8.4.1. Характеристика стаціонарних сховищ

У сучасних типових проектах сховищ враховують основні особли­вості технології приймання та зберігання продукції, а також природ­но-кліматичні умови, у тому числі максимальні мінусові температу­ри: —20, —30 та —40 °С. У регіонах з температурою повітря до мінус 20 °С використовують наземні сховища, а з температурою мінус 30 °С (північні та східні області України) будують напівзаглиблені сховища з обвалуванням частини стін землею. Влаштовують переважно плодосховища наземні, оскільки в них передбачається пе-редреалізаційне сортування плодів, яке незручно проводити в за­глибленому сховищі. Наземними є також цибулесховища, де треба підтримувати низьку відносну вологість повітря.

Місткість сховищ неоднакова. З урахуванням інфекційного на­вантаження вона вважається оптимальною: для зберігання картоп­лі — 1500 т (рис. 21), капусти — 750, коренеплодів — 300, цибулі — 200, яблук — 400 т. Крім того, місткість камер менше 200 т утруд­нює їх експлуатацію. Великі сховища є більш економічними.

Рис. 21. Картоплесховище місткістю 2000 т (типовий проект № 09-102-2)

Сховища бувають різними за конструкцією: в одних вхідні (в'їзні) двері, тамбури, підсобні приміщення влаштовані з торцевих, в ін­ших — з бокових стін.

У підсобних приміщеннях проводять передреалізаційну підготов­ку продукції. Тамбури й підсобні приміщення використовують та­кож при рециркуляційному вентилюванні в морозні дні. В'їзні двері без тамбурів обов'язково роблять подвійними й додатково утеплю­ють у морозні зими. Покрівля сховищ не має горища, тому вона доб­ре теплоізольована. При різниці температур зовні і всередині схо­вища під стелею застосовують інтенсивне вентилювання (при по­требі підігрітим повітрям), щоб запобігати конденсації вологи та потраплянню її на продукцію. У камерах великої місткості одні вхідні двері щільні, а інші — решітчасті, якими користуються за відсутно­сті активної вентиляції протягом усього осіннього періоду, не зачи­няючи щільних дверей. Посередині сховища чи камери є коридор 1,8 — 3 м завширшки для механізованого навантаження й розван­таження продукції, проїзду автомобілів та проведення деяких робіт.

У заглиблених сховищах для завантаження продукції у верхній частині стін є люки з добре утепленими заслінками (інколи їх вико­ристовують для додаткового вентилювання). В напівзаглиблених і заглиблених сховищах продукцію розміщують на відстані 10 — 15 см від стін, у наземних — на 0,7 — 0,8 м.

Підлога в усіх сховищах заасфальтована, а стіни для зручності їх дезінфекції мають бути рівними.

Найефективнішими є сховища, розміщені поблизу місць вирощу­вання продукції. Висота насипу чи розміщення затареної продукції залежить від способу регулювання режиму зберігання, який знач­ною мірою визначається системою вентилювання. За допомогою ве­нтиляції можна регулювати газовий, вологісний і температурний режими у сховищі. Для регулювання режиму вентиляції певного виду продукції використовують холодильне (обов'язково для плодо­сховищ), холодильне та сушильне (для підтримання режиму збері­гання цибулі) обладнання та ін.

Системи вентиляції. Сховища для зберігання продукції облад­нують природною (припливно-витяжною), примусовою або активною вентиляцією.

Природна (припливно-витяжна) вентиляція здійснюється за законами теплової конвекції: тепле повітря розширюється, стає менш щільним і піднімається вгору, а холодне, більш щільне, опус­кається донизу. Інтенсивність протягу тим більша, чим вища різни­ця температур повітря зовні і всередині сховища або чим більша різниця рівнів припливного та витяжного повітря. Восени різниця температур невелика, тому природна інтенсивність вентилювання низька.

