Czerko Z. - IHAR

32
Ziemniak Polski 2006 nr 3
TECHNIKA WIETRZENIA
OBNIŻAJĄCA STRATY ZIEMNIAKÓW W PRZECHOWALNI
dr Zbigniew Czerko
IHAR Oddział w Jadwisinie, 05-140 Serock
e-mail: [email protected]
B
ulwy składowane w przechowalni intensywnie oddychają, pobierając tlen i wydzielając dwutlenek węgla oraz duże ilości
ciepła. Część ciepła wykorzystywana jest w
procesach biochemicznych bulwy, ale jego
nadmiar powinien zostać odprowadzony na
zewnątrz. Ponadto bulwy intensywnie transpirują, wydzielając duże ilości wody z całej
swojej powierzchni. Odprowadzanie ciepła,
dwutlenku węgla i wody, doprowadzanie
tlenu, a także utrzymanie odpowiedniej temperatury dużej masy ziemniaków w przechowalni przez cały okres przechowywania
wymaga stosowania systemu wentylacyjnego.
Cechy systemów wentylacyjnych
Ze względu na sposób przepływu powietrza
w pryzmie bulw wyodrębnia się dwa sposoby
wietrzenia: przepływowy i opływowy.
System przepływowy występuje przede
wszystkim w przechowalniach o składowaniu
luzem. Powietrze tłoczone przez wentylatory
przedostaje się przez warstwę ziemniaków
wolnymi przestworami między bulwami, następnie jest usuwane przez wyrzutnię na
zewnątrz przechowalni. Strumień powietrza
jest równomiernie rozłożony na całej powierzchni pryzmy, a ochładzanie ziemniaków
następuje od dołu do góry. W wysokich pryzmach występuje duża różnica temperatur
między jej górnym i dolnym poziomem.
W skład systemu wentylacji do składowania luzem wchodzą następujące podstawowe elementy: budka wentylacyjna z wentylatorem i klapami, główny kanał wentylacyjny,
kanały rozprowadzające, wyrzutnie powietrza oraz system sterujący.
System opływowy stosowany jest przy
składowaniu ziemniaków w paletach skrzyniowych z ażurowymi dnami i bokami. Powietrze podczas wietrzenia przepływa między paletami z dużą prędkością. Następuje
intensywna wymiana powietrza w warstwie
zewnętrznej palety skrzyniowej, natomiast w
środku wymiana jest minimalna. Temperatura różnicuje się między środkiem a warstwą
przyścienną palety. System wentylacji składa się z zespołu wentylacyjnego, w którym
umieszczone są: wentylator z (ewentualnie)
urządzeniami nawilżającymi, czerpnia powietrza zewnętrznego i czerpnia powietrza wewnętrznego, rury nadmuchowej oraz wyrzutni umieszczonej w ścianie przechowalni.
Główne parametry wentylacyjne wpływające na straty to: ●dawka wentylacyjna,
●czas wentylacji w całym sezonie przechowalniczym, ●parametry powietrza wentylacyjnego (głównie wilgotność).
Ilość ciepła odprowadzanego przez system wentylacji zależy głównie od wydajności
wentylatora, różnicy temperatur między bulwami a wentylowanym powietrzem i od czasu wietrzenia. Ciepło można odprowadzić z
przechowalni, stosując duże dawki wentylacyjne (dawka = natężenie przepływu powietrza na 1 tonę ziemniaków), 120 m3/t·h, oraz
małe – nawet 25 m3/t·h. Jednak przy małych
dawkach czas wentylacji jest dłuższy (tab.1).
Na intensywność odparowania wody z
bulwy (w praktyce wzrost ubytków naturalnych) większy wpływ ma czas wentylacji niż
prędkość przepływającego wokół niej powietrza. Dlatego zalecana dawka powietrza powinna być wysoka i w przechowalni o składowaniu luzem powinna wynosić 90 m3/t·h, a
w przechowalni o składowaniu w paletach
skrzyniowych 120 m3/t·h. Przy niższych
dawkach wentylacyjnych czas wentylacji
potrzebny do schłodzenia pryzmy wydłuża
się. Każde wietrzenie, nawet powietrzem o
dużej wilgotności, zakłóca stan wilgotności
równowagowej, który wytwarza się w pryzmie ziemniaków, i przez to przyczynia się
do wzrostu ubytków naturalnych. W celu
zmniejszenia ubytków naturalnych należy
33
Ziemniak Polski 2006 nr 3
ograniczać wietrzenie do niezbędnego mini-
mum.
