Entreposage frigorifique à court terme (été) des fruits et légumes - Dimension et agencement de l'entrepôt

Agdex :	202/732
Date de publication :	06/92
Commande no.	92-125
Dernière révision :	06/92
Situation :
Rédacteur :	Hugh W. Fraser - Direction de la gestion des ressources/MAAARO

Table des matières

1. Introduction
2. Qu'est-ce que l'entreposage frigorifique à court terme?
3. Procédés de refroidissement rapide par air pulsé
4. Sens du déplacement des produits
5. Sens de la circulation d'air
6. Forme de l'entrepôt
7. Renseignements nécessaires
8. Exemple pour détermination d'espace et d'agencement
9. Conclusions

Introduction

Les producteurs savent que le refroidissement rapide des fruits et légumes après la récolte prolonge leur durée de conservation à l'étalage. En éliminant la chaleur de récolte on réduit l'activité respiratoire, la prolifération des microorganismes et la déshydratation, et on aide à garder aux produits de la terre leur fermeté pendant la manipulation. Les entrepôts frigorifiques font partie intégrante du processus de refroidissement après récolte; ils sont construits comme outils de gestion aux fins suivantes :

• refroidir les fruits et légumes et les garder froids
• réduire les problèmes de main-d'oeuvre en périodes de pointe
• atténuer les variations de prix du marché
• régulariser les approvisionnements sur le marché du frais.

Mais, les entrepôts présentent comme désavantages un investissement important et des frais d'exploitation élevés, de même que des exigences de gestion. Aussi, on ne saurait trop insister sur l'importance de planifier avant de construire. Non seulement les produits entreposés représentent souvent des milliers de dollars mais, parce que les bâtisses sont coûteuses et ne servent que pendant de courtes périodes chaque année, le coût de l'entreposage par unité de produit peut être élevé. Même si son coût devrait s'amortir sur une période de 10 à 15 ans, il reste qu'un entrepôt bien construit peut durer 25 ans et plus.

Une installation complète d'entreposage et de manutention comprend plus que l'entrepôt proprement dit. On peut y trouver aussi : des aires d'expédition et de réception; des aires de lavage, de tri, de classement et d'emballage; de l'espace d'entreposage pour les équipements et fournitures; une pièce distincte pour le compresseur; une salle à manger, des toilettes, un bureau et un endroit pour les ventes (figure 1). La planification doit prévoir l'expansion éventuelle, les services publics, la sécurité, l'accessibilité et l'esthétique.

Figure 1. Vue en plan d'un entrepôt de pêches type. Les flèches indiquent le sens du déplacement des produits.

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Qu'est-ce que l'entreposage frigorifique à court terme?

L'Ontario produit des dizaines de types de fruits et légumes différents chaque année, à partir de l'asperge en mai jusqu'aux récoltes d'automne, comme le chou et le chou-fleur, aussi tard qu'en novembre. De nombreuses récoltes d'été (de mai à septembre) comme l'asperge, le brocoli, le maïs, les pêches et les fraises peuvent être conservées avec succès grâce à l'entreposage à court terme de 1 à 30 jours sous réfrigération, entre 0 et 10 ^oC selon le produit.

Les récoltes d'automne, comme les pommes, les choux, les carottes, les oignons et les pommes de terre peuvent être conservées pendant des périodes beaucoup plus longues, jusqu'à six mois ou plus, au moyen de l'entreposage à long terme utilisant la réfrigération et(ou) l'air froid extérieur. La présente fiche technique traite de la dimension et de l'aménagement des entrepôts frigorifiques servant particulièrement au stockage à court terme (simplement appelés entrepôts ci-après) bien que les mêmes règles de planification s'appliquent aussi aux entrepôts pour stockage à long terme.

