Какво представлява охлаждането на помещенията: Как работи охлаждането на помещенията


От: Тео Шпенглер

Охлаждането в помещенията е често срещан начин за охлаждане на плодовете и зеленчуците след прибирането им. Както подсказва името, идеята е да се охладят продуктите, след като бъдат взети. Охлаждането на продуктите помага за предотвратяване на щети от омекотяване, увяхване, плесени и бактерии.

Ако не сте запознати с плодовете и зеленчуците за охлаждане в помещенията, може да имате въпроси като какво е охлаждането на помещението или как работи охлаждането в помещението? Прочетете за преглед на системата за охлаждане на помещението.

Какво е охлаждане в стаята?

Не е лесно да се транспортират пресни продукти от горещите полета, в които те растат, до пазара, като същевременно се поддържа високо качество и ниска степен на разваляне. И не е по-различно в по-големите градини или градини в задния двор.

Охлаждането в стаята е система, която охлажда продукцията, след като е събрана, за да гарантира, че качеството се поддържа, докато продуктът достигне до потребителя. Това качество е също толкова важно и за домашните производители.

Охлаждането след прибиране на реколтата е критична стъпка за запазване свежестта на много нетрайни култури. Охлаждането помага да се спре разграждането на ензимите, забавя увяхването и предотвратява появата на плесени. Той също така намалява ефектите на етилен, газ, който ускорява узряването.

Как работи охлаждането на помещенията?

Охлаждането в помещенията е един от разнообразните методи, които производителите използват за охлаждане на полските култури. Системата за охлаждане на помещенията включва създаване на изолирана стая с хладилни агрегати, които охлаждат пространството. Производителите събират продукцията, след което я поставят в хладилната стая, за да се охлади.

Системата за охлаждане на помещенията може да се използва за съхранение на продукти, които преди това са били охладени от някакъв друг, по-бърз метод за охлаждане като принудително въздушно охлаждане, хидроохлаждане, заледяване или вакуумно охлаждане. Може да се използва и като основен метод за охлаждане, който изисква по-голям хладилен агрегат.

Предимства на охлаждането на помещенията

Охлаждащата система в помещението е сред най-често използваните методи за охлаждане на посевите. Това не е най-бързият метод за охлаждане на продуктите и се оказа твърде бавен за някои култури. Въпреки този факт, охлаждането на помещенията работи добре в много случаи. Едно от предимствата е, че служи както за понижаване на температурата на продукта, така и за безопасното му съхранение.

Плодовете за охлаждане в стаите и други култури работят най-добре за продукти, които имат относително дълъг живот на съхранение. Най-добре е за продукти, които ще се съхраняват в същото помещение, докато се охлаждат.

Някои плодове, които се справят добре с охлаждане в стаите, са ябълки, круши и цитрусови плодове. Системата за охлаждане на помещенията работи добре и за картофи и сладки картофи.

Разбира се, не всички имаме големи хладилни помещения, специално проектирани за нашите продукти. И така, как домашните градинари могат да охладят плодовете и зеленчуците си? Повечето от нас имат климатик, който може да помогне. Разполагаме и с хладилници, където повечето от тези продукти могат безопасно да се охладят. Следващата справка „Съхранение на пресни плодове и зеленчуци“ също може да помогне.

Тази статия е актуализирана последно на

Прочетете повече за Съвети и информация за градинарството


Хладилно съхранение на плодове и зеленчуци

Съхранението на студено за плодове и зеленчуци е особено сложна тема, тъй като има много фактори, като възраст и произход, които могат да повлияят на начина на съхранение на пресните продукти. Това ръководство разглежда защо трябва да използвате хладилни складове за складиране и разпространение на вашите пресни продукти и най-важните фактори, които трябва да имате предвид, когато използвате хладилни хранилища за плодове и зеленчуци.


Относно хидроохладителите

Хидроохладителят произвежда охладена вода и след това премества тази вода в контакт с продукта. Когато разглеждате хидроохладителя като метод за охлаждане на продуктите, е важно да разберете използваните методи за водно охлаждане и да знаете изискванията за опаковане и подреждане на продуктите.

Внимание. Не всички видове пресни продукти могат да бъдат успешно хидроохладени. Някои са чувствителни към навлажняване, което насърчава растежа на гниещите организми. За списък на продуктите, които могат да се охлаждат с вода, вижте разширението на публикация AG 414-1, Правилни методи за охлаждане и обработка след прибиране на реколтата. Разбира се, без значение какъв метод на охлаждане се използва, продуктите никога не трябва да се оставят да се затоплят, след като се охладят.

