土豆冷庫設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)---棗莊**科技

時間：2016-07-05作者：棗莊市**科技電器有限公司瀏覽：57

摘要：本文通過對土豆的特性及貯存要求進(jìn)行分析，并通過實(shí)際設(shè)計(jì)提出了土豆庫設(shè)計(jì)中用注意的一些問題。

關(guān)鍵詞：土豆、溫度、相對濕度、通風(fēng)換氣、腐爛率

土豆的特點(diǎn)是皮薄、肉嫩、含水量高，碰撞易受損，多病害，易腐爛，其莖富含淀粉，主要作糧食、蔬菜和飼料，也是輕工業(yè)和食品工業(yè)的原料。因其營養(yǎng)豐富、口感佳，經(jīng)貯存常用以調(diào)節(jié)蔬菜淡季供應(yīng)以豐富人民的生活。

一土豆庫的特點(diǎn)

土豆庫的特點(diǎn)：
1、貯藏溫度和濕度：
土豆對貯藏環(huán)境溫度非常敏感，溫度過低容易凍傷變質(zhì)，喪失食用**；溫度過高易發(fā)芽產(chǎn)生毒素。溫度對土豆內(nèi)部淀粉與糖的相互轉(zhuǎn)換過程會產(chǎn)生很大的影響。實(shí)驗(yàn)證明在0℃條件下土豆內(nèi)部由于淀粉水解酶的活性增高，使淀粉水解為糖的速度加快，呼吸強(qiáng)度降低，因此土豆適宜貯藏溫度為3～10℃，根據(jù)土豆的用途不同其貯存溫度也有所不同（見表1）。貯藏環(huán)境的相對濕度對土豆的貯藏質(zhì)量也有影響，空氣干燥時水份蒸發(fā)快，土豆皮產(chǎn)生皺縮，空氣潮濕又容易發(fā)汗，造成土豆大量腐爛，其貯藏適宜的相對濕度為95～98%之間。

