Pourquoi la conservation des pommes est-elle particulièrement exigeante ?

La pomme est un fruit climactérique. Elle continue donc son évolution physiologique après la récolte et produit notamment de l’éthylène.

Dans une chambre froide contenant plusieurs dizaines ou centaines de tonnes de fruits, ce gaz peut s’accumuler si son évacuation ou son traitement n’est pas correctement assuré.

Parallèlement, les pommes peuvent transporter à leur surface des levures, bactéries et spores fongiques provenant :

• du verger ;
• de la récolte ;
• des palox ;
• des équipements de manutention ;
• des chambres de stockage ;
• de l’eau de lavage.

La conservation des pommes après récolte nécessite donc généralement de combiner plusieurs paramètres : température, humidité relative, ventilation, atmosphère contrôlée ou dynamique, gestion de l’éthylène et maîtrise microbiologique.

L’ozone ne remplace pas ces techniques : il peut venir les compléter.

Ozone et éthylène : quel intérêt pour le stockage des pommes ?

L’éthylène, de formule C₂H₄, est une hormone végétale gazeuse impliquée dans le mûrissement et la sénescence de nombreux fruits.

La pomme en produit naturellement après récolte. Dans les installations de stockage, l’un des objectifs peut donc être de limiter l’accumulation de l’éthylène dans l’atmosphère afin de mieux maîtriser les conditions de conservation.

L’ozone peut oxyder l’éthylène présent dans l’air

L’ozone O₃ est un oxydant particulièrement réactif. Il peut réagir avec différentes molécules organiques présentes dans l’air, dont l’éthylène.

Cette propriété explique l’intérêt de technologies utilisant l’ozone dans des systèmes de traitement de l’air des chambres froides, des entrepôts et des espaces de stockage de fruits.

Une distinction est toutefois essentielle :

Oxyder l’éthylène présent dans l’air ne signifie pas nécessairement empêcher la pomme de produire son propre éthylène.

Des recherches menées notamment sur les variétés Cripps Pink et Granny Smith ont montré que le stockage sous ozone pouvait modifier certains paramètres physiologiques sans nécessairement réduire la production endogène d’éthylène.

Le traitement de l’éthylène doit donc être envisagé comme l’un des éléments d’une stratégie globale de conservation et non comme une méthode unique permettant de bloquer le mûrissement.

Ozone et moisissures des pommes en stockage

L’un des principaux problèmes rencontrés pendant le stockage longue durée des pommes concerne les pourritures fongiques. Parmi les microorganismes particulièrement surveillés figure Penicillium expansum, responsable de la pourriture bleue de la pomme.

Cette moisissure est également importante pour l’industrie agroalimentaire parce qu’elle peut produire de la patuline, une mycotoxine faisant l’objet d’une surveillance spécifique dans les produits issus de la pomme.

Que montrent les études sur l’ozone ?

Plusieurs travaux scientifiques ont étudié l’application d’ozone pendant le stockage frigorifique des pommes.

Certaines études ont notamment observé, dans des conditions expérimentales définies, une diminution des populations fongiques de Penicillium expansum ainsi qu’une réduction de la production de patuline.

D’autres travaux réalisés à basse température montrent également des réductions de P. expansum, avec des résultats variables selon les cultivars et les conditions d’exposition.

Ces résultats sont intéressants pour les professionnels du stockage, mais ils ne doivent pas conduire à transposer directement une concentration issue d’une publication scientifique à une chambre froide de pommes industrielle.

Le comportement de l’ozone dépend notamment :

• du volume de la chambre ;
• de la masse de pommes stockée ;
• de la variété ;
• de la température ;
• de l’humidité ;
• du renouvellement d’air ;
• de la concentration en ozone ;
• du temps de contact ;
• de la quantité de matières organiques présentes ;
• du système de brassage et de circulation de l’air.

Un essai ou une phase de qualification est donc recommandé avant un déploiement industriel.

Deux stratégies pour traiter l’air d’une chambre de stockage de pommes

Il existe plusieurs façons d’intégrer l’ozone dans un environnement de stockage de fruits.

1. Injection contrôlée d’ozone dans la chambre froide

Un générateur produit de l’ozone qui est introduit dans l’espace à traiter. Cette configuration implique une maîtrise particulièrement rigoureuse :

• de la concentration d’ozone ;
• des cycles de fonctionnement ;
• de la ventilation ;
• de l’accès du personnel ;
• de la destruction éventuelle de l’ozone résiduel ;
• de la mesure de l’ozone ambiant ;
• des sécurités et automatismes.