Припливну вентиляцію у сховищах влаштовують унизу з торце­вого боку, де вставляють дерев'яні утеплені труби із заслінками. Витяжні труби встановлюють по коньку перекриття так, щоб внут­рішній їх обріз не виступав усередину й не перешкоджав виходу струменя повітря. Припливні труби розміщують так, щоб вони зни­зу підходили під продукцію. Якщо це зробити неможливо, то верх­ній кінець їх повинен знаходитися не вище продукції на 0,5 —1м. Вентиляційні труби обладнують дефлекторами, щоб запобігти по­траплянню опадів, і утеплюють, інакше по їх стінках стікатиме кон­денсаційна волога. Переріз припливних каналів у сховищах для зберігання картоплі становить 50 см2, овочів 80 — 100 см2.

При різниці температур менш як 4 °С припливна вентиляція практично не працює. На кожні 15 — 30 т картоплі встановлюють одну, а капусти — дві труби. Кількість витяжних труб, як правило, у 2 — 3 рази менша, ніж припливних (переріз останніх не менше 0,5 х 0,5 м). Швидкість руху повітря в системі природної вентиляції сховищ 0,2 — 0,4 м/с, тому необхідний температурний режим восени встановлюється дуже повільно — через 1,5 — 2 міс. При температурі, нижчій за оптимальну, закривають суцільні зовнішні двері. Восени на ніч залишають зачиненими лише всі решітчасті двері, а витяжні труби — відкритими. За температури мінус 3 °С витяжні труби прикривають на 1/3, мінус 5 °С — залишають відкритими на 1/3, а при мінус 7 °С зачиняють повністю.

Продукція під час зберігання менше відпотіває, якщо насип її має гребенисту поверхню. Коли настає повне її відпотівання, то від­кривають усі вентиляційні труби. Ефективність вентиляції знижу­ється при нерівномірній шпаруватості насипу.

Примусова вентиляція є більш досконалою. Нею обладнують сховища великої і середньої місткості. Повітря у сховище нагнітаєть­ся вентиляторами, а видаляється через витяжні труби створеним ти­ском. Продуктивність вентиляторів розрахована на 20 — 30-кратний обмін повітря за годину. Цей спосіб вентилювання дає змогу підтри­мувати бажаний режими зберігання продукції у північній частині України. Для влаштування примусової вентиляції використовують відцентрові вентилятори середнього тиску. Через їх значну габарит­ність вентиляторні будки встановлюють на покрівлі сховища. Повіт­ропроводи розміщують під стелею та під підлогою. Найкраще охоло­джується затарена продукція. Недоліком такої вентиляції є те, що повітря проникає на глибину не більше 0,7 м, тому верхні шари про­дукції можуть переохолоджуватись, а середні — зігріватись.

Активна вентиляція є найдосконалішою. Ефективність збері­гання продукції в секціях, засіках чи бункерах за такого способу вен­тилювання майже однакова. Повітря через решітки, на яких розмі­щена продукція, надходить до кожного плоду. При цьому можна швидко подати повітря до продукції, обсушити її, а в разі потреби охолодити для сповільнення або обігріти для прискорення (проро­щування) фізіологічних процесів. Додержання техніки вентилю­вання та режиму дає змогу підтримати нормальний тургор продук­ції та газовий склад повітря.

Завдяки вентилюванню можна збільшити розміри засік, висоту насипу та розміри штабелів, забезпечуючи економічне використан­ня сховищ. Практично можна використати весь об'єм сховища, од­нак при зберіганні насипом треба враховувати міцність продукції. Тому на зберігання закладають крупні або більші за середній розмір плоди картоплі, буряків, моркви. Висота насипу картоплі 4 — 5 м, буряків 4 — 6; моркви, капусти, цибулі 2,5 — 3 м.

Економічною й ефективною є система вентилювання у сховищах на Поліссі, де природне повітря в сезон зберігання продукції холод­не. У сховищах більш південних областей на шляху струменя повіт­ря у змішувальній камері встановлюють батарею (кондиціонер) з охолодженим сольовим розчином, проходячи через який воно охо­лоджується і потім нагнітається у масу продукції.

