пр. размещение сочной продукции в хранилищах с активной

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»
Институт сельского хозяйства и природных ресурсов
Кафедра «Технология переработки сельскохозяйственной продукции»
РАЗМЕЩЕНИЕ СОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ В ХРАНИЛИЩАХ С
АКТИВНОЙ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ
Методические указания к лабораторной работе
по учебному модулю
«Технология переработки продукции растениеводства»
«Стандартизация и хранение продукции растениеводства»
Великий Новгород
2014
СОДЕРЖАНИЕ
1
Вводные пояснения
3
2
Примеры расчетов
7
3
Задания к работе
9
4
Приложение
13
2
-
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Ознакомиться с особенностями хранения плодоовощной продукции в
стационарных хранилищах в условиях принудительной вентиляции;
Изучить способы и системы создания оптимальных условий хранения
плодов и овощей в хранилищах;
Знать материально-техническое оснащение стационарных хранилищ;
Уметь производить необходимые расчеты при размещении картофеля и
овощей в хранилищах с активной вентиляцией;
Научиться правильно размещать картофель, капусту, лук, корнеплоды
в постоянных хранилищах в условиях активного вентилирования.
ВВОДНЫЕ ПОЯСНЕНИЯ
Характеристика стационарных хранилищ. При характеристике
различных типов хранилищ выделяют основные группы показателей: общая
характеристика хранилища; строительно-конструктивные показатели;
система вентиляции; механизация работ по загрузке, выгрузке и товарной
обработке продукции; контроль за режимом хранения; основные
экономические показатели.
Общая характеристика хранилищ включает описание хранилища по
виду хранящейся продукции, по вместимости, коэффициенту использования
объема помещения; оценку местоположения.
Важным экономическим показателем хранения является коэффициент
использования объема хранилищ. Он показывает отношение объема
помещения к загрузочной вместимости (м3/т). Чем ниже значение
коэффициента, тем более эффективно используется объем хранилища. Так,
коэффициент использования объема при хранении картофеля в контейнерах
равен 8...10, в закромах — 5...7, навалом без разделения на закрома — 3...4.
Наиболее важным конструктивно-строительным показателем является
планировка хранилищ. Чаще всего закрома располагают вдоль продольных
стен хранилищ, а посредине устраивают проезд или проход. Это позволяет
использовать транспорт, доставляющий продукцию, для загрузки и выгрузки
продукции.
В плодохранилищах чаще встречается другая планировка: проход
устраивают сбоку камер для хранения. Такой коридор с окнами используют
для товарной обработки продукции.
По степени углубления хранилища подразделяются на наземные,
углубленные, полууглубленные. Особую группу составляют хранилища,
представляющие собой одноэтажное здание с подвалом. Конструктивностроительные особенности хранилищ включают описание устройства стен,
перекрытий, крыши, пола. При этом указывают материал, из которого они
сооружены, толщину теплоизоляционного слоя, его марку, тип перекрытия.
3
Наибольшее распространение получили две системы механизации
загрузки и выгрузки продукции в хранилищах: применение транспортеровзагрузчиков при размещении продукции насыпью и штабелеров-погрузчиков
при тарном хранении продукции. В современных хранилищах установлены
машины и поточные линии по товарной обработке, фасовке и упаковке
плодоовощной продукции.
Для контроля и регулирования режима хранения определяют
количество и место размещения в хранилище термометров, термодатчиков,
психрометров и других приборов. В период хранения записи измерений этих
показателей заносят в журнал.
Системы вентиляции в хранилищах
Вентиляция является действенным средством регулирования условий
хранения плодов и овощей. В современных хранилищах применяются
различные ее системы.
При характеристике системы вентиляции указывают принцип ее
действия. Характеризуя естественную вентиляцию, определяют сечение
приточных и вытяжных труб и расстояние по вертикали между входными
отверстиями приточных и вытяжных труб. Эти показатели позволяют
сравнить эффективность работы системы естественной вентиляции в
однотипных хранилищах. Обычно сечение приточных труб бывает меньше,
чем вытяжных, а в малых хранилищах приток холодного воздуха
осуществляется через неплотности в воротах, люках.
