При хранении картофеля навальным способом режим охлаждения до температуры 2 4 продолжается
Картофель – это культура, отличающаяся высоким урожаем и способностью храниться долгое время. Его лежкость обусловлена предрасположенностью клубней долгое время пребывать в состоянии глубокого покоя. Хранение картофеля стало предметом множества научных исследований, цель которых – установить зависимость результата от сорта корнеплода, условий выращивания и сбора, способов хранения.
До сих пор на стадии сбора и подготовки теряется более 30% урожая. К концу зимы потери иногда вырастают до 60%.
Способы закладки клубней
Закладка на хранение производится тремя способами: поточным, перевалочным и прямоточным.
Поточный. Применяется для обработки созревших овощей с окрепшей кожурой и без заболеваний. Картофель убирается комбайном или копателем и на сортировочном пункте очищается от примесей и калибруется.
Перевалочный. Рекомендуется при поражении клубнеплодов мокрой гнилью и фитофторозом, что нередко случается при уборке в дождливую погоду. Перед отправкой на хранение организовывается размещение во временных овощехранилищах.
Прямоточный. Урожай поступает на хранение сразу с поля, без предварительной сортировки. Примесь почвы не должна превышать 12-15%.
Перед закладкой отбираются здоровые клубнеплоды, отсортированные и очищенные от растительных остатков и земли. Подмороженные, задохнувшиеся и пораженные гнилью овощи нередко становятся причиной образования очагов загнивания. Когда хранение картофеля вступит в основную фазу, переборка в верхнем слое окажется малоэффективной, а ворошение охлажденных клубней приведет к их травмированию и контакту с очагами поражения. В результате, количество отходов увеличится.
Периоды хранения картофеля
Хранение делится на четыре технологических периода:
• лечебный;
• охлаждение;
• основное хранение;
• нагревание.
Лечебный период способствует заживлению повреждений клубней. Для этого собранный урожай выдерживают при 18-20°С и относительной влажности 90-95% в течение 15-18 дней. Механизм заживления травмированных тканей основывается на отложении суберина и образовании раневой придермы, которые препятствуют проникновению патогенных микроорганизмов. Также на данной стадии проявляются некоторые болезни этого вида пасленовых, которые могут негативно повлиять на хранение картофеля. Зараженные клубнеплоды нужно своевременно устранить.
Семенной картофель полагается озеленить: распределить тонким слоем под источником рассеянного света и регулярно переворачивать. Так он даст хорошие всходы, однако, станет абсолютно непригодным для употребления в пищу (в мякоти образуется ядовитое вещество соланин, которое способно вызвать отравление).
На лечебной стадии процесса важно обеспечить постоянный приток воздуха, поэтому оптимальным вариантом станет временный бурт или бункер с вентиляционным оборудованием и установкой, позволяющей поддерживать заданную температуру (к концу фазы допускается ее снижение до 10-12°С). Периодически нужно проветривать помещение, регулярность этой процедуры определяется, исходя из различных факторов хранения, состояния овощей и погодных условий. Если сбор урожая проводился после дождей, то необходимо усилить проветривание, пока поверхность клубней не станет сухой. При активной вентиляции оптимальная периодичность процедуры – 5-6 раз в сутки по 40-50 минут с трехчасовым перерывом. Расход воздуха составит около 100-150 м³/час на 1 т картофеля.
Лечебный период завершается по истечении максимум 25 дней.
Далее хранение картофеля вступит в период охлаждения. На этом этапе температура постепенно понижается. Для того, чтобы сохранить высокое качество продукта, уровень снижения не должен превышать 0,5°С в день. Однако, если в массе содержится множество поврежденных клубнеплодов, его следует увеличить до 1°С. Резкое охлаждение может привести к ухудшению их лежкости и почернению мякоти. Длительность фазы составляет 20-30 дней.
Основной период хранения длится до момента реализации продукта. Главная задача – избежать перепадов в атмосфере. Режим выбирается в зависимости от размера партии и ее назначения:
• для столового применения – 3-9°С;
• для изготовления чипсов – 7-12°С;
• для переработки – 7-9°С;
• для изготовления крахмала – 5°С;
• семенной картофель – 2-4°С.
Немаловажным фактором при выборе режима является сорт пасленовых. Так, Приекульский ранний, Невский и Домодедовский требуют 1-2,5°С, а Гатчинский, Древлянка и Лорх лучше сохранят свои свойства при 3-5°С. К длительному пребыванию в состоянии покоя предрасположены Горизонт, Приекульский ранний, Новоусманский, Камераз, Огонек, Лорх и Сотка.
Оптимальная относительная влажность составляет 85-95%.