Методи за хидроохлаждане

В повечето хидроохладители помпата премества охладената вода в контакт с топли продукти. След това затоплената вода се охлажда и рециклира. За охлаждане на водата много хидроохладители разполагат с компресионна парна хладилна система, подобна на климатик или хладилник. Хладилна система може да се разглежда като помпа, която движи топлината. Капацитетът на хладилна система за преместване на топлина се измерва в тонове. Един тон охлаждане се равнява на 12 000 Btu на час.

Някои хидроохладители не използват хладилна система. Вместо това се използва натрошен или парчен лед за охлаждане на водата. Обикновено големи ледени блокове с тегло до 300 паунда се транспортират от ледена инсталация, смачкват се и се добавят при необходимост във воден резервоар, прикрепен към хидроохладителя. Капиталовите разходи за хидроохладител от този тип са много по-малко от тези с интегрирана хладилна система и могат да бъдат предпочитани от производителите с ограничено количество продукция или кратък сезон на охлаждане. За да се направи валидно икономическо сравнение, трябва да се вземат предвид разходите за леда. За хидроохладител от този тип трябва да има надежден източник на лед на разумна цена.

Създайте съображения за опаковане и подреждане

Дизайнът на продуктовата опаковка и подреждането са от решаващо значение за процеса на пренос на топлина при хидроохлаждане. Различни опаковки от продукти са били успешно използвани при хидроохлаждане. Тези пакети включват дървени щайги, обвързани с тел, кашони от восъчни влакна, мрежести полиетиленови торби и контейнери за насипни товари. Палетизираните опаковки могат да бъдат хидроохладени, ако са внимателно подредени, за да може водата да влезе в пакетите. Ако водата тече наоколо, а не през пакетите, ще се получи малко охлаждане. Производството във восъчни картонени картонени кутии с твърди плотове е особено трудно за охлаждане, тъй като горната част не позволява на водата да влезе.

Картонени кутии и щайги с голям процент отворено пространство са по-подходящи за хидроохлаждане, тъй като позволяват достатъчно навлизане на вода. Произвежда се в 20-бушелови контейнери за насипни товари, особено добре се охлажда, защото хладната вода може лесно да проникне през продукта.


Информационен лист за технологии за градинарско развитие

В много развиващи се страни процентът на загуба на плодове и зеленчуци след прибиране на реколтата надхвърля 50%. Хладното съхранение може значително да намали тези загуби, увеличавайки доходите за фермерите. Хладното съхранение на практика не съществува поради високата цена на оборудването и липсата на знания за предимствата на охлаждащата продукция. Самото управление на температурата може да удължи срока на годност със седмици или дори месеци. Фермерите, които могат да съхраняват продукцията си по-дълго, могат да се възползват от по-добри цени, тъй като пазарните цени могат да варират драстично с течение на времето.

Как работи CoolBot

CoolBot е разработен от Store It Cold като достъпен начин за дребните производители да охлаждат продукти във фермите си. Иновационната лаборатория за градинарство е тествала хладни стаи, оборудвани с CoolBot на три континента. Оборудването:

  • Заменя температурния индикатор на климатика, подвеждайки го да работи по-усилено, като същевременно предотвратява замръзването на компонентите.
  • Преобразува изолирана стая и евтин, лесно достъпен климатик за прозорци в хладна стая.
  • Значително намалява цената на хладна среда за съхранение на плодове, зеленчуци, цветя и други продукти.
  • Прави готиното съхранение жизнеспособна опция за фермерите, кооперациите и пазарните групи в развиващия се свят.

Ползи

  • Земеделските производители могат да съхраняват продукция за продажба извън сезона, когато цените са по-високи.
  • Подобрените възможности за съхранение в хладилник ще стабилизират цените на плодовете и зеленчуците, като ще дадат на потребителите достъп до питателни пресни продукти през цялата година.
  • Земеделските производители са по-добре защитени от непостоянни пазарни цени.

Основни разходи

  • CoolBot ($ 299)
  • Климатик
  • Изолирана стая
  • Месечни разходи за електроенергия

Тези разходи подлежат на местни промени. Идентифицирането на местни, ефективни варианти за изолирани стаи е една от целите на свързания проект за иновационна лаборатория по градинарство.

Какво следва? Мащабиране

Образование: Увеличете обучението след прибиране на реколтата и директния обхват на фермерите.

Осиновяване: Работете с индустрията, фермерските кооперации, местните и регионалните пазари и купувачите на едро, за да приемете CoolBot.

Инвестиция: Изследвайте иновативни възможности за инвестиции за фермери и групи. Определете предприемачите, които искат да популяризират CoolBot.


