土豆库介绍 国内贸易工程设计研究院

国内贸易工程设计研究院 黄劲松 申广辉 摘要 本文通过对土豆的特性及贮存要求进行分析 并通过实际设计提出了土 豆库设计中用注意的一些问题 关键词 土豆 温度 相对湿度 通风换气 腐烂率 土豆的特点是皮薄 肉嫩 含水量高 碰撞易受损 多病害 易腐烂 其茎富 含淀粉 主要作粮食 蔬菜和饲料 也是轻工业和食品工业的原料 因其营养 丰富 口感佳 经贮存常用以调节蔬菜淡季供应以丰富人民的生活 一 土豆库的特点 1 贮藏温度和湿度 土豆对贮藏环境温度非常敏感 温度过低容易冻伤变质 丧失食用 价值 温度过高易发芽产生毒素 温度对土豆内部淀粉与糖的相互 转换过程会产生很大的影响 实验证明在 0 条件下土豆内部由于 淀粉水解酶的活性增高 使淀粉水解为糖的速度加快 呼吸强度降 低 因此土豆适宜贮藏温度为 3 10 根据土豆的用途不同其贮 存温度也有所不同 见表 1 贮藏环境的相对湿度对土豆的贮藏 质量也有影响 空气干燥时水份蒸发快 土豆皮产生皱缩 空气潮 湿又容易发汗 造成土豆大量腐烂 其贮藏适宜的相对湿度为 95 98 之间 冷库中堆土豆推荐使用的温度和湿度 表 1 用途 储存温度 相对湿度 市场需要的新鲜土豆4 795 98 用于加工处理的土豆8 1095 98 种子土豆0 395 98 2 土豆的降温速度 土豆用机械收获时 总有一些表皮损伤 为了治愈这些伤痕 在收 获后应立即将受伤土豆存入比较高库温和高相对湿度的库房内贮存 2 3 周 在此期间 由于形成伤口周皮 使伤口治愈 新收获的土 豆如果立即冷却至 5 或更低 其表皮容易被冻伤 所以土豆库一 般要求进货温度为 25 左右 进库房后在两周内将其从 25 降至 18 以后每天降 1 再降至不同商品所要求的贮存温度 所以在 土豆库的耗冷量计算及机器配置时应根据土豆的降温速度来计算及 进行机器设备的选型 3 土豆库的加湿 如同所有活性有机体一样 土豆含有水份 对于土豆库来说 要求 土豆体内水分与外部空气湿度之间达到一种平衡 当这种平衡出现 时 空气的相对湿度值被称之为平衡湿度值 土豆的平衡湿度值是 99 3 在这一点上 土豆体内的水分将不会向空气中散发 所以土 豆库的相对湿度要求比较高 设计中除了加大冷风机的换热面积 减小库内温度与蒸发温度的温差外 还应根据计算在库内配有相应 的加湿装置 加湿器的选用应考虑避免水滴随气流落在土豆上从而 引起土豆腐烂 并防止地面积水 4 土豆库的加热 土豆一般在九月份入库 根据土豆的不同用途 其贮藏温度在 3 10 之间 在北方地区冬季室外温度较低 一般在 10 以下 而土豆的贮藏温度较高 所以在土豆库的设计中 应对其呼吸热 冷风机在不制冷时运行所发出的热量 以及照明等 汇总后与维护 结构传入的冷量进行比较 根据计算 如有必要应在冷风机上增设 加热装置 电加热或蒸汽加热 5 土豆库的通风换气 土豆在贮藏过程中要进行呼吸 并放出热量 水份和一些有害的气 体成份 蒸发时又排出一定量水份 如果在贮藏中不将这些热量 水份和有害气体排出 就可能使冷藏温度过高 湿度过大 催熟的 气体成分过多 使土豆的贮藏期缩短 甚至变质 为保证土豆库的 温湿度及土豆的贮藏质量 当库内 CO2浓度高于 1 时 就需要新鲜 空气通风 每 24 小时每吨土豆需 10 m3的新鲜空气 库内容积系数 按 0 7 通风换气按 20 次 天 换气时间 8h 天 换气系统每天工作 约 5 小时 库内空气循环量每立方米库容为 80 100m3 h 6 防止空气中水分在内墙和天花板上凝结 土豆库围护结构使用的复合板 既要放置在环境温度高时冷量通过 围护结构损失 还应考虑环境温度低时热量通过围护结构损失 同 时还要防止库内空气中的水分在内墙上和天花板上凝结 在北方地 区 当外界环境温度很低时 由于储藏室内的空气温度为 3 10 之间 相对湿度接近 100 因此室内水蒸气很容易在内墙和天花板 上凝结 如果不采取处理措施 凝结水滴在土豆上将造成土豆的大 面积腐烂 所以土豆库的顶板应设有 10 的坡度 使凝结的水分能 予以排出 二 土豆库的类型 世界上大部分供食用和加工用的土豆都不用人工制冷贮藏 但在某些情况 下 如热带气候条件下要求长期贮存 对质量有特殊要求和经济价值较高的情 况下才用制冷来贮藏土豆 人工制冷的土豆库有二种做法 1 散装土豆库 这种冷库有些类似粮库 在冷库的底部布有通风系统 空气由贮藏 室的底部往上走 见图 1 主风道将空气均匀地输送到各支管 中 通过支管将气流均匀输送到贮存室的地板面层 让空气向上流 动 在室外气温较低时可通过利用混合调节阀将室外冷空气与室内 的循环气体混合后对土豆进行冷却 每一个冷间内设有一套自控系 统 由操作人员设定状态值 控制系统根据室外环境干湿球温度 结合室内环境来判断是使用制冷系统还是自然通风系统 以控制冷 间的温度 散装库的单位堆装容积比较大可达到 590Kg m3 所以其 贮存成本相对比货架式装箱贮存低 2 箱装式货架堆装土豆库 这种冷库除了应满足土豆贮存的一些特殊性质外 其堆装和冷库的 形式与一般高温库区别不是很大 但在制冷系统的做法耗冷量计算 