Официально подтверждено, что среди продуктов, причиной потерь которых является отсутствие или неадекватность упаковки, львиную долю составляет плодовоовощная продукция.  После отделения от стебля картофеля и овощей их клетки продолжают жизнедеятельность, тем самым обеспечивая первым потребительскую ценность.  Гибель живых клеток и порча овощей происходят при неблагоприятных условиях под действием микробиологических, биохимических и химических процессов. Многие, особенно сочные, овощи относятся к скоропортящимся из-за большого содержания в них воды. В условиях повышенной влажности и температуры поврежденные механическими воздействиями и загрязненные овощи быстро подвергаются порче микроорганизмами — бактериями и плесневыми грибами. Основу жизнедеятельности микроорганизмов составляет обмен веществ. Для их размножения и роста требуется питательный субстрат, определенная температура, влажность и другие факторы. Температура окружающей среды влияет на наиболее распространенную группу микроорганизмов — возбудителей разложения и брожения продуктов. Минимальная температура их размножения — 10–15°С. Охлаждение подавляет их жизнедеятельность, но отдельные представители этой группы могут медленно размножаться и при 4°С. Питательные вещества усваиваются микроорганизмами лишь в жидкой форме. Для развития бактерий необходима относительная влажность выше 95%, нижняя граница влажности для плесневых грибов — 75%.

На развитие микроорганизмов влияет концентрация водородных ионов — рН среды. Бактерии лучше развиваются в нейтральной и слабокислой среде, плесень — в кислой. Биохимические процессы в свежих овощах обусловлены наличием в них ферментов, являющихся катализаторами обмена веществ и различных биохимических реакций. Активность ферментов тоже зависит от температуры, влажности, наличия кислорода. При повышении температуры резко ускоряются и процессы созревания овощей. При наличии в упаковке достаточного количества кислорода может происходить аэробное дыхание, сопровождающееся разложением глюкозы, образованием углекислого газа, воды и выделением тепла. С уменьшением количества кислорода и увеличением углекислого газа возникает опасность анаэробного дыхания с алкогольным брожением и порчей продукции. Интенсивность дыхания сильно зависит от температуры и влажности среды. При понижении температуры до 0–2°С и обезвоживании скорость биохимических реакций заметно уменьшается.

Физические процессы, протекающие в скоропортящихся овощах, характеризуются увяданием, усушкой и потерей полезных веществ. Низкая относительная влажность тормозит развитие микроорганизмов, но способствует увяданию и усыханию. Итак, в определенных неблагоприятных условиях и особенно при наличии в убранном урожае перезревших, механически поврежденных, загрязненных почвой и посторонними примесями овощей в них могут протекать микробиологические и другие процессы, вызывающие быстрое снижение качества и значительные потери продукции.

Большие потери могут быть при транспортировке плохо подготовленной продукции в неподходящей транспортной таре или при ее неудовлетворительном состоянии. Причиной также является невыполнение операций послеуборочной обработки, включающей удаление поврежденных и загнивших овощей, почвенных и других примесей, подготовку транспортной тары. Такая подготовка к транспортировке совмещается с ручной выборочной уборкой урожая овощей.

Механизированная уборка овощей обязательно включает комплекс оборудования для их послеуборочной обработки или подготовки к транспортировке. В картофеле- и овощеводческих хозяйствах нашей страны использовались полевые пункты, оборудованные поточными линиями для отделения растительных и почвенных примесей, поврежденных и испорченных овощей, сортировки картофеля по размерам на три фракции и загрузки подготовленной продукции в транспортную тару, контейнеры или бестарные транспортные средства для отправки в хранилища.

В качестве транспортной тары для транспортировки и закладки на хранение картофеля, корнеплодов, овощей можно использовать прочные сетчатые мешки из полипропиленовой ткани вместимостью 25–50 кг, эластичные контейнеры в виде цилиндрической оболочки из капроновой или нейлоновой сетки.

Шнур и присоединенная к нему сетка образуют в верхней части загрузочное отверстие. Аналогичное разгрузное отверстие меньшего диаметра имеется в нижней части контейнера. В загрузочном состоянии отверстия зашнуровываются, и образуется закрытый, удобный для механизированной выгрузки сетчатый контейнер. Представляет интерес мягкий контейнер типа «Никбег» грузоподъемностью 1,5 тонны для картофеля.

Контейнер прямоугольной формы имеет четыре стенки: две противоположные стенки из прочной полипропиленовой сетки, две другие — из такой же ткани. К стенкам из ткани в верхней части пришиты строповочные петли, что обеспечивает пятикратный запас прочности. Сетчатые стенки создают хорошую вентиляцию картофеля при хранении.