Основной показатель принудительной вентиляции – кратность
воздухообмена. В хранилище объемом 1000 м³ подается в течение часа
15000 м³ воздуха, следовательно, обеспечивается 15-кратный воздухообмен.
Если воздух подается в хранилище, то показатель воздухообмена берется со
знаком (+), если удаляется, то со знаком (-) . Кратность воздухообмена при
принудительной вентиляции устанавливается
из расчета поддержания
оптимальной для хранения данного вида плодов и овощей температуры и
влажности воздуха. Обычно проектируется 15 – 30-кратный воздухообмен. В
этом случае воздух в хранилище подается с помощью вентилятора, а
удаляется по принципу естественной вентиляции
В современных типовых проектах картофеле- и овощехранилищ
предусматривается главным образом система активного вентилирования.
Систему активного вентилирования рассчитывают, исходя из необходимости
выполнения наиболее важной задачи – быстрого охлаждения продукции в
осенний период и поддержания оптимальных для хранения параметров среды
в штабеле.
4
Система активного вентилирования
Система активного вентилирования наиболее эффективна по
сравнению с принудительной вентиляцией. Воздух в этом случае подается
через массу продукции, равномерно омывая каждый ее экземпляр. Благодаря
этому удается быстрее охладить, отеплить и осушить объект хранения,
поддержать во всех точках штабеля равные условия температуры, влажности
и газового состава, не опасаясь самосогревания и отпотевания.
Использование активной вентиляции дает возможность увеличить высоту
загрузки, а также своевременно и качественно обработать продукцию
фунгицидами и инсектицидами.
При активном вентилировании воздух продувают через массу
продукции снизу вверх. Во всей массе хранящихся картофеля или овощей
устанавливаются одинаковые оптимальные условия. На равномерность
вентиляции влияют конструкция и размещение воздухораспределителей,
высота слоя насыпи, скважность штабеля, наличие в продукции примесей.
Основные элементы системы активной вентиляции: приточная
вентиляционная камера, состоящая из вентилятора, узла воздухозабора,
смесительного клапана и при необходимости калорифера и батареи
воздухоохладителя; устройство для увлажнения вентиляционного воздуха;
отопительно-рециркуляционные агрегаты; магистральные и раздающие
вентиляционные каналы с регулирующими клапанами; вытяжные устройства
для удаления воздуха из хранилища.
В
практике
активное
вентилирование
осуществляют
по
централизованной и децентрализованной (автономной) системам.
Централизованная система активного вентилирования предусматривает
установку на специальной площадке (венткамере) одного или нескольких
вентиляторов, воздух от которых по продольным воздухораспределительным
каналам поступает в массу продукции. Такая система проще в эксплуатации,
дешевле и удобна для хранения продукции сплошным слоем без закромов, но
требует дополнительных площадей и сложного регулирования при частичной
загрузке хранилища.
Децентрализованная система вентилирования предусматривает
установку вентилятора в каждом вентиляционном канале и рассчитана на
обслуживании одного закрома. Ее используют при повышенной
интенсивности вентилирования и хранении небольших партий различных
сортов продукции.
Активное вентилирование позволяет использовать навальный способ
хранения продукции. При этом овощи или картофель размещают сплошным
слоем по всей площади пола или в закромах, отделив ее от стен деревянными
щитами.
Вентиляционные каналы могут быть подпольными и напольными. Для
выхода воздуха в продукцию в перекрытии распределительных каналов через
0,3-0,5 м устраивают щели. Длина магистрального канала не должна
5
превышать 36 м, а распределительного – 12 м. Для лучшего распределения
воздуха по всей массе продукции сечение каналов постепенно уменьшают к
их концу примерно на 1/3. Расстояние от распределительного канала до стен
секции принимают равным 60-90 см. торцы каналов не должны доходить до
стен на 50-70 см.
При напольном размещении вентиляционных каналов магистральные
каналы сооружают вдоль продольных стен. На уровне пола в них делают
отверстия треугольной формы со сторонами 50-60 см, к которым в процессе
загрузки
продукции
приставляют
деревянные
треугольные
воздухораздающие короба. Их выполняют решетчатыми с шириной щелей 23 см. при высоте слоя 1,5 м применение напольных каналов не
рекомендуется.
