Вопросы хранения пищевых продуктов, к которым в полной мере можно отнести различную сельскохозяйственную продукцию: зерно, картофель, овощи и фрукты, интересовали человечество издавна, практически с тех пор, как стало развиваться земледелие, фермерство, обмен и торговля излишками продуктов.

Основной задачей хранилищ является сохранение с/х продукции в течение возможно более длительного времени при сохранении всех качественных и вкусовых характеристик продукта, что позволяет продлить время реализации, а значит и получить большую прибыль.

Способов сохранения плодоовощной продукции, зерна и картофеля в настоящее время разработано немало, но все они основываются на адаптации влажностно-температурных условий хранилища к процессам, протекающим в плодах и овощах. Наиболее важным процессом, от которого зависит сохранность того или иного вида с/х продукции, является дыхание, являющееся результатом окисления сахаров и сопровождающееся выделением тепла, влаги и углекислого газа, что создает благоприятные условия для размножения различных патогенных микроорганизмов и плесневых грибов – основной причины гниения и порчи продукции. Кроме того, повышенная влажность и температура в помещении хранилища способствуют прорастанию корнеплодов и лука, что также ухудшает качество продукции.

При излишней сухости окружающего воздуха возможны такие последствия, как увядание и усыхание плодов и овощей.

Дыхание, являющееся основным процессом обмена веществ, приводит к утрате питательных веществ в результате выделения энергии, и, как следствие, снижению потребительских качеств с/х продукции. Различным видам овощей и плодов свойственна различная степень интенсивности дыхания, соответственно, и сроки их хранения также разнятся.

Наибольшей интенсивностью процесс дыхания отличается в начальный период после уборки, степень интенсивности данного процесса, сопровождающегося выделением влаги, прямо пропорциональна температуре окружающего воздуха. При пониженных, близких к нулю температурах хранения, жизненные процессы замедляются, а, следовательно, выделение влаги, углекислого газа и тепла также резко снижается. Рост и размножение патогенной микрофлоры также приостанавливается. Однако слишком низкие температуры (ниже 0 градусов С) приводят к разрушению клеток картофеля и овощей, а у семенной продукции вызывают потерю способности к прорастанию.

Не следует сбрасывать со счетов важность состояния плодоовощной продукции перед закладкой на хранение, необходимость ее сортировки и подготовки к длительному хранению. На способность плодов и овощей сохранять в течение длительного времени свои потребительские качества без потери массы (лежкость) влияют самые разнообразные факторы, начиная от климатической зоны и сезона выращивания, применяемой агротехники и удобрений, состояния почв и наличия вредителей, предварительной обработки после сбора урожая, степени зрелости плодов и овощей, изначальной их устойчивости к заболеваниям и механическим повреждениям до используемых технологий хранения, обеспечивающих оптимальное соотношение температурно-влажностных характеристик для данного вида продукции, разнящееся даже для разных сортов одного и того же вида.

Поэтому при хранении и транспортировке продукции важно учитывать все эти факторы в комплексе. При подборе вида хранилища, технологии хранения следует иметь в виду, что тесное соприкосновение в условиях хранилища плодов и овощей является наиболее благоприятным фактором, способствующим распространению болезней. Очевидно, что при хранении плодоовощной продукции, химические средства защиты неприменимы, поэтому только соблюдение условий хранения той или иной продукции, поддержание требуемого температурно-влажностного режима позволят свести к минимуму потери и сохранить качественные характеристики плодов и овощей.

Никакая, даже самая совершенная, система хранения не способна устранить последствия, вызванные закладкой изначально некачественной продукции. Картофель и плодоовощная продукция перед закладкой на хранение должны соответствовать определенным стандартам качества:

• необходимая степень зрелости;
• отсутствие загрязнений землей и другими примесями;

Особенно необходимо следить за отсутствием повреждений кожуры клубней и корнеплодов, которые являются входными воротами проникновения различных вирусных инфекций, болезнетворных бактерий и патогенных микроорганизмов, распространяемых воздушным потоком.

Иными словами, следует создать оптимальные условия содержания, которые в некоторых случаях будут способствовать замедлению процессов гниения или порчи, а в других – будут благоприятствовать процессу дозревания, т. е. обеспечивать хранение с минимальными потерями при сохранении потребительских качеств, что достигается соблюдением режима хранения продукции, включающего в себя температуру, влажность и скорость воздушного потока. Иногда для поддержания требуемого режима хранения бывает достаточно профессионально выполненной вентиляции хранилища, а иногда только холодильные камеры с регулируемой атмосферой и системой микробиологического обеззараживания могут обеспечить сохранность продукции.

