BUDOWA CHŁODNI

Inż. Edward Kordylewski, Mgr inż. Wojciech Omelaniuk

Budowa specjalistycznych obiektów przeznaczonych do przechowywania owoców i warzyw nie jest zadaniem prostym. Przed inwestorem staje niełatwe zadanie zdobycia pozwoleń wynikające z ustawy o prawie budowlanym, wyboru technologii wykonania obiektu, a wreszcie wykonawcy, który zapewni bezproblemową i sprawną realizację inwestycji.

Obowiązki wynikające z ustawy

Prawo budowlane

Obowiązkiem inwestora jest zorganizowanie procesu inwestycyjnego, począwszy od zapewnienia opracowania projektów niezbędnych do uzyskania pozwolenia na budowę, poprzez zorganizowanie procesu budowy, na przykład ustanowienie kierownika budowy, czy zapewnienie fi rmy wykonawczej, a na odbiorze robót budowlanych przez osoby o odpowiednich kwalifi kacjach zawodowych skończywszy.

Przed przystąpieniem do budowy inwestor musi uzyskać pozwolenie na budowę. Do tego będą mu niezbędne:

Opracowanie projektu. Inwestor może zlecić wykonanie projektu wyspecjalizowanej firmie projektowobudowlanej, najlepiej pod swoje indywidualne potrzeby. Taka opcja wydaje się korzystniejsza, gdyż wówczas firma budowlana odpowiada za całość wykonanych prac, to znaczy projekt oraz realizację inwestycji.

Specyfika obiektów chłodniczych w zakresie projektowaniai realizacji wymaga:

Zapewnienia szczelności styków płyt warstwowych izolacyjnych na całej długości płyty.

Ciągłości izolacji parochronnej komór, zabezpieczającej izolację termiczną przed nawilgoceniem, a tym samym przed utratą pierwotnych parametrów cieplnych. Wentylacji poddasza, dla uniknięcia skraplania się wody od wewnątrz, na blachach pokrycia dachowego, i ściekania jej na strop podwieszony komór.

Rozwiązania attyk pozwalających uniknąć zimą zawiewania śniegu do przestrzeni poddasza.

Używane do budowy materiały powinny mieć atesty dopuszczające je do budowy pomieszczeń, w których przechowuje się owoce i warzywa.

Warunki zabudowy i zagospodarowania terenu.

Otrzymanie pozwolenia na budowę wymaga przedłożenia, oprócz projektu, również dokumentu potwierdzającego możliwość i warunki zabudowy działki, wynikające z planu zagospodarowania przestrzennego gminy.

Warunki zabudowy i zagospodarowania przestrzennego działek są obecnie regulowane przez obowiązujący miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego gminy, a tylko w przypadku jego braku lub dezaktualizacji — przez decyzję o warunkach zabudowy wydawaną przez prezydenta, burmistrza lub wójta gminy. W praktyce oznacza to, że decyzja o warunkach zabudowy jest wymagana nadal odnośnie do wszystkich działek położonych na terenach, dla których miejscowe plany zagospodarowania przestrzennego zostały uchwalone przed 1 stycznia 1995 roku, a dla pozostałych — wystarcza wypis i wyrys z planu zagospodarowania gminy.

Uzyskanie pozwolenia na budowę. Dysponując projektem budowlanym oraz wypisem i wyrysem z miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego lub decyz ją o warunkach zabudowy oraz dokumentami prawnymi o własności działki, inwestor występuje do gminy o pozwolenie na budowę. Organem administracji architektoniczno-budowlanej, do którego składamy wniosek i który wydaje decyzję o pozwoleniu na budowę, jest starostwo lub gmina. Jeżeli złożone przy wniosku o pozwolenie na budowę dokumenty są kompletne, organ administracji wydaje pozwolenie na budowę w formie decyzji.

Po uprawomocnieniu decyzji o pozwoleniu na budowę inwestor jest zobowiązany:

zatrudnić kierownika budowy;

powiadomić organ wydający pozwolenie na budowę o zamiarze rozpoczęcia prac budowlanych;

zarejestrować dziennik budowy.

Budowa rozpoczyna się od protokolarnego przekazania placu budowy kierownikowi budowy.

W przypadku adaptacji istniejących obiektów pod potrzeby przechowalnicze, gdy adaptacja nie wymaga uzyskania pozwolenia na budowę zgodnie z wyżej przedstawionymi informacjami, inwestycję zgłasza się w starostwie lub gminie.

