Čo je to chladenie miestnosti: Ako funguje chladenie miestnosti


Autor: Teo Spengler

Chladenie miestnosti je bežný spôsob ochladzovania ovocia a zeleniny po zbere. Ako už názov napovedá, myšlienkou je produkty chladiť hneď po ich vybratí. Ochladenie produktov pomáha predchádzať poškodeniu mäknutím, vädnutím, plesňami a baktériami.

Ak nepoznáte chladenie miestnosti s ovocím a zeleninou, môžete mať otázky, napríklad čo je to chladenie miestnosti alebo ako funguje chladenie miestnosti? Čítajte ďalej a získate prehľad o chladiacom systéme miestnosti.

Čo je to chladenie miestnosti?

Nie je ľahké prepraviť čerstvé produkty z horúcich polí, v ktorých rastú, na trh pri zachovaní vysokej kvality a nízkej miery kazenia. A nie je to inak ani vo väčších záhradných záhradách alebo sadoch.

Chladenie miestnosti je systém, ktorý ochladzuje plodiny po ich zbere, aby sa zabezpečilo udržanie ich kvality, kým sa výrobok nedostane k spotrebiteľovi. Táto kvalita je rovnako dôležitá aj pre domácich pestovateľov.

Chladenie po zbere je rozhodujúcim krokom k zachovaniu čerstvosti mnohých plodín podliehajúcich skaze. Chladenie pomáha zastaviť enzýmy pred degradáciou plodiny, spomaľuje vädnutie a predchádza plesniam. Znižuje tiež účinky etylénu, plynu, ktorý urýchľuje dozrievanie.

Ako funguje chladenie miestnosti?

Chladenie miestnosti je jednou z mnohých metód, ktoré pestovatelia používajú na ochladenie poľných plodín. Systém chladenia miestnosti spočíva vo vytvorení izolovanej miestnosti s chladiacimi jednotkami, ktoré ochladzujú priestor. Pestovatelia zbierajú plodiny a potom ich umiestnia do chladiacej miestnosti, aby boli chladné.

Systém chladenia miestnosti je možné použiť na skladovanie plodín, ktoré boli predtým chladené inými, rýchlejšími spôsobmi chladenia, ako je nútené chladenie vzduchom, hydrochladenie, poleva alebo vákuové chladenie. Môže sa tiež použiť ako primárny spôsob chladenia, ktorý si vyžaduje väčšiu chladiacu jednotku.

Výhody chladenia miestnosti

Systém chladenia miestností patrí medzi najbežnejšie používané spôsoby chladenia plodín. Nie je to najrýchlejší spôsob chladenia plodín a pre niektoré plodiny sa ukázal ako príliš pomalý. Napriek tejto skutočnosti chladenie miestnosti v mnohých prípadoch funguje dobre. Jednou z výhod je, že slúži jednak na zníženie teploty plodín, jednak na bezpečné skladovanie.

Ovocie a iné plodiny na ochladenie v miestnosti fungujú najlepšie pre produkty, ktoré majú relatívne dlhú skladovateľnosť. Najlepšie je, ak sa produkty skladujú v tej istej miestnosti, v ktorej sú chladené.

Niektoré druhy ovocia, ktorým sa chladenie v miestnosti darí, sú jablká, hrušky a citrusové plody. Systém chladenia miestnosti funguje dobre aj na zemiaky a sladké zemiaky.

Samozrejme, nie všetci máme veľké chladiace miestnosti špeciálne navrhnuté pre naše výrobky. Ako teda môžu domáci záhradníci ochladiť svoje ovocie a zeleninu? Väčšina z nás má klimatizáciu, ktorá môže pomôcť. Máme tiež chladničky, kde sa väčšina z týchto produktov môže bezpečne ochladiť. Pomôcť vám môže aj nasledujúci odkaz, Skladovanie čerstvého ovocia a zeleniny.

Tento článok bol naposledy aktualizovaný dňa

Prečítajte si viac o záhradníckych tipoch a informáciách


Sklad pre ovocie a zeleninu v chlade

Skladovanie ovocia a zeleniny v chlade je obzvlášť zložitá téma, pretože existuje veľa faktorov, ako napríklad vek a pôvod, ktoré môžu mať vplyv na skladovanie čerstvých plodov. Táto príručka sa zameriava na to, prečo by ste na skladovanie a distribúciu čerstvých produktov mali používať chladiarenské sklady, a na najdôležitejšie faktory, ktoré je potrebné zohľadniť pri použití chladiarenského skladu na ovocie a zeleninu.


O spoločnosti Hydrocoolers

Hydrochladič produkuje chladenú vodu a potom ju privádza do kontaktu s produktom. Keď sa uvažuje o hydrochladiči ako o spôsobe chladenia produktov, je dôležité porozumieť použitým metódam vodného chladenia a poznať požiadavky na balenie a stohovanie produktov.

Pozor. Nie všetky druhy čerstvých produktov môžu byť úspešne ochladené na chladenie hydinou. Niektoré sú citlivé na zmáčanie, ktoré podporuje rast rozpadajúcich sa organizmov. Zoznam výrobných položiek, ktoré môžu byť chladené hydrochlórovaním, nájdete v rozšírenej publikácii AG 414-1, Správne metódy ochladzovania a manipulácie po zbere. Samozrejme, bez ohľadu na to, aký spôsob chladenia sa použije, nikdy by sa nemalo umožniť, aby sa produkt po ochladení znovu zohrial.

Metódy hydrochladenia

Vo väčšine hydrochladičov čerpadlo uvádza chladenú vodu do kontaktu s teplými produktmi. Ohriata voda sa potom znovu ochladí a recykluje. Na ochladenie vody má veľa hydrochladičov parný chladiaci systém podobný klimatizácii alebo chladničke. Chladiaci systém možno považovať za čerpadlo, ktoré prenáša teplo. Kapacita chladiaceho systému na pohyb tepla sa meria v tonách. Jedna tona chladenia zodpovedá 12 000 Btu za hodinu.