冷庫中堆土豆推薦使用的溫度和濕度              表1
用途   
儲存溫度      ℃
相對濕度      φ=%
市場需要的新鮮土豆
 4~7
 95～98
用于加工處理的土豆
8~10
95～98
種子土豆
0~3
95～98
2、土豆的降溫速度：
土豆用機(jī)械收獲時，總有一些表皮損傷，為了緩解這些傷痕，在收獲后應(yīng)立即將受傷土豆存入比較高庫溫和高相對濕度的庫房內(nèi)貯存2～3周，在此期間，由于形成傷口周皮，使傷口緩解。新收獲的土豆如果立即冷卻至5℃或較低，其表皮容易被凍傷。所以土豆庫一般要求進(jìn)貨溫度為25℃左右，進(jìn)庫房后在兩周內(nèi)將其從25℃降至18℃,以后每天降1℃，再降至不同商品所要求的貯存溫度。所以在土豆庫的耗冷量計(jì)算及機(jī)器配置時應(yīng)根據(jù)土豆的降溫速度來計(jì)算及進(jìn)行機(jī)器設(shè)備的選型。
3、土豆庫的加濕：
如同所有活性**體一樣，土豆含有水份，對于土豆庫來說，要求土豆體內(nèi)水分與外部空氣濕度之間達(dá)到一種平衡，當(dāng)這種平衡出現(xiàn)時，空氣的相對濕度值被稱之為平衡濕度值。土豆的平衡濕度值是99.3%，在這一點(diǎn)上，土豆體內(nèi)的水分將不會向空氣中散發(fā)，所以土豆庫的相對濕度要求比較高，設(shè)計(jì)中除了加大冷風(fēng)機(jī)的換熱面積，減小庫內(nèi)溫度與蒸發(fā)溫度的溫差外，還應(yīng)根據(jù)計(jì)算在庫內(nèi)配有相應(yīng)的加濕裝置。加濕器的選用應(yīng)考慮避免水滴隨氣流落在土豆上從而引起土豆腐爛，并防止地面積水。
4、土豆庫的加熱：
土豆一般在九月份入庫，根據(jù)土豆的不同用途，其貯藏溫度在3～10℃之間。在北方地區(qū)冬季室外溫度較低，一般在—10℃以下，而土豆的貯藏溫度較高。所以在土豆庫的設(shè)計(jì)中，應(yīng)對其呼吸熱，冷風(fēng)機(jī)在不制冷時運(yùn)行所發(fā)出的熱量，以及照明等，匯總后與維護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的冷量進(jìn)行比較，根據(jù)計(jì)算，如有必要應(yīng)在冷風(fēng)機(jī)上增設(shè)加熱裝置（電加熱或蒸汽加熱）。
5、土豆庫的通風(fēng)換氣
土豆在貯藏過程中要進(jìn)行呼吸 ，并放出熱量、水份和一些有害的氣體成份，蒸發(fā)時又排出一定量水份，如果在貯藏中不將這些熱量、水份和有害氣體排出，就可能使冷藏溫度過高、濕度過大，催熟的氣體成分過多，使土豆的貯藏期縮短，甚至變質(zhì)，為保證土豆庫的溫濕度及土豆的貯藏質(zhì)量，當(dāng)庫內(nèi)CO2濃度**1%時，就需要新鮮空氣通風(fēng)，每24小時每噸土豆需10 m3的新鮮空氣，庫內(nèi)容積系數(shù)按0.7，通風(fēng)換氣按20次/天，換氣時間8h/天，換氣系統(tǒng)每天工作約5小時，庫內(nèi)空氣循環(huán)量每立方米庫容為80~100m3/h。
6、防止空氣中水分在內(nèi)墻和天花板上凝結(jié)：
土豆庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用的復(fù)合板，既要放置在環(huán)境溫度高時冷量通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)損失。還應(yīng)考慮環(huán)境溫度低時熱量通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)損失。同時還要防止庫內(nèi)空氣中的水分在內(nèi)墻上和天花板上凝結(jié)。在北方地區(qū)，當(dāng)外界環(huán)境溫度很低時，由于儲藏室內(nèi)的空氣溫度為3—10℃之間，相對濕度接近**，因此室內(nèi)水蒸氣很容易在內(nèi)墻和天花板上凝結(jié)，如果不采取處理措施，凝結(jié)水滴在土豆上將造成土豆的大面積腐爛。所以土豆庫的**板應(yīng)設(shè)有10%的坡度，使凝結(jié)的水分能予以排出。
二土豆庫的類型
世界上大部分供食用和加工用的土豆都不用人工制冷貯藏，但在某些情況下，如熱帶氣候條件下要求長期貯存，對質(zhì)量有特殊要求和經(jīng)濟(jì)**較高的情況下才用制冷來貯藏土豆。人工制冷的土豆庫有二種做法。
1、散裝土豆庫
這種冷庫有些類似糧庫。在冷庫的底部布有通風(fēng)系統(tǒng)，空氣由貯藏室的底部往上走，（見圖1）。主風(fēng)道將空氣均勻地輸送到各支管中，通過支管將氣流均勻輸送到貯存室的地板面層，讓空氣向**動。在室外氣溫較低時可通過利用混合調(diào)節(jié)閥將室外冷空氣與室內(nèi)的循環(huán)氣體混合后對土豆進(jìn)行冷卻。每一個冷間內(nèi)設(shè)有一套自控系統(tǒng)，由操作人員設(shè)定狀態(tài)值，控制系統(tǒng)根據(jù)室外環(huán)境干濕球溫度，結(jié)合室內(nèi)環(huán)境來判斷是使用制冷系統(tǒng)還是自然通風(fēng)系統(tǒng)，以控制冷間的溫度。散裝庫的單位堆裝容積比較大可達(dá)到590Kg/m3。所以其貯存成本相對比貨架式裝箱貯存低。
2、箱裝式貨架堆裝土豆庫：
這種冷庫除了應(yīng)滿足土豆貯存的一些特殊性質(zhì)外。其堆裝和冷庫的形式與一般高溫庫區(qū)別不是很大。但在制冷系統(tǒng)的做法耗冷量計(jì)算，通風(fēng)換氣、加熱、加溫的計(jì)算等方面應(yīng)予以特別的注意。其堆裝容積約為400~420Kg/m3,庫內(nèi)設(shè)有供堆貨用的貨架，所以單位堆裝量小于散裝土豆庫，其貯存成本相對比散裝堆裝庫高。但這種類型冷庫在不存土豆時可貯藏其它果蔬使用比較靈活。
三貨架堆裝土豆庫的設(shè)計(jì)
下面我們就天津某萬噸庫中5000t土豆庫的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。該冷庫甲方要求除貯存土豆外，還應(yīng)能貯存其它商品。