Odbiór robót budowlanych. Po zakończeniu prac budowlanych inwestor zobowiązany jest zgłosić odbiór obiektu na co najmniej 14 dni przed zamierzonym terminem przystąpienia do użytkowania, między innymi, w SANEPID-zie, Inspekcji Pracy, Straży Pożarnej, Inspekcji Ochrony Środowiska. Do zawiadomienia o zakończeniu budowy obiektu lub do wniosku o udzielenie pozwolenia na użytkowanie należy dołączyć:

oryginał dziennika budowy;

oświadczenie kierownika budowy o zgodności wykonania

obiektu z projektem i warunkami pozwolenia na budowę, przepisami oraz obowiązującymi Polskimi Normami, o doprowadzeniu do należytego porządku terenu budowy;

sporządzone przez kierownika budowy protokoły badań i sprawdzeń, inwentaryzację geodezyjną powykonawczą.

Wybór technologii budowy

Na etapie opracowania projektu inwestor dokonuje wyboru technologii wykonania obiektu.

W zależności od potrzeb (zarówno obecnych, jak i przewidywanych w przyszłości) oraz możliwości finansowych, decyduje się na wykonanie obiektu z instalacją chłodniczą amoniakalną (NH3) bądź freonową (R4O4A), czy obiektu z kontrolowaną atmosferą.

Czynnikiem decydującym o wyborze amoniaku lub freonu jako czynnika chłodniczego w instalacji chłodniczej nowo budowanego obiektu powinna być kalkulacja ekonomiczna oraz rozważenie wszelkich za i przeciw związanych z ich zastosowaniem (tab. 1). Wybór czynnika chłodniczego zależy również od przyjętej przez inwestora koncepcji realizacji inwestycji — w jednym etapie czy też wieloetapowo, ze stopniową dobudową komór chłodniczych. Przy porównaniu tych zestawień okazuje się, że amoniakalne instalacje chłodnicze opłaca się stosować w obiektach chłodniczych o pojemności składowej powyżej 500 ton.

Tabela 1. Koszty wykonania amoniakalnej lub freonowej instalacji chłodniczej

w obiektach

Decydując się na wybór czynnika chłodniczego warto przeanalizować również koszty zużycia energii dla instalacji chłodniczej freonowej i amoniakalnej. Oprócz aspektu ekonomicznego, przy wyborze czynnika chłodniczego należy pamiętać, iż zarówno instalacja amoniakalna, jak i freonowa mają wady i zalety (tab. 2).

Tabela 2. Wady i zalety instalacji amoniakalnej i freonowej

Obiekty chłodnicze z kontrolowana atmosferą

W celu wydłużenia okresu przechowywania, zmniejszenia ubytków owoców czy warzyw oraz zachowania lepszych parametrów smakowych i wizualnych tych towarów w przechowalnictwie stosuje się obiekty chłodnicze z kontrolowaną atmosferą. Obiekty takie muszą być specjalnie przystosowane (szczelne) do utrzymywania kontrolowanej atmosfery oraz wyposażone w urządzenia do wytwarzania i utrzymywania składu atmosfery.

Generator azotu — urządzenie pozwalające na szybkie obniżenie zawartości tlenu (do 1%) w atmosferze w pomieszczeniach z kontrolowaną atmosferą.

Adsorber CO2 (płuczka) — urządzenie pozwalające na utrzymanie na stałym, zadanym poziomie zawartości O2 i CO2 przez cały okres przechowywania.

Katalizator etylenu — system pozwalający na eliminację z atmosfery etylenu i aromatów, dzięki czemu wydłuża się czas przechowywania owoców i warzyw; zastępuje użycie produktów chemicznych — antyutleniaczy.

Wybór wykonawcy

Decyzja o wyborze wykonawcy inwestycji jest sprawą kluczową, ze względu na bezpieczeństwo zarówno przebiegu inwestycji, jak i dalszego użytkowania nowo budowanego obiektu. Decyzja ta nie powinna być determinowana jedynie zaoferowaną przez fi rmę wykonawczą ceną, ale na jej podjęcie wpływ powinny mieć:

doświadczenie firmy wykonawczej; kompleksowość oferowanych przez nią usług (projekt, dostawa urządzeń, montaż, serwis);

posiadane przez fi rmę uprawnienia.

Dzięki zunifikowanej budowie przechowalni udało się w wielu przypadkach zminimalizować koszty inwestycyjne. Zapewniono także możliwość łatwej rozbudowy w przypadku zwiększenia skali działalności w przyszłości. Jest to istotne z punktu widzenia inwestora, któremu na etapie podejmowania decyzji o inwestycji trudno zazwyczaj oszacować docelową skalę prowadzonej działalności.

Materiały izolacyjne

Izolacja komór chłodniczych wykonywana jest najczęściej z płyt styropianowych lub poliuretanowych. Płyty o różnych wypełnieniach różnią się właściwościami.

Poliuretan ma zdecydowanie lepszą izolacyjność cieplną niż styropian, wyższą odporność termiczną (do 100°C, dla styropianu wynosi ona 70°C), a także chemiczną.