Niektoré hydrochladiče nepoužívajú chladiaci systém. Namiesto toho sa na ochladenie vody používa drvený alebo kusový ľad. Typicky sú veľké bloky ľadu s hmotnosťou až 300 libier prepravované z výrobne ľadu, drvené a podľa potreby pridávané do vodnej nádrže pripojenej k hydrochladiču. Kapitálové náklady na hydrochladič tohto typu sú oveľa nižšie ako náklady na integrovaný chladiaci systém a môžu ich uprednostňovať pestovatelia s obmedzeným počtom produktov alebo krátkou chladiacou sezónou. Pre platné ekonomické porovnanie je však potrebné vziať do úvahy náklady na ľad. Pre hydrochladič tohto typu musí byť k dispozícii spoľahlivý zdroj ľadu za rozumnú cenu.

Vytvorte úvahy o balení a stohovaní

Dizajn balenia produktu a stohovacie usporiadanie je rozhodujúce pre proces prenosu tepla pri hydrochladení. Pri hydrochladení sa úspešne používajú rôzne balenia výrobkov. Tieto balenia zahŕňajú drôtené drevené debny, kartóny z voskovanej drevovláknitej dosky, sieťované polybagy a hromadné koše. Paletizované obaly sa môžu ochladzovať hydromasážou, ak sú opatrne naskladané, aby sa do nich mohla dostať voda. Ak voda bude tiecť okolo a nie cez balenia, dôjde k malému ochladeniu. Vyrábať vo voskovaných lepenkových škatuliach s pevnými vrchmi je obzvlášť ťažké ochladiť, pretože vrchná časť neprepúšťa vodu.

Drôtené kartóny a debny s veľkým percentom otvoreného priestoru sú vhodnejšie na hydrochladenie, pretože umožňujú dostatočný vstup vody. Produkcia v 20-buškových nádobách na hromadné chladenie chladí obzvlášť dobre, pretože studená voda môže ľahko preniknúť cez produkt.


Informačný list o technológiách pre záhradnícky rozvoj

V mnohých rozvojových krajinách presahuje miera straty po zbere ovocia a zeleniny 50 percent. Chladné skladovanie môže tieto straty výrazne znížiť a zvýšiť príjem farmárov. Chladné skladovanie prakticky neexistuje kvôli vysokým nákladom na zariadenie a nedostatku znalostí o výhodách chladiacich produktov. Samotná regulácia teploty môže predĺžiť trvanlivosť o týždne alebo dokonca mesiace. Poľnohospodári, ktorí môžu dlhšie skladovať svoje výrobky, môžu využívať lepšie ceny, pretože trhové ceny môžu v priebehu času dramaticky kolísať.

Ako funguje CoolBot

CoolBot bol vyvinutý spoločnosťou Store It Cold ako cenovo dostupný spôsob pre malých výrobcov na chladenie výrobkov na ich farmách. Laboratórium pre inovácie v záhradníctve testovalo chladné miestnosti vybavené CoolBotom na troch kontinentoch. Vybavenie:

  • Prepíše teplotný ukazovateľ klimatizácie, prinúti ju pracovať tvrdšie a zabráni zamrznutiu komponentov.
  • Premení izolovanú miestnosť a lacnú a ľahko dostupnú okennú klimatizáciu na chladnú miestnosť.
  • Podstatne znižuje náklady na chladné prostredie na skladovanie ovocia, zeleniny, kvetov a iných výrobkov.
  • Robí chladné úložisko životaschopnou voľbou pre poľnohospodárov, družstvá a trhové skupiny v rozvojových krajinách.

Výhody

  • Poľnohospodári môžu produkty skladovať na predaj mimo sezóny, keď sú ceny vyššie.
  • Lepšie možnosti skladovania v chlade stabilizujú ceny ovocia a zeleniny a umožnia spotrebiteľom prístup k výživným čerstvým produktom po celý rok.
  • Poľnohospodári sú lepšie chránení pred nestabilnými trhovými cenami.

Základné náklady

  • CoolBot (299 dolárov)
  • Klimatizácia
  • Izolovaná izba
  • Mesačné náklady na elektrinu

Tieto náklady môžu byť miestne zmenené. Identifikácia miestnych, efektívnych možností pre izolované miestnosti je jedným z cieľov súvisiaceho projektu laboratória pre inovácie v záhradníctve.

Čo bude ďalej? Škálovanie

Vzdelanie: Zintenzívnite školenie po zbere a priamy dosah poľnohospodárov.

Prijatie: Pri prijímaní CoolBotu spolupracujte s priemyslom, poľnohospodárskymi družstvami, miestnymi a regionálnymi trhmi a veľkoobchodnými odberateľmi.

Investícia: Výskum inovatívnych investičných možností pre poľnohospodárov a skupiny. Identifikujte podnikateľov túžiacich propagovať CoolBot.


Ministerstvo poľnohospodárstva, výživy a vidieckych záležitostí


Agdex #: 736/20
Dátum publikácie: Augusta 2014
Objednať#: 14-039
Posledná kontrola: Novembra 2018
História: Nahrádza informačný list OMAFRA 98-031
Napísané: H. Fraser

V rámci poskytovania prístupných služieb zákazníkom pošlite e-mailom Kontaktné centrum pre poľnohospodárske informácie ([email protected]), ak požadujete komunikačné podpory alebo alternatívne formáty tejto publikácie.

Obsah

1. Úvod

Tento informačný prehľad popisuje, ako zvoliť, navrhnúť a spravovať tri typy systémov chladenia núteným vzduchom (FAC) (obrázok 1 a tabuľka 1):

  • horizontálne prúdenie vzduchu v tuneli
  • vertikálne prúdenie vzduchu
  • hadovité vertikálne / horizontálne prúdenie vzduchu

2. Prečo ochladzovať čo najskôr po zbere?

Záhradnícke plodiny sú živé organizmy po zbere a musia zostať živé a zdravé, kým nebudú spracované alebo spotrebované (Kader, 2002). Energia potrebná na to, aby zostala nažive, pochádza zo zásob potravy v produkcii prostredníctvom procesu nazývaného dýchanie. Počas dýchania sa uvoľňuje tepelná energia. Rýchlosť uvoľňovania však závisí od typu plodiny, zrelosti, zranení a vnútornej teploty.

Z týchto faktorov má teplota produktu najväčší vplyv na dýchanie. Rýchle a rovnomerné ochladenie ihneď po zbere na odstránenie poľného tepla pomáha spomaliť dýchanie a poskytnúť dlhšiu trvanlivosť. Ako hrubý sprievodca hodinové oneskorenie chladenia skracuje trvanlivosť produktu o jeden deň. Aj keď to neplatí pre všetky plodiny, týka sa to plodín veľmi rýchlo podliehajúcich skaze počas horúceho počasia. Zníženie teploty tiež znižuje rýchlosť výroby etylénu a stratu vlhkosti, ako aj šírenie mikroorganizmov a zhoršovanie následkov úrazov.

