Contenedores: Prevención de la Condensación de

Ing. Shlomo Navarro Green Storage Ltd snavarro@013.net

Hagit Navarro Green Storage Ltd

Tom deBruin GrainPro Philippines Inc. SBDMC Industrial Park Philippines.

Contenedores: Prevención de la Condensación de Productos en Bolsas

Los contenedores juegan un papel importante en el manejo y transporte de muchos productos agrícolas. Muchos productos secos agrícolas se envían en bolsas de 25 a 60 kg de capacidad. Entre ellos, los más comunes son: café, granos de cacao, todo tipo de nueces comestibles, legumbres, porotos o frijoles, arroz y especias. En principio, todos estos productos pueden sufrir daños por condensación durante el transporte del barco.

La condensación y la migración de humedad causan un aumento en el contenido de humedad de los productos agrícolas almacenados, lo que puede provocar daños graves como consecuencia de la actividad fúngica. Este fenómeno es típico en particular de los productos transportados en contenedores enviados al extranjero durante viajes relativamente largos de varias semanas y, por lo tanto, expuestos a fluctuaciones de temperatura, especialmente cuando la carga está expuesta a un clima cálido y frío alternativo. La exportación de maní de Israel a Europa se realiza en contenedores y el viaje dura aproximadamente 3 semanas. La temporada alta para procesar y exportar estos maníes desde Israel es de octubre a noviembre. Este es también el momento de las condiciones ambientales más favorables que causan condensación, especialmente debido a las fluctuaciones extremas de temperatura que prevalecen en el clima mediterráneo en esta época del año y las temperaturas en el destino. A veces, parte del producto en los contenedores lle

ga a Europa con daños iniciales por moho y es rechazado. La mayor parte del daño observado hasta ahora en los contenedores enviados desde Israel se ha restringido a la capa superior de la pila y se atribuyó a la aparición de condensación. No tenemos cifras oficiales sobre el alcance de los daños de otros países. Solo tenemos información confidencial proporcionada por los comerciantes. Un comerciante de granos de cacao que maneja anualmente 20,000 contenedores, nos informa que el daño por condensación en los contenedores puede alcanzar entre 10% y 50%. Se han utilizado varios métodos para evitar la condensación. Estos incluyen el uso de deshumidificadores mecánicos y de materiales de empaque procesados o no higroscópicos y la ventilación de los contenedores (Anónimo, 1974). Sin embargo, se observó que, en muchos casos, los contenedores de propósito especial para satisfacer una demanda estacional no son económicos (Sharp et al, 1979). El objetivo principal de nuestra investigación fue estudiar la aparición de condensación. Además, investigamos la eficacia del cloruro de calcio para prevenir el daño por humedad y un método novedoso basado en una bolsa grande llamada TranSafeliner (TSL) para reducir la intensidad de la condensación. El estudio sobre la aparición de condensación y pruebas de eficacia del cloruro de calcio se basó en gran medida en el trabajo realizado

TECNOLOGÍA 09 por Navarro y Paster (1987). El estudio sobre TransSafeliner fue posible debido a la cooperación con un gran procesador de granos de cacao.

Materiales y métodos Estudio de condensación Se colocaron cuatro contenedores de metal de 20 pies (dimensiones internas 2,43m de ancho, 2,37m de alto y 5,3m de largo) en la explanada de una planta de procesamiento de maní en Kefar Saba, Israel. Las aberturas de los contenedores estaban orientadas al sur, la distancia entre los contenedores era de 60cm. Los contenedores se cargaron con bolsas que contenían maní en cáscara (cultivar Shulamit) con un contenido de humedad inicial (mc) promedio (10 muestras aleatorias) de 7.7% y 8.5% para los maníes sin cáscara y con cáscara, respectivamente. Las bolsas se colocaron en capas de 30 bolsas cada una para formar una pila a una altura de seis capas y se colocaron sobre pallets. Por lo tanto, cada contenedor contenía 180 bolsas (aproximadamente 5400 kg de maní).

La temperatura se midió usando cables de termopar que se instalaron dentro de cada contenedor de la siguiente manera: se unieron dos puntos de muestreo al techo de metal, dos puntos dentro del centro de dos bolsas separadas ubicadas en la capa superior de la pila, un punto en una bolsa ubicada en el centro

de la capa intermedia, y un punto unido al piso de metal. Además, la temperatura ambiente y la temperatura de la superficie exterior del techo de metal de cada contenedor se midieron utilizando termopares. Todos estos cables de termopar estaban agrupados y conectados a un registrador de temperatura múltiple que registraba de manera intermitente (cada hora) la temperatura del mismo punto. La temperatura del aire y la humedad relativa (H.R.) dentro de cada contenedor se registraron utilizando dos termohigrógrafos con una tabla de registro semanal. Se colocó un termo-higrógrafo en la pila y el otro en el piso cerca de la puerta.