Для досягнення бажаного результату слід правильно влаштову­вати систему вентилювання та дотримуватися вимог питомої подачі повітря з відповідними параметрами — температурою, газовим складом та вологістю.

Систему вентиляції влаштовують під або над підлогою. Будь-яка вентиляційна система складається з припливної шахти для забору повітря, вентилятора, рециркуляційного повітропроводу, змішуваль­ної камери, магістрального повітропроводу, розподільних каналів.

Припливну шахту роблять із щільно підігнаних дощок, цегли або листової сталі, добре утеплюють, а зверху ставлять дефлектор, щоб запобігти потраплянню опадів. Повітря для вентилювання за­смоктується через жалюзійні решітки, виготовлені з листової сталі.

Розрізняють системи активної вентиляції низького (гідравлічна опірність 300 - 500 Па) та середнього тиску. В системах низького тиску застосовують осьові вентилятори продуктивністю 50 — 100 тис. м3/год. Маса їх невелика, що дає змогу розміщувати їх у вентиляційних шахтах чи підвішувати до будівельних конструкцій. Спеціально для картопле- чи овочесховищ випускають осьові вентилятори серії В-2, 3-13, № 8, № 10, № 12,5 з робочими колесами відповідно 80, 100 та 125 см. Їх можна використовувати в системах низького і середнього тиску і встановлювати як горизонтально, так і вертикально.

Вентиляційну систему обов'язково герметизують. Подача повітря для вентилювання залежить від кліматичної зони, виду та відсор-тованості продукції, вмісту в ній домішок. З урахуванням втрат по­вітря під час вентилювання картоплі й коренеплодів подачу його можна збільшувати до 80 м3/т, капусти — до 120 м3/т за годину. Як правило, вона становить 45 — 60, а в південних районах — до 70 м3/т за годину. За такої питомої подачі швидкість руху повітря в магіст­ральному каналі становить 8 — 12, в розподільних 4 — 6 м/с. Для під­тримання більш рівномірного тиску повітря в магістральному кана­лі зменшують його переріз і довжину у міру віддалення від венти­лятора. Здебільшого довжина його буває від 30 до 35 м, залежно від потужності вентилятора.

У місцях відгалуження розподільних каналів від магістральних встановлюють засувки або шибери (при наявності автоматики) й передбачають можливість їх очищення та дезінфекції. У магістральному каналі є 2 — 3 отвори для вимірювання температури, люки для визначення швидкості руху повітря. Магістральні повітропроводи роблять переважно пристінними і таких розмірів, щоб висота і ши­рина їх давали змогу вільно проходити обслуговуючому персоналу.

Розподільні повітропроводи бувають підпідлоговими (прямокут­ні) чи надпідлоговими (округлої або трикутної форми). Довжина розподільних каналів 9—12 м, відстань між ними — до 2 м. Від­стань розміщення розподільних каналів над продукцією має стано­вити не більше 0,6 м від поверхні насипу.

У вентильованій продукції діаметри каналів, по яких рухається повітря, що виходить з розподільних труб, такі, см: для капусти — 6, столових буряків — 4, картоплі, яблук — 3, моркви — 3,5. Для рівно­мірної подачі повітря в продукцію слід дотримуватись таких правил: 1) площа всіх щілин решіток каналу завдовжки 12 м при подачі в нього повітря з торця не повинна перевищувати площу поперечного перерізу каналу більш як удвічі, а при подачі повітря посередині ка­налу може бути в 4 рази більшою; 2) якщо надпідлогові канали ма­ють однаковий переріз, то при довжині їх від 12 до 36 м для рівномі­рності подачі повітря треба за допомогою плівки перекривати решіт­ки так, щоб до кінця каналу залишалася вільною лише 1/3 його пе­рерізу (так само регулюють подачу повітря в заглиблених каналах); 3) канали мають бути чистими від залишків продукції; 4) канали знаходяться на відстані 0,6 — 0,9 м від стіни і на 0,5 — 0,7 м по торцях.