Stôl 1. Výhody / nevýhody systémov FAC

Výhody Nevýhody
Systémy horizontálneho prúdenia vzduchu v tuneloch Funguje s väčšinou typov nádob, ak je dostatok bočných prieduchov Zo všetkých systémov FAC vyžaduje najväčšiu podlahovú plochu na kg chladenej plodiny
Nie je žiadny limit na celkový počet párov naraz chladených bočných štrbín / paliet Zo všetkých systémov FAC má najviac miest, kde môže dôjsť ku skratu chladiaceho vzduchu
Chladiaci vzduch putuje iba na šírku jednej palety (1 - 1,2 m alebo 40 - 48 palcov) Medzi paletami a stenami alebo susednými tunelmi je potrebný priestor
Stĺpové vertikálne systémy prúdenia vzduchu Vyžaduje strednú podlahovú plochu na kg chladenej plodiny Všetky strany palety, ktoré nie sú proti chladiacej stene, musia byť zakryté, aby sa zabránilo skratu vzduchu
Vhodný pre malé farmy so širokou škálou produktov na chladenie Vhodné iba pre opakovane použiteľné plastové nádoby so spodným otvorom (RPC)
Zo všetkých systémov FAC vytvára najmenší počet miest, kde môže dôjsť ku skratu chladiaceho vzduchu Zo všetkých systémov FAC prechádza chladiaci vzduch najďalej výrobkami - až do asi 2 m (6,5 ft) spomaleného chladenia
Hadovité vertikálne / horizontálne systémy prúdenia vzduchu Zo všetkých systémov FAC vyžaduje najmenšiu podlahovú plochu na kg chladeného produktu Koše musia mať vetracie otvory na podlahe. Akékoľvek bočné vetracie otvory musia byť zablokované
Chladiaci vzduch prúdi iba cez hĺbku koša (0,4 - 0,6 m alebo 15 - 24 palcov) Na horných zásobníkoch skratuje časť chladiaceho vzduchu
Najlepšie na chladenie sypkých produktov pred zabalením Otvory pre vysokozdvižný vozík obmedzujú prúdenie vzduchu a obmedzujú vzdialenosť stohovacích košov od steny

Postava 1. Studený chladený vzduch (modré šípky) je vedený cez nádoby vysokokapacitnými ventilátormi do pretlakovej miestnosti v chladiarenskom sklade. Tieto ventilátory vytvárajú čiastočné vákuum a ťahajú vzduch cez strategicky umiestnené otvory (zelené tienenie) v pléne. Chladenie produkujte predovšetkým konvekčným pôsobením vysokorýchlostného studeného vzduchu, keď pri prechode okolo produktu zachytáva poľné teplo z teplých produktov (fialové šípky). Ohriaty vzduch (červené šípky) sa potom vháňa späť do chladného skladu k cievkam výparníka chladiaceho systému, ktoré sa majú opätovne ochladiť.

Bez ohľadu na systém ventilátory ťahajú chladený vzduch cez výrobky. Konvekčný kontakt vysokorýchlostného chladeného vzduchu s teplými produktmi vytvára rýchle, rovnomerné a predvídateľné chladenie. To sa nepodobá na chladenie miestnosti, keď sa výrobky umiestnené v chladiarenskom sklade ochladzujú pomaly, nerovnomerne a nepredvídateľne, hlavne vedením. Chladenie FAC zvyčajne vyžaduje 1 - 10 hodín, zatiaľ čo chladenie miestnosti vyžaduje 20 - 100 hodín (Thompson, 2008). Avšak v závislosti na tom, ako plodina rýchlo podlieha skaze, sa časy FAC môžu na väčšine fariem pohybovať od 0,75 do 6 hodín.

3. Chladiace systémy s núteným obehom vzduchu

V priemysle sa používajú tri typy systémov FAC (obrázok 1).

Systém horizontálneho prúdenia vzduchu v tuneli (obrázok 2) je najbežnejším systémom FAC. Chladený vzduch prúdi vodorovne cez nádoby, takže ak je to možné, vyrovnajte bočné otvory. Koše s výrobkami, ako sú napríklad ovocné stromy, sú často zabalené vo vnútri prepravného obalu z vlnitej lepenky, ktorý obmedzuje prúdenie chladeného vzduchu. Zúžené plastové nádoby alebo koše s ovocím na otvorených regáloch môžu viesť k opačnému problému, pretože umožňuje príliš veľa chladeného vzduchu na skratovanie medzi nádobami a malým ochladením.

Ideálne kontajnery sú pevne naukladané na všetky strany a vyplňujú celú stopu palety. Tým sa minimalizuje skrat vzduchu. Nádoby z vlnitej lepenky s vetracími otvormi, ktoré sa zoraďujú, alebo opakovane použiteľné plastové nádoby (RPC) na paletách fungujú dobre. Mnoho pestovateľov používa plastové nádoby na hromadnú manipuláciu s plodinami. Najlepšie sú jednosmerné vstupné koše pre vysokozdvižné vozíky, pretože obojsmerné vstupné koše pre vysokozdvižné vozíky umožňujú skrat chladeného vzduchu.

The stĺpec vertikálny systém prúdenia vzduchu (obrázok 3) je najmenej bežný systém FAC. Vyžaduje prepravné kontajnery so spodnými slotmi, ako sú napríklad RPC. Je vhodný pre malé hromadné produkty, ako je stolové hrozno, huby, čerešne alebo slivky. Studený vzduch je možné ťahať zvisle nahor alebo nadol cez nádoby. Tento systém funguje aj na iné účely, napríklad na pomalé chladenie / konzervovanie hrozna na víno spracované pomocou appassimento metóda, ktorá suší a koncentruje cukry a arómy.

Hadovité horizontálne / vertikálne systémy prúdenia vzduchu (obrázok 4) fungujú iba pre koše s podlahovými štrbinami. Obrázok 4 zobrazuje časť systému pre šesť stĺpov vysokých šiestich zásobníkov, tesne umiestnených proti sebe. Sú zobrazené dva stĺpce košov, ktoré sú chladené. Každý stĺpec má samostatný odstredivý ventilátor, ktorý cez tento stĺp ťahá chladený vzduch.