Równocześnie do uzyskania podobnej izolacyjności cieplnej płyty styropianowe muszą być o 70% grubsze od płyt poliuretanowych (tab. 3).

Tabela 3. Właściwości płyt z rdzeniem poliuretanowym i styropianowym

W Polsce, ze względu na minimalizację kosztów, inwestorzy wciąż chętniej decydują się na płyty z rdzeniem styropianowym.

Warto jednak zaznaczyć, iż po uwzględnieniu oszczędności związanych z inwestycją (mniejszy koszt transportu w przeliczeniu na m2 powierzchni płyty izolacyjnej, niższy koszt elementów wykorzystanych do montażu) oraz z późniejszym użytkowaniem obiektu (niższy koszt energii zużywanej w obiekcie) wykonanie izolacji z płyt poliuretanowych wydaje się ekonomicznie uzasadnione.

Zdarza się, że inwestor zamierza adaptować istniejące obiekty na potrzeby przechowalnicze. W obiektach o konstrukcji tradycyjnej należy wykonać izolację termiczną ścian i stropów z płyt warstwowych lub warstwy pianki poliuretanowej.

W szczególnych przypadkach izolacja może być wykonana ze zwykłych płyt styropianowych mocowanych do ścian i obłożonych od strony wewnętrznej blachą fałdową o niskiej fałdzie. Izolację parochronną stanowi tutaj folia aluminiowa o grubości 0,1 mm, przyklejana do ścian pomieszczenia.

WYPOSAŻENIE TECHNICZNE CHŁODNI I KOMÓR Z KA

Dr Zbigniew Jóźwiak

Technologie chłodnictwa oraz kontrolowanych atmosfer w ogrodnictwie wymagają zainstalowania urządzeń technicznych służących utrzymaniu właściwej temperatury przechowywanych produktów oraz optymalnego składu gazowego atmosfery w komorze chłodniczej.

Szybkie schłodzenie

Zadaniem układu chłodniczego jest z jednej strony szybkie schłodzenie owoców lub warzyw po zbiorze, z drugiej zaś utrzymanie stabilnej temperatury w okresie długotrwałego przechowywania. Wydajność chłodnicza układu powinna zapewnić wychłodzenie dobowego załadunku komory do temperatury około 5°C (lub niższej) przed rozpoczęciem załadunku następnej partii produktów. Jest to wymóg szczególnie istotny dla technologii KA, dla której przyjmuje się, że czas załadunku całej komory nie powinien być dłuższy niż 5 dni. Wartość temperatury schłodzenia odnosi się do tkanki produktów, a nie do powietrza w komorze. Nie można dopuścić do przemrożenia warstwy powierzchniowej owoców, spowodowanego zbyt niską temperaturą powietrza opuszczającego chłodnicę. Bardzo ważne jest wstępne wychłodzenie pustej komory, co najmniej na 24 godziny przed rozpoczęciem załadunku. Doboru wydajności urządzeń chłodniczych dokonuje się na podstawie bilansu cieplnego komór.

Bilans cieplny

Najważniejszymi jego składnikami dla szczytowego zapotrzebowania wydajności chłodniczej w okresie zbioru są:

Ciepło przenikające przez przegrody budowlane (ściany, drzwi, sufit, posadzkę). Należy uwzględnić współczynnik przenikania ciepła "k" zalecany dla poszczególnych przegród budowlanych, ich powierzchnię oraz różnicę temperatur po obu stronach przegrody.

Ciepło dopływające z produktem. Należy uwzględnić masę i średnią temperaturę produktów wnoszonych do komory, ich ciepło właściwe, które na przykład dla jabłek wynosi około 3,7 kJ/(kg K) oraz temperaturę, do której będą schłodzone przed rozpoczęciem załadunku następnej partii.

Ciepło oddychania owoców. Pod uwagę bierze się wartość średnią pomiędzy najwyższą i najniższą temperaturą dla owoców schładzanych bezpośrednio po załadunku do komory oraz wartość odpowiadającą temperaturze przechowywania dla owoców schłodzonych wcześniej. Dla przykładu, ciepło oddychania jabłek w temperaturze 20°C zawiera się w granicach 160–266 J/(kg godz.), a w temperaturze 0°C 21–42 J/(kg godz.).

Ciepło wprowadzone z opakowaniami (ciepło właściwe drewna lub plastiku skrzyniopalet), uwagi dotyczące masy opakowań i ich temperatury są analogiczne, jak dla ciepła dopływającego z produktem.

Ciepło pracy silników elektrycznych (wentylatory chłodnicy, wózek widłowy). Należy uwzględnić moc sumaryczną i czas pracy na dobę poszczególnych urządzeń.