Министерство на земеделието, храните и селските райони


Agdex #: 736/20
Дата на публикуване: Август 2014 г.
Поръчка#: 14-039
Последен преглед: Ноември 2018 г.
История: Заменя информационния лист OMAFRA 98-031
Написано от: Х. Фрейзър

Като част от предоставянето на достъпно обслужване на клиенти, моля, изпратете имейл на Центъра за контакт със земеделието ([email protected]), ако се нуждаете от комуникационна поддръжка или алтернативни формати на тази публикация.

Съдържание

1. Въведение

Този информационен лист описва как да изберете, проектирате и управлявате три вида системи с принудително въздушно охлаждане (FAC) (Фигура 1 и Таблица 1):

  • тунелен хоризонтален въздушен поток
  • вертикален въздушен поток на колона
  • серпентинен вертикален / хоризонтален въздушен поток

2. Защо да се охлажда възможно най-скоро след прибиране на реколтата?

Градинарските култури са живи организми след прибиране на реколтата и трябва да останат живи и здрави, докато не бъдат преработени или консумирани (Kader, 2002). Енергията, необходима за запазване на живота, идва от хранителните запаси в продукцията чрез процес, наречен дишане. По време на дишането се отделя топлинна енергия. Скоростта на освобождаване обаче зависи от вида на продукта, зрелостта, нараняванията и вътрешната температура.

От тези фактори произвежданата температура има най-голямо влияние върху дишането. Бързото, равномерно охлаждане веднага след прибиране на реколтата за отстраняване на полевата топлина спомага за забавяне на дишането и осигуряване на по-дълъг срок на годност. Като грубо ръководство едночасовото забавяне на охлаждането намалява срока на годност на продукта с един ден. Въпреки че това не е вярно за всички култури, то се отнася за много нетрайни култури по време на горещо време. Намаляването на температурата също така намалява скоростта на производство на етилен и загубата на влага, както и разпространението на микроорганизми и влошаване от наранявания.

Маса 1. Предимства / недостатъци на FAC системите

Предимства Недостатъци
Тунелни хоризонтални системи за въздушен поток Работи с повечето типове контейнери, ако има достатъчно странични отвори От всички системи на FAC се изисква най-много подова площ на килограм охлаждана продукция
Няма ограничение за общия брой двойки странично изрязани контейнери / палети, охладени наведнъж От всички FAC системи има най-много места, където охлаждащият въздух може да късо съединение
Охлаждащият въздух преминава само по ширината на един палет (1-1,2 м или 40-48 инча) Необходимо е пространство между палети и стени или съседни тунели
Системи за вертикален въздушен поток на колона Изисква подова площ от среден клас на килограм охлаждана продукция Всички страни на палета, които не са към охлаждащата стена, трябва да бъдат покрити, за да се предотврати късо съединение на въздуха
Подходящ за малки ферми с голямо разнообразие от продукти за охлаждане Подходящ само за пластмасови контейнери за многократна употреба от долния слот (RPC)
От всички FAC системи създава най-малък брой места, където охлаждащият въздух може да накъса От всички FAC системи охлаждащият въздух преминава най-далеч през продукцията - до около 2 м (6,5 фута) бавно охлаждане
Серпентинови вертикални / хоризонтални системи за въздушен поток От всички FAC системи се изисква най-малко подова площ на килограм охладена продукция Кофите трябва да имат подови отвори, всички странични отвори трябва да бъдат блокирани
Охлаждащият въздух се движи само през дълбочината на контейнера (0,4-0,6 м или 15-24 инча) Някои охлаждащ въздух ще късо съединение в горните контейнери
Най-доброто за охлаждане на насипни продукти преди опаковане Отворите за мотокари ограничават въздушния поток и ограничават доколко контейнерите могат да бъдат поставени от стената

Фигура 1. Студеният, охладен въздух (сини стрелки) се изтегля през контейнери от вентилатори с голям капацитет в фалшив стенен пленум в хладилно хранилище. Тези вентилатори създават частичен вакуум и изтеглят въздух през стратегически разположени отвори (зелено засенчване) в пленума. Продукцията се охлажда предимно чрез конвективното действие на високоскоростния студен въздух, когато улавя топлина от полето от топли продукти (лилави стрелки), докато преминава около продукта. След това затопленият въздух (червени стрелки) се издухва обратно в хладилното хранилище към намотките на изпарителя на хладилната система, за да се охлади отново.