Capacidad de absorción de cloruro de calcio Para probar la capacidad de absorción de humedad, se colocó cloruro de calcio (grado técnico) (en lotes de 4-5 kg) en cajas de cartón recubiertas de plástico. Las cajas se colocaron en la capa superior de cada pila y luego los contenedores se cerraron. Las cantidades de cloruro de calcio utilizadas fueron 30, 60 y 120 kg por contenedor, mientras que un cuarto contenedor sin cloruro de calcio sirvió como control. Al final del período de almacenamiento, se toma ron 21 muestras de maní de cada contenedor. Estas muestras fueron analizadas para humedad, utilizando el método estándar de la Asociación Internacional de Pruebas de Semillas (Anónimo, 1966). El estudio se llevó a cabo durante octubre-noviembre y duró 3 semanas.

Prueba de TranSafeliners (TSL) TranSafelinerTM está hecho de una película de Polietileno multicapa transparente de 100 micras de espesor que tiene propiedades superiores de barrera contra la humedad y los gases. Estos revestimientos encajan en contenedores de 20 pies y 40 pies para productos a granel o en bolsas. Los TSL son fabrica dos por GrainPro Inc.

Aunque los TSL se han utilizado desde 2008, su efectividad se evaluó empíricamente. En el presente trabajo, las observaciones realizadas en contenedo res de 40 pies con granos de cacao se informan debido a la cooperación exitosa con un gran procesador de granos de cacao. De 7 contenedores, 3 contenían granos de cacao dentro de TSL, 3 contenían un desecante (cada contenedor de 40 pies tenía 6 bolsas "manta Clariant" destinadas a proteger contra la humedad durante el transporte), y en un contenedor la pila de granos de cacao estaba cubierta por un revestimiento de Polietileno común proporcionando condiciones no herméticas.

Los 7 contenedores se cargaron en Costa de Marfil y se vaciaron después de 55 días en Malasia. El viaje en barco tuvo lugar durante agosto-septiembre de 2019. Al llegar a un puerto de Malasia, se examinaron los TSL y los contenedores que no son TSL en busca de daños por condensación. Además, se tomaron muestras de granos de cacao durante la descarga de los contenedores. Se analizaron para determinar el contenido de humedad y los ácidos grasos libres (FFA).

Resultados y discusión La condensación ocurrirá cuando haya un gra diente de temperatura y una fuente de humedad (Anónimo, 1974). En nuestra prueba, los gradientes de temperatura dentro de los contenedores aparentemente fueron iniciados por las fluctuaciones diarias de la temperatura ambiente y la exposición de los contenedores al calentamiento solar directo. La H.R. del aire dentro de los contenedores y el contenido de humedad del maní constituían fuentes de humedad que potenciaban el fenómeno de condensación.

Las fluctuaciones de temperatura dentro de los contenedores se registraron durante todo el experimento. Se registró una estrecha similitud entre las temperaturas en los puntos de muestreo respectivos instalados en cada contenedor. La Tabla 1 muestra que la fluctuación extrema de temperatura (de un mínimo promedio de 16.4°C a un máximo de 39.4°C), que puede causar condensación de agua, tuvo lugar cerca del techo. De hecho, cuando la temperatura en el espacio superior de los contenedores era de 39,4°C, la humedad relativa en el mismo lugar fue del 43% (Tabla 2). En estas condiciones, el análi sis utilizando una tabla psicrométrica indicó que el enfriamiento del techo a 23.5°C puede llevar el aire a su punto de rocío, y cualquier enfriamiento adicional puede causar condensación de agua. Esa fue la situa-

ción cuando el techo de cada contenedor se enfrió a 16.4°C (durante las noches). Posteriormente, la media máxima de H.R. del espacio superior era del 93% (en el control y el recipiente tratado con cloruro de calcio de 30kg, Tabla 2). Sin embargo, el promedio máximo de H.R. registrado dentro de los recipientes tratados con dosis de cloruro de calcio superiores a 30kg estaban en el rango de 82-89%, lo que indica la influencia del cloruro de calcio en la absorción de humedad en las condiciones de prueba. Se observó una tendencia similar cuando la H.R. se analizó en las capas inferiores de los contenedores. El promedio máximo de H.R. registrado en el piso del contenedor tratado con cloruro de calcio de 120kg fue el más bajo (75%) (Tabla 2). La comparación de la humedad del maní (tanto con cáscara como sin cáscara) del contenedor de control y con el del contenedor tratado con cloruro de calcio de 30kg (Tabla 3), mostró que para el máximo H.R. (93%) registrado en ambos contenedores (Tabla 2), se esperaba que la humedad fuera similar. Sin embargo, los resultados mostrados en la Tabla 3 indican que para el contenedor tratado con cloruro de calcio de 30kg, se registró una humedad inferior al control. En nuestra opinión, esta diferencia puede haberse derivado de la capacidad de absorción del cloruro de calcio, que acortó el período de las humedades máximas que prevalecieron en el espacio superior (HR> 93% duró 101h en el control, frente a 66h en el contenedor con 30kg de cloruro de calcio).