Условия и режим хранения в значительной степени определяются системами вентиляции.

Новые разработки ученых и исследователей в самых различных областях человеческой деятельности коснулись и технологий хранения, позволив существенно увеличить продолжительность хранения свежих овощей и фруктов.

Опыт хранения и многочисленные исследования доказывают необходимость высокой относительной влажности воздуха при хранении в пределах приблизительно 85-95%, поскольку проблема потери влаги (увядания) плодоовощной продукции даже в охлажденном состоянии остается наиболее актуальной.

Разумеется, на снижение длительности хранения могут оказать влияние и такие факторы, как длительные перерывы между сбором урожая и закладкой на хранение, небрежные действия в процессе сбора, упаковки и транспортировки плодов и овощей и многое другое.

Однако создание требуемого микроклимата в хранилищах по-прежнему является основной задачей правильного хранения.

Основным назначением вентиляции в хранилищах сельскохозяйственной продукции является обеспечение вентиляционными устройствами воздухозамещения, при котором параметры температуры, относительной влажности, подвижности и состава воздуха будут поддерживаться на определенном уровне, вытекающем из особенностей хранения того или иного вида продукции.

Благодаря широким возможностям современной вентиляционной техники стало возможным не только удаление из помещений загрязненного и подача в него чистого воздуха, но и нагревание, увлажнение, озонирование, очистка, охлаждение и осушка приточного воздуха. Применяемое вентиляционное оборудование должно удовлетворять следующим требованиям:

• минимальная, занимаемая вентиляционным оборудованием и вентиляционными каналами, площадь;
• размещение вентиляционных устройств и каналов не должно выбиваться из общего архитектурного облика помещений;
• должна быть обеспечена качественная вибро- и акустическая изоляция вентиляционного оборудования от строительных конструкций;
• возможность наладки и регулирования отдельных элементов устройств, удобство обслуживания, позволяющее обеспечить длительный срок безремонтной службы вентиляционного оборудования;
• оптимальная стоимость вентиляционного оборудования;
• энергоэффективность.

Системы хранения имеют давнюю историю создания. Простейшим способом хранения выращенной продукции издавна являлись бурты, которые и по сей день широко распространены, как способ хранения не только в частных хозяйствах, но и крупных сельскохозяйственных комплексах. В буртах хранят обычно картофель, капусту, морковь, свеклу и другие овощи. Время закладки буртов для различных овощей различно, в частности, морковь и капусту закладывают на хранение в довольно поздние сроки, когда температура окружающего воздуха снижается до +1…+3 градусов С. При хранении в буртах используется, главным образом, приточно-вытяжная система вентиляции. Принцип устройства такого хранилища заключается в следующем: прежде всего, выкапывается траншея (желательно на северном склоне) глубиной 0.3 м, в центре которой устраивается канава сечением 0,3х0,3, служащая вентиляционным каналом. Поверх вентиляционного канала настилаются деревянные решетки. Одна сторона канала подсоединяется к приточной, другая – к вытяжной трубе, расстояние между которыми составляет 5-6 метров. Ширина слоя заложенной на хранение продукции не более 2 метров, а глубина закладки составляет 0,8-0,9 метров. Для облегчения возможности выемки продукции по частям без нарушения режима хранения, через каждые 6-7 метров устанавливаются земляные перемычки. Закладка плодоовощной продукции в каждую из секций бурта производится в течение одного дня, после закладки слой продукции накрывается слоем соломы толщиной около 15 см и землей слоем до 30-35 см. Укрытие бурта землей производится в несколько этапов по мере снижения атмосферной температуры. Регулирование температуры хранения не отличается сложностью: при необходимости быстрого охлаждения вытяжная и наружная трубы полностью открываются. При снижении наружных температур, трубы частично прикрывают либо полностью закрывают, чтобы предотвратить замерзание продукции. Качество хранения в значительной мере определяется человеческим фактором: опытом и достаточной квалификацией работников, выполняющих закладку продукции на хранение и осуществляющих контроль и регулировку температурного режима хранения.