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Procédés de refroidissement rapide par air pulsé

Le refroidissement rapide est important pour à peu près tous les fruits et légumes d'été. Bon nombre de producteurs ontariens considèrent que le refroidissement par air pulsé est le plus économique même si le refroidissement par l'eau froide, par l'eau et la glace (ou seulement la glace) et par le vide (abaissement de la température à 0 ^oC par évaporation de l'eau du produit au moyen de la dépression) conviennent mieux à certaines récoltes. (Voir la fiche no 91-078, Refroidissement rapide par air pulsé des fruits et légumes frais de l'Ontario, MAAARO, AGDEX 202/736.)

Les systèmes bien conçus de refroidissement par air pulsé utilisent de puissants ventilateurs pour souffler de l'air réfrigéré à travers les produits sur palettes ou dans des casiers. On obtient le refroidissement rapide en forçant l'air réfrigéré à venir en contact avec le produit chaud.

Les produits sont refroidis immédiatement après avoir été récoltés dans les contenants de ramassage, ou après avoir été emballés en contenants d'expédition. On préfère le refroidissement par air pulsé dans les contenants de ramassage, immédiatement après la récolte, parce que la chaleur de récolte est rapidement éliminée et l'emballage peut se faire de façon plus convenable. Dans certains cas, le contenant de ramassage est aussi le contenant d'expédition, comme pour les baies. Le refroidissement des asperges ou des pêches se fait souvent dans les contenants de ramassage, tels les paniers, avant l'emballage final. Malheureusement, ce procédé fait perdre l'énergie de refroidissement des quelque 5 à 25 % de produits rejetés au triage. Il arrive aussi que le produit subisse un certain réchauffement pendant l'opération d'emballage. On pourrait plutôt refroidir les produits après emballage, dans des contenants d'expédition en carton ondulé. Toutefois, il est regrettable que le refroidissement par air pulsé soit souvent difficile dans ces contenants à cause de l'insuffisance ou du mauvais emplacement des ouvertures de ventilation.

Le refroidissement des produits en entrepôt peut se faire de trois façons (Figure 2):

Figure 2. Vue en plan de trois agencements d'entrepôt. Les flèches indiquent la direction de l'air provenant des serpentins d'évaporation situés au plafond.

1^re méthode : prévoir deux entrepôts, l'un pour le refroidissement par air pulsé des produits chauds, l'autre pour la conservation des produits refroidis;

2^e méthode : prévoir un entrepôt où les produits chauds sont refroidis par air pulsé dans une aire, alors que les produits froids sont conservés dans une autre aire du même entrepôt;

3^e méthode : prévoir un entrepôt à refroidissement traditionnel, où les produits chauds à refroidir et les produits froids à conserver sont situées dans des aires différentes du même entrepôt.

La 1^re méthode est préférable, mais le capital investi est généralement plus élevé parce qu'elle nécessite beaucoup de surface de plancher pour les passages d'air entre les palettes, et des surfaces murales et des portes additionnelles. Dans l'entrepôt frigorifique à air pulsé, les produits chauds sont refroidis avant ou après emballage au moyen d'une grande puissance de réfrigération. Les produits froids sont ensuite transférés dans un entrepôt de conservation à capacité de réfrigération moindre puisqu'il est facile de maintenir la température de produits refroidis.

La 2^e méthode utilise un dispositif de refroidissement par air pulsé (pour produits chauds) installé dans une extrémité de l'entrepôt sous les serpentins d'évaporation. Les produits froids sont ensuite conservés de l'autre côté de l'entrepôt. Cette méthode est indiquée dans le cas de l'adaptation d'un entrepôt existant; mais, de toute façon, le coût pourrait bien n'être pas beaucoup moins élevé que la première méthode, et l'addition d'un système de refroidissement à air pulsé pourrait nécessiter une plus grande capacité de réfrigération. Si la réfrigération n'est pas adéquate, la température de la pièce peut s'élever durant la période de refroidissement rapide et entraîner une condensation indésirable, ou suintement, par contact de l'air plus chaud sur les produits déjà refroidis. De plus, la température des produits pourrait fluctuer.