Независимо от системата, вентилаторите изтеглят охладен въздух през продуктите. Конвективният контакт на високоскоростен хладилен въздух с топли продукти създава бързо, равномерно, предвидимо охлаждане. Това е за разлика от стайното охлаждане, където продуктите, поставени в хладилни хранилища, се охлаждат бавно, неравномерно и непредсказуемо, главно чрез проводимост. FAC охлаждането обикновено изисква 1-10 часа, докато стайното охлаждане изисква 20-100 часа (Thompson, 2008). Въпреки това, в зависимост от това колко нетрайна е реколтата, FAC времената могат да варират от 0,75 до 6 часа в повечето ферми.

3. Системи за принудително охлаждане

Има три вида FAC системи, използвани в индустрията (Фигура 1).

Тунелната система за хоризонтален въздушен поток (Фигура 2) е най-често срещаната FAC система. Хладилният въздух се движи хоризонтално през контейнерите, така че подравнете страничните отвори, ако е възможно. Кошниците с продукти, като дървесни плодове, често са опаковани в контейнер за гофриран картон, който ограничава въздушния поток. Конусните пластмасови контейнери или кошници с плодове на отворени стелажи могат да доведат до обратния проблем, позволявайки на прекалено много охладен въздух да се къси между контейнери с малко охлаждане.

Идеалните контейнери се подреждат плътно от всички страни и запълват целия отпечатък на палета. Това минимизира късото съединение на въздуха. Контейнерите от гофриран картон с отвори за отдушници, които подреждат или пластмасови контейнери за многократна употреба (RPC) на палети работят добре. Много производители използват пластмасови кошчета за обработка на насипни продукти. Еднопосочните входящи кошчета за мотокари са най-добри, тъй като двупосочните входящи кошчета за мотокари позволяват на хладилния въздух да се къси.

The колона вертикалната система за въздушен поток (Фигура 3) е най-рядко срещаната FAC система. Изисква транспортни контейнери с долни слотове като RPC. Подходящ е за малки насипни продукти като трапезно грозде, гъби, сладки череши или сливи. Студеният въздух може да се изтегля вертикално нагоре или надолу през контейнерите. Тази система работи и за други цели, като бавно охлаждане / втвърдяване на грозде за вино, преработено с помощта на appassimento метод, който изсушава и концентрира захари и аромати.

Серпентин хоризонтални / вертикални системи за въздушен поток (Фигура 4) работят само за кошчета с подови слотове. Фигура 4 показва част от система за шест колони с високи шест кошчета, плътно разположени една срещу друга. Показани са две колони кошчета, които се охлаждат. Всяка колона има независим центробежен вентилатор, който изтегля охладен въздух през тази колона.

Всяка колона за боклук на фигура 4 има три отвора на слота на охлаждаща стена. Те се подравняват идеално с отворите за мотокари на контейнери 2, 4 и 6. Отворите за мотокари на тези кошчета са покрити с брезенти, които „засмукват“ плътно към кошчетата. В резултат на това хладилният въздух може да влезе само в отворите на мотокарите на контейнери 1, 3, 5 и в горната част на контейнер 6.

След това студеният въздух пътува вертикално "нагоре" през слотовете в дъното на контейнери 1, 3 и 5 и през тяхната продукция, или вертикално "надолу" през продуктите в контейнери 2, 4 и 6 и през слотовете в дъното на тези контейнери. И накрая, въздухът се движи хоризонтално по отворите на мотокарите през отворите на охлаждащата стена между контейнери 1 и 2, 3 и 4 и 5 и 6. Името „серпентина“ идва от лъкатушенето на студен въздух в много посоки. Отворите за мотокари не са големи, което може да ограничи въздушния поток, така че тези системи обикновено са ограничени само до една до три колони кошчета, разположени от охладителната стена, в зависимост от желаните въздушни потоци.

Фигура 2. Това тунел Хоризонталната система за въздушен поток разполага с вентилатори с голям капацитет вътре в пленума (разположени зад палетите), които извличат охладения въздух (сини стрелки) от стаята хоризонтално през кутии за производство. След това затопленият въздух (лилави, а след това червени стрелки) преминава през „тунел“, създаден между палетите, и в пленума, където се насочва обратно в складовото помещение (червени стрелки) към намотките на изпарителя, за да се охлади отново. Палетите се охлаждат по двойки. Пластмасовите листове засмукват плътно кутиите и тунела. Обшивката се завърта на място с шнурове, прикрепени към тавана.