В хранилищах с активным вентилированием сечение каналов
рассчитывают так, чтобы скорость воздуха в магистральном канале не
превышала 8-10, в распределительных – 4-5 м/с. скорость воздушного
потока, входящего в насыпь, не должна превышать 1 м/с. расстояние между
распределительными каналами принимают равным ¾ высоты насыпи
продукции, но не более 2 м.
Высота насыпи при активном вентилировании определяется только
механической прочностью объектов хранения и наличием механизмов
загрузки.
Для картофеля и свеклы она обычно равна 4-5 м, капусты, редьки,
моркови – 2,0-2,8, лука – 2,5-3,0 м.
Важнейшим показателем системы вентиляции является удельная
подача воздуха – это количество воздуха (м3), которое необходимо подавать
на каждую тонну продукции в час. Для основных видов овощей она
следующая (м3/час): картофель, свекла и морковь – 50-80, капуста – 100-120,
лук – 70-100.
Для большинства видов продукции нижний предел температуры
подаваемого для охлаждения воздуха составляет 00С; капусты – минус 10С,
продовольственного лука – минус 30С.
Оптимальную температуру смеси воздуха обеспечивают с помощью
клапанов, установленных в приточной шахте и в воздуховоде для забора
внутреннего воздуха хранилища. При низкой температуре зимой производят
рециркуляцию, т.е. подачу в массу продукции только внутреннего воздуха.
При этом клапан в приточной шахте полностью закрывают, а в воздуховоде
из хранилища полностью открывают.
Чтобы разница температуры воздуха над продукцией и в насыпи была
минимальной и не отпотевало перекрытие, верхнюю зону хранилища
обогревают. Обогрев должен обеспечивать температуру на 20С выше
температуры хранящейся продукции, однако температура воздуха,
подаваемого в эту зону, не должна превышать температуру массы овощей
более чем на 4-60С.
6
В условиях высокой влажности воздуха при опускании температуры
ниже точки росы (иногда лишь на 0,5-1,50С) может произойти отпотевание
продукции. Поэтому нельзя допускать резкого снижения температуры в
хранилище. Отпотевание может произойти и при поступлении в хранилище
теплого и влажного воздуха (зимой в период оттепелей, весной в пасмурные
теплые дни). В такие периоды хранилище должно быть наглухо закрытым, а
внутри может проводиться лишь рециркуляционная вентиляция.
Если вентилируемый воздух слишком сухой, то его увлажняют,
используя увлажнители.
Заданные режимы работы вентиляционных установок в хранилищах
лучше всего поддерживаются автоматическими системами, которые не
только поддерживают температурный режим, но и подогревают и увлажняют
воздух.
Составление проекта стационарного хранилища, оборудованного
системой активной вентиляции с размещением на хранение картофеля и
овощей можно видеть на примере решения следующей задачи.
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
Например: Требуется разместить на хранение картофель семенной
сорт Гатчинский сорт лежкий, а партия картофеля имеет хорошее качество.
Для
размещения
данной
партии
картофеля
необходимо
запроектировать две вентиляционные системы. Картофель размещают в
секциях квадратной формы (6м х 6 м) с высотой навала 2,5 м. Форму секции
можно брать и прямоугольную, но с расчетом, что расстояние между
распределительными каналами должно быть 1,5 м для обеспечения
эффективной вентиляции.