Когда хранение картофеля подходит к завершению, необходимо выдержать период нагревания. Чтобы не допустить травмирование охлажденных овощей, перед извлечением их из хранилища предписывается постепенно нагреть воздух до 8-10°С. Также можно уменьшить или прекратить вентиляцию, что приведет к самосогреванию массы.
Можно выделить два метода хранения урожая: полевой и стационарный. В первом случае клубнеплоды помещаются в бурты и траншеи, во втором – в стационарные хранилища, которые делятся на два типа по виду вентилирования.
Специальные бункеры с активной вентиляцией оборудованы системой, позволяющей поддерживать заданный температурный режим. Они могут быть выполнены из бетона или металлического профиля. Подача воздуха происходит за счет шиберов. Каждый вентиляционный канал оснащается термометром, который позволит контролировать температуру поступающего воздуха. Термометры рекомендуется размещать в шахматном порядке на разном уровне картофельной насыпи. Когда достаточно холодно, шиберы следует закрыть, и аэрация продолжится за счет внутреннего воздуха.
Бункер полагается вентилировать до момента выравнивания температуры в толще слоя. Если хранение картофеля осуществляется правильно, и все показатели находятся в норме, для их поддержания достаточно дважды в неделю устраивать продувку в течение получаса. Измерять температуру требуется дважды в сутки (до аэрации и спустя 40 минут после нее).
Такой тип вентилирования будет эффективен при уровне насыпи 3-4 м. Магистральный канал требуется полностью скрыть картофелем или подходящим материалом. Иначе воздух начнет выходить за пределы насыпи, что затруднит контроль показателей, приведет к перерасходу энергии и отрицательно скажется на результате.
Хранилища с естественной вентиляцией используются с расчетом на разницу температур внутри и снаружи помещения. Более тяжелый холодный воздух поступает извне через приточную шахту, вытесняя теплый. Чем ниже уровень расположения притяжной шахты относительно вытяжной, тем эффективнее проветривание. Недостаток этого способа хранения заключается в слабом напоре воздушной струи для продувки клубнеплодов.
Хранение картофеля проводится с учетом некоторых рекомендаций:
• Для закладки лучше выбрать столовый картофель, так как размер овощей обеспечит достаточное межклубневое пространство.
• Насыпь формируется в пределах 1,5 м в высоту, чтобы предотвратить разность температур в ее толще.
• Устранить запотевание клубней можно, накрыв их теплоизолирующим материалом (солома, мешковина, опилки). Защитное покрытие предписывается менять трижды в неделю. Если высота насыпи не превышает 1,4 м, можно распределить овощи гребнями высотой 0,5 м, что позволит рассеять тепло. При хранении нележких сортов рекомендуется использовать небольшие ящики и применять опыление мелом.
Контроль температуры и влажности осуществляется ежедневно на лечебном этапе, раз в двое суток – на послелечебном, и дважды в неделю – в основной период хранения. Колебание температуры допускается в пределах 1°С, влажности – 10%. Показания снимаются в трех местах овощехранилища.
Вне зависимости от типа хранилища, за месяц до его использования предписывается провести его дезинфекцию раствором формалина и побелку, а после хранения сделать тщательную уборку и сжечь растительные остатки.
Если технология полностью соблюдена на всех стадиях процесса, естественная убыль не превысит 0,9% в октябре и апреле, 0,7% – в ноябре, 0,5% – в зимние месяцы и в марте, 1,1% – в мае, 1,8% – в июне и 2% – в июле.
Источник
Организация хранения картофеля
В целях сохранения качества и продления срока хранения картофеля необходимо поддерживать в хранилище и массе продукции оптимальную температуру и относительную влажность воздуха. Оптимальная температура длительного хранения, при которой жизненные процессы в клубнях протекают с наименьшей интенсивностью, зависит от сорта картофеля и колеблется в довольно широких пределах.
Так, сорта Берлихинген, Эпрон, Приекульский ранний, Северная роза, Фаленский устойчивы к пониженной температуре хранения до 1 °С; для сортов Огонек, Агрономический, Темп, Лошицкий и Фаран температура должна быть от 1,5 до 3°С. Сорта Лорх, Столовый 19, Разваристый и Старт лучше сохраняются при 3-5°С, сорт Передовик — при 3-4°С. Для сортов Эпикур, Любимец, Петровский оптимальной является температура хранения 4-5°С. Имеются сорта картофеля, температура хранения которых может колебаться в более широких пределах. Так, снижение температуры хранения картофеля сорта Передовик до 1-2°С не приводит к серьезным ухудшениям его качества.