La 3^e méthode, la moins désirable, est la moins onéreuse parce qu'elle demande moins de surface de plancher. En raison de l'absence d'air pulsé, les contenants de produits doivent être très bien ventilés et les ventilateurs d'évaporation doivent créer une grande circulation d'air. Malheureusement, cette méthode peut produire des taux de refroidissement d'une lenteur inacceptable.

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Sens du déplacement des produits

Le sens de déplacement des produits à l'entrée et à la sortie de l'entrepôt et dans les aires connexes devrait être partout le même autant que possible (figures 1 et 3). Les produits devraient être disposés pour permettre l'application de la méthode du premier entré, premier sorti.

Figure 3. Vue en plan du dégagement requis pour refroidissement optimal.

Qu'elles soient à charnières ou coulissantes, les portes extérieures se révèlent dispendieuses. Toutefois, il pourrait être nécessaire d'en prévoir deux, une sur chaque mur parallèle à la circulation d'air dans la pièce. Elles devraient être alignées sur les allées à l'intérieur de l'entrepôt. Elles doivent être assez larges et hautes pour convenir aux chariots élévateurs, aux palettes et aux casiers chargés, de même qu'à certains usages hors saison. La plupart des chariots élévateurs agricoles ont besoin de 2,1 m (7 pi) de hauteur libre mais il vaut mieux prévoir 2,4 m (8 pi).

Les allées de l'entrepôt doivent être assez larges pour permettre le virage à angle droit. La plupart des chariots élévateurs agricoles requièrent au moins 3,4 m (11 pi) de largeur. En raison du coût élevé des allées libres, la plupart des producteurs s'en servent pour de l'entreposage temporaire durant les périodes de pointe de la cueillette. La dimension et l'emplacement des allées doivent être déterminés avec le souci d'accommoder les excédents. Si les palettes utilisées sont à simple entrée, il ne faudra pas oublier de prévoir l'espace nécessaire à leur chargement sur le chariot élévateur. Les chariots élévateurs à commande manuelle demandent moins d'espace de virage. Au sujet du rayon de braquage, on devrait consulter les fournisseurs de chariots élévateurs au stade de la planification. Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz mortel résultant de la combustion du propane, du diesel ou de l'essence dans les moteurs. Le code de l'entreposage, de la manipulation et de l'utilisation du propane (Propane Storage, Handling and Utilization Code), LRO 825/82, a été créé en vue de réduire au minimum l'exposition des travailleurs à ce gaz. Par ailleurs, le ministère du Travail dispose de règlements qui précisent les teneurs maximales admissibles de monoxyde de carbone auxquelles les travailleurs peuvent être exposés dans différentes situations. Afin de réduire le risque pour sa santé, le conducteur d'un chariot élévateur doit observer les règles suivantes : réduire au minimum la durée de fonctionnement du moteur dans les entrepôts frigorifiques; s'assurer que le moteur est en bon état; faire installer, au besoin, des ventilateurs d'évacuation dans l'entrepôt ou, des convertisseurs catalytiques sur l'équipement vieux et neuf.

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Sens de la circulation d'air

La bonne circulation d'air dans un entrepôt est presque aussi importante que la capacité de réfrigération. Par analogie, considérez le système de chauffage à air chaud de votre maison. La taille de votre fournaise a bien peu d'importance sans un bon système de conduits servant à la distribution de l'air chaud vers chaque pièce et au retour de l'air tiédi. De la même façon, l'air froid réfrigéré doit être distribué également aux produits pour à la fois les refroidir et les garder froids. L'air tiédi revient ensuite aux serpentins d'évaporation pour être refroidi de nouveau.