Более совершенным способом хранения отличаются появившиеся позднее хранилища заглубленного или полузаглубленного типа, оборудованные также простейшей системой естественной приточно-вытяжной вентиляции. Принцип действия такой вентиляции заключается в разнице уровней между приточными и вытяжными каналами, причем чем это значение больше, тем эффект вентилирования сильнее. Скорость движения воздуха при такой естественной вентиляции возрастает не только при увеличении высоты вытяжных труб, но и при увеличении разности температур наружного и внутреннего воздуха. Использование таких типов хранилищ позволило снизить убыль продукции вследствие воздействия отрицательных температур и осадков. Хранение продукции в таких хранилищах может осуществляться двумя способами: навальным или контейнерным. Высота насыпи или штабеля хранимой продукции не превышает 1-1.2 м при высоте самого хранилища 2-2.5 м. При хранении навальным способом установка внутренних вентиляционных каналов производится так же как и при закладке буртов. Регулирование режимов хранения в хранилищах заглубленного (полузаглубленного) типов основывается на фиксировании значений температур внутри массы продукта хранения и производится путем открывания/закрывания клапанов на приточном и вытяжном воздуховодах. Такой тип хранилищ допускает установку калориферов, включающихся при чрезмерном охлаждении воздуха. Закладка на хранение плодоовощной продукции, требующих для хранения более низких температур, осуществляется в основном глубокой осенью, что наиболее целесообразно, поскольку продукция уже охлаждена.

Технологические решения по созданию оптимального микроклимата в хранилищах достаточно разнообразны по принципам создания и поддержания микроклимата внутри хранилищ сельхозпродукции.

Использование системы приточно-вытяжной вентиляции возможно и в хранилищах наземного типа.

Приточно-вытяжная вентиляция - это самый простой вид вентиляции стационарных хранилищ, состоящий из вытяжных труб, расположенных в коньке крыши, и приточных каналов, находящихся в нижней части хранилища и под закромами. В картофелехранилищах сечение приточных каналов должно составлять не менее 40-50 см2, в овощехранилищах это сечение больше и составляет в среднем 80-100 см2. Приточные каналы должны быть защищены от проникновения через них грызунов, а вытяжные от птиц. Подобная вентиляция наименее эффективный способ вентилирования хранилищ, в значительной степени зависящий от разности температур наружного и внутреннего воздуха. При разности температур менее 4 градусов естественная вентиляция практически бесполезна. Поэтому используя естественную вентиляцию осенью, быстрого охлаждения или высушивания продукции ждать не приходится.

Чаще всего, когда речь идет о вентиляции хранилищ сельскохозяйственной продукции, имеют в виду обычно систему принудительной вентиляции, т. е. оборудование механической приточной и естественной вытяжной системами вентиляции. Принудительная вентиляция представляет собой следующий, более совершенный этап в развитии систем хранения картофеля и овощей. Функция приточной вентиляции в данной системе состоит в подаче внешнего воздуха непосредственно в места хранения с/х продукции с помощью вентиляторов. В системах принудительной вентиляции применяются главным образом центробежные вентиляторы среднего давления.

Вытяжная вентиляция предназначена для выведения отработанного воздуха из помещения хранилища через вытяжные воздуховоды, представляющие собой вентканалы, размещенные в надкровельном пространстве. Интенсивный отвод тепла из массы продукции происходит за счет многократного воздухообмена. Выведение использованного воздуха обеспечивается за счет создающегося напора. В некоторых случаях допускается установка вентиляторов и в вытяжных каналах. Эта вентиляция является наиболее распространенной системой вентилирования хранилищ. Монтаж вентиляции должен производиться специалистами при соблюдении всех требований и норм, определяемых Строительными Нормами и Правилами (СНиП) и в полном соответствии с проектной документацией. Производительность вентиляторов в системах принудительной вентиляции должна обеспечивать не менее чем 20-30 кратный обмен воздуха в час.

При устройстве приточно-вытяжной вентиляции нельзя забывать о том, что температура поступающего в помещения хранилищ воздуха должна быть выше 0 градусов. Поэтому в холодное время года воздух перед подачей в хранилище предварительно прогревается до нужной температуры, чтобы избежать замораживания плодоовощной продукции. Поступающий холодный воздух попадает в закрома, где происходит его согревание за счет рециркуляции, а затем уже нагретый до требуемых температур воздух направляется непосредственно в овоще- или картофелехранилище. По специально предназначенным для этого воздуховодам прогретый воздух подается вглубь насыпи с/х продукции. Интенсификация процесса воздухообмена позволила увеличить высоту насыпи хранимой плодоовощной продукции, что повысило эффективность использования полезной площади хранилищ, сделало их более рентабельными. Использование принудительной системы вентиляции возможно как при хранении продукции навалом, так и при многоярусном хранении в контейнерах. Контейнеры (ящики, лотки и т.д.) складывают в штабеля таким образом, чтобы обеспечить обдувание воздухом каждой тарной единицы.