Elle nécessite également d’évaluer la compatibilité du traitement avec les fruits, les matériaux et les conditions particulières de stockage.

2. Traitement de l’air dans une cellule fermée

Une autre approche consiste à faire circuler l’air de la chambre froide à travers un équipement de traitement spécifique.

C’est notamment le principe de systèmes tels que Bio Turbo. L’air de l’entrepôt est aspiré et traverse différentes étapes de traitement. L’ozone est utilisé dans une chambre de réaction interne puis détruit catalytiquement avant que l’air ne soit réintroduit dans le local.

L’objectif est notamment de traiter :

• l’éthylène ;
• certains composés organiques volatils ;
• les spores et microorganismes transportés dans l’air.

L’intérêt de cette architecture est de contenir l’étape utilisant l’ozone à l’intérieur du système, plutôt que d’ozoner directement l’ensemble de l’atmosphère de stockage.

L’eau ozonée pour le lavage des pommes

L’autre grande application de l’ozone dans la filière pomme concerne le traitement de l’eau de lavage des pommes.

Après stockage ou directement après récolte, les pommes peuvent passer par différentes opérations :

• vidage des palox ;
• transport hydraulique ;
• lavage ;
• brossage ;
• tri ;
• calibrage ;
• rinçage.

Lorsque l’eau circule entre un grand nombre de fruits ou est partiellement recirculée, elle peut progressivement se charger en :

• matières organiques ;
• poussières ;
• jus et sucres ;
• levures ;
• bactéries ;
• spores fongiques.

L’eau elle-même peut alors devenir un vecteur de contamination croisée entre les fruits.

Comment fonctionne une installation d’eau ozonée pour pommes ?

L’ozone est généralement produit sur site à partir d’oxygène puis transféré dans l’eau grâce à un système d’injection.

Une installation industrielle peut notamment comprendre :

1. une préparation d’air ou une source d’oxygène ;
2. un générateur d’ozone ;
3. un système d’injection de type Venturi ;
4. une pompe de recirculation ;
5. une cuve ou une colonne de contact ;
6. un système de mesure de l’ozone dissous ou du potentiel rédox ;
7. un destructeur d’ozone résiduel ;
8. une régulation automatique ;
9. des équipements de sécurité.

Le dimensionnement doit être effectué à partir du débit d’eau et de la demande réelle en ozone, et non uniquement du volume d’un bassin.

Quelle efficacité de l’eau ozonée sur les pommes ?

L’efficacité de l’eau ozonée dépend fortement des conditions d’utilisation.

Le mode d’ozonation et le transfert de l’ozone dans l’eau sont notamment déterminants. Une injection continue pendant le lavage peut donner des résultats différents de ceux
obtenus avec une eau préalablement ozonée puis stockée.

Ce phénomène s’explique notamment par l’instabilité de l’ozone dissous et par sa consommation rapide au contact des matières organiques.

Certaines études réalisées sur des pommes artificiellement contaminées ont montré de meilleures performances lorsque l’ozone était continuellement introduit pendant le
lavage.

À l’inverse, d’autres travaux montrent que l’eau ozonée ne procure pas systématiquement une diminution significative de la flore des pommes dans toutes les conditions
expérimentales.

Une concentration d’ozone théorique ne suffit donc pas à caractériser une installation performante. Il faut raisonner en procédé complet.

Les paramètres à prendre en compte sur une ligne de lavage de pommes

Débit d’eau

Le débit instantané détermine une partie importante de la capacité nécessaire du système d’ozonation.

Volume des bassins

Le volume influence le temps de séjour et la capacité de régulation du procédé.

Recirculation

Une eau recyclée accumule progressivement une demande en ozone et nécessite un suivi différent d’une eau utilisée en passage unique.

Charge organique

L’ozone réagit avec de nombreuses substances présentes dans l’eau. Une eau fortement chargée peut donc consommer rapidement l’ozone injecté.

Température

La température influence notamment la solubilité et la stabilité de l’ozone dans l’eau.

Temps de contact

Une concentration d’ozone sans temps de contact associé apporte peu d’informations sur l’efficacité réelle du traitement.

Mode d’injection

Venturi, mélangeur statique, colonne de contact et hydrodynamique générale influencent fortement le rendement de transfert gaz/liquide.

Mesure et régulation

Le contrôle du procédé peut notamment s’appuyer sur l’ozone dissous, le potentiel rédox et différents paramètres de qualité d’eau.

Peut-on combiner traitement de l’air et traitement de l’eau ?

Oui. C’est même l’un des intérêts d’une réflexion globale sur le traitement post-récolte des pommes.

Dans une station fruitière, les problématiques rencontrées avant et après stockage ne sont pas identiques.