Припливно-змішувальна камера обладнана кількома заслінка­ми або шиберами для подачі лише зовнішнього повітря, суміші зов­нішнього і внутрішнього повітря та для обміну внутрішнього повіт­ря в сильні морози.

Систему загальнообмінної вентиляції влаштовують зверху або знизу. Верхня подача ефективна лише тоді, коли подається штучно охолоджене повітря, нижня — при вентилюванні звичайним повітрям.

Стіни засік ущільнюють по всій висоті, щоб повітря проходило лише по насипу овочів і не розходилося по боках.

Отже, система активного вентилювання — це поєднання кана­лів з герметичними стінками, по яких надходить повітря до штабеля продукції. Майже скрізь активна вентиляція передбачає подачу повітря знизу, тоді воно, нагріваючись у шарах продукції, піднімається вгору, що й посилює ефект вентиляції. Якщо не забез­печується належна герметичність при вентилюванні, підвищують норми витрат повітря при зберіганні насінної картоплі — до 120, продовольчої — до 100, капусти — до 150, цибулі, часнику — до 200 м3/т за годину.

Загальну подачу повітря в певний період зберігання продукції розраховують для кожної партії, залежно від її фізіологічного стану, температури, інтенсивності дихання, шпаруватості насипу, травмованості тощо. Ці фактори впливають на виділення теплоти об'єкта­ми, що зберігаються. За різницею між загальним тепловиділенням і теплоємністю продукції (2,9-3,5 кДж/град за годину) і тари (2,5 кДж/кг) визначають, яку кількість теплоти видалити (Кт). Об'єм повітря Оп, яке треба подати для того, щоб видалити надлишок те­плоти і довести температуру продукції до температури навколиш­нього повітря, визначають за формулою

де 0,31 — теплоємність повітря; Т1, Т2 — температура відповідно зовнішнього повітря і продукції.

За стабільного температурного режиму продукції в період основ­ного її зберігання вентилювання здійснюють для обміну повітря. Наприклад, в насипу картоплі масою 1000 т слід зробити чотири обміни повітря. Маса картоплі становить 0,68 т/м3. Отже, об'єм, який займає маса продукції, дорівнює 1000 : 0,68 = 1470 м3. При шпаруватості 40 % об'єм шпарин становитиме 600 м3, тобто для здій­снення чотирьох обмінів треба подати 600 х 4 = 2400 м3 повітря. При продуктивності вентилятора 12 тис. м3/год повітря його вмикають на 8 хв. При визначенні питомої подачі повітря враховують опір­ність насипу, яка залежить від забрудненості коренеплодів чи кар­топлі землею та інтенсивності подачі повітря. Чим інтенсивніша подача повітря (чи більша забрудненість), тим більша опірність на­сипу, тому питому подачу його проти розрахункових значень дещо підвищують.

Лише за додержання вимог техніки і режимів вентилювання можна досягти високого ефекту, тобто мати картоплю під кінець зберігання з добре розвиненим щільним шаром суберину, із належ­ним тургором при низьких втратах маси та якості.

Роботу системи вентиляції найкраще контролювати за допомо­гою автоматики, до складу якої входять: датчики — термометри (термопари) та термометри опору, які встановлюють у продукції на відстані 2 — 2,5 м від вхідних дверей на висоті 20 см від підлоги, в середній частині — на висоті 1 — 1,2 м та на відстані 2 — 2,5 м від протилежних, закритих на зиму дверей і на висоті 20 см від підлоги. Кожна партія продукції контролюється індивідуально. Датчики зв'язані з вентиляторами, які за сигналами покажчиків температу­ри їх вмикають чи вимикають і одночасно ставлять у відповідне по­ложення заслінки у змішувальній камері. Для дистанційного вимі­рювання температури використовують електротермометри ВТК-1, ВТК-2. Найпростіший спосіб вмикання системи вентиляції ручний, коли вмикається вентилятор. Вимикають його також вручну або за допомогою датчика зовнішньої температури, який спрацьовує тоді, коли температура навколишнього повітря знижується і виникає за­гроза підмерзання продукції.

