Procédé de conservation des végétaux et sac en matière plastique
pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention concerne un procédé de conservation des végétaux, notamment des fruits frais, destiné à permettre de les garder pendant plusieurs semaines ou plusieurs mois sans modification notable de leur aspect, de leur valeur nutritive et de leur goût, et un sac en matière plastique pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On sait que le développement des organes végé- taux, après la cueillette, peut être considérablement ralenti par l'utilisation du froid, mais la conservation par réfrigération constitue un procédé coûteux, surtout pour les fruits de grosse consommation tels que les pommes et les poires. Aussi, pour économiser les frais entraînés par l'utilisation du froid, de nombreuses recherches ont-elles été entreprises en vue d'obtenir, au moyen d'une atmosphère convenablement enrichie en gaz carbonique et appauvrie en oxygène, un effet inhibiteur sur l'activité normale des tissus en survie pour économiser les frigories nécessaires à la conservation.
La présente invention a pour but de contrôler les échanges gazeux pour maintenir, autour du végétal à conserver, une atmosphère confinée de composition convenable, provoquant une forte inhibition même à une température relativement élevée, par exemple de l'ordre de 8 à lSo C, qu'on peut maintenir aisé- ment par exemple dans une cave ou dans un local légèrement réfrigéré.
L'atmosphère convenant à la conservation du végétal dépend de l'espèce ou de la variété de celui-ci et de la température de conservation. Elle doit contenir du gaz carbonique et de l'oxygène et peut contenir, en outre, un gaz inerte comme l'azote ; de plus, elle doit rester toujours saturée en vapeur d'eau pour éviter le dessèchement.
La pression de gaz carbonique et d'oxygène au contact du végétal doit être maintenue dans d'étroites limites pour permettre la vie ralentie sans provoquer de destruction des tissus. Un excès de pression de gaz carbonique empêche toute conservation ; une pression d'oxygène trop faible est aussi très dangereuse car elle entraîne une rapide dégradation des tissus par fermentation.
Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que les végétaux sont cueillis avant maturation complète, sont maintenus dans un local dont la tempé- rature est comprise entre 8 et 15 C, jusqu'à ce qu'ils soient en équilibre thermique, puis sont enfermés dans des sacs étanches en matière plastique, permettant des échanges gazeux entre l'air extérieur et le végétal.
Le sac en matière plastique, objet de l'invention est caractérisé en ce que la matière plastique satisfait à l'inéquation : 100ae Qo C i00be
19s ??2 16s
O¯ Q02 dÚsigne la permÚabilitÚ de la mati¯re plastique à l'oxygène sous une pression différentielle de 1 kg/ cm2, a désigne le débit d'oxygène absorbé par les fruits non emballés, à 00, b désigne le débit d'oxygène absorbé par les fruits non emballés, à la température de conservation de 10 à 15 , s et e dési gnent respectivement la surface et l'épaisseur de la membrane constituant le sac.
L'expérience montre que l'air contenu à l'intérieur du sac doit présenter en permanence les caractéristiques suivantes : 1) Etre saturé en vapeur d'eau pour éviter le des
sèchement ; 2) être aussi pauvre que possible en éthylène et gaz
odorants produits par la vie du végétal ; 3) contenir une proportion bien déterminée d'oxy
gène et de gaz carbonique dépendant de la na
ture du végétal. Pour des fruits tels que les pom
mes ou les poires par exemple, il est nécessaire
que la pression partielle d'oxygène soit comprise
entre 0, 02 et 0, 05 kg par cm2 et que la pression
du gaz carbonique soit un peu inférieure à 0, 1 kg
par cm2.
Ces conditions conduisent à utiliser, comme emballage, des sacs en matière plastique à l'exclusion des substances poreuses ; parmi les diverses matières plastiques on choisit celles dont les coefficients de perméabilité au gaz carbonique et à l'oxygène sont dans un rapport déterminé de façon que les proportions relatives des 2 gaz se maintiennent dans l'em- ballage.
On appelle coefficient de perméabilité d'une matière plastique pour un gaz le nombre Q qui mesure le débit de ce gaz à travers une membrane de surface unitaire et d'épaisseur unitaire sous l'action d'une différence de pression égale à l'unité entre les 2 faces de la membrane.
QCO
Le rapport ¯ sera supérieur à 1, 6 pour la plu 02 part des fruits. La valeur optima se calcule en tenant compte du coefficient respiratoire du fruit et de la composition de gaz qu'on doit maintenir pour assurer la conservation. La valeur de ce rapport permet de déterminer la nature de la matière plastique à utiliser.