При хранении продовольственного картофеля разных сортов оптимальным считается температура 2-4°С, для картофеля, предназначенного для переработки, — 3-5°С. Кроме того, температура должна меняться по периодам хранения. Так, в первые 10-15 дней после уборки для интенсификации раневых реакций поддерживается температура 15÷18°С. При температуре около 20°С процесс рубцевания заканчивается за 5-7 дней, при понижении температуры до 12°С — за 10-15 дней. При температуре ниже 10°С раневые реакции практически прекращаются.
После лечебного периода картофель охлаждают до оптимальной температуры хранения. Причем продолжительность охлаждения, как и температура хранения, имеет для каждого сорта определенно оптимальное значение. При постепенном снижении или увеличении температуры в известных пределах процесс адаптации протекает лучше, чем при быстром, когда могут произойти нарушения в обмене веществ. Поэтому снижение температуры необходимо проводить постепенно. Продолжительность периода охлаждения не должна превышать 40 дней. При этом минимально допустимый среднесуточный темп охлаждения 0,25°С. При охлаждении клубней не следует снижать их температуру ниже допустимой для данного сорта, так как при этом резко замедляется процесс перехода Сахаров в крахмал. Накопление сахаров в клубнях до 2,5 % уже придает картофелю сладкий вкус. Если же хранить картофель при температуре, например, около 1°С в течение 7-8 мес, содержание Сахаров в нем повысится с 1 до 6%. Для такого картофеля необходимо кондиционирование, т. е. выдержка его в течение 10-15 дней при температуре около 20 °С. При такой температуре резко усиливаются процессы превращения образовавшегося в клубнях сахара в крахмал и картофель постепенно теряет сладкий вкус.
Полностью исключить накопление сахаров в клубнях можно, если хранить картофель при температуре около 10°С, при кoтoрой процессы крахмал↔сахар протекают наиболее согласованно. Такая температура была бы наиболее приемлема при хранении картофеля, предназначенного для сушки или производства готовых продуктов (чипсов, крупки, крекеров и пр.), потому что повышенное содержание Сахаров в клубнях приводит в процессе тепловой обработки или последующего хранения к потемнению и ухудшению качества готового продукта. Однако при температуре выше 4-5°С и особенно близкой к 10°С интенсифицируются связанные с распадом сухих веществ процессы дыхания, развиваются микроорганизмы и усиливается прорастание.
Поэтому картофель, предназначенный для промышленной переработки, хранят при более низкой температуре, допуская даже некоторое накопление Сахаров, которое устраняется перед переработкой путем выдерживания картофеля в течение 2-3 недель при повышенной температуре.
Таким образом, оптимальная температура для хранения картофеля в лечебный период 15°С (±3°С), продолжительность периода 7-15 дней, продолжительность периода охлаждения 20-1 40 дней, температура в период хранения 2-4°С.
На качество картофеля большое влияние оказывает относительная влажность воздуха: при высокой влажности лучше сохраняется тургор, задерживается развитие болезней и прорастание клубней. Влажность воздуха влияет и на процессы обмена веществ. Залечивание повреждений при повышенной относительной влажности воздуха протекает более интенсивно. Относительная влажность воздуха в начальный период хранения должна приближаться к верхнему допустимому пределу. Для достижения его в лечебный период строго регулируют время работы вентиляторов. Однако если картофель поступает в хранилище в увлажненном состоянии, для предупреждения развития мокрой гнили клубни необходимо быстро (в течение 1-2 дней) обсушить. В этом случае допускается снижение относительной влажности воздуха до 60-70%.
В период охлаждения картофеля относительная влажность воздуха также должна быть максимальной, потому что в этот период (как и в лечебный) при снижении относительной влажности воздуха увеличивается потеря массы картофеля. Чтобы избежать этого, при длительном хранении целесообразно поддерживать высокую относительную влажность воздуха в помещении, но ниже, чем в лечебный период. Приходится учитывать то, что при увеличении влажности значительно возрастает образование конденсата влаги на поверхности клубней, а также на потолке и наружных стенах хранилища.
В основной период хранения картофеля целесообразно поддерживать относительную влажность воздуха в пределах 80-95%. При этом в массе картофеля благодаря постоянному влаговыделению клубней эта величина будет не менее 85-95%. Кроме того, по мере увеличения продолжительности хранения величина относительной влажности воздуха в хранилище и меньше влияет на величину потерь массы картофеля.
Контроль за соблюдением режима температуры и относительной влажности в хранилище осуществляют путем размещения в различных точках помещения контрольно-измерительной аппаратуры.