Більшість сховищ обладнані шафами автоматичного регулюван­ня температури та відносної вологості повітря. Наприклад, система ОРТХ складається з термометрів ЗТР, що розміщені в продукції, термометрів 5ТТ для вимірювання температури повітря, диферен­ційованого терморегулятора, змонтованого у шафах автоматичного регулювання ШАУ-АВ, ШАХ-1, який зупиняє вентилятор, коли зов­нішнє повітря тепліше за внутрішнє. Системою автоматичного ре­гулювання контролюється температура повітря у штабелі продукції та головному каналі, а заслінки, які регулюють струмінь зовнішньо­го повітря та в сховищі, автоматично встановлюються в положення, яке забезпечує подавання суміші з необхідною температурою. З осе­ні подається переважно зовнішнє повітря, а якщо є можливість швидше ввести продукцію в режим охолодження за допомогою штуч­ного холоду, то подається штучно охолоджене повітря. За темпера­тури нижче 0 °С заслінка в магістральному каналі за командою да­тчика встановлюється в положення, коли одночасно відбувається забір рециркуляційного повітря. При зупинці вентилятора клапан автоматично перекриває доступ повітря до магістрального каналу.

Для цілодобової роботи в дощову осінь вентиляцію вмикають вручну, при цьому всі прилади, крім терморегулятора аварійного захисту (4ТР), не працюють. Режим вентилювання, заданий про­грамою, підтримується автоматично. Наприклад, для картоплі при проведенні лікувального періоду вмикач встановлюють у положен­ня «Лікувальний», а перемикач ИУП — у положення «Автоматич­но». Одночасно на реле часу за першою програмою встановлюють вмикання вентилятора в денний час від 8 до 12 та від 16 до 20 год. Положення заслінки регулюють так, щоб температура повітря, яке подається в масу продукції, становила 10 — 18 °С. Далі систему пе­реводять у режим охолодження, і вона працює ритмічно доти, поки температура зовнішнього повітря не стане вищою за температуру продукції або поки температура в насипу не буде оптимальною. Піс­ля закінчення періоду охолодження вмикач режимів переводять у положення «Зберігання». У цей час відбувається лише обмінна вен­тиляція, за якої вирівнюється температура в різних зонах штабеля або насипу. В морозні дні здійснюють рециркуляцію повітря. При цьому видаляється також волога, яка виділяється під час дихання продукції. Іноді для зниження температури рециркуляційного повіт­ря в суху морозну погоду його змішують із зовнішнім повітрям, при цьому воно підсушується. Вентилятор в цей час вмикають 4 — 6 ра­зів за добу на 30 хв і більше, якщо температура продукції вища від заданої або зовнішньої.

При температурі зовнішнього повітря нижче мінус 10 °С переми­кач підігрівача клапана ставлять а автоматичне положення, і він при температурі в сховищі, нижчій, ніж у масі продукції, автомати­чно вмикає калорифери (вентилятори при цьому вимикають, щоб запобігти потраплянню теплого повітря в продукцію). Калорифери вимикаються тоді, коли у сховищі встановиться задана температура (на 2 - 3 °С вища за температуру у продукції).

Для проведення обмінної вентиляції установки вмикають 2 — 3 рази на добу в будь-яку погоду при температурі не вище 10 і не ниж­че 0 °С та за будь-якої відносної вологості повітря. При температу­рі мінус 15 °С обмінну вентиляцію здійснюють рециркуляційним повітрям 3 — 4 рази на добу тривалістю по 15 хв. При появі конден­саційної вологи інтенсивність вентиляції збільшують. Відносну во­логість повітря вимірюють датчиком — гігрістором, який також мо­же сигналізувати про появу в продукції осередків її захворювання: якщо гігрістор висить на відстані 0,5-1 м над продукцією, то над осередком захворювання вологість вища на 10 %. Отже, переміщую­чи датчик, можна виявляти осередки захворювання продукції.