Ciepło oświetlenia (moc żarówek oświetleniowych w komorze). Pod uwagę bierze się sumaryczną moc zainstalowanych źródeł oświetlenia i czas załączenia na dobę.

Jako elementy dodatkowe, o nieco mniejszym znaczeniu dla obliczeń szacunkowych bilansu cieplnego komory uwzględnić można jeszcze następujące składniki:

Ciepło pracy ludzi (liczba osób pracujących stale w komorze w czasie załadunku). Bierze się pod uwagę intensywność pracy fizycznej i związaną z nią moc oraz czas pracy.

Ciepło usuwania szronu z chłodnic (grzałki elektryczne zainstalowane w chłodnicach). Związane jest to z podgrzewaniem chłodnicy w celu stopienia lodu i oczyszczenia bloku lamelowego.

Ciepło wentylacji (wymiana powietrza z otoczeniem przez otwarte drzwi w czasie załadunku komór). Uwzględnia ilość ciepła dostającą się do wnętrza komory wraz z ciep­łym powietrzem z zewnątrz dyfundującym przez otwarte drzwi do wnętrza zimnej komory chłodniczej.

Ciepło transpiracji (pomijalnie małe, można uwzględnić we współczynniku korekcyjnym do bilansu cieplnego).

Sprężarki i chłodnice powietrza

Najczęstszym typem układu chłodniczego jest system bezpośredniego odparowania czynnika chłodniczego.

W małych chłodniach jedna sprężarka (kompletny układ chłodniczy) obsługuje zwykle jedną komorę. W obiektach średniej wielkości stosuje się kilka sprężarek zblokowanych w jednym układzie pracującym ze wspólnym kolektorem (fot. 1). W tym systemie stosuje się regulac­ję wydajności układu sprężarkowego w zależności od obciążenia cieplnego komór chłodniczych. W obiektach dużych najczęściej stosowanym systemem jest układ pośredniego chłodzenia z glikolem jako czynnikiem pośredniczącym (fot. 2).

Fot. 1. W obiektach średniej wielkości stosuje się kilka sprężarek zblokowanych w jednym układzie pracującym ze wspólnym kolektorem

Fot. 2. W obiektach dużych najczęściej stosowanym systemem jest układ pośredniego chłodzenia z glikolem

Chłodnica powietrza powinna mieć odstęp lamel nie mniejszy niż 6,35 mm (0,25 cala), co zabezpiecza ją przed zbyt szybką akumulacją szronu. Nadmiar szronu ogranicza wymianę ciepła oraz blokuje swobodny przepływ powietrza, co może być przyczyną nierównomiernego rozkładu temperatury w polu komory. Chłodnica powinna mieć małą wysokość i głębokość oraz dużą długość. Lepiej sprawdzają się w praktyce chłodnice wyposażone w dużą liczbę mniejszych wentylatorów niż małą liczbę dużych. Chłodnice najczęściej umieszcza się nad drzwiami komory. Długość chłodnicy powinna mieś­cić się w granicach od 70% do 100% wymiaru ściany, na której jest zainstalowana (fot. 3). Dla krótszej chłodnicy można zastosować kurtynę oddzielającą stronę tłoczną od ssącej. Zasięg wydmuchu wentylatorów powinien być większy od długości komory, przy zachowaniu prędkości powietrza nie mniejszej niż 1 m/s na granicy zasięgu, a wydatek objętościowy wentylatorów w okresie wychładzania owoców odpowiadać około 40 wymianom powietrza na godzinę, w odniesieniu do pustej komory chłodniczej. Po okresie wychładzania wydatek wentylatorów można zmniejszyć 2- a nawet 3-krotnie, poprzez wyłączanie części wentylatorów chłodnicy, obniżenie prędkości silników wielobiegowych lub płynną regulację obrotów silnika za pomocą falowników prądu przemiennego.

Fot. 3. Długość chłodnicy powinna mieścić się w granicach od 70% do 100% wymiaru ściany, na której jest zainstalowana

Różnica temperatury

Parametr la się jako różnicę pomiędzy temperaturą powietrza wchodzącego do chłodnicy a temperaturą odparowania czynnika chłodniczego lub temperaturą czynnika pośredniego we wnętrzu chłodnicy. Należy dążyć do uzyskania możliwie małej wartości parametru ę przez wzajemne dopasowanie mocy sprężarki i chłodnicy w układach bezpośredniego odparowania. Parametr średnim odparowaniu czynnika chłodniczego, 3–4°C (lub mniejszy) — przy pośrednim układzie chłodniczym. W USA w wielokomorowych układach chłodniczych bezpośredniego odparowania pracujących ze wspólnym kolektorem, powszechnie stosuje się regulatory ciśnienia parowania czynnika (EPR), które na czas wychładzania wstępnego i załadunku komory są wyłączane dla zapewnienia większej wydajności chłodniczej urządzenia.