Des serpentins d'évaporation montés au plafond et jumelés à de puissants ventilateurs peuvent conduire de l'air froid au niveau du plafond à une distance d'au moins 15 m (50 pi), s'il n'y a pas d'obstruction. Laissez au moins 0,5 m (12 pi) d'espace libre entre le dessus des palettes ou des casiers de produits et le plafond pour permettre le passage de l'air sans entrave jusqu'à l'arrière de la pièce. Dans les entrepôts maintenus à environ 0 ^oC, l'air provenant des serpentins d'évaporation sera vraisemblablement à une température inférieure à 0 ^oC. L'espace au-dessus des produits aide à tempérer cet air, et empêche les produits de geler.

Les produits devraient être dégagés d'au moins 0,3 m (12 po) des murs en aval et en amont des serpentins d'évaporation. Cet arrangement permettra à l'air refroidi venant des évaporateurs de passer le long du mur et autour des produits, pour finalement revenir aux serpentins (figure 4). Laissez un espace libre d'au moins 0,2 m (8 po) le long des murs adjacents aux évaporateurs car l'air est souvent plus chaud le long des murs et ces derniers risquent d'être endommagés par le choc des chariots élévateurs. Pour assurer ce dégagement, on peut installer des butoirs, faits de pièces de bois de 5 cm (2 po) d'épaisseur fixés au plancher et/ou au mur, contre lesquels on peut pousser les palettes ou casiers. Assurez-vous que ces butoirs n'entravent pas la circulation de l'air. Les palettes ou casiers devraient être espacés d'au moins 0,1 m (4 po). Des lignes de peinture brillante tracées sur le plancher aident à marquer avec précision l'emplacement des palettes ou des casiers.

Figure 4. Vue en coupe transversale d'un entrepôt illustrant la circulation de l'air.

Dans les pièces où les produits chauds et froids sont entreposés ensemble, les produits chauds vont sous les serpentins d'évaporation et les froids près de l'aire en aval de la pièce sur le mur opposé. Ceci permet à l'air froid venant des serpentins d'évaporateur de venir d'abord en contact avec les produits froids et de retourner ensuite à travers les produits chauds. Si les produits étaient disposés dans un arrangement contraire, l'air froid venant d'abord en contact avec les produits chauds se réchaufferait et viendrait ensuite en contact avec les produits froids. Ceci entraînerait de la condensation indésirable, du suintement, sur les produits froids.

Évitez de créer des allées intérieures parallèles au courant d'air parce que l'air pourrait court-circuiter les contenants pour passer directement dans l'allée. L'air prendra toujours le chemin de moindre résistance et n'ira pas autour des palettes ou entre celles-ci s'il trouve un espace libre dans lequel il peut s'engager.

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Forme de l'entrepôt

En Ontario, l'entreposage frigorifique à court terme (été) se fait la plupart du temps dans des entrepôts dont la surface de plancher est de 90 à 185 m² (1000 à 2000 pi²). Les entrepôts dont la surface est à peu près carrée sont plus efficaces que ceux à surface rectangulaire parce qu'ils présentent moins de périmètre mural par unité de surface de plancher. Il en résulte une baisse du coût de construction, de la surface murale réchauffée par conduction et de la distance à parcourir dans les déplacements de produits.

Les petits entrepôts coûtent plus cher par unité d'entreposage parce qu'il y faut relativement plus d'espace libre le long du périmètre pour permettre une bonne circulation d'air. Les grands entrepôts sont plus économiques par unité d'entreposage mais offrent moins de souplesse en regard des besoins environnementaux de certaines récoltes, comme la température et l'humidité relative. En raison du volume plus important d'entreposage dans les grands entrepôts, on y perd souvent plus de temps dans le déplacement des palettes ou des casiers. Ces entrepôts peuvent nécessiter des allées plus larges. Il serait peut-être plus efficace d'avoir deux entrepôts plus petits, l'un pour le refroidissement rapide par air pulsé de produits chauds fraîchement récoltés, l'autre pour la conservation des produits froids emballés.