Из такой же сетки изготовлено дно и загрузочная горловина контейнера. При загрузке картофелем контейнер может устанавливаться на поддон или подвешиваться за петли к вилкам погрузки. В подвешенном состоянии осуществляется хранение картофеля в хранилище, что увеличивает срок его годности. С развитием литья полимерных изделий под давлением и созданием темопластавтоматов наиболее популярной становится пластмассовая транспортная тара в виде самых разнообразных по форме, размеру, цвету, назначению и конструкции лотков и ящиков: перфорированных и сплошных, открытых и закрытых, с выступами или вырезами, штабелируемых друг на друга и при необходимости друг в друга, а также плоские и ящичные поддоны, контейнеры типа «Биг Бокс» и т.д.

Перфорированные ящики для овощей имеют объем от 30 до 50 литров и собственную массу от 1,4 до 1,8 кг, перфорированные лотки объемом от 11,5 до 22 литров и массу от 0,29 до 1,3 кг. Система размеров ящиков и лотков, построенная на основе стандартного модуля 800×1200 и 1000×1200 мм, позволяет надежно пакетировать на поддоне ящики и лотки даже различной вместимости.

Предреализационная товарная обработка картофеля и овощей выполняется преимущественно на предприятиях хранения с использованием конвейерных линий инспектирования с обработкой нестандартной продукции, при необходимости мойки и подсушивания, калибровки и сортировки, расфасовки в потребительскую тару.

В настоящее время в крупных картофеле- и овощеводческих хозяйствах создаются современные комплексные предприятия по обработке, хранению, переработке нетранспортабельной и нестандартной продукции, предрелизационной обработке и упаковке свежих овощей и картофеля.

Предприятия оснащаются высокопроизводительной автоматизированной техникой и имеют в своем составе отделения товарной обработки, холодильного хранения, быстрого замораживания свежих овощей и картофеля, переработки нестандартной продукции и другие.

Отделения товарной обработки оснащаются установками для сухой очистки, мойки, сортировки, калибровки, упаковки и маркировки. Установки подбираются по производительности и комплектуются в поточные технологические линии. Созданы высокопроизводительные моечно-сортировочно-упаковочные линии, включающие разгрузчики транспортных средств и контейнеров, приемные устройства, машины для мойки и обсушивания картофеля и овощей, сортировочные и калибровочные контейнеры, фасовочно-упаковочные автоматы. Широкое применение находят электронные машины для взвешивания, сортировки по размерам и цвету с компьютерным управлением.

В России такое оборудование зарубежных производителей Германии, Голландии, Италии, Швеции, Чехии и других успешно представляют отечественные «Агропак» и «Русбана». Приемное устройство линии обработки томатов состоит из опрокидывателя ящиков и контейнеров и заполненной водой емкости с роликовым элеватором. Приемное устройство RH2700 шведской фирмы EMVE для картофеля, моркови и других столовых корнеплодов механизированной уборки включает приемный бункер с двумя транспортерами, отделитель почвы, машину сухой очистки и обеспечивает производительность по различным корнеплодам от 2 до 120 тонн в час.

Установка серии DAF германского предприятия FR.DEHNEL с отделением почвенных комков может иметь приемную емкость объемом 13, 18, 23 и 28 м3 и производительность соответственно 60, 90,120 и 150 тонн в час. Предварительный почвоотделитель с сортировкой на две фракции для выделения очень мелкой фракции серии DVS и 20DVS 30 обеспечивает производительность соответственно 20 и 30 тонн в час.

Отделитель почвы серии SED имеет модельный ряд машин производительностью от 2 до 100 тонн в час. Удаление почвы в них производится вращающимися роликами с рифленой поверхностью или счеточками с нейлоновыми насадками. Таким же способом выполняется сухая чистка корнеплодов в машинах серии ВМ. Мойка сильно загрязненных почвой корнеплодов в линиях послеуборочной обработки производится преимущественно в барабанных моечных машинах. Во вращающемся перфорированном барабне, находящемся в ванне с водой, корнеплоды промываются струями из форсунок и циркулирующей в ванне водой.

Окончательное ополаскивание чистой водой происходит по мере выхода корнеплодов из машины перед сортировочным конвейером. Менее загрязненные корнеплоды и овощи целесообразно мыть в машинах с щадящим режимом мойки — барботажных и барботажно-вихревых машинах, в которых мойка совершается в емкости водой барботируемой струями воды или сжатым воздухом.

Нестандартные и непригодные для хранения в свежем виде картофель и овощи дополнительно подвергаются более тщательной мойке на барботажно-вихревых и щеточных машинах в линиях подготовки к замораживанию или к переработке. Простейшим устройством для сортировки картофеля и овощей по качеству является ленточный или роликовый конвейер, на котором вручную отделяются посторонние предметы, некондиционные и поврежденные овощи, а стандартные продолжают движение на следующие операцию.

