokud se použije 1-MCP v koncentraci 0,1 ppm po dobu 20 hodin a teplotě 20 C. Účinek tohoto přípravku se prokázal efektivně pro parametr Exo PG aktivitu, jakož i pro PE aktivitu. 2.1.1.4.4 Vlhkost v atmosféře chladírenské komory s řízenou atmosférou Aktuální obsah vodní páry hodnocený podle relativní vlhkosti (φ) je vždy vázaný na teplotu vzduchu a je uváděný ve většině tabulek. Platí, že φ se nemůže shodovat s plným nasycením vzduchu, ale zase nemůže klesat pod 85 % nasycení vodní parou. Zřejmé rozpětí vyplývá z toho, že se změnou teploty kolísá nasycení vodní parou v obráceném poměru, takže bude-li teplota kolísat o 0,5 C od průměrné hodnoty, bude φ mít kolísání o 6,6 %. Významnější je tlaková diference vodní páry, která vyjadřuje rozdíl mezi nasycenou vodní parou uvnitř plodu a tlakem vodní páry okolního vzduchu. Bude záležet na rychlosti vzduchu obtékajícího plochy plodů. Zjištění jsou příznivé ve vztahu k rychlosti proudění vzduchu a ztráty hmotnosti plodů transpirací. Zvýší-li se dvojnásobně rychlost proudícího vzduchu, zvýší se odvod tepla o 40 %. Podle zchlazovací rychlosti, která se měřila od 0,3 m.min -1 do 60 m.min -1 by nebyla transpirace plodů vyšší než 3 %. Monitoring vysoké vlhkosti v ŘA má přímý vliv na udržení kvality plodů. Ztráta hmotnosti plodů nemá převýšit 3 % po celou dobu

skladování, což se rozhodně neprojeví znaky vnějšího vadnutí, plody v balírně netrpí otlaky, současně je také prevencí vůči spále a hnědnutí dužniny. Hmotnostní ztráty je možné snížit dvěma způsoby: zvýšením φ pomocí zvlhčovačů (humifikátorů) velmi rychlým zchlazováním ještě dříve než se plody dostanou do chladírenské komory Oběma postupy se snižuje tlaková diference vodní páry. 2.1.1.5 Řízení podmínek v chladírenské komoře Cílem chladírenského skladování zahradnických plodin je zpomalení nebo potlačení nežádoucích změn a prodloužení uchovatelnosti. Ke splnění tohoto cíle je nutné sladit nároky uložené plodiny s vnějším okolím. Vycházíme především z nároků plodiny na teplotu a vlhkost vzduchu, složení atmosféry a vnitřní pohyb vzduchu v chladírně. Tyto parametry, nazývané mikroklimatické podmínky, je nutné regulovat úměrně měnící se dynamické rovnováze látkových složek plodin. 2.1.1.5.1 Regulace teploty Teplota je nejvýznamnější veličina, kterou lze z hlediska činnosti chladícího systému regulovat. Technicky se jedná o dvoupolohovou regulaci teploty, při níž se přerušuje a znovu začíná odvádět teplo střídavým přerušováním běhu kompresoru nebo průtoku chladiva výparníkem tak, aby bylo dosaženo teplotní diference ±0,5 C vzduchu chladírny. K regulaci je možné využít tepelnou soustavu sestávající z tepelně izolovaného prostoru, výparníku, sací strany kompresoru. Podle velikosti rozdílu teplot venkovního a chlazeného prostoru se volí buď termostat výparníkový, presostat nebo termostat prostorový. Jestliže je nízké sdílení tepla přes stěny chlazeného prostoru, tedy kolísání teplot venkovního vzduchu je malé, je pro regulaci vhodný výparníkový termostat. Ten reguluje povrchovou teplotu výparníku škrcením kapalného chladiva v expanzním ventilu. Presostat naopak reguluje vypařovací tlak; na sacím potrubí je nastavena tlaková diference chladiva, přičemž nižšímu odpařovacímu tlaku odpovídá i nižší odpařovací teplota a tím i nižší teplota vzduchu chladírny.

Očekává-li se vyšší rozdíl teplot venkovního a chlazeného prostoru, je vhodné použít termostat prostorový, jehož čidlo je umístěno v chlazeném prostředí. Protože ve většině případů je vyšší poměrná změna tepelného zatížení, k regulaci teploty se užívají převážně dvoupolohové prostorové termostaty. Tyto přístroje mají čidlo citlivé ke změně teploty, které transformuje tepelnou energii v mechanickou práci nutnou k sepnutí a přerušení elektrického obvodu, a mechanismus využívající této energie k ovládání kontaktů. 2.1.1.5.2 Regulace vlhkosti a zchlazování Chlazením vzduchu je ovlivněna nejen teplota, ale i měrná vlhkost vzduchu. Je-li vzduch ochlazen pod rosný bod, vyloučí se část vodní páry na výparníku ve formě námrazy. Bude-li znovu vzduchová masa ohřátá (např. uskladněnými plody, netěsností stěn chladírny), stává se sušším a může opět přijímat vlhkost z uložených plodin. Probíhá kontinuální přenos vodní páry z plodin na teplosměnnou plochu výparníku. Vzduchová masa chladírenské komory se nejvíce ohřívá v první fázi uložení plodin, a to odnímáním vnitřního tepla ovoce na konečnou teplotu skladování. Po zchlazení získává vzduch další teplo přenosem vnějšího tepla přes stěny chladírny. Stává se sušším a jímavějším pro vodní páru, která se doplňuje ze skladovaných plodin na základě rozdílu napětí vodních par mezi produktem a vzduchem. Vlastnosti vlhkého vzduchu a ovlivňují tyto faktory 1) Teplota výparníku při vyšší povrchové teplotě chladicí plochy výparníku se vylučuje méně vodních par a je vyšší relativní vlhkost. 2) Tloušťka izolace izolace omezuje sdílení tepla vedením přes stěny chladírny, čímž je udržována vysoká relativní vlhkost. Silnější izolace tlumí kolísání relativní vlhkosti účinněji. Vnější teplota chladicí agregát musí být déle v chodu, pokud je vyšší vnější teplota. Ochlazovaný vzduch se na teplosměnné ploše výparníku nadměrně odvlhčuje a pak podněcuje výpar plodin. 3) Velikost chladírny se zvětšujícím se objemem chladírny klesá poměr plochy obvodového pláště, podlahy a stropu k obsahu chladírny. Z toho vyplývá, že do