Každý stĺpec koša na obrázku 4 má tri otvory štrbiny na chladiacej stene. Dokonale sa vyrovnajú s otvormi pre vysokozdvižný vozík v zásobníkoch 2, 4 a 6. Otvory pre vysokozdvižný vozík v týchto zásobníkoch sú zakryté plachtami, ktoré pevne „nasávajú“ tieto zásobníky. Výsledkom je, že chladený vzduch môže vstúpiť iba do otvorov vysokozdvižného vozíka v nádobách 1, 3, 5 a na vrch nádoby 6.

Studený vzduch potom cestuje vertikálne „hore“ štrbinami na dne košov 1, 3 a 5 a ich výrobkami, alebo vertikálne „dole“ výrobkami z košov 2, 4 a 6 a štrbinami na dne týchto košov. Nakoniec vzduch prúdi vodorovne pozdĺž otvorov vysokozdvižného vozíka cez štrbiny na chladiacej stene medzi zásobníkmi 1 a 2, 3 a 4 a 5 a 6. Názov „serpentine“ pochádza zo studeného vzduchu, ktorý sa kľukatí mnohými smermi. Otvory pre vysokozdvižný vozík nie sú veľké, čo môže obmedzovať prúdenie vzduchu, takže tieto systémy sú zvyčajne obmedzené iba na jeden až tri stĺpy košov naskladaných z chladiacej steny, v závislosti od požadovaných prúdov vzduchu.

Obrázok 2. Toto tunel horizontálny systém prúdenia vzduchu má vo vnútri komory (umiestnenej za paletami) vysokokapacitné ventilátory, ktoré horizontálne ťahajú chladený vzduch (modré šípky) z miestnosti cez krabice na výrobu. Ohriaty vzduch (fialové, potom červené šípky) potom cestuje cez „tunel“ vytvorený medzi paletami do komory, kde je nasmerovaný späť do skladovacej miestnosti (červené šípky) smerom k cievkam výparníka, aby sa znovu ochladil. Palety sa chladia v pároch. Plastová fólia pevne prilieha ku krabiciam a tunelu. Plachta sa na miesto zafixuje pomocou šnúr pripevnených k stropu.

Obrázok 3. Toto stĺpec vertikálny systém prúdenia vzduchu využíva RPC so spodnými prieduchmi. Studený vzduch (modré šípky) sa tiahne zvisle nadol z hornej časti stohu (fialové potom červené šípky) cez špeciálne navrhnutú paletu pomocou vysokokapacitného ventilátora umiestneného na základni (nie je zobrazený). RPC fungujú dobre, pretože majú úplne odvzdušnené dná, vytvárajú priečne vrstvy na striedajúcich sa vrstvách, zapadajú perfektne na štandardnú paletu a zapadajú tak tesne k sebe, že neexistujú miesta, kde by mohol skratovať studený vzduch. Všetky štyri zvislé strany stohu musia byť pokryté plachtami (nie sú zobrazené), aby sa studený vzduch prinútil cestovať zvisle. (Foto s láskavým dovolením Dr. Bernard Goyette, Vineland Research and Innovation Center, Vineland)

Obrázok 4. Toto hadovitý horizontálny / vertikálny systém prúdenia vzduchu má vo vnútri kovových puzdier nad preplňovanou preglejkou odstredivé ventilátory. Tieto ventilátory ťahajú chladený vzduch cez „horúce“ stromové ovocie v plastových nádobách. Každý stoh so šiestimi zásobníkmi je nezávislý. Tri otvory pre vysokozdvižný vozík oproti otvorom na stenu sú uzavreté krytmi. To núti studený vzduch vstúpiť cez zvyšné tri otvorené otvory pre vysokozdvižný vozík a cez otvory v podlahe koša cestovať hore alebo dole cez ovocie. Keď sa vzduch ohrieva (fialové šípky), je nasmerovaný späť do skladovacej miestnosti (červené šípky) smerom k cievkam výparníka, ktoré sa majú ochladiť. Odpadkové koše sú pevne naukladané, takže cez bočné vetracie otvory prieduchov nemôže skratovať žiadny vzduch. Ak komíny chýbajú, nainštaluje sa plachta, aby sa zabránilo skratu. Túto plachtu je možné vidieť zakrývajúcu bočné strany pravého stĺpca košov. Systém, ktorý je tu znázornený, je vo výstavbe, pretože sa má inštalovať penová výplň okolo štrbín. (Foto: Hugh Fraser, OMAFRA)

4. 7/8 chladný čas

7/8 chladný čas predstavuje čas potrebný na odstránenie siedmich osmín (87,5%) teplotného rozdielu medzi počiatočnou teplotou produktu a teplotou chladiaceho média (v prípade systémov FAC je chladiacim médiom chladený vzduch). Meria sa od času, keď sa produkt prvýkrát umiestni na chladič núteného vzduchu. Dosiahnutie chladného času 7/8 zaručuje, že sa väčšina poľného tepla odstránila, znížila sa respiračná rýchlosť plodiny a plodina sa veľmi priblížila svojej optimálnej udržovacej teplote. Teoreticky produkt nikdy nedosiahne teplotu chladiaceho média. Avšak doba chladenia 7/8 je určená na to, aby sa produkcia čo najviac priblížila teplote chladiaceho média.

Obrázok 5. Vzťah čas-teplota pre chladenie.

Obrázok 5 zobrazuje produkty s počiatočnou vnútornou teplotou 32 ° C (89,6 ° F), ktoré sa ochladia chladeným vzduchom na 0 ° C (32 ° F). Trvá 9 hodín, kým plodiny dosiahnu 4 ° C (39,2 ° F), čo predstavuje pokles o 87,5%. Preto je chladný čas 7/8 9 hodín.

Teoreticky je 7/8 chladného času trikrát ½ chladného času. Preto produkcia produktu, ktorá trvá 9 hodín, kým sa ochladí na 4 ° C (39,2 ° F), by mala trvať 3 hodiny, kým nedosiahne 16 ° C (60,8 ° F). To platí zriedka, pretože chladiace podmienky a teploty v chladiarenskom sklade zriedka zostávajú konštantné. Tento vzťah chladiacej krivky však pomáha predpovedať, kedy produkt dosiahne určitú teplotu. V tabuľke 2 sú uvedené ďalšie užitočné vzťahy.