Sterowanie procesem chłodzenia

Ważnym elementem układu jest automatyka sterująca procesem chłodzenia. Powinna zapewniać nie tylko utrzymanie właściwej temperatury w obiekcie, ale również sterować procesami cyklicznego mieszania powietrza w komorze, odszraniania chłodnic, kontroli pracy skraplacza, regulacją wydajności sprężarki oraz nadzorować całość obiektu, na przykład wyłączenie chłodzenia w chwili otwarcia drzwi do komory chłodniczej.

Dla zalecanej średniej temperatury przechowywania odchylenia temperatury powietrza (gazu) nie powinny przekraczać 0,5°C, odchylenia temperatury tkanki przechowywanych owoców lub warzyw nie powinny być większe niż 0,25°C od wymaganej. Ustawienie histerezy termostatu (różnica temperatur pomiędzy załączeniem i wyłączeniem układu chłodzenia) komory chłodniczej powinno uwzględniać moc zainstalowanych urządzeń chłodniczych. Przy dużej mocy chłodniczej czas potrzebny do obniżenia temperatury w komorze w trakcie przechowywania jest krótki. Efektem jest częs­te załączanie chłodzenia na bardzo krótkie okresy. Może to prowadzić do zwiększonej awaryjności urządzenia chłodniczego i jego przedwczesnego zużycia. Powiększenie histerezy termostatu może w takim przypadku przynieść korzystne rezultaty zmniejszenia częstości i zwiększenia długości czasu pracy sprężarki.

Czujnik pomiaru temperatury najlepiej umieścić w strumieniu cieplejszego powietrza powracającego z komory do chłodnicy. Godne polecenia jest zastosowanie wielopunktowego pomiaru temperatury w polu komory, co zabezpiecza owoce lub warzywa przed negatywnym efektem różnicowania się temperatury oraz składu atmosfery w różnych punktach komory. Sygnał przekroczenia nastawionej dopuszczalnej różnicy temperatury może być wykorzystany do sterowania mieszaniem powietrza w komorze przez załączenie wentylatorów chłodnicy. Przy stosowaniu jednopunktowego pomiaru temperatury komory cykliczne mieszanie powietrza przy użyciu wentylatorów chłodnicy powinno być sterowane zegarem termostatu, na przykład 5 minut mieszania co pół godziny.

Odszranianie chłodnic powinno być sterowane sumowanym czasem pracy agregatu chłodniczego, bowiem tylko w czasie pracy agregatu i chłodnicy występuje jej szronienie. Czasowe sterowanie prostym zegarem termostatu może prowadzić do nadmiernej, w stosunku do rzeczywistych potrzeb, liczby cykli odszraniania, powodując zwiększone zużycie energii elektrycznej oraz przyczyniając się do przegrzewania składowanych produktów i zmniejszenia wilgotności względnej powietrza w komorze. Zakończenie procesu odszraniania powinno być również sterowane precyzyjnym czujnikiem temperatury umieszczonym na chłodnicy, a nie zegarem termostatu. Woda z odszraniania chłodnic może być wyprowadzona na posadzkę komory lub do specjalnego naczynia (beczki) z podziałką wyskalowaną na przykład w litrach w celu kontrolowania stopnia transpiracji (ususzki) produktów. Z komory z KA skropliny z chłodnicy wyprowadza się na zewnątrz przez syfon (niezamarzający) zapewniający zachowanie gazoszczelności komory Niezależnie od stosowanego systemu sterowania odszranianiem, należy dążyć do całkowitego usunięcia lodu z chłodnicy. Częściowo stopiony lód może ponownie zamarznąć powodując nie tylko zmniejszenie wydajności

chłodniczej, ale również odkształcenie i/lub uszkodzenie rur, lamel czy elektrycznych grzałek chłodnicy.

Wentylatory skraplacza czynnika chłodniczego powinny być również sterowane w zależności od ciśnienia (temperatury) skraplania, w celu zapewnienia optymalnych warunków pracy zaworu rozprężnego i sprężarki chłodniczej. Zarówno zbyt wysokie, jak i zbyt niskie ciśnienie skraplania jest niekorzystne w eksploatacji urządzenia chłodniczego.

Wielokomorowe układy chłodnicze pracujące ze wspólnym kolektorem ze sprężarką wyposażoną w regulację wydajności lub układy z wieloma sprężarkami wymagają również precyzyjnego sterowania, w celu zapewnienia optymalnych warunków termicznych i wilgotnościowych w komorze przechowalniczej dla produktów ogrodniczych.