Dans les chambres froides

• traitement de l’air ;
• maîtrise de l’éthylène ;
• réduction de la circulation des spores ;
• contrôle des conditions de stockage.

Sur la ligne de préparation et de conditionnement

• traitement de l’eau ;
• maîtrise microbiologique des bains ;
• limitation des contaminations croisées ;
• optimisation éventuelle de la recirculation de l’eau.

Les équipements utilisés et leurs modes de régulation sont alors différents.

L’ozone ne remplace pas les bonnes pratiques de stockage

Une installation d’ozonation ne doit jamais être considérée comme une solution permettant de compenser :

• des fruits fortement contaminés ;
• une chambre froide mal nettoyée ;
• une température inadaptée ;
• un mauvais renouvellement d’air ;
• une chaîne du froid insuffisante ;
• une eau excessivement chargée ;
• des palox contaminés ;
• des défauts d’hygiène sur la ligne.

L’ozone doit être intégré dans une stratégie globale de maîtrise post-récolte.

C’est généralement cette combinaison entre prévention, conditions de stockage, traitement de l’air et maîtrise de l’eau qui permet d’obtenir les résultats les plus intéressants.

Quelle sécurité pour une installation utilisant de l’ozone ?

L’ozone est un oxydant puissant et doit être traité comme tel.

L’exposition des opérateurs doit être maîtrisée grâce à une conception adaptée de l’installation et à des dispositifs de sécurité appropriés.

Selon l’architecture retenue, une installation industrielle peut notamment comprendre :

• un détecteur d’ozone ambiant ;
• un arrêt automatique du générateur ;
• un destructeur d’ozone ;
• une ventilation adaptée ;
• des asservissements ;
• une signalisation ;
• des procédures d’exploitation et de maintenance.

Les solutions travaillant en cellule fermée permettent également d’éviter une injection directe d’ozone dans les zones occupées lorsqu’elles sont conçues pour détruire l’ozone
avant la restitution de l’air.

Quelle réglementation pour l’utilisation de l’ozone dans la filière alimentaire ?

Au niveau européen, l’ozone généré à partir d’oxygène est approuvé comme substance active au titre du règlement relatif aux produits biocides pour plusieurs catégories
d’utilisation, dont le type de produits 4 relatif au domaine des denrées alimentaires et des aliments pour animaux.

Cette approbation de la substance active ne signifie toutefois pas que n’importe quel générateur, n’importe quelle installation ou n’importe quelle revendication d’usage est
automatiquement autorisé.

La conformité doit être appréciée en fonction :

• du produit ou système utilisé ;
• de la finalité revendiquée ;
• du procédé ;
• du statut réglementaire applicable ;
• des obligations nationales et européennes en vigueur.

La vérification réglementaire doit donc faire partie intégrante de la conception du projet.

Comment dimensionner un système d’ozone pour une station de pommes ?

Il n’existe pas de générateur d’ozone universel correspondant simplement à un tonnage de pommes.

Pour une chambre froide

Il est nécessaire de connaître notamment :

• le volume de chaque chambre ;
• le tonnage stocké ;
• les variétés de pommes ;
• la température ;
• l’humidité ;
• la durée de conservation ;
• le type d’atmosphère de stockage ;
• le renouvellement d’air ;
• l’organisation des entrées et sorties ;
• l’objectif recherché.

Pour une ligne de lavage

Les données nécessaires sont différentes :

• débit d’eau ;
• volume des bassins ;
• taux de renouvellement ;
• recirculation ;
• qualité de l’eau ;
• charge organique ;
• température ;
• temps de fonctionnement journalier ;
• niveau de traitement recherché.

C’est seulement à partir de ces données qu’il devient possible de déterminer la technologie, la capacité de production d’ozone et le système d’injection nécessaires.

OXYTRADING accompagne les professionnels de la filière pomme

OXYTRADING conçoit et intègre des solutions d’ozonation pour les applications industrielles, agricoles et agroalimentaires.

Pour la filière pomme, nous pouvons notamment étudier :

• le traitement de l’eau de lavage ;
• le traitement des eaux recirculées ;
• les systèmes d’injection d’ozone ;
• le traitement de l’air des chambres froides ;
• les systèmes de maîtrise de l’éthylène ;
• le traitement des spores et moisissures présentes dans l’air ;
• l’instrumentation et la régulation ;
• la détection d’ozone et les sécurités ;
• les essais et le pré-dimensionnement.

Notre approche consiste à sélectionner la technologie adaptée au procédé plutôt qu’à proposer systématiquement un modèle de générateur.