Германская машиностроительная фирма FR.Dehne предлагает ряд автоматических вибрационных ситовых сортировочных машин серии DSS различной мощности и производительности для сортировки картофеля и других корнеплодов круглой и овальной формы. Предпринимателей малого и среднего бизнеса вполне может заинтересовать очень компактный передвижной сортировщик DSS-Y (рис. 1) для сортировки картофеля и корнеплодов на 5 фракций через четыре расположенных одно над другим сита с квадратными отверстиями от 25 до 80 мм. При установленной мощности 1,1 кВт сортировщик обеспечивает производительность до 80 тонн в час. Более мощные стационарные автоматические сортировщики этого типа серии DSS15-4Q, DSS30-4Q, DSS35-4Q обладают производительностью соответственно 15, 30, 35 тонн в час.

Рисунок1.  Автоматический сортировщик DSS8-4 для картофеля и корнеплодов

Универсальный сортировочный конвейер серии R150 голландской фирмы Allround представляет собой роликовый цепной транспортер. Ролики перемещаются цепным тяговым органом и одновременно вращаются вокруг своих осей, обеспечивая медленное поворачивание находящихся между ними овощей. Конвейер  производительностью до 150 тонн в час предназначен для сортировки массовой плодово-овощной сельсхозяйственной продукции и картофеля, оборудуется роликами из нержавеющей стали диаметром 57, 70, 76 и 84 мм, позволяющими сортировать продукцию размерами от 6 до 130 мм на 5 фракций. На основе этой серии создан мощный сортировочный комплекс R240 (рис. 2) для сортировки столовых корнеплодов и овощей производительностью до 240 тонн в час.

Рисунок 2. Сортировочный комплекс R240

Отделения посторонних предметов и сортирования на несколько фракций не достаточно для фасовки продукции на высокоскоростных фасовочно-упаковочных автоматах, калибрование и выделение одинаковых по размеру овощей позволяет использовать для их упаковки современные технологии и оборудование и при этом значительно повысить товарные и потребительские качества продукции.

Калибровка и разделение по размеру на две фракции может выполняться при помощи ленточной сетки конвейера с ячейками определенного размера, через которые проходят мелкие, а более крупные овощи остаются на сетке и перемещаются на следующий калибровочный модуль. Роликовый калибровочный модуль с постепенным увеличением в процессе движения расстояния между роликами обеспечивает разделение в одном модуле на большее число фракций.

Более высокую точность и широкий диапазон сортировки создают современные автоматические калибровочно-сортировочные линии, совмещающие размерную, весовую и цветовую сортировку и калибровку овощей и фруктов. Автоматическая линия MSE 2000 голландской фирмы Greefa предназначена для сортировки и калибровки фруктов, овощей, корнеплодов любой формы. Линия, выполненная в виде конвейера с чашечными взвешивающими электронными устройствами, управляется специальным компьютером с операционной программой, обеспечивающей калибровку и сортировку по диаметру, длине, весу и интенсивности цветовой окраски. Операционная программа содержит параметры 960 вариантов сортировки и калибровки.

Рисунок 3.  Автоматическая взвешивающая машина EM1830

Линия производит до 20 взвешиваний и сортировок по всем параметрам на фракции, количество которых может достигать 50. При этом точность измерения размеров по диаметру 0,1 мм в диапазоне от 40 до 120 мм. Сортировка по длине на 12 групп, по весу в диапазоне от 0 до 750 г с точностью ±2 г тоже на 12 групп. Цветовая сортировка с оценкой более 1000 цветовых оттенков от зеленого до красного с разделением на 6 цветовых групп. Линия оборудована автоматической системой отбора некачественных плодов с помощью электронного щупа, различающего до 5 классов качества. Российские компании «Агропак» и Rusbane Pack Engineering предлагает широкий спектр импортного оборудования для фасовки и упаковки плодово-овощной сельскохозяйственной продукции.

Представлены компактные и удобные полуавтоматические весовые дозаторы серии W шведской фирмы EMVE для точного взвешивания и дозирования картофеля, моркови, лука и других овощей и корнеплодов в сетки-мешки или в бумажные и полимерные пакеты. Модельный ряд электронных весовых дозаторов позволяет регулировать дозы: W5 — от 0,5 до 5 кг, W25 — от 5 до 25 кг, W50 — от 5 до 50 кг при производительности до 15 доз в минуту или до 5 тонн в час. Для упаковки в рукавную сетку дозаторы дополнительно комплектуются клипсаторами для запечатывания сетки металлической скобой, отрезки упаковки от рукава и нанесения этикетки.