Układ sterujący pracą urządzenia chłodniczego może pełnić również uzupełniające funkcje pomocnicze zabezpieczające samo urządzenie, owoce i warzywa oraz obsługę chłodni przed niespodziewanymi zdarzeniami powodowanymi czynnikami przypadkowymi, na przykład błędami ludzi czy uszkodzeniami elementów układu (tak zwany system inteligentny).

Rozmieszczenie elementów układy chłodniczego

Skraplacz freonu (powietrzny) powinien być umieszczony w otwartej przestrzeni (fot. 4), najlepiej w miejscu ocienionym, od północnej strony obiektu przechowalniczego. Zaleca się z reguły, aby sprężarka, zbiornik ciekłego czynnika i automatyka sterująca były zainstalowane wewnątrz budynku chłodni w wydzielonej maszynowni lub, ewentualnie, w pomieszczeniu pakowni owoców. Umieszczenie agregatu chłodniczego (sprężarka, skraplacz, zbiornik) na zewnątrz budynku może prowadzić do uszkodzeń powodowanych ekstremalnymi warunkami termicznymi (mróz, upał) w naszej strefie klimatycznej. Elektroniczne, mikroprocesorowe układy sterujące pracą chłodni również nie są odporne na ekstremalne warunki termiczne i powinny być montowane w temperaturze najbardziej zbliżonej do pokojowej i niekondensującej wilgotności powietrza.

Fot. 4. Skraplacz freonu powietrzny

Wilgotność

Przechowywanie owoców i warzyw wymaga utrzymania wysokiej wilgotności względnej powietrza lub atmosfery przechowalniczej. Wilgotność ta dla wybranej temperatury przechowywania powinna zawierać się w granicach 90–95% lub powyżej. Nieuniknioną konsekwencją pracy każdego układu chłodniczego, nawet najlepiej dobranego, w komorze chłodni jest obniżanie ilości pary wodnej w atmosferze (kondensacja, szronienie chłodnicy) i, w efekcie, zmniejszenie się wilgotności względnej. Skrócenie czasu pracy urządzenia chłodniczego poprzez skuteczną izolację termiczną przegród budowlanych, ograniczenie źródeł ciepła w komorze, takich jak oświetlenie, silniki elektryczne, oraz zmniejszenie ędnej atmosfery. Przyrost temperatury powietrza w komorze o 1°C powoduje spadek wilgotności względnej o około 4%. Częste otwieranie drzwi zwyk­łej komory chłodniczej, zwłaszcza w okresie suchej i mroźnej zimy, prowadzi do utraty wilgoci z atmosfery i nadmiernej transpiracji owoców.

Przechowalnie i chłodnie owoców

Poniedziałek, 11 maj 2009 / kategoria: przechowalnie i chłodnie

/ autor: opr. MG , źródło: J.Lenard, Budownictwo Wiejskie

Rys. 1. Chłodnia owoców - przekrój

kliknij aby powiększyć

Ze względu na technologię przechowywania owoców wyróżnia się:

Przechowalnie owoców, w których instalacja wentylacyjna umożliwia grawitacyjną lub wymuszoną wymianę powietrza i chłodzenie owoców zimnym powietrzem zewnętrznym.

Chłodnie owoców, w których instalacje chłodnicze umożliwiają regulowanie temperatury w komorach.

Chłodnie owoców z kontrolowaną atmosferą, w których gazoszczelne komory umożliwiają kontrolowanie temperatury i modyfikację składu powietrza. Wiąże się to z dodatkowymi instalacjami płuczek do usuwania CO2.

Rys. 2. Chłodnia owoców – rzut przyziemia: 1 - komory chłodnicze, 2 - sortownia, 3 - maszynownia na antresoli, 4 - warsztat, 5 - wiata na opakowania, 6 - hydrofornia, 7 - pomieszczenia usługowo-socjalne.

kliknij aby powiększyć

W praktyce inwestycyjnej występują przechowalnie z komorami zwykłymi i gazoszczelnymi w jednym obiekcie. Przechowalnie owoców mogą mieć komory napowierzchniowe lub zagłębione częściowo lub całkowicie, co ułatwia utrzymanie stałej temperatury wnętrz składowych.

Różnice między przechowalnią a chłodnią wynikają z instalacji wewnętrznych i zwykle przechowalnia po zainstalowaniu urządzeń chłodniczych staje się chłodnią. Składowanie owoców w kontrolowanej atmosferze narzuca konieczność zapewnienia szczelności komór.

Owoce w komorach składuje się w:

skrzynkach drewnianych litych 1/1 o wymiarach 50 x 40 x 32 cm (22 kg jabłek),

skrzynkach uniwersalnych o wymiarach 60 x 40 x 27 cm (18 kg jabłek),

skrzynkach paletowych o podstawie 120 x 100 cm lub 120 x 80 cm i głębokości 50 - 80 cm (250 - 400 kg jabłek),

paletach o wymiarach 120 x 100 lub 120 x 80 cm i wysokości 14 - 16 cm.