Фигура 3. Това колона вертикалната система за въздушен поток използва RPC с долни отвори. Студеният въздух (сини стрелки) се изтегля вертикално надолу от горната част на стека (лилави, след това червени стрелки) през специално проектиран палет, използващ вентилатор с голям капацитет, разположен в основата (не е показан). RPC работят добре, тъй като имат изцяло вентилирани дъна, кръстосани на редуващи се слоеве, пасват перфектно на стандартен палет и се прилепват толкова плътно един към друг, че няма места, където студеният въздух може да късо съединение. И четирите вертикални страни на стека трябва да бъдат покрити с брезенти (не са показани), за да принудят студения въздух да се движи вертикално. (Снимката е предоставена от д-р Бернар Гойет, Център за изследвания и иновации на Vineland, Vineland)

Фигура 4. Това серпентин хоризонтална / вертикална система за въздушен поток има центробежни вентилатори вътре в метални корпуси над шперплат. Тези вентилатори изтеглят охладен въздух през "горещи" плодове от дървета в пластмасови кошчета. Всеки стек от шест кошчета е независим. Три отвора за мотокар срещу отворите на стената са затворени с покрития. Това принуждава студения въздух да влезе през останалите три отворени отвора на мотокарите и да се придвижва нагоре или надолу през плодовете през прорези в пода на кошчето. Докато въздухът се затопля (лилави стрелки), той се насочва обратно в помещението за съхранение (червени стрелки) към намотките на изпарителя, за да се охлади отново. Кофите са плътно подредени, така че въздухът не може да накъса през страничните отвори на контейнерите. Ако купчини липсват, се монтира брезент, за да се предотврати късо съединение. Тази брезент може да се види, покриваща страните на дясната колона на кошчетата. Показаната тук система е в процес на изграждане, тъй като около слотовете трябва да се монтира пяна. (Снимка: Хю Фрейзър, OMAFRA)

4. 7/8 Cool Time

7/8 време за охлаждане се отнася до времето, необходимо за отстраняване на седем осми (87,5%) от температурната разлика между първоначалната температура на продукта и температурата на охлаждащата среда (за FAC системи охлаждащата среда е охладен въздух). Измерва се от времето, когато продукцията е поставена за първи път върху охладителя с принудителен въздух. Постигането на 7/8 хладно време гарантира, че по-голямата част от полевата топлина е отстранена, скоростта на дишане на продукта е намалена и продукцията е много близка до оптималната си температура на задържане. На теория продукцията никога не достига температурата на охлаждащата среда. Обаче времето за охлаждане 7/8 е предназначено да осигури възможно най-голяма продуктивност до температурата на охлаждащата среда.

Фигура 5. Отношение време-температура за охлаждане на продуктите.

Фигура 5 показва продукция с начална вътрешна температура 32 ° C (89,6 ° F), която се охлажда с охладен въздух при 0 ° C (32 ° F). Отнема 9 часа, докато продукцията достигне 4 ° C (39,2 ° F), което представлява спад от 87,5%. Следователно времето за охлаждане 7/8 е 9 часа.

На теория 7/8 хладно време е три пъти по ½ хладно време. Следователно, продукцията отнема 9 часа, за да се охлади до 4 ° C (39,2 ° F), трябва да отнеме 3 часа, за да достигне 16 ° C (60,8 ° F). Това рядко е вярно, тъй като условията на охлаждане и температурите в хладилни помещения рядко остават постоянни. Тази връзка на кривата на охлаждане обаче помага да се предскаже кога продукцията ще достигне определена температура. Таблица 2 изброява други удобни връзки.

Независимо от охлаждащата среда (въздух или вода) или метод (принудително въздушно охлаждане, охлаждане в помещението, хидроохлаждане и др.), Първо охлаждането се произвежда бързо, след това бавно с времето (Фигура 5). Няколко фактора влияят върху скоростта на охлаждане във FAC система:

  • насипната плътност на продукцията в контейнер (продукцията се охлажда по-бързо, ако е опакована по-малко плътно)
  • контейнерът, ориентацията и обезвъздушаването (произвежда се по-бързо се охлажда, ако въздухът минава равномерно от него)
  • съотношението обем към повърхност (произвеждайте с малки съотношения, например охлаждайте по-бързо черешите от пъпешите)
  • разстоянието, което охлаждащият въздух преминава през продукцията (производството се охлажда по-бързо, ако разстоянието е по-кратко)
  • въздушен поток на тегло (L / s / kg или CFM / lb) (произвежда охлаждане по-бързо с по-високи въздушни потоци, ако охлаждането е подходящо)

Таблица 2. Връзките за оценка на 7/8 готини времена. Например, ако времето за охлаждане 3/8 е 2 часа, времето за охлаждане 7/8 е около 2 х 4,5 = 9 часа

5. Трябва ли принудителното въздушно охлаждане да бъде в отделна стая?