větší chladírny vniká méně tepla z vnějšího prostředí a ustavuje se vyšší relativní vlhkost než v menších chladírnách. Relativní vlhkost je funkcí teploty, tlaku a množství vodní páry ve vzduchu. Tlak bývá nejčastěji konstantní, avšak při regulaci vlhkosti nelze udržet konstantní teplotu. Proto je regulace vlhkosti vzduchu vždy spojena s regulací teploty chlazeného prostoru. Měrná vlhkost se snižuje kondenzací na plochách výparníku nebo stěn, pokud je jejich teplota nižší než teplota rosného bodu. A naopak, měrná vlhkost se zvyšuje výparem plodin, difúzí vodní páry stěnami a výměnou vzduchu (záměrnou nebo provozní). Klesající množství vlhkosti ve vzduchu lze upravit vypařováním vody zavedené do chlazeného prostoru (výparné teplo se z chlazeného prostoru odebírá) nebo přívodem páry (teplo se přivádí s párou). Vzduch se však nejčastěji upravuje průchodem vodní sprchou a topným tělesem. Kapky vody rozprašované do vzduchu by se měly odpařit dříve, než spadnou na vrstvu plodin. Doba potřebná k odpaření je vymezena velikostí kapiček, teplotou vzduchu a jeho relativní vlhkostí. Takovéto dodávání vody do atmosféry chladírny jednak zvyšuje spotřebu energie chladicího zařízení, ale také vyžaduje častější odtávání výparníků. Proto je ovlhčování vzduchu považováno jen za výpomocné řešení, neboť dokonalé řešení spočívá v takové konstrukci výparníků chladírny, aby tím již bylo dosaženo bez dalších opatřeních žádané vlhkosti prostoru. 2.1.1.5.3 Pohyb vzduchu v chladírně Vzduch v chladírenské komoře přenáší teplo od všech jeho zdrojů do výparníku a po ochlazení do chlazeného prostoru. Odvod tepla a snižování teploty plodin je úměrné pohybu vzduchu, který upravuje mikroklimatické podmínky skladovacího prostoru. Rozlišujeme mezi přirozeným a nuceným prouděním vzduchu. Přirozené proudění vzniká na základě rozdílných měrných hmotností (teplot) vzduchu v různých částech skladu. Tato cirkulace nedostačuje k odvádění

respiračního tepla, proto má své uplatnění spíše v mrazírenských skladech, kde vzduch ochlazený v nástropních nebo bočních chladičích klesá a dochlazuje mrazené výrobky. Nucené proudění je díky ventilátoru. Pohyb vzduchu vzniká vlivem rozdílu statického tlaku, rozvádí se buď přímým prouděním nebo vzduchovody do všech částí tak, aby se udržela konstantní teplota a relativní vlhkost vzduchu. Vzduch v chladírně proudí na principu nejmenšího odporu, tzn. především v mezerách mezi stěnami nebo inspekčními průchody mezi bloky. Čím jsou mezery menší, tím se zmenšuje podíl vzduchu procházejícího přes plodiny. Aby nedocházelo k nadměrnému výparu nebo dokonce k fyziologickým onemocněním z chladu, je nutné zvolit účelné zaplnění komory. Cirkulující vzduch je ochlazen, tím se z jeho objemu vysráží část vodní páry jako námraza. Sušší vzduch by způsoboval úbytek hmoty skladovaného ovoce, tomu je třeba předejít zvlhčováním vzduchu. Proudění vzduchu v chladírenské komoře je ovlivňováno řadou sil, které řídí, odklánějí a narušují proud vzduchu během ventilačního cyklu. Přerušením ventilace zaniká systém proudnic, zvýrazňuje se přirozené proudění a je vždy nutný určitý čas k tomu, aby po sepnutí ventilátoru byly podmínky nucené cirkulace obnoveny. 2.1.1.5.4 Technologické úpravy vlhkosti v chladírenské komoře Použití zvlhčovačů se doporučuje prvních 14 dnů skladování v chladírenské komoře, kdy okolní vzduch je relativně málo vlhký. Bude-li monitorovaný denní kondenzát z výparníku, může se snadno vyjádřit transpirační rychlost plodů. Při aktuální ztrátě vlhkosti z plodů, která bude vysoká, se pak může nízká φ podpořit humifikátory. Naopak bude-li transpirace příliš nízká, může se φ snížit tak, že se zvětší tepelná diference vzduchu do výparníku vcházejícího a vzduchu ochlazeného na výparníku. Ve většině chladíren jsou problémy ve vysoké ztrátě na hmotnosti plodů. Jednoduché přidání vody nízkotlakými tryskami nebo zvýšení vlhkosti na podlaze je neefektivní. Nízkotlaké trysky vytváří objemné kapky, které klesají na krátkou vzdálenost, aniž změní svoje skupenství na plynné. Zvláště při nízké teplotě, při níž se plody skladují, je tento postup nevhodný. Ve velkokapacitní chladírenské