Rys. 3. Szczegół rozwiązania połączenia ściany i podłogi - przegroda zewnętrzna: 1 - płyta ścienna, 2 - podwalina, 3 - asfaltobeton, 4 - podkład żwirowy, 5 - ocieplenie z keramzytobetonu, 6 - beton B-15, 7 - izolacje z dwu warstw hydroizolu, 8 - suchy piasek, 9 - siatka metalowa osłony tynkowej, 10 - masa asfaltowo-lateksowa lub żywica epoksydowa, 11 - ściana działowa, 12 - płyta podłoża posadzki.

kliknij aby powiększyć

Skrzynki i jednostki paletowe ustawia się w komorach w rzędach formowanych zgodnie z kierunkiem przepływu powietrza. Odstępy między rzędami a ścianą wynoszą 10 - 20 cm, a między rzędami 5 - 10 cm. Dla nawilżania powietrza w komorach stosuje się wylewanie wody na posadzkę, a zatem skrzynki powinny być ustawiane na ruszcie. Odległość między stropem a stosem pojemników nie może być mniejsza niż 50 cm.

Gabaryty pojemników i podane odstępy między rzędami wyznaczają wymiary komór o przewidywanej pojemności. Z reguły wysokość komór przyjmuje się 600 lub 700 cm. Komory przechowalnicze muszą mieć dobrą izolację termiczną nakładaną od strony wewnętrznej, tworzącą warstwę ciągłą ścian i stropu, co wymusza ochronę jej przed wilgocią w formie paroizolacji.

Integralnymi częściami przechowalni są: pakownia, przeznaczona do przyjęcia towaru, sortownia, pakownia owoców i ekspedycji oraz wiata na opakowania, maszynownia i pomieszczenia socjalne.

Rozwiązania funkcjonalno-przestrzenne przechowalni i chłodni owoców nie różnią się od innych obiektów przechowalniczych, a podstawową różnicę kształtuje wyposażenie technologiczne.

Rys. 4. Szczegół rozwiązania połączenia ściany i podłogi - przegroda wewnętrzna: 1 - płyta ścienna, 2 - podwalina, 3 - asfaltobeton, 4 - podkład żwirowy, 5 - ocieplenie z keramzytobetonu, 6 - beton B-15, 7 - izolacje z dwu warstw hydroizolu, 8 - suchy piasek, 9 - siatka metalowa osłony tynkowej, 10 - masa asfaltowo-lateksowa lub żywica epoksydowa, 11 - ściana działowa, 12 - płyta podłoża posadzki.

kliknij aby powiększyć

W zależności od zastosowanego czynnika chłodniczego agregaty sytuuje się przy poszczególnych komorach (instalacje freonowe) lub w centralnych maszynowniach (instalacje amoniakalne), usytuowanych zwykle nad korytarzem komunikacyjnym, łącznie z płuczkami CO2 i O2. Takie rozwiązanie umożliwia racjonalne wykorzystanie przestrzeni oraz uproszczenia instalacyjne (rys. 1 i 2).

Zapewnienie wymaganej ciepłochronności a zarazem szczelności przegród zewnę-trznych i wewnętrznych uzyskuje się dzięki konstrukcjom warstwowym i wykorzystaniu wysokoefektywnych materiałów izolacyjnych. Szczególnej uwagi wymagają połączenia warstw izolacyjnych w węźle cokołowym, zarówno w ścianach zewnętrznych, jak i wewnętrznych (rys. 3 i 4). Betonowy cokolik wysokości 25 cm chroni izolację przed zniszczeniem mechanicznym przy ustawieniu stosu skrzynek oraz przed zawilgoceniem. Jako powłoki gazoszczelne na tynkach stosuje się głównie żywice oraz naklejanie folii.

Chłodnie owoców pestkowych mogą być wykorzystywane okresowo do składowania owoców miękkich (truskawki, maliny) oraz warzyw, co zapewnia wykorzystanie obiektu przez cały rok.

Chłodnia z kontrolowaną atmosferą

Poniedziałek, 17 maj 2010 / kategoria: przechowalnie i chłodnie

Zasada działania chłodni ULO

kliknij aby powiększyć

Koniecznym warunkiem przystosowania obiektu do potrzeb KA, jest uzyskanie gazoszczelności. Technologie tradycyjne, to stosowanie w tym celu blachy stalowej ocynkowanej albo aluminiowej. W obu wypadkach złącza są uszczelniane olkitem.

Nowsze rozwiązania to zastosowanie żywic epoksydowych zbrojonych (laminowanych) włóknem szklanym lub tkaniną. Technologia ta jest skuteczna i trwała. Z powodzeniem zdaje też egzamin przy gazoszczelnym adaptowaniu podłóg.