Контейнерный способ хранения не требует установки распределительных каналов, подача воздуха в межконтейнерное пространство происходит непосредственно из магистрального воздухопровода.

Система принудительной вентиляции включает в себя:

• смесительную камеру;
• впускной и выпускной клапаны;
• собственно вентилятор;
• магистральный и распределительный воздухопроводы (каналы);

Принцип работы принудительной приточно-вытяжной вентиляции довольно прост. Открытие впускного клапана приводит к нагнетанию наружного воздуха в смесительную вентиляционную камеру, куда поступает и внутренний воздух хранилища. Соотношение внутреннего и наружного воздуха определяется степенью открытия впускного клапана. Положение «закрыто» означает беспрепятственное проникновение в смесительную камеру внутреннего воздуха хранилища. Полное же открытие клапана предполагает поступление в камеру исключительно наружного воздуха. Промежуточное же положение приводит к смешению этих двух потоков. Варьируя степенью открытия впускного клапана, в хранилище поддерживается температура, заданная условиями хранения.

Регулировка режимов работы вентиляционной системы производится на основании показаний термометров или датчиков температуры, размещенных как в магистральном воздухопроводе, так и в толще хранимой продукции.

Что касается управления системой хранения с принудительной вентиляцией, то она представлена в двух вариантах: ручном и автоматическом. Понятно, что при ручном управлении системой, время начала и окончания процесса вентилирования, решение о той или иной степени открытия впускного и выпускного клапанов принимается оператором, от компетентности которого в области биологических особенностей продукта хранения, а также опытности и добросовестности во многом зависит сохранность продукции, а, следовательно, прибыль.

Автоматический режим управления системой, осуществляемый на основе программы, заложенной в контроллер управления, предполагает оценку текущей температуры, ее сравнение с требуемыми значениями, принятие решения по управлению исполнительным оборудованием и его исполнение без участия человека.

С начала 90-х годов прошлого века в нашей стране повсеместно наблюдается тенденция к автоматизации систем хранения с принудительной вентиляцией, позволившая максимально снизить влияние человеческого фактора на сохранность продукции. Чаще всего автоматические системы принудительной вентиляции в России используют для хранения картофеля и свеклы, отличающихся прочной и толстой кожурой, предохраняющей их от излишней потери влаги и высыхания. Для поддержания требуемых для сохранения данных видов продукции режимов хранения обычно бывает достаточно лишь внешнего воздуха, дополнительное охлаждение, как правило, не применяется вплоть до конца апреля-середины мая.

Как мы уже отмечали, использование систем принудительной вентиляции допустимо как при хранении навалом, так и в контейнерах.

Навальный способ является более эффективным в отличие от контейнерного за счет более полного использования объемов хранилища, однако он является и более затратным в связи с необходимостью монтажа вентканалов (подпольного или напольного типов). При напольном монтаже, модульные вентканалы установленные в рады, подсоединяются к общей вентиляционной камере (в которую поступает воздух) и засыпаются продукцией.

При выборе системы хранения следует учитывать и ежегодные затраты на изготовление и ремонт контейнеров. Поэтому в каждом конкретном случае к выбору системы хранения лучше подходить индивидуально, учитывая все факторы, начиная от материально-технической базы хозяйства до назначения хранящейся продукции.

Для хранения определенных видов плодоовощной продукции и семенного картофеля, требующих для хранения температур, близких к нулю, как правило, применяют холодильное оборудование, позволяющее замедлять активность жизненных процессов как внутри самих плодов и овощей, так и в микроорганизмах, способствующих порче продукции. Оснащение хранилищ холодильным оборудованием, рассчитано в первую очередь на хранилища с контейнерным способом хранения. Циркуляция холодного воздуха между контейнерами, осуществляется вентиляторами, установленными на теплообменниках холодильного оборудования. Обычно конструкция холодильных камер предполагает исключение доступа внешнего воздуха, что позволяет сдерживать активность патогенных микроорганизмов. Работа холодильных установок полностью автоматизирована, что является гарантией поддержания заданных температурных параметров на постоянном уровне независимо от времени года.