Для отечественных предпринимателей несомненный интерес представляет автоматическая взвешивающая машина EM1830 датской фирмы EKKO. Передвижная компактная машина для точного взвешивания и фасовки картофеля, лука, моркови в пакеты или мешки дозами от 1 до 25 (50) кг обеспечивает производительность до 7 тонн в час. Машина удобна для работы в овощехранилищах и оптово-розничных торговых предприятиях, оснащена электронным взвешивающим устройством, управляемым компьютером с дисплеем для ввода веса дозы и других параметров. Подача овощей в весовую камеру производиться двумя элеваторами. Широкий элеватор подает основную часть дозы, после чего второй элеватор поштучным добавлением обеспечивает точное взвешивание с отклонением не более 0,05 кг.

Аналогичные машины предлагает германская фирма Dmaso с дозированием от 10 до 50 кг с точностью взвешивания до 1% и производительностью от 2,5 до 4 тонн в час. Среди них следующие: затариватель контейнеров DKF35 производительностью до 35 тонн в час. Машина SMPN для затаривания картофеля и овощей в бумажные, сетчатые, пластиковые и джутовые пакеты и мешки дозами от 1 до 50 кг. Полностью автоматический упаковщик ВЕ 5000 в бумажные пакеты вместимостью от 1 до 10 кг производительностью 15–20 пак/мин.

Автоматическая линия NEWTEC 1100/VAC 931 (рис. 4) совместного производства датской фирмы NEWTEC и германской С-pack предназначена для упаковки картофеля и овощей в сетку-рукав.

Рисунок 4. Автоматическая линия NEWTEC 1100/VAC 931 для упаковки картофеля в сетку-рукав

Линия состоит из управляемого компьютером программируемого трехдорожечного весового дозатора NEWTEC1100, настраиваемого на выдачу доз от 1 до 4 кг с производительностью до 24 доз в минуту, и автоматического клипсатора С-pack 931 для запечатывания, отрезания заполненных соток от рукава, печатания термопринтером и наклеивания на упаковку бумажной этикетки. Клипсатор обеспечивает производительность до 30 упаковок в минуту. Группа компаний Sorma предлагает высокопроизводительную линию для фасовки и упаковки моркови CP-800/12 V M+FB50+FH210U (рис. 5) на базе мультиголовочного комбинационного дозатора CP-800 и двух упаковочных машин FB50 и FH210U. Управляемый компьютером, в память которого заложены 100 различных упаковочных программ, дозатор с двенадцатью взвешивающими ячейками обеспечивает точное дозирование моркови в диапазоне от 0,25 до 3 (9) кг.

Рисунок 5. Автоматическая линия упаковки моркови CP 800/12VM+FB50+FH210U

Упаковочная машина FB 50 приспособлена для упаковки моркови в лотки, а машины FH210U в полиэтиленовые пакеты. При фасовании в пакеты по 0,1 кг производительность составляет 55–60 пак/мин, а в пакеты по 3 кг — от 40 до 44 упаковок в минуту. Машина для фасования моркови в лотки обеспечивает производительность до 50 упаковок в минуту. Мультиголовочный комбинационный дозатор Р12 и Р14 соответственно с двенадцатью и четырнадцатью взвешивающими ячейками создан для работы одновременно с двумя одинаковыми или различными автоматическими упаковочными машинами. Например, линия Р14+126+2BSK (рис. 6) с двумя упаковочными вертикальными автоматами воротникового типа для упаковки картофеля, лука и других овощей и фруктов в формируемые пакеты из комбинированного в одном рулоне упаковочного материала сетка/пленка вместимостью от 0,5 до 5 кг. Производительность линии зависит от вида продукции, размеров дозы и может достигать 70 упаковок в минуту.

Рисунок 6. Автоматическая линия Р12-126+2BSK

Линия Р14-126+BSV+BSK комплектуется одним воротниковым автоматом BSK и автоматом BSV для упаковки овощей и фруктов в сетку-рукав с запечатыванием пакетов лентой-этикеткой со второго рулона. Производительность и пределы дозирования автомата BSV одинаковые с автоматом BSK.

Одним из вариантов линии является комплектование в предварительно изготовленные и заложенные в магазин автомата бумажные сумки вместимостью от 2 до 10 кг. Производительность автомата при массе дозы 2 кг составляет 16–20 упаковок в минуту, при массе дозы 5 кг — 14–18 упаковок в минуту.

Для листового и качанного салата, зеленого лука, укропа, петрушки и других зеленых овощей на предприятиях их производства и реализации широко практикуется применение аппаратов вакуумной упаковки с использованием защитных газов. Кроме того, для этой цели успешно внедряются горизонтальные упаковочные машины типа flow-pack. На крупных предприятиях может оказаться перспективным использование термоформовочноупаковочных машин класса form fill seal производительностью 30–50 упаковок в минуту, на которых осуществляется упаковка как в вакууме, так и в среде защитных газов.