1、簡介：

1)      設(shè)計(jì)參數(shù)：室外計(jì)算溫度：29℃    冷凝溫度：38℃    蒸發(fā)溫度：－7℃。

2)      貯存能力：土豆庫5間（含2間兩用庫），庫溫0～18℃，每間庫的庫容為1000t，總庫容約5000t。每間每日進(jìn)貨200t，進(jìn)貨溫度25℃，經(jīng)二星期降至18℃，以后每日降1℃，直至商品所要求的貯存溫度。

3)      制冷系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)采用“氨”為制冷劑，氨泵強(qiáng)制循環(huán)，制冷機(jī)用螺桿式壓縮機(jī)，單級壓縮，工質(zhì)冷卻，冷凝采用蒸發(fā)式冷凝器。

2、耗冷量的計(jì)算及制冷機(jī)的選型：

   耗冷量的計(jì)算應(yīng)按3個階段進(jìn)行。

1)      每間庫每天進(jìn)200t土豆，進(jìn)貨溫度從25℃經(jīng)14天降至18℃。

       按計(jì)算：該階段機(jī)器負(fù)荷Qj=7萬大卡/時

2)      每間庫房從18℃每天降1℃（經(jīng)15天）降至3℃。

   按計(jì)算：該階段機(jī)器負(fù)荷Qj=10萬大卡/時

3)      每間庫房降至3℃后保溫階段的機(jī)起負(fù)荷為Qj=4.8萬大卡/時，根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果，按每個庫房的進(jìn)貨時間畫一張機(jī)器負(fù)荷的分析圖，根據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)行制冷機(jī)的選型。（見圖2）根據(jù)圖2制冷量分析：

a)        **天至25天為進(jìn)貨階段，到*26天～34天共8天機(jī)器的負(fù)荷較大，為45萬大卡/時（523KW）。

b)        到*44天后5個庫的庫溫全部降至3℃，此時，冷庫處在保溫運(yùn)行階段其機(jī)器負(fù)荷為4.8萬大卡/時×5間=24萬大卡/時（279 KW）。




c)        根據(jù)以上分析結(jié)果配1臺JZ2LG16和JZ2LG12.5螺桿式制冷壓縮機(jī)組，其在tx=38℃，t0=10～-4℃時的機(jī)器產(chǎn)冷量見下表：

         JZ2LG16、JZ2LG12.5早不同工況下冷量表（KW）


機(jī)器型號

 蒸發(fā)溫度    ℃

 
10

 8

 6

 4

 2

 0

 -2

 -4

 -5

 
JZ2LG16

 693.4

 644.7

 595

 548

 503

 469

 436

 402

 370.9

 
JZ2LG12.5

 326

 303

 279.7

 257.6

 236.5

 220.4

 204

 189

 181.7

 
 

4)      機(jī)器每日運(yùn)行的蒸發(fā)溫度可根據(jù)5個庫房中所要求的較低溫度來調(diào)整。機(jī)器運(yùn)   行臺數(shù)可參考下表所列的負(fù)荷以及機(jī)器在不同工況下的產(chǎn)冷量來決定。