La humedad del maní sin cáscara en la capa superior de las bolsas superiores en el contenedor de control aumentó a 9.9% (Tabla 3). El equilibrio humedad del maní sin cáscara a 93% r.h. es del 16% (Pixton y Warburton, 1971). Este equilibrio de humedad no se logró, ya que se requieren tiempos de exposición más largos que las 3 semanas de duración del ensayo para alcanzar este nivel.

El mayor aumento de humedad se registró en el contenedor de control, especialmente en la capa superior de la bolsa superior, y se registraron valores de humedad progresivamente más bajos hacia las capas inferiores. La comparación de la humedad inicial Tabla 1 - Temperaturas máximas y mínimas promedio registradas en diferentes ubicaciones dentro de los contenedores y temperatura ambiente ( 0 C) Tabla 2 - Humedades relativas máximas y mínimas promedio (%) registradas durante la prueba en el espacio superior y en el piso de los contenedores. (8.5%) de los maníes con cáscara con la registrada al final de la prueba en las capas inferiores, indica que estos maníes se secaron (a un nivel de 7.5% con cáscara). Teniendo en cuenta el peso de los maníes en la capa superior de las bolsas, se calculó que se necesitaban 16L de agua para causar un aumento de humedad de hasta el 10,2% (con cáscara). Como los contenedores permanecieron cerrados durante la prueba, se supuso que la cantidad de agua necesaria para este aumento de humedad era suministrada endógenamente por los maníes ubicados en la capa inferior de los contenedores. Este fenómeno fue detectable incluso a una intensidad más alta también en todos los recipientes tratados con cloruro de calcio. Una conclusión importante de esta información es que, el agua necesaria para el fenómeno de condensación derivada de los maníes que estaban en las capas inferiores de la pila.

La presencia de cloruro de calcio adyacente in fluyó fuertemente en el mc de las nueces en la capa superior de la bolsa superior (Tabla 3): cuanto mayor era la dosis de cloruro de calcio aplicada, mayor era la diferencia en mc entre la cáscara y la cáscara de maní tomadas de la capa superior de las bolsas superiores. Una posible explicación de este efecto puede ser que hacia el final de la prueba, el cloruro de calcio perdió parte de su capacidad de secado y, en proporción a la dosis original, permitió la humectación de las nueces. Aunque el caparazón recuperó la humedad, los granos retuvieron su mc antes de que el efecto de humectación pudiera detectarse en ellos.

Durante el proceso de descarga, todas las bolsas se abrieron e inspeccionaron superficialmente para detectar infección visible de moho. Además, los maníes de las bolsas seleccionadas al azar de diferentes capas se esparcieron sobre un revestimiento de plástico y todo su contenido también se examinó visualmente para detectar la presencia de moho. Estas inspecciones revelaron que los mohos solo estaban presentes en los maníes situados en la capa superior del contenedor de control, mientras que en todas las demás muestras tomadas de los contenedores tratados con cloruro de calcio, los hongos no eran visibles.

La humedad crítica para el almacenamiento seguro de los maníes (70% de equilibrio de humedad relativa) es, a 25°C, 7.2% (Pixton y Warburton, 1971), mientras que la humedad máxima registrada en la capa superior del contenedor de control fue de 9.9%, y en ninguno de los contenedores tratados superó 7,4% (Tabla 3). Estos valores de humedad relativamente bajos explicarían la ausencia de moho visible en los contenedores tratados.

Los datos anteriores indican la

eficacia de emplear cloruro de calcio para prevenir el exceso de condensación y la infección de moho visible resultante. A partir de la experiencia adquirida hasta el momento, parece que, aunque la adición de cloruro de calcio redujo la intensidad de la condensación, el método no era aplicable, debería mejorarse para el uso práctico de los envíos en contenedores. Resultados logrados con TSL El principio de funcionamiento de TSL se basa en la estanqueidad al gas lograda que aísla el producto del espacio superior sobre la pila. Tal aislamiento evita la migración de humedad del producto al espacio superior. Esto evita el equilibrio diario de la huTabla 3 - Contenido promedio de humedad (± SE) de los maníes con cáscara y sin cáscara tomados de diferentes ubicaciones en los contenedores al final de la prueba. vección del aire que rodea la pila. Por lo tanto, el contenido de humedad segura dentro del TSL permanecerá casi sin cambios. Además, la capa de aire entre el techo y el TSL sirve como aislante, reduciendo las posibilidades de afectar la temperatura del aire en el TSL. Las posibilidades de algo de condensación dentro del TSL estarían allí cuando haya un gradiente extremo de temperatura entre la temperatura del aire dentro del TSL y el aire a su alrededor. Esto significa que los largos retrasos en la descarga del contenedor en climas fríos pueden aumentar las posibilidades de condensación y que la respiración de todos los agentes biológicos (principalmente insectos y microflora), se consume oxígeno y se produce CO 2 . La propiedad medad del grano con el aumento de la temperatura del volumen de aire del espacio superior. En pri mer lugar, el espacio superior no tiene acceso a la humedad de los granos. El efecto de calentamiento del espacio superior sin la humedad de los granos solo reduce la humedad relativa del aire, lo que hace que el espacio superior sea muy seco. En segundo lugar, los granos dentro del TSL están aislados de las corrientes de con

Camión con TSL - Detalle Camión cargado con TSL Camión vacío con TSL

de baja permeabilidad al gas de TSL atrapa el gas CO 2 dentro del TSL, controlando y matando a los insectos. Esto le da a TSL la ventaja de "verde" y la fumigación segura. Los productos con alto contenido de grasa y aceite, como los maníes y los granos de cacao, pueden generar grandes cantidades de CO 2 . La atmósfera modificada creada, previene la infestación, el crecimiento de moho y la oxidación.

En los ensayos descritos en este trabajo, el envío de contenedores cargados con pilas de granos de cacao en TSL (3 contenedores) y sin TSL (4 contenedores) se examinó a su llegada después de 55 días de viaje. Cabe señalar que el viaje tuvo lugar durante agosto-septiembre de 2019. El puerto de carga estaba en Costa de Marfil en África, luego el barco pasó por la costa sudafricana cuando la temperatura allí era invierno con temperaturas nocturnas promedio de 7º a 8ºC, y durante el días 17º a 18ºC. Luego, la temperatura ambiente aumentó a un promedio de 30ºC a la llegada cerca de Malasia. Tales fluctuaciones de temperatura pueden causar una importante migración de humedad.

En contenedores sin TSL (Tabla 4), el FFA promedio medido en muestras tomadas de las bolsas fue de 2.30 y la humedad fue de 8.73%. La humedad crítica para el almacenamiento seguro de los granos de cacao (70% de equilibrio H.R.) es a 28°C, 7.4% (Gough, 1975), mientras que la humedad promedio registrado en el contenedor con TSL de salida fue de 8.73%. Tal humedad es equivalente a un H.R. del 78% que permite el desarrollo de microflora y el consiguiente daño por exceso de humedad de la mercadería. Eso se traduce en el resultado de un promedio de 2.30% de FFA que está por encima del límite aceptable de 1.75% de FFA (Jonfia-Essien y Navarro, 2010). Cabe señalar que aquellos contenedores sin TSL estaban equipados con el desecante "manta Clariant". De manera similar a las pruebas realizadas con maní, el uso de desecante no pudo evitar satisfactoriamente la aumento de los niveles de FFA. Una característica adicional del almacenamiento hermético es la capa cidad de biogenerar las condiciones de bajo oxígeno para controlar las plagas de insectos. Este aspecto se demostró almacenando granos de cacao en condiciones herméticas (Navarro et al., 2007). Estos resultados indican claramente el almacenamiento exitoso durante el envío de los granos de cacao a través de una región fría (invierno en Sudáfrica) y de regreso a un clima tropical en Malasia. Se demostró que el TSL tiene 3 ventajas; efectivamente reduce las posibilidades de condensación, controla la infestación y los niveles de FFA. Se sugieren más observaciones para fortalecer la eficacia del uso de TSL en contenedores. Tabla 5 - Resultados de los granos de cacao con FFA y contenido de humedad en contenedores con TSL, muestras tomadas en el puerto de Malasia después de 55 días de viaje. Tabla 4 - Resultados del FFA y el contenido de humedad de los granos de cacao en contenedores sin TSL pero con una manta Clarion desecante, muestras tomadas en el puerto de Malasia después de 55 días de viaje. migración de humedad.

En contenedores con TSL (Tabla 5), el promedio de humedad fue de 7.41% lo suficientemente cerca de la humedad crítica. El FFA promedio fue 1.56% por debajo del límite superior aceptable (1.75%) para procesar granos de cacao. Al igual que los granos de cacao, en el trabajo realizado con maní también se registró el valor del almacenamiento en condiciones herméticas (Navarro et al., 2011). Uno de los aspectos importantes de la preservación de la calidad de los granos de cacao es mantener el nivel de FFA por debajo del lími te aceptable. Navarro et al. (2010) han demostrado con éxito que las condiciones herméticas evitan el