Однако даже использование современных систем вентиляции и холодильных установок не способно предотвратить ухудшение внешнего вида и снижение массы картофеля и другой плодоовощной продукции в результате потери влаги. Уже через 3-4 месяца хранения потребительские свойства хранимой продукции весьма далеки от первоначальных.

Континентальный климат России с низким содержанием влаги в атмосферном воздухе не соответствует влажности, требуемой для вентиляции хранилищ картофеля и овощей. Так, например, хранение картофеля требует вентилирования воздухом с влажностью не менее 90-95%, капуста и морковь нуждаются в еще более влажном воздухе.

В целях увлажнения воздуха в хранилищах с принудительной системой вентиляции на входе в магистральный воздухопровод устанавливают центробежные либо ультразвуковые увлажнители.

В холодильных камерах, увлажнители, как правило, располагают под потолком здания, образующийся туман равномерно распределяется по холодильной камере вентиляционными потоками, продуваемыми через теплообменники испарителей.

Применение увлажнителей в системах вентиляции строящихся хранилищ, а также оснащение реконструируемых хранилищ увлажняющим оборудованием сказывается не только на размерах естественной убыли продукции за счет ее усыхания, но и на внешнем виде без признаков увядания, позволяющем реализовывать продукцию по самым высоким ценам.

Важное значение имеет состав воздуха в хранилище, концентрация углекислого газа должна оставаться в необходимых пределах. Для протекания жизненных процессов в картофеле и овощах воздух в хранилище должен содержать достаточное количество кислорода.

Различают три этапа хранения овощей:

• этап закладки на хранение;
• подготовка овощей к глубокому хранению;
• собственно хранение.

Каждый из этих этапов характеризуется своей технологией вентилирования, обеспечивающей оптимальный режим хранения применительно к конкретным условиям.

Основной задачей первого этапа хранения является обеспечение просушивания овощей во избежание их загнивания и порчи. Для этого воздух, поступающий в вентиляционные шахты, предварительно нагревается при помощи встроенных воздухонагревателей. Чтобы избежать пересушивания, следует контролировать оптимальную влажность воздуха в хранилище.

Следующий этап предусматривает постепенное понижение температуры воздуха в хранилище. И, наконец, период непосредственного хранения рассчитан на точное соблюдение технологии хранения каждого вида с/х продукции, обеспечение постоянной циркуляции воздушных масс для поддержания требуемых температурных и влажностных параметров.

Современный подход к оборудованию хранилищ требует более прогрессивных методов и решений и в области вентилирования. Системы активной вентиляции становятся неотъемлемой частью любого крупного рентабельного хозяйства, поскольку именно они в наибольшей степени способствуют максимальному сохранению урожая, а, следовательно, и высокой доходности хозяйства.

Технология активного вентилирования предусматривает быстрое охлаждение, подогрев или осушение хранимой продукции без использования искусственного охлаждения. Воздух в таких системах подается в массу продукции, равномерно ее обдувая, что позволяет создать в различных участках штабеля одинаковые параметры температуры, влажности и газового состава, без риска самосогревания либо увлажнения плодов и овощей. Использование же в таких системах микропроцессорной техники позволяет не только дистанционно управлять системой активного вентилирования и осуществлять полный контроль всех технологических процессов, но и легко изменять программу поддержания микроклимата в хранилище при переориентации на хранение другого вида с/х продукции.

В данных системах автоматизированы все этапы хранения продукции: осушение, лечение при необходимости, охлаждение, хранение и подогрев продукции. А вентиляционную технику можно назвать сердцем любого хранилища, поскольку от ее надежности и эффективности зависит выполнение главной задачи хранилища – максимально возможное (как по качеству, так и количеству) сохранение продукции в течение длительного времени при минимальных затратах на хранение.

Активное вентилирование позволяет в самые короткие сроки устанавливать требуемые параметры воздуха в помещении хранилища, оптимальные для каждого из периодов хранения продукции, в частности, лечебного периода или периода обсушки. Оптимальной температурой хранения картофеля является диапазон от 2 до 4 градусов С, а быстрое достижение данного параметра в хранилище возможно лишь с помощью системы активного вентилирования.

Другие наши статьи: