9.2. Характеристика овощехранилища как объекта управления микроклиматом

Активное вентилирование позволяет поддерживать в хранили­щах оптимальный температурно-влажностный режим. Одновре­менно оно обеспечивает удаление с поверхности овощей влаги, а из их массы — продуктов дыхания, ведущих к развитию болезне­творных микроорганизмов.

Воздух в массу хранимого продукта подают при помощи при­точных вентиляционных систем, оборудованных центробежными или осевыми вентиляторами. Режим работы вентиляционной сис­темы зависит от температуры наружного воздуха, вида и массы хранимого продукта. Для снижения температуры хранимого про­дукта наружный воздух нагнетается вентилятором через приточ­ную шахту по вентиляционному каналу в массу продукта. При не­допустимо низких и высоких температурах наружного воздуха вентилятор прогоняет через продукт внутренний (рециркуляцион­ный) воздух, а приточная камера в это время закрыта клапаном.

Процессы управления микроклиматом овощехранилищ рас­смотрим на примере хранения картофеля. В технологическом процессе хранения картофеля можно выделить три периода: ле­чебный, охлаждения и хранения.

Лечебный период необходим для быстрого заживления механи­ческих повреждений картофеля. С этой целью в межклубневом пространстве насыпи необходимо поддерживать температуру на уровне 14...18 "С и высокую относительную влажность воздуха (более 90 %) с минимальным воздухообменом.

При температуре картофеля выше 18 °С должна включаться си­стема активного вентилирования и подавать воздух температурой на 3...4°С ниже температуры массы хранимого продукта. Если в закром хранилища заложен больной картофель (пораженный фи­тофторой, нематодой и т. п.), то лечебный период проводится при температуре 8...10 °С с последующим охлаждением до 1...2 "С.

При закладке мокрого картофеля его немедленно подсушивают усиленным активным вентилированием при относительной влаж­ности воздуха не более 80 %.

клубней передаточную функцию можно выразить так:

Период охлаждения наступает после двухнедельного лечебного периода, температуру хранимого картофеля постепенно снижают до 2...4 "С.

Для этого клубни картофеля вентилируют наружным воздухом или смесью его с внутренним воздухом в те периоды су­ток, когда температура наружного воздуха не менее чем на 4...5 °С ниже температуры насыпи картофеля. Охлаждают клубни медлен­но: на 0,5...0,6 °С в сутки при максимальной влажности воздуха до 100 %. Период охлаждения длится 20...25 суток.

Период хранения (основной) начинается при температуре кар­тофеля в насыпи 3...4 °С. Вентиляционные установки включаются при температуре в насыпи 4 °С и более. Зимой продукт активно вентилируют смесью наружного и внутреннего воздуха, а при сильных морозах — только рециркуляционным воздухом.

Во всех случаях относительная влажность воздуха должна быть максимальной, но без образования конденсата на картофеле. При пониженной влажности вентиляционного воздуха возникают большие потери массы клубней и они теряют свой товарный вид. Аналогичные агротехнические требования предъявляют и к систе­ме автоматического управления микроклиматом других овощехра­нилищ.

В режимах «Лечение» и «Охлаждение» температура массы хра­нимой продукции всегда выше заданной, а продолжительность ра­боты системы активного вентилирования зависит от настройки программных реле и температуры наружного воздуха, а также от массы хранимой продукции. При разработке и выборе систем ав­томатики необходимо знать передаточные функции массы храни­мой продукции и верхней зоны в основном режиме «Хранение».

Передаточная функция массы хранимой продукции. Эту функцию можно определить аналитически из уравнения динамики теплооб­мена массы хранимой продукции и вентилируемого воздуха.

Интенсивность изменения температуры в массе продукции за­висит от скорости прохождения приточного воздуха, толщины слоя h насыпи клубней, скважности слоя µ, а также от начальных значений температур клубней Ө и воздуха Ө_В.

Опыт показывает, что температура подаваемого воздуха и на­сыпи клубней неодинакова по высоте слоя. Быстро охлаждаются слои клубней на входе воздуха и в 4...5 раз медленнее на выходе четырехметрового слоя насыпи картофеля. Наиболее высокая тем­пература массы хранимого продукта наблюдается на глубине 0,4...0,6 м от поверхности насыпи.

Установлено, что при подаче воздуха L < 50 м³/ч на 1 т насыпи.

С ростом подачи воздуха от 50 до 250 м³/(т • ч) значение коэф­фициента усиления k снижается от 0,03 до 0,008. Коэффициент усиления k показывает, на сколько градусов снижается температу­ра насыпи клубней за 1 ч при подаче 1 м³ воздуха на 1 т клубней. Постоянные времени Т также зависят от подачи воздуха: при L≤50м³/(ч•т) Т=7...8ч; при L≥50...250м³/(т-ч) T₁ = 8...6ч,

Г₂ = 2...1,6ч.

При отключенной вентиляции температура массы хранимого продукта повышается за счет теплоты самосогревания. Передаточ­ная функция массы продукта при самосогревании без отвода теплоты

где k_C — коэффициент усиления, показывающий, на сколько градусов повышает­ся температура массы продукта за 1 ч самосогревания без отвода теплоты: для кор­неклубнеплодов k_C = 0,14, для капусты k_C = 0,13.

Передаточная функция верхней зоны овощехранилища. Эта фун­кция выражается тремя составляющими (по числу параллельно действующих возмущений), а именно, для типового овощехрани­лища вместимостью 1000 т можно принять следующие значения коэффициентов: k₁ = 0,3; k₂ = 0,5; T₁ = 2,3 ч и Т₂ = 0,12 ч.

Передаточная функция смесительной камеры. Во всех овощехра­нилищах с автоматическим управлением микроклиматом исполь­зуется смесительная камера с регулируемым клапаном, передаточ­ная функция которой определяется как для усилительного звена: W(p) = k.