La plupart des entrepôts ont des murs d'une hauteur de 2,4 à 4,8 m (8 à 16 pi). Les murs bas, de moins de 2,4 m (8 pi), sont à rejeter parce qu'ils restreignent la circulation d'air et limitent les possibilités de variations futures dans la disposition des produits et dans l'utilisation des lieux hors saison. En général, il n'en coûte pas tellement plus cher pour des murs un peu plus hauts et les exigences additionnelles de réfrigération dues au réchauffement mural par conduction sont négligeables. Par exemple, dans un entrepôt de 90 m² (1000 pi²), un mur de 3,6 m (12 pi) plutôt que de 2,4 m (8 pi) représente une augmentation de 50 % de hauteur. Cependant, l'augmentation du coût de construction et de réfrigération n'est que de 15 %, environ.

Pour un même volume de produits entreposés, il est généralement moins coûteux de les empiler que de les étaler sur le plancher. C'est dire qu'avec des contenants empilables la surface de plancher peut être réduite et le coût de construction est moins élevé. Empiler plus haut n'est pas toujours possible pour certains contenants, et l'utilisation de chariots élévateurs entraîne un investissement et des frais d'exploitation supplémentaires. Dans certains cas, des casiers en acier peuvent être installés pour convenir à des palettes qui ne s'empilent pas. La figure 5 montre les dimensions de trois entrepôts de conservation qui peuvent loger 192 cellules de produits en vrac de 1,2 m x 1,0 m x 0,6 m (48 po x 40 po x 24 po) pour des produits comme des melons brodés, des pêches ou du maïs sucré.

Figure 5. Vue en plan de trois dimensions et agencements d'entrepôt pour le même volume de produits.

Dans l'entrepôt A, les cellules sont empilées à raison de quatre de hauteur. Un fort pourcentage du coût de cet entrepôt se retrouve dans le béton du plancher et des fondations, de même que dans le grand toit. Dans l'entrepôt B, on empile à six cellules de hauteur. Le coût du béton est moins élevé et le toit est moins étendu mais les murs, plus hauts, pourraient exiger des coûts de structure plus élevés que dans l'option A. Dans l'entrepôt C, on empile à huit cellules de hauteur. Les coûts du béton et du toit sont réduits mais la structure des murs, beaucoup plus hauts, est plus onéreuse.

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Renseignements nécessaires

De nombreux renseignements sont nécessaires, comme :

• Quel est le volume quotidien maximal de produits qui seront entreposés et à quel moment?
• L'entrepôt doit-il être conçu en fonction du scénario de la pire mise en caisse?
• A quels taux de rejet doit-on s'attendre?
• Quelles doivent être les dimensions des palettes ou des casiers?
• Les produits entreposés représenteront combien de jours de récolte?

Il est difficile de déterminer la capacité d'entreposage requise quand il s'agit de plus d'un produit et que les saisons de récolte ou de cueillette chevauchent. (Les producteurs doivent prendre en considération la température, l'humidité relative et la compatibilité des différents produits qui doivent être entreposés ensemble. Voir la fiche no 90-061, Incompatibilité d'entreposage, MAAARO, AGDEX 202/65.)

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Exemple pour détermination d'espace et d'agencement

Une récolte de fruits, telles les pêches, qui occupe un grand volume peut servir à déterminer la dimension de l'entrepôt. En Ontario, de nombreux producteurs de pêches font la cueillette dans des paniers de 12,5 litres (11 pintes) placés ensuite sur des casiers d'acier mobiles pouvant porter 72 paniers à refroidir pendant la nuit, parfois dans un entrepôt à refroidissement par air pulsé. Le jour suivant, les pêches sont triées, classifiées, mises en emballage d'expédition, déposées sur palettes et retournées à l'entreposage. Les pêches sont souvent expédiées moins de deux jours après leur emballage. L'étude de cas qui suit illustre l'application des systèmes d'entreposage de la figure 2.