通风换气 加热 加温的计算等方面应予以特别的注意 其堆装容 积约为 400 420Kg m3 库内设有供堆货用的货架 所以单位堆装量小 于散装土豆库 其贮存成本相对比散装堆装库高 但这种类型冷库 在不存土豆时可贮藏其它果蔬使用比较灵活 三 货架堆装土豆库的设计 下面我们就天津某万吨库中 5000t土豆库的设计进行介绍 该 冷库甲方要求除贮存土豆外 还应能贮存其它商品 1 简介 1 设计参数 室外计算温度 29 冷凝温度 38 蒸发温度 7 2 贮存能力 土豆库 5 间 含 2 间两用库 库温 0 18 每间库的库容为 1000t 总库容约 5000t 每间每日进货 200t 进货温度 25 经二星期降至 18 以后每日降 1 直至商 品所要求的贮存温度 3 制冷系统 制冷系统采用 氨 为制冷剂 氨泵强制循环 制冷机用螺杆式压缩机 单级压缩 工质冷却 冷凝采用蒸发 式冷凝器 2 耗冷量的计算及制冷机的选型 耗冷量的计算应按 3 个阶段进行 1 每间库每天进 200t 土豆 进货温度从 25 经 14 天降至 18 按计算 该阶段机器负荷 Qj 7 万大卡 时 2 每间库房从 18 每天降 1 经 15 天 降至 3 按计算 该阶段机器负荷 Qj 10 万大卡 时 3 每间库房降至 3 后保温阶段的机起负荷为 Qj 4 8 万大卡 时 根据以上的计算结果 按每个库房的进货时间画一张机器 负荷的分析图 根据分析结果 进行制冷机的选型 见图 2 根据图 2 制冷量分析 a 第一天至 25 天为进货阶段 到第 26 天 34 天共 8 天 机器的负荷最大 为 45 万大卡 时 523KW b 到第 44 天后 5 个库的库温全部降至 3 此时 冷库 处在保温运行阶段其机器负荷为 4 8 万大卡 时 5 间 24 万 大卡 时 279 KW c 根据以上分析结果配 1 台 JZ2LG16 和 JZ2LG12 5 螺杆 式制冷压缩机组 其在 tx 38 t0 10 4 时的机器产冷 量见下表 JZ2LG16 JZ2LG12 5 早不同工况下冷量表 KW 蒸发温度 机器型 号 1086420 2 4 5 JZ2LG16 693 4 644 7 595548503469 43 6 40 2 370 9 JZ2LG12 5 326303 279 7 257 6 236 5 220 4 20 4 18 9 181 7 4 机器每日运行的蒸发温度可根据 5 个库房中所要求的最低 温度来调整 机器运 行台数可参考下表所列的负荷以及机 器在不同工况下的产冷量来决定 3 蒸发压力控制 土豆库每天进货量为 200t 须 5 天进满一个库 5 个库的前后进货时间约 25 天 其库温相差约 10 根据土豆降温 特点 每个库每天要求的库温不同 为了保证各个库房内空气温度 与蒸发温度间的温差不要太大 同时保证各个库房在进货期间对不 同库温的要求 在每个库的回气管上加装 PM3 电磁恒压主阀 根据 每天库温的不同调节电磁恒压主阀的控制值 这种做法既保证了不 同库房温度的要求 又保证了库内温度和蒸发温度之间有一个比较 稳定的小温差 使得库内的相对湿度比较稳定 4 加湿量的计算 每个库内配 10 台 F 165 吊顶式冷风机 每台风机风量 Q 17400m3 h 库温 3 蒸发温度 t0 4 t 7 冷风机制冷量 Q0 165 10 7 1150 大卡 时 冷风机的进出风温差 冷风机进风温度 3 5 出风温度 3 5 2 1 1 4 查 i d 图 冷风机进风温度 3 5 90 i1 4 3 大卡 Kg d1 5 8g Kg 冷风机出风温度 1 4 i2 3 5 大卡 Kg d2 5 2g Kg 4 冷风机去湿量 式中 D 加湿量 Kg h d 空气含湿量 g Kg L 风量 m3 h r 空气容重 g m3 冷风机每天按工作 10 小时 共 10 台冷风机 加湿器每天按工作 20 小时 每间配 7 台 SLB 9 0 离心式加湿器 加湿量为 5 冬季加热计算 根据甲方要求 库内温度在 0 18 之间可调 天津冬季最低温度 按 23 考虑 冬季维护结构传入的冷量为 16KW 冷风机电机运行热量为 20KW 通风换气产生热量为 17KW 需加热量为 每台冷风机装 1 5KW 的电加热器 6 通风换气 土豆库的通风换气既要考虑满足库内空气循环量的要求 同时还应 考虑冷风机出风口的温度不能太低而影响土豆的贮存质量 土豆在 0 以下时 土豆内部淀粉水解酶的活性增高 使淀粉水解 为糖的速度加快 呼吸强度降低 所以冷风机出风口的温度应高于 0 通过以上计算 当风量 Q 174000m3 h 时 t 2 1 冷风机的 出风温度为 1 4 库内空气循环量 每个库库容为 1000t 每吨要求空气循环量为 80 100m3 h 则 1000 100 100000m3 h 174000m3 h 新风补充 49 13 6 5 0 7 2898 m3 每天换气 20 次 2898 m3 20 次 天 57967m3 天 换气机每天工作 5 小时 总换气量 11593m3 h 5 间 57967m3 h 考虑室温低