Най-добре е продукцията да се охлажда в специална стая за FAC, преди да се изнесе за опаковане и / или за по-дълго съхранение. В противен случай температурата в стайния въздух може да се повиши след добавяне на всяка прясна партида топли продукти, особено при маломерни хладилни системи. В резултат на това студените продукти, които вече са в стаята, могат да се потят и леко да се повишат. Отделната стая на FAC обаче не винаги е достъпна. Компромисът е да се създаде зона на FAC, която има много повече хладилник. Това помага за намаляване на температурните колебания.

6. Каква продукция може да се охлажда с въздух?

Повечето продукти могат да бъдат охлаждани с принудително въздух. Някои продукти обаче трябва да имат по-кратко 7/8 време за охлаждане (вж. Таблица 3).

Култури с много висока нетрайност

Тези култури имат много висока честота на дишане и / или увяхват много бързо при температури на реколтата, така че се нуждаят от кратки 7/8 хладни времена. В зависимост от реколтата, те често се охлаждат с водно охлаждане, охлаждане с лед или вакуум. Всички тези култури обаче могат да бъдат успешно охлаждани с принудително въздух, при условие че това се извършва незабавно с високи скорости на въздушния поток и въздух с висока относителна влажност. Трябва да се използват много високи въздушни потоци от най-малко 2-6 L / s / kg (2-6 CFM / lb) на продукта, с цел постигане на 7/8 времена на охлаждане от 0,75-1,5 часа. Монитор за признаци на увяхване. Ако относителната влажност на охлаждащия въздух е по-голяма от 80% и периодът на охлаждане е кратък, загубата на влага е незначителна (Thompson, 2008).

Култури с висока нетрайност

Тези култури имат висока честота на дишане, губят влага при температури на прибиране на реколтата и трябва бързо да се охладят възможно най-скоро след прибиране на реколтата. Скоростта на въздушния поток трябва да бъде най-малко 1,25-4 L / s / kg (1,25-4 CFM / lb) на продукта и 7/8 времена на охлаждане от 1-2,5 часа. Snap зърната трябва да се охлаждат само до 4 ° C-7 ° C (39,2 ° F-44,6 ° F), в зависимост от сорта. В противен случай те могат да получат смразяваща травма.

Култури с умерена нетрайност

Въпреки че тези култури са по-нетрайни от тези, които вече са изброени, все пак се препоръчва бързото им охлаждане веднага след практиката след прибиране на реколтата. Скоростта на въздушния поток трябва да бъде най-малко 0,5-1,5 L / s / kg (0,5-1,5 CFM / lb) продукция със 7/8 времена на охлаждане от 2-6 часа.

Пъпешите и летните скуош са чувствителни към смразяващи наранявания, така че избягвайте използването на много студен хладен въздух. Дините трябва да се охладят до 2 ° C-5 ° C (34 ° F-41 ° F), а летните тикви до 7 ° C-10 ° C (45 ° F-50 ° F).

Таблица 3. Относителна нетрайност на пресните плодове и зеленчуци поради високи честоти на дишане и / или бързо изсъхване, препоръчани 7/8 хладни времена и FAC въздушни потоци

1 Култури бързо увяхване, препоръчва се 7/8 хладни времена
2 По-високите въздушни потоци съответстват на по-кратки 7/8 хладни времена.
Таблица, адаптирана от Томпсън, 2008 г.

7. Какви са компонентите на охладител с принудителен въздух?

Има шест компонента на успешния охладител с принуден въздух: вентилатор, въздуховоди, контейнери, метод за предотвратяване на късо съединение, хладилна система и оборудване за наблюдение.

1. Вентилатор

Вентилаторът захранва FAC системата (Фигура 6), като въздушният поток се измерва в литри в секунда (L / s) или кубически фута в минута (CFM). Те могат да бъдат центробежни (клетка с катерица) или аксиален поток. Много производители избират центробежни вентилатори, тъй като те често са по-ефективни и по-тихи. Издърпването на въздух през контейнерите с продукти натоварва много вентилатора, намалявайки въздушния му поток. Поради тази причина изберете вентилатори въз основа на въздушния поток при работно статично налягане.