Supposons qu'un producteur a 20 hectares (50 acres) de pêchers dont la saison de récolte s'étale sur 65 jours. La production totale est d'à peu près 14,6 t/ha (6,5 tonnes impériales/acre) ou, en moyenne, 4,5 t/j (5 tonnes impériales/jour). Toutefois, pour une grosse journée, la récolte peut atteindre le double, soit 9 t/j (10 tonnes impériales/jour). Il y a même quelques jours pendant la saison où la récolte est encore plus volumineuse, mais le producteur ne peut pas justifier d'en tenir compte. Il envisage d'utiliser l'allée intérieure de l'entrepôt pour stocker l'excédent de récolte des grosses journées.

Il a pris la décision de stocker 3 jours de production : un jour de pêches fraîchement cueillies dans des paniers de 12,5 litres contenant chacun 8,2 kg (18 lb), sur des casiers d'acier de 1,0 m x 1,2 m x 1,8 m (40 po x 48 po x 72 po) portant 72 paniers sur 6 rangs en hauteur; et deux jours de pêches en emballages d'expédition contenant chacun 7,7 kg (17 lb), empilés sur palettes de même dimension que les casiers, portant 70 emballages d'expédition. A peu près 5 % des pêches sont rejetées durant la classification et l'emballage.

Le refroidissement des pêches ne demande qu'environ 8 heures. Dans le cas du refroidissement par air pulsé, on utilise une série de tunnels de refroidissement où l'air réfrigéré est aspiré à travers les casiers de pêches chaudes. On arrête le refroidisseur à air pulsé après environ huit heures, et les pêches froides sont emballées le jour même ou le lendemain, avant l'arrivée d'une nouvelle quantité de pêches chaudes.

Le nombre de casiers et de palettes se calcule comme suit :

• Production annuelle brute : 20 ha x 14,6 t/ha = 292 t
• Récolte moyenne par jour : 292 t/65 j = 4,5 t/j
• Récolte de grosse journée : 4,5 t/j x 2 = 9 t/j
• Un jour de produits chauds : 9 t/j x 1000 kg/t / 8,2 kg/panier / 72 paniers/casier x 1 j = 16 casiers
• Deux jours de produits froids : 9 t/j (moins rejets 5 %) x 1000 kg/t / 7,7 kg/embal. expéd. / 70 embal. expéd. x 2 j = 32 palettes
• Hauteur minimale du plafond : 1,8 m (hauteur de palette) + 0,5 m (espace libre au-dessus) = 2,3 m ou 2,4 m (le plus haut des deux)

La figure 2 montre trois possibilités d'agencement d'entreposage. Comme il n'est pas possible actuellement d'empiler des palettes de pêches en emballage d'expédition, une hauteur de stockage dépassant 2,4 m (8 pi) présente peu d'intérêt. Toutefois, cette hauteur pourrait être restrictive pour certains usages hors saison, par exemple le rangement de l'équipement ou le stockage d'autres récoltes. En vue de réduire la dimension et le coût de l'entrepôt, on pourrait entreposer la récolte moins longtemps, ou empiler les produits emballés à plus grande hauteur sur des casiers en acier. Les espaces libres entre les palettes ou casiers et le long des murs ne devraient jamais être réduits pour augmenter la surface de plancher.

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Conclusions

Un entrepôt qui ne refroidit pas les fruits et légumes avec efficacité, ou qui n'utilise pas l'espace efficacement entraîne une chute des profits. Chaque m² doit avoir son utilité pour être économiquement justifié. Il va de soi que l'agencement le plus efficace et économique dépend de plusieurs facteurs. Une des meilleures méthodes consiste à disposer des pièces de papier à l'échelle représentant les palettes, ou les casiers, sur le plan de l'entrepôt afin de vérifier les arrangements possibles. Vous arriverez vite ainsi à déterminer les arrangements qui conviennent le mieux. Ayez à l'esprit que le papier à dessin n'est pas cher à comparer avec le coût d'une construction. Les quelques heures consacrées à la planification de votre entrepôt vous sauveront du temps, de l'argent et de la frustration pendant des années. C'est peut-être là l'exercice de gestion le plus profitable que vous puissiez faire sur votre ferme horticole.

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