Для решения задачи необходимо сделать следующие расчеты. Найдем:
1 Объем одной секции – 6м х 6м х 2,5м = 90 м3
2 Вместимость одной секции в т (1м3 картофеля весит 0,68 т)
90 м3 х 0,68 т/ м3 = 61,2 т
3 Необходимое количество секций
500 т : 61,2 т = 8 (секций)
4 Количество секций в одной вентиляционной системе (в одной системе
размещают 4 распределительных канала) –
8 секций : 2 вент. системы = 4 секции на вент. систему
5 Количество распределительных каналов в одной вентиляционной
системе (в одной секции размещают 4 распределительных канала) 4 секции х 4 распред. канала = 16 распред. каналов
6 Потребную производительность вентилятора в одной вентиляционной
системе (в каждой вентиляционной системе размещаем по 250 т картофеля)
250 т х 100 м3/т /час = 25000 м3/час
7
7 Подачу воздуха в магистральном канале в 1 сек –
25000 м3/час : 3600 сек = 6,9 м3/сек
8 Начальное сечение магистрального канала при скорости воздуха в нем 5
м/ сек а) площадь воздушного потока
6,9 м3/сек : 5 м/сек = 1,38 м2 = 13800 см2
б) его форму в виде квадрата
√ 13800 см2 = 117 см, т.е. 117 см х 117 см
9 Сечение заборной шахты (оно аналогично начальному сечению
магистрального канала) – 117 см х 117 см
10 Конечное сечение магистрального канала (для обеспечения заданной
скорости 5 м/сек оно должно быть уже на 1/3)
117 см – 39 см (1/3) = 78 см, т.е. 78 см х 78 см
11 Начальное сечение всех распределительных каналов в одной
вентиляционной системе при скорости воздуха 3 м/сек
6,9 м3/сек : 3 м/сек = 2,3 м2 = 23000 см2
12 Начальное сечение первого распределительного канала
а) площадь воздушного потока
23000 см2 : 16 каналов = 1438 см2
б) его форма в виде квадрата –
√1438 см2 = 38 см, т.е. 38 см х 38 см
13 Конечное сечение первого распределительного канала (для обеспечения
заданной скорости 3 см/ сек, оно должно быть уже на 1/3)
38 см – 13см = 25 см, т.е. 25 см х 25 см
14 Общую площадь хранилища (S общ.)
длина равна 6 + (4 х 6) + (0,1 х 3) + 0,2 = 30,5 м
ширина равна 1,2 + (6 х2) + 3 + 1,2 = 17,4 м
S общ. = 30,5 м х 17,4 м = 531 м2
15 Полезная площадь хранилища (S пол.)
Sпол. = 36 м2/секция х 8 секций = 288 м2
16 Коэффициент загрузки
Р = Sпол. : Sобщ. х 100% = 288 м2 : 531 м2 х 100% = 54%
17 Длина магистрального канала –
(6м х 4 секции) + (3 промежутка х 0,1 м) – 0,75 м = 23,55 м
18 Длина распределительного канала (она будет на 0,5 м короче длины
секции) равна 6м – 0,5м = 5,5м
8
ЗАДАНИЯ К РАБОТЕ
Задание 1. Дать характеристику систем вентилирования,
используемых при хранении плодоовощной продукции в стационарных
хранилищах
Задание выполняется в следующем порядке:
1. Дать классификацию существующих типов стационарных хранилищ
для сочной растительной продукции.
2.
Указать
требования,
предъявляемые
к
хранилищам
различного типа.
3. Изучить применяемые в стационарных хранилищах для плодов
системы вентилирования. Заполнить таблицу 1.
Таблица 1. Сравнительная характеристика систем вентиляции
Система вентиляции
Преимущества хранения Недостатки хранения
Приточно-вытяжная
Принудительная
Активное вентилирование
4. Изучить существующие схемы активного вентилирования и заполнить
таблицу 2.
Таблица 2. Характеристика системы вентилирования
Схема
Характеристика системы вентилирования
Централизованная
Автономная
5. Ознакомиться со способами хранения сочной продукции
использованием активного вентилирования и заполнить таблицу 3.
с
Таблица 3. Достоинства и недостатки способов хранения
Способ хранения
Преимущества Недостатки Рекомендации
хранению
Закромный
Секционный
Навальный
6.
Описать устройство
централизованной схеме).
системы
9
активного
вентилирования
по
(по
Заполнить таблицу 4.
Таблица 4. Характеристика элементов вентиляционной системы
Элемент
системы
активного Назначение и краткая характеристика
вентилирования
Приточная шахта
Смесительный канал
Магистральный канал
Распределительный канал
Раздающие воздуховоды
7.
Изучить правила размещения напольных раздающих воздуховодов.