Статичното налягане е разликата между налягането на въздушния поток в пленума на FAC и налягането на въздушния поток непосредствено преди постъпването му във FAC (т.е. разликата в налягането на въздушния поток надолу по веригата спрямо горния поток на продукта). Това е мярка за това колко натоварване трябва да работи вентилаторът на FAC. Предвиждането на статичното налягане е трудно, тъй като се влияе от много фактори:

  • зони за навлизане на въздух върху контейнери
  • подравняване на отдушниците
  • разстоянието, което въздухът трябва да измине през продукцията
  • плътността на продукцията в контейнерите
  • ограничения на въздуховодите

За повечето FAC системи статичното налягане варира от 10-25 mm (0,4-1,0 in.) Воден манометър. Например, всеки от центробежните вентилатори с мощност 1,1 kW (1,5 к.с.) на фигура 4 осигурява 2313 L / s (4900 CFM) при 10 mm (3/8 in.) Манометър за статично налягане. Така че, за шест контейнера с 225 кг (500 lbs) продукция, скоростта на въздушния поток е 1,7 L / s / kg (1,6 CFM / lbs) продукция, което е подходяща скорост на въздушния поток за умерени до силно нетрайни култури (в този дело, праскови).

Удвояването на скоростта на въздушния поток на килограм продукция ускорява скоростта на охлаждане, но не намалява наполовина времето за охлаждане. Обикновено е по-важно да се увеличи охлаждането на помещението за съхранение и да се направи по-добра работа, предотвратявайки късо съединение на въздуха, отколкото просто да се увеличат скоростите на въздушния поток. За хоризонтални системи за въздушен поток в тунела (Фигура 2) може да са необходими ребра за усилване на брезенти, които се простират през широки тунели, за да се предотврати засмукването на брезента в тунела, ако статичното налягане е много високо.

2. Канализация

За да намалите ненужните натоварвания на вентилатора, проектирайте подаването на студен въздух и пространствата за връщане на топъл въздух (Фигура 1), за да поддържате въздушните скорости под 5 m / s (1000 ft / min). Уверете се, че въздухът не се ограничава никъде по пътя си, освен докато пътувате през продукцията. Връзката е:

Q = A x V или A = Q ÷ V, където:

  • Q е скоростта на въздушния поток, измерена в L / s (CFM)
  • A е площ на напречното сечение, перпендикулярна на въздушния поток, измерена в m 2 (ft 2)
  • V е скоростта на въздуха, измерена в m / s (ft / min)

Например, за да се определи напречното сечение, необходимо, ако скоростта на въздушния поток е 5000 L / s (5 m 3 / s), а скоростта на въздуха е 5 m / s:

Следователно осигурете поне 1 m 2 напречно сечение за всеки 5000 L / s (или 5 m 3 / s) въздушен поток (1 ft 2/1000 CFM) във всички пространства за подаване на студен въздух и пространства за връщане на топъл въздух. Тези пространства се различават в зависимост от FAC системата и въздушните потоци.

3. Контейнери

Системата за проектиране и обезвъздушаване на контейнера може да създаде или разчупи FAC система. Идеалните контейнери имат прави стени (без конус), така че контейнерите да прилягат плътно един към друг. Те също имат отвори, които:

  • заемат 25% от площта, перпендикулярна на посоката на въздушния поток (Vigneault & Goyette, 2002)
  • са равномерно разпределени по пътя на въздушния поток
  • подредете по пътя на охлаждането
  • са проектирани като дълги слотове, а не като кръгли отвори, така че продуктите няма да ги запушат
  • са неограничени от подложки, тави или опаковъчни материали

4. Метод за предотвратяване на късо съединение

Предотвратяването на късо съединение на охлаждащия въздух е критична, но често пренебрегвана характеристика на добрата FAC система. Въздухът поема по пътя на най-малкото съпротивление, така че дори малки пукнатини трябва да бъдат запушени. Десет процента въздух в добре проектирана и добре експлоатирана система може да се късо съединение, докато повече от 30% от въздуха може да късо съединение в лошо проектирани и лошо експлоатирани (Томпсън, 2008).

Издърпването на въздух с вентилатор е по-ефективно от издухването му. Издърпването на въздух засмуква листове или брезенти върху контейнерите, предотвратявайки изтичането на студен въздух и късо съединение на вентилатора.

Има много места за въздух до късо съединение, включително:

  • отвори за мотокари
  • транспортни контейнери, които не прилепват плътно отстрани или отгоре или които не отговарят на размерите на палета
  • зони, където палети / кошчета се прилепват към охлаждащата стена в тунелни или серпентинови FAC системи
  • зони между контейнери върху палети и свободно прилепнали брезенти в тунелни FAC системи

Манометър за статично налягане от 50 щатски долара от доставчици на фермерска вентилация измерва натоварването със статично налягане, срещу което вентилаторът трябва да работи между пространствата за подаване на студен въздух и пространствата за връщане на топъл въздух. Тъй като отворите за късо съединение се запушват, статичното налягане се повишава, което показва, че вентилаторите работят по-усилено, тъй като през продукта се изтегля повече въздух, което предлага по-голяма устойчивост. Използвайте целофан или леки панделки, за да проверите за наличие на пролуки или дупки, тъй като те ще се засмучат дори в малки.