Bez ohľadu na chladiace médium (vzduch alebo voda) alebo metódu (nútený vzduch, chladenie miestnosti, hydrochladenie atď.), Najskôr vyvolajte ochladenie, potom pomaly v priebehu času (obrázok 5). Na rýchlosť chladenia v systéme FAC má vplyv niekoľko faktorov:

  • sypná hustota produktu v kontajneri (produkt sa ochladzuje rýchlejšie, ak je zabalený menej husto)
  • nádoba, orientácia a odvetranie (pri rovnomernom prúdení vzduchu okolo nej produkuje chladenie rýchlejšie)
  • pomer objemu a povrchu (produkcia s malými pomermi sa ochladí napríklad rýchlejšie, čerešne sa ochladia rýchlejšie ako melóny)
  • vzdialenosť chladiaceho vzduchu prechádza produktmi (produkcia sa ochladzuje rýchlejšie, ak je vzdialenosť kratšia)
  • prietok vzduchu na hmotnosť (L / s / kg alebo CFM / lb) (pri dostatočnom chladení produkujte chladenie rýchlejšie s vyššími prietokmi vzduchu)

Tabuľka 2. Vzťahy na odhad 7/8 chladných časov. Napríklad ak je 3/8 chladného času 2 hodiny, 7/8 chladný čas je približne 2 x 4,5 = 9 hodín

5. Malo by byť nútené chladenie vzduchom v samostatnej miestnosti?

Najlepšie je produkty ochladiť vo vyhradenej miestnosti FAC predtým, ako ich presuniete na zabalenie a / alebo na dlhodobejšie skladovanie. V opačnom prípade bude teplota vzduchu v miestnosti pravdepodobne stúpať po pridaní každej čerstvej dávky teplých produktov, najmä pri poddimenzovaných chladiacich systémoch. Výsledkom by mohlo byť, že sa studené výrobky, ktoré sú už v miestnosti, potili a mierne zvýšili teplotu. Samostatná miestnosť FAC však nie je vždy cenovo dostupná. Kompromisom je vytvorenie oblasti FAC, ktorá má oveľa viac chladenia. To pomáha znižovať teplotné výkyvy.

6. What Produce je možné chladiť núteným vzduchom?

Väčšina výrobkov môže byť chladená núteným vzduchom. Niektoré produkty by však mali mať kratšie doby chladenia 7/8 (pozri tabuľku 3).

Plodiny s veľmi vysokou trvanlivosťou

Tieto plodiny majú veľmi vysokú rýchlosť dýchania a / alebo veľmi rýchlo vädnú pri teplotách zberu, takže potrebujú krátke 7/8 chladné časy. V závislosti od plodiny sú často chladené vodou, ľadom alebo vákuovo. Všetky tieto plodiny sa však dajú úspešne ochladiť núteným vzduchom, ak sa to vykoná rýchlo s vysokými rýchlosťami prúdenia vzduchu a so vzduchom s vysokou relatívnou vlhkosťou. Mali by sa používať veľmi vysoké prietoky vzduchu najmenej 2 - 6 l / s / kg (2 - 6 CFM / lb) plodiny s cieľom dosiahnuť 7/8 doby chladenia 0,75 - 1,5 hodiny. Sledujte príznaky vädnutia. Ak je relatívna vlhkosť chladiaceho vzduchu vyššia ako 80% a doba chladenia je krátka, strata vlhkosti je zanedbateľná (Thompson, 2008).

Plodiny s vysokou trvanlivosťou

Tieto plodiny majú vysokú mieru dýchania, stratu vlhkosti pri teplotách zberu a mali by sa rýchlo ochladiť hneď po zbere. Rýchlosti prúdenia vzduchu by mali byť minimálne 1,25-4 l / s / kg (1,25-4 CFM / lb) produktu a 7/8 doby chladenia 1-2,5 hodiny. Fazuľa by mala byť ochladená iba na 4 ° C - 7 ° C (39,2 ° F - 44,6 ° F), v závislosti od kultivaru. V opačnom prípade môžu utrpieť chladivé zranenie.

Plodiny s miernou rýchlou skazou

Aj keď tieto plodiny podliehajú rýchlej skaze ako tie, ktoré sú už uvedené v zozname, stále sa odporúča rýchle ochladenie hneď po zbere. Prietoky vzduchu by mali byť najmenej 0,5 - 1,5 l / s / kg (0,5 - 1,5 CFM / lb) produktu s dobou chladenia 7/8 2 - 6 hodín.

Cantaloupes a letné tekvice sú citlivé na zranenie spôsobené chladom, preto nepoužívajte veľmi chladný chladený vzduch. Cantaloupes by mali byť ochladené na 2 ° C - 5 ° C (34 ° F - 41 ° F) a letné tekvice na 7 ° C - 10 ° C (45 ° F - 50 ° F).

Tabuľka 3. Relatívna rýchla skaza čerstvého ovocia a zeleniny v dôsledku vysokej rýchlosti dýchania a / alebo rýchlosti vädnutia odporúčaná 7/8 chladná doba a prúdenie vzduchu FAC

1 Plodiny vädnúce rýchlo sa odporúčajú krátke 7/8 chladné časy
2 Vyššie prietoky vzduchu zodpovedajú kratším 7/8 chladným časom.
Tabuľka adaptovaná od Thompsona, 2008.

7. Čo sú súčasti chladiča núteného vzduchu?

Úspešný chladič núteného vzduchu má šesť komponentov: ventilátor, potrubie, nádoby, metóda prevencie skratu, chladiaci systém a monitorovacie zariadenie.

1. Ventilátor

Ventilátor napája systém FAC (obrázok 6) a prietok vzduchu sa meria v litroch za sekundu (L / s) alebo v kubických stopách za minútu (CFM). Môžu byť odstredivé (klietka vo veveričke) alebo axiálne. Mnoho pestovateľov sa rozhoduje pre radiálne ventilátory, pretože sú často efektívnejšie a tichšie. Ťahanie vzduchu cez nádoby s výrobkami kladie veľké zaťaženie na ventilátor a znižuje jeho prúdenie vzduchu. Z tohto dôvodu vyberajte ventilátory na základe prietoku vzduchu pri prevádzkovom statickom tlaku.