W obiekcie murowanym możliwe jest też nakładanie lakierów poliuretanowych na tynk wewnątrz komory. Bardzo obiecująca wydaje się metoda u nas najnowsza, to jest natryskiwanie pianką poliuretanową tynku na ścianach i stropie. Metoda jest uniwersalna, bo pianka jest jednocześnie izolacją termiczną, parochłonną i gazoszczelną.

Jeśli obiekt buduje się od podstaw, to najczęściej stosuje się płyty panelowe z rdzeniem poliuretanowym. Ich konstrukcją nośną jest stalowy szkielet, a profesjonalny montaż zapewnia dobrą izolację termiczną i gazoszczelność. Jest to jednak jedna z najdroższych technologii.

Najprostszym wariantem technologii KA jest kontrolowana atmosfera, gdzie CO2 + O2 zawsze = 21%. Nadmiar CO2 dyfunduje na zewnątrz przez właz kontrolny, umieszczony w drzwiach gazoszczelnych. Na jego miejsce wnika do komory O2. Czas otwarcia włazu: 15-45 minut każdego dnia. Sposób jest prosty, ale w Polsce prawie nie stosowany.

Kontrolowana atmosfera standardowa (5% CO2 + 3% O2) jest najlepsza dla wielu odmian jabłek. Do usuwania CO2 wytwarzanego przez owoce w czasie oddychania służy tzw. płuczka. Zawartość tlenu zmniejszają albo same owoce - oddychając, albo redukuje się ją, stosując tzw. separatory azotu lub konwertory.

ULO jest technologią najnowszą (na rysunku). Wszystkie parametry atmosfery są tu pod ścisłą kontrolą. W porównaniu ze zwykłą chłodnią, ULO pozwala przedłużyć okres przechowywania jabłek nawet o połowę. Dla odmian zimowych oznacza to wejście na rynek w maju-czerwcu.

Ponadto system ULO ma następujące zalety:

zmniejszenie strat owoców na skutek chorób,

utrzymanie lepszej jędrności owoców (wilgotność względna powietrza na poziomie 95-98%),

dobre zachowanie zielonej barwy zasadniczej skórki.

W systemie ULO owoce są wstępnie schładzane w tej samej komorze, gdzie będą przechowywane. Po osiągnięciu wymaganej temperatury przechowywania, za pomocą generatora azotu obniża się zawartość O2, ale tylko do poziomu 5-6%. Dalsze obniżenie jego zawartości (do poziomu poniżej 2%) powinny spowodować same oddychające owoce. Komora jest jednak hermetyczna i dlatego w końcu tlenu zrobiłoby się zbyt mało. Zapobiega temu rura, zaopatrzona w zawór, która w razie potrzeby doprowadza go wraz z powietrzem atmosferycznym. Jej wylot znajduje się przed wentylatorem parownika, czyli w miejscu, gdzie stale panuje podciśnienie.

Utrzymywanie właściwego stężenia CO2 jest możliwe dzięki pracy płuczki z węglem aktywnym (absorbuje on powierzchniowo CO2). Zanim dojdzie do stanu nasycenia, następuje „czyszczenie" (regeneracja) węgla aktywnego przez powietrze atmosferyczne. Węgiel w płuczce musi być suchy, gdyż wydajność wilgotnego jest dużo niższa.

Stałą kontrolę stężenia CO2 i O2 umożliwiają analizatory. Ostatnio pojawiły się mało zawodne, dokładne i stosunkowo tanie analizatory, których praca opiera się na wskazaniach czujników chemicznych. Istnieje możliwość sprzężenia ich pracy z elektronicznymi sterownikami, w celu automatycznego regulowania składu gazowego atmosfery.

Urządzeniem, które reguluje niewielkie zmiany ciśnienia w komorze, jest worek kompensacyjny ("płuco" komory). Jego zadaniem jest utrzymanie ciśnienia w komorze na poziomie zewnętrznego, by przez ewentualne nieszczelności nie przedostawało się powietrze atmosferyczne. Dodatkowym zabezpieczeniem przed zmianami ciśnienia są zawory bezpieczeństwa - nadciśnienia i podciśnienia. Dają one możliwość wyrównywania większych różnic ciśnień, które mogą powstać podczas schładzania atmosfery w komorze.

Istnieje także możliwość usuwania etylenu z atmosfery komory. Umożliwia to katalityczny dopalacz etylenu, który pracuje w temperaturze 240°C. Osiąga się przy tym dodatkową korzyść, bo w powietrzu, które przez niego przechodzi, są niszczone zarodniki grzybów chorobotwórczych. Uważa się, że usuwanie etylenu ma zastosowanie przy stężeniach tlenu wyższych niż 1,5%.