Общите методи за предотвратяване на късо съединение са:

  • инсталиране на пяна или уплътнения на врати между палети / кошчета и охлаждащи стени
  • осигуряване на пълното пълнене на контейнерите за транспортиране, така че да няма празнини между палетите
  • осигуряване на плътно прилепване на брезентите към кошчета или контейнери
  • инсталиране на омекотени подови брони, към които се притискат палети, за да се предотврати късо съединение през отворите на мотокарите

5. Хладилна система

Никога не можете да прекалявате с хладилник в хладилник. Тъй като продукцията веднага започва да се охлажда, след като FAC започне, първоначалният наклон на кривата на охлаждане на Фигура 5 е много стръмен. Количеството охлаждане, необходимо в началото на охлаждането, може да бъде много голямо. Формулата за необходимо охлаждане в kJ / h (Btu / h) е:

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

  • 2.08 = Естествен логаритъм от 1/8
  • A = Температура на продукта, измерена в ° C (° F)
  • B = Температура на охлаждащата среда (въздух), измерена в ° C (° F)
  • C = Тегло на охлаждания продукт, измерено в kg (lbs)
  • D = Специфична топлина на продукта: 3,77 kJ / kg / ° C (0,9 Btu / lb / ° F)
  • E = 7/8 време за охлаждане, измерено в hr

Адаптиран от формулата за моментна скорост на охлаждане (Thompson, 2008).

Операцията, показана на Фигура 4, има серпентинна хоризонтална / вертикална система за въздушен поток с 36 контейнера. Всяка кошче съдържа 225 кг праскови, така че има общо 225 кг х 36 = 8100 кг (18 000 паунда), когато системата е напълно заредена. Какъв охлаждащ капацитет е необходим за охлаждане на прасковите от 28 ° C (82 ° F) до 3,5 ° C (38 ° F) за 3,5 часа, като се използва охлаждащ въздух, който е 0 ° C (32 ° F)?

Това представлява 7/8 време за охлаждане от 3,5 часа.

Най-лошият сценарий е ако всичките шест колони кошчета се преместят едновременно в охладителя, съдържащи продукти, които са 28 ° C. От формулата по-горе моментното охлаждане в началото на охлаждането в този най-лош случай би било:

2,08 x (28 ° C - 0 ° C) x 8100 kg x 3,77 kJ / kg / ° C ÷ 3,5 часа

= 598 136 kJ / час, или 141,1 kJ / s, или 141,1 kW охлаждане

(2,08 x (82 ° F - 32 ° F) x 18 000 lbs x 0,9 Btu / lb / ° F ÷ 3,5 часа = 481 371 Btu / час охлаждане)

Използвайки термин от индустриалната система на Империя, тон охлаждане се равнява на 3,5 kW (12 000 Btu / час). Следователно 141,1 kW ÷ 3,5 kW / тон се равнява на приблизително 40 тона охлаждане. Малко вероятно е и наистина е нежелателно едновременно да се зарежда цялата FAC с гореща продукция, така че инсталирането на толкова много хладилник би било ненужно и скъпо. Ако тази система беше равномерно натоварена с течение на времето, щеше да има някои частично охладени плодове и други плодове, които бяха почти напълно охладени, така че всъщност беше необходимо само 50% толкова охлаждане. Трудно е обаче да се постигне еднакво натоварване и в реалния свят възникват тесни места. Вместо това, като грубо ръководство, проектирайте съоръжението за 2/3 моментната скорост на охлаждане в началото на охлаждането:

141,5 kW x 2/3 = 94 kW, или приблизително 27 тона охлаждане

(481 371 Btu / h x 2/3 = 320 247 Btu / h или приблизително 27 тона охлаждане)

При това по-ниско ниво на охлаждане температурата на въздуха в помещението може леко да се повиши, когато новата продукция започне да се охлажда, но постепенно ще се възстанови. Разбира се, това е само количеството охлаждане, надвишаващо количеството, необходимо за отчитане на топлината, идваща от другаде в зоната за съхранение, като например през стени, таван и врати за отваряне и затваряне и т.н.

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.

Препратки

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



Предишна Статия

Успех в грешните ръце

Следваща Статия

Градинарство на юг: Топ растения за южните централни градини