Statický tlak je rozdiel medzi tlakom prúdu vzduchu v pléne FAC a tlakom prúdu vzduchu tesne pred vstupom do FAC (to znamená rozdiel v tlaku vzduchu v smere prúdenia proti prúdu produktu). Je to miera toho, s akým veľkým zaťažením musí ventilátor FAC pracovať. Predpovedanie statického tlaku je ťažké, pretože je ovplyvnené mnohými faktormi:

  • oblasti vstupu vzduchu na kontajneroch
  • zarovnanie odvetrávania
  • vzdialenosť, ktorú musí vzduch prejsť produktmi
  • hustota produktu v kontajneroch
  • obmedzenia vedenia

Pre väčšinu systémov FAC sú statické tlaky v rozmedzí od 10 do 25 mm (0,4 až 1,0 palca) vodomeru. Napríklad každý z odstredivých ventilátorov s výkonom 1,1 kW (1,5 hp) na obrázku 4 poskytuje 2 333 l / s (4 900 CFM) pri vodnomere statického tlaku 10 mm (3/8 palca). Takže pre šesť zásobníkov s hmotnosťou 225 kg (500 libier) plodiny je rýchlosť prúdenia vzduchu 1,7 l / s / kg (1,6 CFM / libra) plodiny, čo je vhodná rýchlosť prúdenia vzduchu pre stredne až veľmi rýchlo sa kaziace plodiny (v tomto prípade puzdro, broskyne).

Zdvojnásobenie rýchlosti prúdenia vzduchu na kilogram plodiny urýchľuje rýchlosť chladenia, ale neskracuje čas chladenia na polovicu. Väčšinou je dôležitejšie zvýšiť chladenie v skladovacej miestnosti a lepšie odvádzať vzduch skratom, ako len jednoducho zvyšovať rýchlosť prúdenia vzduchu. Pre systémy horizontálneho prúdenia vzduchu v tuneli (obrázok 2) môžu byť potrebné výstuhy na plachtách, ktoré sa tiahnu cez široké tunely, aby sa zabránilo nasávaniu plachty do tunela, ak sú statické tlaky veľmi vysoké.

2. Potrubie

Na zníženie zbytočného zaťaženia ventilátora navrhnite priestor pre prívod studeného vzduchu a spätný prúd teplého vzduchu (obrázok 1), aby ste udržali rýchlosť vzduchu pod 5 m / s (1 000 ft / min). Dbajte na to, aby sa vzduch nikde na svojej ceste neobmedzoval, s výnimkou prípadov, keď prechádzate produktom. Vzťah je:

Q = A x V alebo A = Q ÷ V, kde:

  • Q je rýchlosť prúdenia vzduchu, meraná v L / s (CFM)
  • A je prierezová plocha kolmá na prúdenie vzduchu, meraná v m 2 (ft 2)
  • V je rýchlosť vzduchu meraná v m / s (ft / min)

Napríklad na určenie potrebného prierezu, ak je prietok vzduchu 5 000 l / s (5 m 3 / s) a rýchlosť vzduchu je 5 m / s:

Preto zabezpečte aspoň 1 m 2 prierezu na každých 5 000 l / s (alebo 5 m 3 / s) prietoku vzduchu (1 ft 2/1 000 CFM) vo všetkých priestoroch na prívod studeného vzduchu a vo vratných priestoroch teplého vzduchu. Tieto medzery sa líšia v závislosti od systému FAC a prúdenia vzduchu.

3. Kontajnery

Dizajn kontajnera a odvzdušňovací systém môžu spôsobiť alebo zlomiť systém FAC. Ideálne kontajnery majú rovné steny (bez zúženia), takže kontajnery tesne do seba zapadajú. Majú tiež prieduchy, ktoré:

  • zaberajú 25% plochy kolmej na smer prúdenia vzduchu (Vigneault & Goyette, 2002)
  • sú rovnomerne rozložené po ceste prúdenia vzduchu
  • zoradiť pozdĺž chladiacej dráhy
  • sú navrhnuté skôr ako dlhé drážky než ako okrúhle otvory, takže ich produkt nezapojí
  • sú neobmedzené vložkami, táckami alebo baliacim materiálom

4. Metóda prevencie skratu

Zabránenie skratu chladiaceho vzduchu je kritickou, ale často prehliadanou vlastnosťou dobrého systému FAC. Vzduch ide cestou najmenšieho odporu, takže aj malé trhliny musia byť upchaté. Desať percent vzduchu v dobre navrhnutom a dobre fungujúcom systéme môže skratovať, zatiaľ čo viac ako 30% vzduchu môže skratovať v zle navrhnutých a zle fungujúcich systémoch (Thompson, 2008).

Tiahnutie vzduchu pomocou ventilátora je efektívnejšie ako jeho fúkanie. Ťahanie vzduchu nasáva plachty alebo plachty na nádoby, čím zabraňuje úniku studeného vzduchu a skratu k ventilátoru.

Existuje veľa miest na skratovanie vzduchu, napríklad:

  • otvory pre vysokozdvižný vozík
  • prepravné kontajnery, ktoré tesne nepasujú na bočné alebo vrchné strany alebo nezodpovedajú rozmerom palety
  • oblasti, kde palety / zásobníky zapadajú k chladiacej stene v tuneli alebo hadovitých systémoch FAC
  • oblasti medzi kontajnermi na vrchu paliet a voľne položenými plachtami v systémoch tunela FAC

Merač statického tlaku 50 dolárov od dodávateľov ventilácie na farme meria zaťaženie statickým tlakom, proti ktorému musí ventilátor pracovať medzi priestormi na prívod studeného vzduchu a priestormi na návrat teplého vzduchu. Keď sú otvory na skrat zapojené, stúpa statický tlak, čo naznačuje, že ventilátory pracujú intenzívnejšie, pretože produktom sa tiahne viac vzduchu, čo ponúka väčší odpor. Pomocou celofánu alebo ľahkých stúh skontrolujte prítomnosť medzier alebo otvorov, pretože sa nasajú aj do malých.