В хранилищах с естественной и общеобменной системами вентиляции контрольно-измерительные приборы необходимо размещать в зонах наиболее низких и высоких температур. Наиболее низкая температура наблюдается у наружных стен хранилища и пола около входа. В этих местах нужно размещать термометры. Термометры и психрометры для контроля относительной влажности воздуха следует также устанавливать в средней части хранилища на высоте 1,5 м от пола. Наиболее высокая температура в массе продукции наблюдается на глубине 0,2-0,5 м от поверхности насыпи. При размещении термометров в слое насыпи их устанавливают вертикально, с тем чтобы избежать сильного давления со стороны хранящейся продукции.
В более крупных хранилищах контроль за режимом температуры осуществляется дистанционно с помощью электрических термометров сопротивления, которые располагают в разных точках насыпи. Термометры присоединяются к лагомеру через многоточечный переключатель.
Для контроля управления работой вентиляционно-отопительного и холодильного оборудования в хранилищах с принудительной вентиляцией и искусственным охлаждением применяют две системы автоматики: ШАУ-АВ и «Среда». Система ШАУ-АВ рассчитана на работу в секции с одной вентиляционной установкой, а «Среда» может обеспечить управление восемью установками.
С помощью средств автоматики периодически включают системы вентиляции в осенний (лечебный) период и в период охлаждения продукции, когда температура наружного воздуха ниже, чем в массе, и отключают системы, когда этой разницы нет; поддерживают оптимальную (заданную) температуру в массе продукции; обеспечивают аварийную защиту продукции от подмораживания; поддерживают оптимальную температуру в верхней зоне хранилища; включают систему подогрева заслонки смесительного клапана перед включением приточного вентилятора для защиты его от промерзания; поддерживают оптимальную температуру внутри шкафа для сохранения работоспособности приборов; измеряют температуру в различных точках, в том числе и в массе продукции. В шкафах автоматики ШАУ-АВ и «Среда» установлены лагомеры для визуального контроля температуры в хранилище.
Необходимый режим температуры и относительной влажности в хранилищах обеспечивается путем использования естественного и искусственного холода. Естественный холод подается и перемещается в помещении хранилища и массе продукции с помощью естественной и принудительной вентиляции.
Производительность естественной вентиляции зависит от количества и сечения вентиляционных труб, а также от удельной поверхности массы, через которую идет тепло-, влаго- и газообмен с окружающей средой. Для того чтобы увеличить удельную поверхность массы и создать при этом оптимальный режим хранения, применяются различные способы хранения: в закромах с решетчатыми дном и стенками, в решетчатых контейнерах, ящиках и клетках. Увеличение удельной поверхности теплообмена связано с повышением затрат на строительство хранилищ. При небольшой удельной поверхности нет уверенности в надежном сохранении качества продукции.
Преодолеть эти препятствия возможно при использовании механической принудительной вентиляции. С помощью такой вентиляции создается возможность поддержания и регулирования температуры, относительной влажности и подвижности воздуха в помещении и в массе продукции.
Принудительная вентиляция в хранилищах осуществляется по принципу общеобменной и активной системы вентиляции.
При общеобменной вентиляции воздух с помощью вентилятора подается в помещение и продукция охлаждается с поверхности. При этом температура в массе продукции бывает выше, чем в хранилище. Таким образом, так же как и при естественной вентиляции, не устраняется перепад температуры в массе продукции, но он будет менее выражен.
При активной вентиляции необходимое количество воздуха с определенной температурой, влажностью и скоростью подается в массу продукции. При этом устраняется перепад температуры в различных слоях насыпи продукции и создаются оптимальные условия; лучше используется вместимость хранилища (продукцию хранят с большей высотой штабеля); удлиняется срок хранения продукции и сокращаются потери; кроме того, продукцию можно быстрее охладить.
Скорость охлаждения плодоовощной продукции с помощью активной вентиляции зависит от разности температур подаваемого наружного воздуха и продукции, от удельной подачи воздуха (в м 3 на 1 т в час), от свойств продукции (величина клубней, скважистость, температуропроводность, интенсивность тепловыделения и т. д.) и от устройства системы распределения подаваемого воздуха.
Для подачи и распределения воздуха в системе в типовых проектах хранилищ предусматривается использование осевых или центробежных вентиляторов среднего давления. При подборе вентиляторов следует учитывать их производительность (они должны обеспечивать удельную подачу от 50 до 100 м 3 воздуха в час на 1 т продукции), статический напор, конструктивные особенности их размещения в системе, допустимый уровень шума, наличие энергии и площади помещения. Статический напор вентилятора определяют с учетом потерь давления в насыпи, в системе воздуховодов и каналов. Наиболее рациональные скорости движения воздуха в главном канале 8-10 м/с, а в распределительных — 4-5 м/с.
Подача воздуха в помещение и массу продукции осуществляется через магистральные и распределительные воздуховоды, которые снабжены клапанами с регулируемыми заслонками. Из распределительных воздуховодов воздух подается в массу продукции через решетчатые полы или каналы.