Par exemple pour des pommes et des poires maintenues entre 10 et 150, ce coefficient doit être choisi au voisinage de 4. Le polyéthylène, qui possède un rapport de perméabilité de cet ordre, convient donc parfaitement à la fabrication d'emballages pour ces fruits.
Les dimensions de l'emballage dépendent de l'in- tensité des échanges respiratoires ; l'épaisseur et la surface de l'emballage sont dÚterminÚes par l'inÚgalitÚ:
100 ae Qo"C 100 be
19sI6s formule dans laquelle : a désigne le débit d'oxygène absorbé par les fruits
non emballés, à 00 ; b désigne le débit d'oxygène absorbé par les fruits
non emballés, à la température de conservation
(10 à 150) ; Qo est le coefficient de perméabilité de la matière
plastique qui a été défini plus haut ; s et e désignent la surface de l'emballage et l'épais-
seur de la membrane.
Dans cette formule la pression différentielle qui intervient dans le calcul de Qo2 est exprimée en kg/cm2.
Comme l'emballage doit plaquer assez étroitement sur les végétaux à conserver, la surface maximum possible de l'enveloppe se trouve limitée par la dimension des produits emballes. La variable dont on dispose est l'épaisseur de la membrane calculée de façon à satisfaire l'inégalité ci-dessus. Pour des pommes ou des poires conservées dans un sac en polyéthylène on trouve une épaisseur de l'ordre de 5 à 10 centièmes de millimètre.
Pour réaliser pratiquement l'invention on cueille les fruits avant maturité complète. On les porte dans le local où ils doivent être conservés afin qu'ils en prennent la température. Les sacs, dont la nature et les dimensions ont été établies comme indiqué plus haut, sont également conservés quelque temps dans ce local. Dans le cas de gros fruits, tels que pommes ou poires, on utilise des poches cylindriques fermées de préférence par soudure à une extrémité, dont le diamètre est très légèrement supérieur à celui des fruits à emballer et dont la longueur est calculée pour contenir 5 à 10 fruits placés les uns à côté des autres, par exemple.
Après avoir vérifié que les fruits sont parfaitement sains, on les introduit l'un après l'autre dans le sac, puis on scelle celui-ci par exemple au moyen d'une soudure. L'équilibre gazeux s'établit rapidement, produisant dans le sac une légère dépression qui applique la membrane sur les fruits ce qui donne à l'ensemble une certaine rigidité. Bien que ceci ne soit pas indispensable, on peut créer une légère dé- pression par succion au moment de la fermeture du sac ; l'équilibre s'établit alors plus rapidement. Les sacs sont posés côté à côté sur des claies et peuvent ainsi être conservés pendant plusieurs mois entre 10 et 15 avec les mêmes résultats que ceux qu'on obtient au moyen d'une réfrigération aux environs de 00 C sans emballage.
Lorsqu'on ouvre le sac, on constate l'apparition d'une crise climatérique tout à fait comparable à celle qui se produit avec le fruit non emballé et qui permet d'aboutir à la maturation complète du fruit. Bien entendu l'invention ne se limite pas à la forme cylindrique du mode de réali- sation qui a été décrit mais elle englobe toutes les variantes d'emballages possibles dès lors que ces variantes satisfont aux conditions de perméabilité sélectives et aux dimensions géométriques telles qu'elles ont été définies ci-dessus.
Exemple
On veut conserver des pommes < < golden delicious dans une cave dont la température naturelle est de 14 en automne et de 10o en hiver.
Ces pommes sont cueillies quelques jours avant maturité. Elles sont calibrées et pèsent environ 170 g.
Après les avoir laissées une journée dans la cave pour équilibrer les températures on les glisse dans des sacs de polyéthylène qui contiennent chacun 6 pommes, soit environ 1 kg, puis on scelle le sac par soudure de ses extrémités. La surface de chaque sac
ainsi constitué est d'environ 12 dme.
Des mesures effectuées sur les pommes golden delicious ont montré que l'intensité d'absorption de l'oxygène à l'air libre est de 36 cm3 pour 1 kg de pommes à 0o et de 120 cm3 à 120. La perméabilité du polyéthylène utilisé correspond à un débit de 150 cm3 d'oxygène pour un centième de millimètre d'épaisseur, pour 100 de surface et pour 1 kg par cm de pression différentielle. La formule :
100se 100be
19"16 montre que, dans ces conditions, l'épaisseur d'un sac doit être comprise entre 2, 4 et 9, 5 centièmes de millimètre. On utilise les sacs de 5 à 8 centièmes de mm d'épaisseur fournis par l'industrie.
Dans ces conditions, l'atmosphère qui s'établit autour des fruits correspond à une pression d'oxy- gène comprise entre 0, 02 et 0, 04 kg par cm2 et la pression du gaz carbonique est comprise entre 0, 05 et 0, 1 kg par cm2. Les échanges gazeux diminuent progressivement après la fermeture du sac puis restent pratiquement constants à un faible niveau correspondant à la vie ralentie du fruit.
A la fin de février, après 5 mois de stockage, les sacs sont ouverts. Les échanges gazeux s'amplifient et les fruits mûrissent en 2 à 3 semaines. Leur aspect, leur goût et leur valeur nutritive sont identiques à ceux des fruits mûris naturellement ou des fruits conservés par réfrigération aux environs de 0 .
Le procédé décrit dans cet exemple n'est qu'un n cas particulier. II s'applique indifféremment aux pommes et aux poires. Pour d'autres végétaux il faut calculer suivant le procédé indiqué, la nature et l'épaisseur du sac plastique à utiliser d'après les données biologiques du végétal.
REVENDICATIONS
1. Procédé de conservation des végétaux, notamment de fruits frais, caractérisé en ce que les végé- taux sont cueillis avant maturation complète, sont maintenus dans un local dont la température est comprise entre 8 et 15 C, jusqu'à ce qu'ils soient en équilibre thermique, puis sont enfermés dans des sacs étanches en matière plastique, permettant des échanges gazeux entre l'air extérieur et le végétal.
Plant preservation process and plastic bag
for the implementation of this process
The present invention relates to a process for preserving plants, in particular fresh fruits, intended to allow them to be kept for several weeks or several months without noticeable modification of their appearance, their nutritional value and their taste, and a plastic bag. for the implementation of this method.
It is known that the development of plant organs, after picking, can be considerably slowed down by the use of cold, but preservation by refrigeration is an expensive process, especially for fruits of large consumption such as apples and pears. . Also, to save the costs incurred by the use of cold, much research has been undertaken with a view to obtaining, by means of an atmosphere suitably enriched in carbon dioxide and depleted in oxygen, an inhibitory effect on the normal activity of tissues in survival to save the frigories necessary for conservation.
The object of the present invention is to control the gas exchanges in order to maintain, around the plant to be preserved, a confined atmosphere of suitable composition, causing a strong inhibition even at a relatively high temperature, for example of the order of 8 to lSo C, which can be easily kept, for example in a cellar or in a slightly refrigerated room.
The atmosphere suitable for storing the plant depends on the species or variety of the plant and on the storage temperature. It must contain carbon dioxide and oxygen and may also contain an inert gas such as nitrogen; in addition, it must always remain saturated with water vapor to avoid drying out.
The pressure of carbon dioxide and oxygen in contact with the plant must be kept within narrow limits to allow slower life without causing tissue destruction. An excess of carbon dioxide pressure prevents any conservation; too low oxygen pressure is also very dangerous because it causes rapid tissue degradation by fermentation.
The process of the invention is characterized in that the plants are picked before complete ripening, are kept in a room whose temperature is between 8 and 15 C, until they are in thermal equilibrium, then are enclosed in waterproof plastic bags, allowing gas exchange between the outside air and the plant.
The plastic bag, object of the invention is characterized in that the plastic material satisfies the inequality: 100ae Qo C i00be
19s ?? 2 16s
O¯ Q02 denotes the permeability of the plastic to oxygen at a differential pressure of 1 kg / cm2, a denotes the flow rate of oxygen absorbed by unpackaged fruits, at 00, b designates the flow rate of oxygen absorbed by unpackaged fruits, at a storage temperature of 10 to 15, s and e respectively designate the surface area and the thickness of the membrane constituting the bag.
Experience shows that the air contained inside the bag must have the following characteristics at all times: 1) Be saturated with water vapor to avoid
dryly; 2) be as low as possible in ethylene and gas
odorous produced by the life of the plant; 3) contain a well-defined proportion of oxy
gene and carbon dioxide dependent on the na
ture of the plant. For fruits such as pom
my or pears for example, it is necessary
that the partial pressure of oxygen is included
between 0, 02 and 0, 05 kg per cm2 and that the pressure
of carbon dioxide is a little less than 0.1 kg
per cm2.
These conditions lead to the use, as packaging, of plastic bags to the exclusion of porous substances; from among the various plastics, those are chosen whose coefficients of permeability to carbon dioxide and oxygen are in a determined ratio so that the relative proportions of the two gases are maintained in the packaging.
The coefficient of permeability of a plastic material for a gas is called the number Q which measures the flow rate of this gas through a membrane of unit area and unit thickness under the action of a pressure difference equal to unity between the 2 faces of the membrane.
QCO
The ratio ¯ will be greater than 1.6 for the most 02 part of the fruits. The optimum value is calculated taking into account the respiratory coefficient of the fruit and the gas composition that must be maintained to ensure preservation. The value of this ratio makes it possible to determine the nature of the plastic material to be used.
For example, for apples and pears maintained between 10 and 150, this coefficient must be chosen in the vicinity of 4. Polyethylene, which has a permeability ratio of this order, is therefore perfectly suitable for the manufacture of packaging for these fruits.
The dimensions of the packaging depend on the intensity of the respiratory exchanges; the thickness and the surface of the packaging are determined by the inequality:
100 ae Qo "C 100 be
19sI6s formula in which: a denotes the flow rate of oxygen absorbed by the fruits
unwrapped, at 00; b designates the flow of oxygen absorbed by the fruits
unpackaged, at storage temperature
(10 to 150); Qo is the coefficient of permeability of matter
plastic which was defined above; s and e denote the surface of the packaging and the thick-
sor of the membrane.
In this formula, the differential pressure involved in the calculation of Qo2 is expressed in kg / cm2.
As the packaging must be placed fairly tightly on the plants to be preserved, the maximum possible surface area of the envelope is limited by the size of the packaged products. The variable which one has is the thickness of the membrane calculated so as to satisfy the inequality above. For apples or pears stored in a polyethylene bag, we find a thickness of the order of 5 to 10 hundredths of a millimeter.
In order to achieve the invention in practice, the fruits are picked before complete maturity. They are taken to the room where they are to be kept so that they take their temperature. The bags, the nature and dimensions of which have been established as indicated above, are also kept for some time in this room. In the case of large fruits, such as apples or pears, cylindrical pockets are used, preferably closed by welding at one end, the diameter of which is very slightly greater than that of the fruits to be packed and the length of which is calculated to contain 5 to 10 fruits placed next to each other, for example.
After having checked that the fruits are perfectly healthy, they are introduced one after the other into the bag, then the latter is sealed, for example by means of a seal. The gas equilibrium is established quickly, producing a slight depression in the bag which applies the membrane to the fruits which gives the whole a certain rigidity. Although this is not essential, a slight depression can be created by suction when closing the bag; the equilibrium is then established more quickly. The bags are placed side by side on racks and can thus be stored for several months between 10 and 15 with the same results as those obtained by refrigeration at around 00 C without packaging.
When we open the bag, we see the appearance of a climacteric crisis quite comparable to that which occurs with the unpackaged fruit and which allows the fruit to mature completely. Of course, the invention is not limited to the cylindrical shape of the embodiment which has been described, but it encompasses all the possible packaging variants as long as these variants satisfy the selective permeability conditions and the geometric dimensions such as: 'they have been defined above.
Example
We want to keep apples <<golden delicious in a cellar with a natural temperature of 14 in autumn and 10o in winter.
These apples are picked a few days before maturity. They are calibrated and weigh approximately 170 g.
After leaving them for a day in the cellar to balance the temperatures, they are slipped into polyethylene bags which each contain 6 apples, or about 1 kg, then the bag is sealed by welding its ends. The surface of each bag
thus constituted is about 12 dme.
Measurements carried out on golden delicious apples have shown that the intensity of absorption of oxygen in the open air is 36 cm3 for 1 kg of apples at 0o and 120 cm3 at 120. The permeability of the polyethylene used corresponds at a flow rate of 150 cm3 of oxygen for one hundredth of a millimeter of thickness, for 100 of surface and for 1 kg per cm of differential pressure. The formula :
100se 100be
19 "16 shows that, under these conditions, the thickness of a bag must be between 2, 4 and 9, 5 hundredths of a millimeter. We use the bags of 5 to 8 hundredths of a mm thick supplied by the industry.
Under these conditions, the atmosphere which is established around the fruits corresponds to an oxygen pressure of between 0.02 and 0.04 kg per cm2 and the pressure of carbon dioxide is between 0.05 and 0, 1 kg per cm2. Gas exchange gradually decreases after closing the bag and then remains practically constant at a low level corresponding to the slowed life of the fruit.
At the end of February, after 5 months of storage, the bags are opened. Gas exchange increases and the fruits ripen in 2 to 3 weeks. Their appearance, taste and nutritional value are identical to those of naturally ripened fruits or fruits stored by refrigeration at around 0.
The method described in this example is only one particular case. It applies equally to apples and pears. For other plants it is necessary to calculate according to the indicated process, the nature and the thickness of the plastic bag to be used according to the biological data of the plant.
CLAIMS
1. Process for preserving plants, in particular fresh fruit, characterized in that the plants are picked before complete ripening, are kept in a room whose temperature is between 8 and 15 C, until they are in thermal equilibrium, then locked in sealed plastic bags, allowing gas exchange between the outside air and the plant.