Bežné metódy prevencie skratu sú:

  • inštalácia peny alebo tesnení dverí medzi palety / koše a chladiace steny
  • zaistením toho, aby prepravné kontajnery naplnili palety tak, aby medzi paletami neboli žiadne medzery
  • zabezpečiť, aby plachty tesne priliehali k zásobníkom alebo kontajnerom
  • inštalácia tlmených podlahových nárazníkov, o ktoré sa palety opierajú, aby sa zabránilo skratu cez otvory vysokozdvižného vozíka

5. Chladiaci systém

V chladiarenskom sklade nikdy nemôžete mať príliš veľa chladu. Pretože sa produkt okamžite začne ochladzovať, hneď ako začne FAC, počiatočný sklon krivky ochladenia na obrázku 5 je veľmi strmý. Množstvo chladu potrebné na začiatku chladenia môže byť veľmi veľké. Vzorec pre požadované chladenie v kJ / h (Btu / h) je:

kJ / h (Btu / h) = 2,08 x (A-B) x C x D ÷ E, kde:

  • 2,08 = Prirodzený logaritmus 1/8
  • A = teplota produktu, meraná v ° C (° F)
  • B = teplota chladiaceho média (vzduch), meraná v ° C (° F)
  • C = hmotnosť chladeného produktu, meraná v kg (librách)
  • D = Merné teplo produktu: 3,77 kJ / kg / ° C (0,9 Btu / lb / ° F)
  • E = doba chladenia 7/8, meraná v hod

Upravené podľa vzorca okamžitej rýchlosti ochladzovania (Thompson, 2008).

Prevádzka zobrazená na obrázku 4 má hadovitý horizontálny / vertikálny systém prúdenia vzduchu s 36 košmi. Každý kôš pojme 225 kg broskýň, takže pri úplnom načítaní systému existuje celkom 225 kg x 36 = 8 100 kg (18 000 libier). Aký chladiaci výkon je potrebný na ochladenie broskýň z 28 ° C na 3,5 ° C za 3,5 hodiny pomocou chladiaceho vzduchu s teplotou 0 ° C?

To predstavuje dobu chladenia 7/8 3,5 hodiny.

Najhorším scenárom je, ak sa do chladiča presunie súčasne všetkých šesť stĺpcov zásobníkov, ktoré obsahujú produkty s teplotou 28 ° C. Z vyššie uvedeného vzorca bude v tomto najhoršom prípade okamžité chladenie na začiatku chladenia:

2,08 x (28 ° C - 0 ° C) x 8 100 kg x 3,77 kJ / kg / ° C ÷ 3,5 hodiny

= 598 136 kJ / h alebo 141,1 kJ / s alebo 141,1 kW chladenia

(2,08 x (82 ° F - 32 ° F) x 18 000 libier x 0,9 Btu / lb / ° F ÷ 3,5 h = 481 371 Btu / h chladenia)

Pri použití pojmu priemyselného systému Imperial sa tona chladenia rovná 3,5 kW (12 000 Btu / h). 141,1 kW ÷ 3,5 kW / tona sa teda rovná približne 40 tonám chladenia. Je nepravdepodobné a skutočne nežiaduce zaťažiť celý FAC horúcimi výrobkami súčasne, takže inštalácia tohto množstva chladenia by bola zbytočná a nákladná. Keby bol tento systém rovnomerne zaťažený v priebehu času, bolo by tu nejaké ovocie, ktoré bolo čiastočne ochladené, a iné ovocie, ktoré bolo takmer úplne ochladené, takže bolo skutočne potrebných iba 50% toľko chladenia. Je však ťažké dosiahnuť jednotné načítanie a v skutočnom svete sa vyskytujú úzke miesta. Namiesto toho ako hrubý sprievodca navrhnite zariadenie pre 2/3 okamžitej rýchlosti chladenia na začiatku chladenia:

141,5 kW x 2/3 = 94 kW, alebo približne 27 ton chladenia

(481 371 Btu / h x 2/3 = 320 247 Btu / h alebo približne 27 ton chladenia)

Pri tejto nižšej úrovni chladenia môže teplota vzduchu v miestnosti mierne stúpnuť, keď sa začnú nové produkty ochladzovať, ale postupne sa budú zotavovať. Je to samozrejme iba množstvo chladenia, ktoré presahuje množstvo potrebné na teplo prichádzajúce odinakiaľ v skladovacom priestore, napríklad cez steny, strop, otváracie a zatváracie dvere atď.

Do not install ducts to take warmed air from the FAC fan directly to the refrigeration system's evaporator coils or to take cold air from the evaporator coils directly to produce being cooled. In most cases, evaporator coils and fans were not designed for this direct connection. Warmed air should be directed to within 3-5 m (10-16 ft) of evaporator coils. Cold air from the evaporator coils should also be directed at least 3-5 m (10-16 ft) away from the FAC unit. Since evaporator coils must cool air below the desired room air temperature, air directly off the coils might cause cold injury to produce. The storage refrigeration system should be designed to provide a high relative humidity (at least 80%, and preferably over 90%) to help prevent wilting produce during FAC.

6. Monitoring equipment

Proper monitoring is critical to the success of a FAC system. It is important to know the following:

  • the temperatures of the incoming cold air and outgoing warm air in the FAC system
  • the relative humidity in the storage
  • the elapsed time produce has been on the FAC system
  • the static pressure fans must work against during FAC

Periodically record internal temperatures of several pieces of produce, especially if you have little experience with FAC systems. This becomes less necessary with experience. Check temperatures by probing the produce centre with good measuring equipment that give an instantaneous digital readout. Make sure you discard any produce you have probed! "Hot" produce temperatures in the field may not be the same as surrounding air temperatures in the field. Likewise, "cold" produce temperatures in cold storage may not be the same as surrounding air temperatures in cold storage. Large produce like cantaloupe takes longer to warm up or cool down than small produce like plums.