При подаче воздуха в массу картофеля через решетчатые полы во всей насыпи достигается наиболее равномерная вентиляция. Решетчатое дно закрома устраивается на расстоянии 25-30 см над основным полом. Для сохранения постоянного давления воздуха по всей длине подзакромного пространства его высота должна быть переменной. Недостатки этой системы связаны с тем, что необходимо устраивать подзакромное пространство, которое уменьшает использование полезного объема сооружения, а двойные полы удорожают затраты на строительство. Затрудняется механизация выгрузки картофеля. Кроме того, такая конструкция нуждается в ежегодной дезинфекции, очистке и частом ремонте. Устройство решетчатых полов оправдано, если закрома имеют вместимость до 20-30 т.
В закромах большей вместимости или при хранении картофеля насыпью без закромов подача воздуха в массу картофеля осуществляется через воздухораспределительные каналы (подпольные и напольные). Подпольные или углубленные каналы устраиваются с решетчатым горизонтальным перекрытием. Расстояние между каналами не более 2 м, зазоры между брусками перекрытия 2-2,5 см. Устройство таких каналов упрощает загрузку и разгрузку хранилищ, но удорожает затраты на строительство воздухораспределительной системы. Кроме того, прозоры решеток таких каналов засоряются, и, следовательно, ухудшается вентилирование массы картофеля. Напольные шатровые каналы в виде сборно-разборных решеток треугольной формы устанавливаются над отверстиями распределительных воздуховодов. Для обеспечения равномерной подачи воздуха в массу продукции через решетчатые каналы необходимо учитывать расстояние между каналами, оно должно быть 1,2-1,5 м. При большем расстоянии будут иметь место плохо вентилируемые зоны в массе продукции. Оптимальная ширина каналов должна быть 50-60 см. Распределительные каналы должны быть оборудованы шиберами или заслонками. Для удаления воздуха из хранилища устраиваются вытяжные шахты с клапанами ручного или автоматического управления.
Устройство той или иной системы активной вентиляции зависит от способа хранения и вида продукции, вместимости и конструктивных особенностей хранилища, климатических условий.
В зависимости от производительности вентиляторов и устройств воздухораспределительных каналов активная вентиляция бывает централизованной и децентрализованной.
Централизованная система активной вентиляции устраивается в хранилищах небольшой вместимости (до 500 т). В этом случае устанавливают один или несколько вентиляторов в одном месте и они распределяют воздух по всему помещению хранилища. Такая система является простой и дешевой в управлении и применяется при хранении продукции сплошным слоем без закромов. Однако при этом наблюдается большой расход электроэнергии и трудно регулировать подачу воздуха при неполной загрузке хранилища. Кроме того, из-за большой протяженности вентиляционных каналов увеличивается сопротивление и затрудняется равномерное распределение воздуха по всему сечению массы продукции.
Децентрализованная система используется в случае необходимости поддерживать дифференцированные условия хранения для одного или группы закромов, к которым подключается отдельный осевой вентилятор небольшой мощности, устанавливаемый в центральном или боковом проезде. Децентрализованную систему целесообразно использовать при повышенной интенсивности вентилирования. При этой системе вентилирования устраиваются магистральные каналы небольшой длины (около 6 м) и разветвленная сеть воздухораспределительных каналов. Недостатки децентрализованной системы вентилирования: большое количество вентиляционных установок и воздухораспределительных каналов, трудно регулировать режим хранения в различных частях хранилища. Но при этой системе проще автоматизировать работу вентиляторов.
В настоящее время применяют системы огибающей и омывающей вентиляции. Воздух не поступает через массу продукции, Он проходит или у наружных стен по каналам, не соприкасаясь с массой продукции, и затем под слоем продукции или по потолочным каналам. Преимущества такой системы каналов заключаются в следующем: снижение потерь массы при хранении продукции; возможность использования наружного воздуха пониженной температуры и относительной влажности; освобождение площади пола хранилища от вентиляционных каналов. Недостатки системы: сложность и более высокая стоимость изготовления системы мелких распределительных каналов; менее равномерное и более длительное охлаждение картофеля; нет возможности подсушить картофель, если он закладывается влажным; хуже залечиваются раневые повреждения клубней.
В контейнерных хранилищах применяют систему общеобменной вентиляции с раздающими воздуховодами. Приточный воздух подается в верхнюю зону хранилища с максимальной скоростью у раздающих щелей и в проходах между штабелями и с минимальной скоростью в центре штабеля. Для поддержания оптимальной температуры в верхней зоне хранилища, предотвращения отпотевания верхнего слоя насыпи продукции и промерзания покрытия устанавливаются отопительно-рециркуляционные агрегаты.
Максимальная скорость воздуха, возникающая в верхней зоне штабеля, вызывает повышенные потери картофеля, особенно в зоне, прилегающей к наружным ограждениям.
В процессе экспериментальных исследований были изучены тепломассообменные процессы в различных слоях штабеля и разработана схема активного вентилирования штабеля контейнеров. Эта схема предусматривает воздухораспределение приточного воздуха в нижнюю зону штабеля контейнеров с помощью мягких воздуховодов, опускаемых от проложенных под потолком приточных каналов. Такая схема лишена недостатков, присущих схемам с подачей приточного воздуха в верхнюю зону и из подпольных каналов в нижнюю зону. Она позволяет погасить скорость движения воздуха в верхней зоне штабеля и снизить потери при хранении продукции. Сравнительная характеристика изменения качества картофеля при различных схемах вентилирования позволила установить, что при подаче воздуха внутрь штабеля контейнеров наблюдается лучшее сохранение качества, чем при хранении в камере, в которую воздух подавался горизонтальными компактными струями над штабелем контейнеров (общеобменная вентиляция). Количество стандартных клубней в конце хранения было выше на 2,5%, а абсолютный отход был ниже в 1,7 раза, чем в контрольной камере при общеобменной вентиляции.
Таким образом, следствием стабилизации температуры в штабеле и уменьшения скорости воздуха в верхнем ряду контейнеров при активном вентилировании штабеля явилось лучшее сохранение качества картофеля.
Выполненные исследования учтены при проектировании экспериментального хранилища вместимостью 8 тыс. т. По сравнению с хранилищами, построенными по ранее действовавшим типовым проектам, в экспериментальном хранилище улучшены технико-экономические показатели: повышен выход полноценного картофеля, уменьшены отходы и естественная убыль массы, снижены приведенные затраты на 8,7 %.
Таким образом, различное размещение систем воздухораспределительных каналов оказывает влияние на градиент температуры и подвижность воздуха в штабеле или насыпи продукции, определяя потери и технико-экономические показатели при хранении.
Для поддержания температуры, особенно в весенне-летний период, в хранилищах стационарного типа используют машинный холод. Строительство хранилищ с охлаждением обходится дороже обычных (200-250 руб. на 1 т хранящейся продукции), но эти расходы окупаются за счет сокращения потерь и сохранения качества продукции.
Холодильники с машинным охлаждением являются перспективными, и им придается большое значение в круглогодовом обеспечении населения плодоовощной продукцией. Холодильники позволяют поддерживать стабильный режим температуры, повышая транспортабельность и удлиняя срок сохранности продукции. Поэтому при развитии материально-технической базы необходимо предусматривать определенный процент строительства хранилищ с машинным охлаждением. Соотношение хранилищ различного типа и способов хранения на одной территории зависит от зоны их размещения и характера использования продукции.
Хранилища с машинным охлаждением сооружаются по типовым проектам и эксплуатируются в течение ряда лет. Из планировочных особенностей холодильников важное значение имеет рациональное размещение камер охлаждения и хранения с учетом исключения контакта камер с отапливаемыми помещениями.
Камеры хранения оснащены системами охлаждения, увлажнения и распределения воздуха. Наиболее распространенными системами охлаждения являются рассольная и система непосредственного охлаждения.
Преимущества рассольной системы в том, что вся машинная установка помещается в машинном зале и в камеру исключено попадание паров хладоагента. Кроме того, рассолом можно охлаждать и в том случае, когда компрессор не работает. К недостаткам рассольной системы относится то, что при этой системе холодильная установка работает при более низких температурах кипения, чем при непосредственном охлаждении. Холодопроизводительность компрессора при этом уменьшается, а удельный расход электроэнергии в компрессорах возрастает на 20-25%. Кроме того, применение промежуточного хладоносителя требует больших капитальных затрат вследствие увеличения металлоемкости и потребности в дополнительном оборудовании (испарители, баки, трубопроводы и др.). При рассольном охлаждении высоки эксплуатационные расходы и низок коэффициент полезного действия. Срок службы рассольной системы до ремонта составляет 3-5 лет. Рассольная система применяется в охлаждаемых хранилищах небольшой вместимости.
Система непосредственного охлаждения наиболее проста в устройстве, и особенность ее заключается в том, что для отвода тепла используется холодильный агент, который находится в трубопроводах, расположенных в камере хранения продукции. При непосредственном охлаждении применяют безнасосную схему и подачу хладагента с помощью насосов. Безнасосные схемы применяются для холодильников небольшой вместимости. Система непосредственного охлаждения имеет более высокие экономические показатели, поэтому она перспективнее рассольной. При непосредственном охлаждении обеспечивается более равномерная температура и влажность воздуха по грузовому объему камер хранилища, улучшается санитарное состояние в камере, быстрее проводится охлаждение, уменьшается потребность в трубопроводах. Недостатки этой системы состоят в том, что при нарушении герметичности трубопровода может произойти: утечка газа, при остановке компрессора в камере довольно быстро повышается температура.
Для поддержания заданной температуры хранения необходимо равномерное перемещение воздуха в камере. Если в камере не обеспечивается отвод энергии дыхания, то возникает самосогревание в отдельных местах штабеля продукции, создаются неравномерности температурного поля, появляются зоны отпотевания и порчи. Однако избыточное вентилирование воздуха в камере может вызвать изменение относительной влажности воздуха, усушку и снижение качества продукции.
Для охлаждения и равномерного распределения температуры и относительной влажности воздуха во всем объеме камеры используют смешанную и воздушную системы. Смешанная система состоит из пристенных батарей и воздухоохладителей, а воздушная — только из воздухоохладителей. Воздухоохладители состоят из охлаждающих трубчатых батарей, где циркулирует хладагент или хладоноситель, устройств для орошения батарей водой и оттайки, поддонов для сбора воды, вентиляторов. Все элементы воздухоохладителя монтируются в одном кожухе, имеющем отверстия для входа и выхода воздуха. Они устанавливаются на полу камер (постаментные) или подвешиваются на потолке (в этом случае экономится площадь загрузки). Наиболее прогрессивными являются подвесные воздухоохладители, которые подвешивают к строительным конструкциям или располагают в помещениях для хранения на антресолях.
Между батареями (или воздухоохладителями) и ближайшими штабелями продукции можно устанавливать экран из полиэтиленовой пленки для предупреждения подмораживания продукции.
Эффективность работы воздухоохладителей и пристенных: батарей зависит от своевременного удаления снеговой шубы. При рассольной системе охлаждения оттаивание воздухоохладителей осуществляется теплым рассолом, подогретым в баке до температуры не выше 40°С, с тем чтобы уменьшить коррозию металла.
В случае непосредственной системы охлаждения применяют оттаивание горячими парами аммиака, которые подаются сверху. Процесс оттаивания ускоряют путем орошения батарей воздухоохладителя теплой водой температурой 20-40°С. Отвод снега и льда с поддона ускоряют путем обогрева. Орошаемая и талая вода сливается в систему оборотного водоснабжения или в водосток. Оттаивание подвесных воздухоохладителей производится с помощью электронагревателей.
Рассольная и система непосредственного охлаждения могут применяться по принципу централизованной и децентрализованной схем.
При централизованной схеме холодильные агрегаты, насосы, ресиверы и т. д. размещают в машинном отделении, а подача хладагента или хладоносителя в помещение хранения осуществляется по трубопроводам с запорной арматурой.
Децентрализованная схема предусматривает использование малогабаритных автоматизированных фреоновых установок. При децентрализованной схеме снижаются затраты на строительство и эксплуатацию установок вследствие меньшей длины трубопровода, снижения потерь холода и обеспечения возможности работы без постоянного наблюдения обслуживающего персонала. В нашей стране выпускаются холодильно-нагревательные установки для децентрализованного холодоснабжения, и с их помощью можно поддерживать в помещениях хранения температуру от 0 до 2°С при температуре наружного воздуха от 30 до 35°С.
Для охлаждения камер холодильников рекомендуется также система кожухового охлаждения. При этой системе камера хранения окружается воздушной полостью, где размещаются элементы охлаждения и вентилятор для перемешивания воздуха. В камерах с кожуховой системой охлаждения поддерживается равномерная температура и относительная влажность воздуха, не происходит подмораживания и отпотевания продукции, не наблюдается образования снеговой шубы.
В целях поддержания оптимального уровня относительной влажности в камерах устанавливаются увлажнители. Для увлажнения воздуха используется пар низкого давления или тонко распыляемая вода. Пар приготавливают в специальных кипятильниках и подмешивают его к циркулирующему воздуху, выпуская через перфорированные трубки. Увлажнение воздуха распыленной водой производят непосредственно в камерах с помощью форсунок, устанавливаемых перед приточными вентиляционными решетками.
Так, в холодильниках, построенных по венгерскому проекту, применяются увлажнители воздуха, состоящие из волосяного гигрометра, имеющего стрелку-указатель максимально допустимого значения относительной влажности воздуха в помещении. Вода распыляется при помощи диска, смонтированного на Одном конце вала электродвигателя, встроенного в грибок-увлажнитель. На другом конце вала находится вентилятор, поток воздуха от которого выносит водяную пыль в помещение камеры. Неподвижную стрелку гигрометра устанавливают на заданное минимальное значение относительной влажности воздуха в помещении. Подвижная стрелка, дойдя до неподвижной, замыкает электрическую цепь и включает электродвигатель Увлажнителем можно управлять и вручную.