Часто через зміну погодних умов (наявність сухого повітря) не вдається досягнути оптимальної вологості повітря. Тому для під­тримання певних умов доводиться штучно регулювати їх. Як пра­вило, рівноважна вологість для картоплі становить 95 %, капусти — до 98, цибулі — 70 %. Інколи при встановленні точки роси, коли утворюється вільна волога, виникає потреба видалити її з повітря. Цього досягають інтенсивною вентиляцією. Однак, якщо восени по­тепліло і температура зовнішнього повітря вища, ніж продукції, ве­нтиляцію проводити не можна.

При активному вентилюванні завжди є небезпека втрати проду­кцією вологи. Тому, якщо вологість повітря нижча за 80 — 85 %, тре­ба використовувати пароутворювачі — форсунки, диски, лопатеві вентилятори, які розпилюють воду, подаючи її у сховище. Розпилю­вачі складаються: з бака, наповненого водою, з поплавковим клапа­ном для регулювання подачі води; водозабірного конуса; профільо­ваного самозбалансованого диска діаметром 50 см з електродвигу­ном потужністю 450 Вт і продуктивністю 40 кг/год. Зволожувач, встановлений у вентиляційному каналі, розрахований на роботу як у горизонтальному, так і в нахиленому положенні. При вмиканні електродвигуна вода з бака через конус надходить на диск, розтіка­ється по ньому, утворюючи тонку плівку, на краю диска відриваєть­ся й утворює дрібні краплі. Якщо температура у сховищі нижче 0 °С (особливо в капустосховищах), запобігти замерзанню води можна зволоженням повітря парою. Для цього використовують парогене­ратор з електричним джерелом теплоти. Гарячу пару (115 - 120 °C) подають у струмінь холодного повітря.

У фруктосховищах використовують автоматичний автономний паровий зволожувач УАВ, парогенератор якого теплоізольований.

У сховищах з активним вентилюванням, які розміщені в зоні з сухим кліматом, навіть вентилювання в нічний час не створює не­обхідної вологості повітря. Тому тут застосовують такий спосіб зво­ложення: у днищі повітропроводу роблять заглиблення на 5 см за­вдовжки 2 м, заповнюють його водою. Потік повітря, що проходить під кутом 30°С із швидкістю до 20 м/с, після контакту з водою зво­ложується і при початковій вологості 65 — 70 % набуває вологості 90 - 95 %.

Нині серійно випускають установки типу «Туман», у вентиляцій­ному каналі яких є форсунка для дисперсійного розпилення води. У сучасних сховищах застосовують автоматизовану систему керу­вання вентиляційним, холодильним та опалювальним обладнан­ням: «Среда-1» для обслуговування восьми камер, «Среда-2» — для чотирьох, ШАУ-АВ — для однієї камери. Щоб запобігти переохоло­дженню продукції, найдоцільніше обігрівати повітря у верхній час­тині cxoвища. Якщо температура повітря буде такою, як температу­ра продукції, або на 2 - 3 °С вищою, то вода в продукції не конден­суватиметься.

Для обігрівання повітря під стелею підвішують водяні чи парові калорифери або прилади опалення потужністю 7—12 кВт і через них пропускають повітря. Прилади встановлюють рівномірно по всьому сховищу чи камері, оскільки вони створюють потік повітря завширшки до 6 та завдовжки до 15 м.

Інколи опалювально-рециркуляційні агрегати обладнують у про­їздах між засіками, протягуючи від них поліетиленові рукави наго­ру насипу продукції.

Велике значення у додержанні оптимального режиму зберігання має достатність вентиляції. Якщо сумарна площа припливу повітря не дорівнює сумарній площі витяжки, то біля вікна або люка додат­ково встановлюють осьові вентилятори 06-300.