Figure 6. Sensors monitor "warm" air temperatures (°F) exiting the column of bins in the serpentine horizontal/vertical airflow system in Figure 4. At the time of this picture, cold air entering Forced Air Fan #4 was 35.6°F (2°C) and the internal temperatures of three individual, equally sized pears being monitored were 59°F (15°C), 67°F (19°C) and 68°F (20°C) along the cooling path, averaging 64.4°F (18°C). Fruit started at about 71.6°F (22°C), so the temperature at Fan #4 (51.2°F 10.7°C) is about halfway between the cold air entering at 35.6°F (2°C) and the average internal temperature of cooling fruit at 64.4°F (18°C). With experience, one can make good predictions about internal fruit temperatures at any time within the bins. (Photo by Hugh W. Fraser, OMAFRA )

It is time-consuming to monitor produce temperature but easy to monitor temperatures of cold air entering and warm air exiting the FAC system (Figure 6). Warm air will be about mid-way between the temperature of cooling air entering the FAC system and current produce temperature. Produce that is closest to the incoming cold air cools more quickly than produce downstream, because the air warms as it passes over the produce. Over time, however, downstream produce will gradually catch up and there will be little difference in temperature throughout the stack, especially with high airflow rates. Decisions can be made about when to remove produce from the FAC to prevent running equipment longer than needed, save on electricity, prevent needless adding of heat from motors into the cold storage and prevent the produce from drying out.

8. Cost-benefit considerations

Removing field heat rapidly and uniformly after harvest is critical for many crops to help maintain shelf life - but at what cost? Every situation is different, but as an example, suppose the system described in the "Refrigeration" section was analyzed with these assumptions:

  1. A grower already needs more refrigeration because his/her produce is not cooling rapidly enough. No extra cold storage building is necessary.
  2. A serpentine horizontal/vertical airflow system is added to the existing cold storage at $150,000 fixed cost that includes:
    • 27 tons of additional refrigeration
    • a custom-made strong plywood plenum with bumper padding around the FAC slot openings
    • high-capacity forced-air cooling fans
    • associated wiring, sensors, timers and controls
  3. 36 bins (8,100 kg) of peaches are cooled per batch, with 2.5 batches, on average, every day, over an 8-week (56-day) season. FAC is used 50 of 56 days. Therefore, 8,100 kg/batch x 2.5 batch/day x 50 days ? 1,000,000 kg
  4. Extra annual operating costs for hydro, maintenance, insurance, etc. over previous expenses = $5,000/year
  5. Fixed cost of $150,000 FAC system amortized over 15 years, at 5.5%, recognizing that the system could last 25-30 years = $15,000/year
    • Total annual costs: $15,000 + $5,000 = $20,000
    • Total cost/kg/year over the 15-year life of the FAC system = $20,000/1,000,000 kg = .02/kg/year (0.9¢/lb/year)

There are at least three ways to look at the question of whether the benefits of forced-air cooling will offset costs:

  1. Will improved quality lead to increased demand for your produce and a higher selling price? A 3-L basket of peaches weighs 2 kg, so you'd have to receive at least 5¢ more per basket of fruit to pay for the FAC (2.5¢/kg x 2 kg/basket). If this was the case, your produce would need to be distinguishable from your competitors' produce. Increased demand for your produce can also lead to less produce being simply left in the field because of a lack of market.
  2. If you don't use a FAC system, will the resulting poor quality lead to decreased demand for your produce and ultimately fewer sales? Consumers continue to demand high-quality produce, and if they cannot find that quality from you, they'll go elsewhere. The quality bar continues to rise, and ways to maintain that quality can quickly become the new norm.
  3. How does your current quality stack up against your competition, both inside and outside Ontario? If the market demands produce with a shelf life of X days, does your produce measure up? The average wholesale price for Ontario peaches from 2008-2012 was $1.35/kg. So, if you stored produce for X days in your cold storage, you'd need at least 1.85% less spoilage to pay for FAC (2.5¢/kg ÷ $1.35/kg x 100%). That is one out of every 54 peaches. If a 3-L basket holds 12 peaches, this is about one peach out of every four baskets. If you, or your buyers, currently discard this much produce because of poor shelf life, FAC may be part of the solution.

9. Conclusions

Cold storage removes heat from produce through a combination of conduction and convection. Conduction is the transfer of heat between objects in physical contact with each other, while convection is the transfer of heat between an object and a fluid such as cold air. Convection is more efficient and quicker. However, convection cannot occur in a cold storage unless we "force" cold air to move around the produce. Forced-air cooling is the most flexible and efficient method for removing field heat quickly, but it can only be accomplished by careful design and operation.

Referencie

Kader, A.A. 2002. Postharvest Technology of Horticultural Crops, Publication 3311, Third Edition, University of California, 4:39-42.

Thompson, J.F., F.G. Mitchell, T.R. Rumsey, R.F. Kasmire, C.H. Crisosto. 2008. Commercial Cooling of Fruits, Vegetables and Flowers, Publication 21567, Revised Edition, University of California, 1:2-3, 2:14, 5:33, 7:38.

Vigneault, C., B. Goyette. 2002. Design of plastic container openings to optimize forced-air precooling of fruits and vegetables. Applied Engineering in Agriculture, 18(1):73-6.


Abstract

Background

Precooling is a critical step in the postharvest cold chain. Studies of the precooling of fruit and vegetables are based on the strong interactions between modelling, engineering, physiology and commercial outcomes. In recent years, new progress in precooling has been achieved. These achievements include different cooling strategies, research into precooling mechanisms, and numerical simulations. This review aims to provide the most recent information about precooling and promote its application in the fruit and vegetable industry.

Scope and approach

Different precooling strategies are evaluated with respect to the cooling rate, cooling uniformity, and multiscale simulation. An overview of mathematical modeling approaches used to quantitatively describe precooling processes for computer-aided designs is provided. The effect of precooling on fruit quality at the physiological and molecular levels is outlined.

Key findings and conclusions

Numerical simulations have become widely used to improve the precooling performance. Cooling homogeneity, in particular, has attracted increasing attention in recent studies because of the substantial effects of cooling homogeneity on the precooling efficiency and produce quality. The spatial scale of numerical simulations of the precooling process has started to become more precise and specific. Recent numerical simulations have focused on the bin and package scale. Models of transport processes at multiple spatial scales are investigated using multiscale modeling. Moreover, the effect of precooling on produce quality has recently received increasing attention. In addition, the investigation of the effect of precooling on fruit at the metabolomic and genomic levels has become an emerging trend and has provided deeper insights into the molecular mechanisms underlying the effect of precooling treatments on fruit.

Previous article in issue Next article in issue


Pozri si video: Как Работают Тепловые трубки в Кулере? Охлаждение Компьютера. #ПолезныеFiшКi


Predchádzajúci Článok

Čo je to Yucca z mydla - ako pestovať rastlinu z yuccy z mydla

Nasledujúci Článok

Athene noctua - sova