Для выравнивания температуры и относительной влажности в различных зонах камер хранения осуществляют перемешивание воздуха с помощью вентиляторов. Подача и распределение воздуха по охлаждаемому помещению осуществляют по двухканальной, одноканальной и бесканальной системам воздухораспределения.
В современных холодильниках широкое распространение получила бесканальная система распределения воздуха при помощи подвесных воздухоохладителей системы ВОП. Они размещаются у стен в верхней части камеры на расстоянии 3-6 м друг от друга. Воздухоохладители имеют вмонтированные в них вентиляторы, которые перемещают воздух и обеспечивают выравнивание условий хранения. При этой системе поток охлажденного воздуха от воздухоохладителя под углом около 30° направляется вверх вдоль потолка до противоположной стены. Для равномерного распределения воздуха по зонам используют воздухонаправляющие приставки к воздухоохладителям.
Выбор типового проекта с той или иной системой охлаждения зависит от вместимости хранилища, характера использования хранящейся продукции, требований по поддержанию устойчивого режима температуры и влажности при хранении и технико-экономических показателей с учетом места размещения хранилища.
Основным требованием при планировке охлаждаемых хранилищ является рациональное размещение камер хранения, помещений для товарной обработки, автомобильных и железнодорожных платформ, производственно-вспомогательных и подсобно-бытовых помещений.
Цех для товарной обработки блокируется с холодильными камерами для хранения продукции. В этом случае камеры размещаются по сторонам одного или нескольких грузовых коридоров. Ширина грузового коридора должна быть 4,5-6 м для того, чтобы обеспечить свободное проведение погрузочно-разгрузочных работ. Холодильные камеры имеют хорошую теплоизоляцию. Вместимость камер для хранения составляет от 50 до 400 т. В состав подсобно-производственных помещений входят грузовые коридоры, тамбуры, компрессорные, зарядные станции, склады аммиака, электрощитовые и т. д.
В ряде зарубежных стран (Венгрия, Румыния, Италия, Англия, Франция и др.) холодильники возводят с крупными камерами, вмещающими 500-2500 т продукции. Здания одноэтажные, что удобно в эксплуатации. Строительный материал — легкие сборные металлические конструкции, трехслойные панели ограждений с металлическими обшивками (оцинкованная сталь, алюминий), с эффективным синтетическим утеплителем.
Для изготовления панелей вместо металла применяются пластмассы, специально обработанный прессованный картон и др. Изготовленные таким образом панели отличаются высокой прочностью и эффективностью в тепловом отношении. Несущие стальные и ограждающие конструкции полностью изготовляются в заводских условиях и в готовом виде доставляются к месту строительства. При этом строительство холодильников сводится лишь к сборке готовых конструкций. Места стыков между панелями герметизируются и заполняются пенополиуретаном. Для охлаждения используется децентрализованная схема с фреоновыми холодильными установками. Такие конструктивные решения снижают массу здания в 3-5 раз по сравнению с решениями из сборного железобетона и местных строительных материалов, сокращают сроки и уменьшают трудоемкость строительства.
Капитальные затраты при строительстве хранилищ с искусственным охлаждением больше капитальных затрат на сооружение хранилищ с принудительной и естественной вентиляцией. Затраты на капитальное строительство окупаются за счет сокращения потерь и продления срока хранения продукции. При хранении картофеля в южных районах в весенний период в условиях искусственного охлаждения потери снижаются до 12-14%. Эксплуатационные расходы на хранение и транспортировку картофеля в хранилищах с искусственным охлаждением на 16-30% ниже, чем в хранилищах с активной вентиляцией.
При эксплуатации охлаждаемых хранилищ нужно стремиться к более рациональному их использованию и к увеличению количества оборотов. Важным обстоятельством является максимальное использование хранилища по высоте, необходимо правильно размещать продукцию с учетом очередности ее использования. Увеличение загрузки хранилища приводит к значительному снижению расходов на хранение продукции и росту рентабельности.
Расходы на холод можно сократить благодаря рациональному размещению хранилищ на территории и более полному использованию мощности компрессоров в осенний и весенне-летний периоды. Чем больше загружено хранилище к весне, тем меньше потребуется холода за весенне-летний период в пересчете на 1 т продукции. Расходы можно сократить, предусмотрев отключение от охлаждения отдельных секций или камер по мере освобождения.
Источник