Расстояние воздухораздающих каналов от ограждающей стенки насыпи до
оси канала _ м; расстояние между осями от стены секции до торца,
канала _ м; расстояние между осями воздухораздающих каналов _
м; длина воздухораздающих каналов _ м; ширина щелей
воздухораздающ и х к а н а л о в _ м .
8. Определить количество картофеля в одной секции хранилища (размер
секции 6 х 6 м; высота загрузки 4м); т:
т = Shp,
где S — площадь, занятая под хранение картофеля, м2; h — высота насыпи
картофеля, м; р — насыпная плотность картофеля, т/м3.
9. Ориентировочно рассчитать подачу вентилятора, необходимую для
обеспечения удельной подачи воздуха в насыпь картофеля (70-100 м3/т в
час), м3/ч:
N = qm / 2
где q — удельная подача воздуха, м3/т; т — масса продукции в насыпи, т;
2
—
коэффициент,
обслуживающих одну секцию.
учитывающий
10. Изучить режимы хранения картофеля
вентилирования и заполнить таблицу 5.
10
число
в
вентиляторов,
условиях
активного
Таблица 5. Характеристика периодов хранения картофеля
Период
хранения
Температу Продолжите
ра массы льность
продукции периода, сут
,0С
Характер
вентилирова
ния
Удельный
Влажность
расход
воздуха, %
воздуха, м3/т в
час
Лечебный
Охлаждение
Основной
Предреализационн
ый
Задание 2. Разместить сочную продукцию на хранение в
стационарном хранилище в условиях активной вентиляции. Произвести
расчеты системы вентиляции в хранилище.
В данном задании необходимо дать характеристику системы активного
вентилирования, произвести необходимые расчеты, начертить схемы
системы активного вентилирования с указанием сечений и расположения
каналов, производительности вентиляторов и других показателей. При
описании системы активного вентилирования зарисовывают схему
расположения
вентиляционных
каналов,
устройства
воздухораспределителей, закромов, расположения заслонок.
Задание (приложение 1) выполняется по вариантам в следующем
порядке:
-Описать устройство системы активной вентиляции, указав требования
к каждой из ее частей.
-Объяснить необходимость активной вентиляции и основные
преимущества хранения продукции в ее условиях, правила и режимы
вентилирования.
-Выбрать способ размещения продукции (секционный, сплошным навалом), размеры загрузочных объемов, количество продукции на одной
системе.
-Указать удельную подачу воздуха в час на тонну продукции.
-Провести следующие расчеты:
а) необходимую производительность вентилятора в м3/ час;
б) начальное и конечное сечение магистрального и распределительных
каналов, их длину;
в) расстояние между распределительными каналами и их количество;
г) коэффициент использования площади хранилища.
Результаты выполнения задания внести в таблицы 6 и 7 , дать графическое изображение хранилища в плане.
11
Таблица 6. Характеристика системы активной вентиляции
Про
дукц
ия
1
Количе
ство
продук
ции на
одной
вентил
яционн
ой
систем
е, т
Уде
льна
я
пода
ча
возд
уха,
л
час/
т
Произ
водит
ельно
сть
венти
лятор
а,
2
3
4
Размеры вентиляционных каналов
Магистральный
дл
ин
а,
м
поперечное
сечение, м2
Нач
альн
ое
5
6
Распределительный
коли
чест
во,
шт.
к
о
н
е
ч
н
о
е
7
8
дл
ин
а,
м
поперечное сечение, м2
началь
ное
конеч
ное
10
11
9
расстоян
ие,
между
каналами, м
12
Таблица 7. Расчет использования площади хранилища
Про
дук
ция
и ее
кол
ичес
тво,
т
Колич
ество
проду
кции
на 1
систе
му,
шт.
Кол
ичес
тво
сист
ем,
шт.
1
2
3
Размеры
загрузочного
объема, м
Количес
тво
загрузоч
ных
объемов,
шт.
дли
на
выс
ота
Шири
на
4
5
6
7
12
Площадь
Вместимо хранилища,
сть
м2
загрузочн
ого
объема, т
8
Общ
ая
Пол
езна
я
9
10
Коэффицие
нт
использова
ния
площади
хранилища,
%
11
13