3、蒸發(fā)壓力控制：土豆庫每天進(jìn)貨量為200t，須5天進(jìn)滿一個庫，5個庫的前后進(jìn)貨時間約25天。其庫溫相差約10℃。根據(jù)土豆降溫特點(diǎn)，每個庫每天要求的庫溫不同，為了保證各個庫房內(nèi)空氣溫度與蒸發(fā)溫度間的溫差不要太大，同時保證各個庫房在進(jìn)貨期間對不同庫溫的要求。在每個庫的回氣管上加裝PM3電磁恒壓主閥，根據(jù)每天庫溫的不同調(diào)節(jié)電磁恒壓主閥的控制值，這種做法既保證了不同庫房溫度的要求，又保證了庫內(nèi)溫度和蒸發(fā)溫度之間有一個比較穩(wěn)定的小溫差，使得庫內(nèi)的相對濕度比較穩(wěn)定。

4、加濕量的計(jì)算：

每個庫內(nèi)配10臺F=165㎡吊頂式冷風(fēng)機(jī)，每臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q=17400m3/h，庫溫3℃，蒸發(fā)溫度t0=-4℃，Δt=7℃。

冷風(fēng)機(jī)制冷量Q0=165×10×7=1150大卡/時。

冷風(fēng)機(jī)的進(jìn)出風(fēng)溫差：

冷風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度3.5℃　　出風(fēng)溫度＝3.5℃－2.1℃＝1.4℃

　　查i-d圖：冷風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度＝3.5℃　　 =90%  i1=4.3大卡/Kg  d1=5.8g/Kg

　　　　　　  冷風(fēng)機(jī)出風(fēng)溫度＝1.4℃　　i2=3.5大卡/Kg  d2=5.2g/Kg

4）、冷風(fēng)機(jī)去濕量：
式中：D—加濕量         [Kg/h]；

           d—空氣含濕量      [g/Kg]；

           L—風(fēng)量            [m3/h]；

           r—空氣容重        [g/m3]；

　　冷風(fēng)機(jī)每天按工作10小時：

　　共10臺冷風(fēng)機(jī)：

　　加濕器每天按工作20小時：

　　每間配7臺SLB-9.0離心式加濕器，加濕量為

5、冬季加熱計(jì)算：

根據(jù)甲方要求：庫內(nèi)溫度在0～18℃之間可調(diào)，天津冬季較低溫度按－23℃考慮。

冬季維護(hù)結(jié)構(gòu)傳入的冷量為：-16KW

冷風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行熱量為：20KW

通風(fēng)換氣產(chǎn)生熱量為：-17KW

需加熱量為：

每臺冷風(fēng)機(jī)裝1.5KW的電加熱器，

6、通風(fēng)換氣
土豆庫的通風(fēng)換氣既要考慮滿足庫內(nèi)空氣循環(huán)量的要求，同時還應(yīng)考慮冷風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的溫度不能太低而影響土豆的貯存質(zhì)量。
土豆在0℃以下時，土豆內(nèi)部淀粉水解酶的活性增高，使淀粉水解為糖的速度加快，呼吸強(qiáng)度降低，所以冷風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的溫度應(yīng)**0℃。通過以上計(jì)算：當(dāng)風(fēng)量Q=174000m3/h時Δt=2.1℃，冷風(fēng)機(jī)的出風(fēng)溫度為1.4℃。
庫內(nèi)空氣循環(huán)量：每個庫庫容為1000t，每噸要求空氣循環(huán)量為80～100m3/h，則1000×100＝100000m3/h≤174000m3/h
新風(fēng)補(bǔ)充：49×13×6.5×0.7＝2898 m3
每天換氣20次：2898 m3×20次/天＝57967m3/天
換氣機(jī)每天工作5小時：
總換氣量：11593m3/h×5間＝57967m3/h
考慮室溫**庫溫2℃時，為節(jié)能可采用新風(fēng)機(jī)向庫內(nèi)送風(fēng)   或加熱段   

配2臺風(fēng)量為30000m3/h的軸流通風(fēng)機(jī)做通風(fēng)換氣用，為了使補(bǔ)充的新風(fēng)能均勻，在設(shè)計(jì)中布置了新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)管有組織地將新風(fēng)送到每臺冷風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口處。排風(fēng)也采用有組織地機(jī)械排風(fēng)。


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