Tabela 1
Zależność ubytków naturalnych od wielkości dawki wentylacyjnej
i sposobu składowania (IHAR 2004 r.)
Typ przechowalni
Składowanie luzem
Składowanie luzem
Składowanie w paletach
NIRp.=o,o5
Dawka m3/t/h
120
25
120
W pierwszym okresie przechowywania
(przygotowawczym) trzeba schłodzić pryzmę
do temperatury wymaganej dla danego kierunku użytkowania ziemniaka. Tempo schładzania pryzmy może wpływać na wydłużenie
lub skrócenie czasu wentylacji. Optymalne
tempo schładzania powinno być zrównane z
tempem spadku temperatury zewnętrznej.
Wychładzanie pryzmy ziemniaków szybsze
niż spadek temperatury zewnętrznej powoduje, że określona ilość ciepła zewnętrznego
przenika do przechowalni i wymaga dodatkowego odprowadzenia przez system wentylacji, powodując wzrost ubytków. Natomiast
tempo schładzania wolniejsze od spadku
temperatury zewnętrznej utrzymuje zbyt wysoką temperaturę w przechowalni, co też
wpływa niekorzystnie na ubytki naturalne.
Optymalne tempo spadku temperatury powinno wynosić od 0,18 do 0,30oC/dobę.
Straty ziemniaków w przechowalniach o
składowaniu luzem i w paletach skrzyniowych układają się następująco:
● straty w postaci ubytków naturalnych
generalnie są wyższe w przechowalni o
składowaniu w paletach skrzyniowych (w
systemach bez nawilżania);
● wyższa dawka wentylacyjna skraca czas
wietrzenia i przyczynia się do zmniejszenia
ubytków naturalnych;
● przy składowaniu luzem zróżnicowanie
wielkości ubytków naturalnych występuje
między dołem a górą pryzmy: w dolnej części są one największe, w górnej – najmniejsze; w przechowalni z nawilżaniem różnice
te są niewielkie;
● przy składowaniu w paletach skrzyniowych istotne zróżnicowanie wielkości ubytków występuje między środkiem palety a
warstwą przyścienną. W środku palety ubytki
Średni dobowy
czas wietrzenia (h)
2,3
13,7
6,2
Ubytki naturalne
(%)
5,5
7,7
10,1
0,7
są mniejsze, ale porażenie chorobami większe.
Wykorzystanie do wentylacji powietrza
atmosferycznego
Utrzymanie wymaganej temperatury i wilgotności w przechowalni przy wietrzeniu powietrzem zewnętrznym zależy głównie od warunków klimatycznych w danym rejonie. Aby
uzyskać niski poziom ubytków naturalnych w
przechowalni, wentylację powinno się przeprowadzać, gdy temperatura zewnętrzna jest
o 2-3oC niższa od temperatury ziemniaków,
a wilgotność powietrza wynosi powyżej 80%
wilgotności względnej. W całym sezonie
przechowalniczym (jesienią, zimą i wiosną)
występują okresy, kiedy na zewnątrz wilgotność powietrza jest za niska, i to wpływa na
wzrost ubytków naturalnych.
Takim szczególnie newralgicznym okresem są pierwsze tygodnie przechowywania,
kiedy naskórek bulw nie jest w pełni skorkowaciały i występuje intensywne odparowywanie wody (2-5 razy wyższe niż w długotrwałym okresie przechowywania), oraz pod
koniec okresu przechowywania, kiedy ziemniaki intensywnie kiełkują, przyczyniając się
do wzrostu ubytków naturalnych. W tych
okresach należy szczególnie zadbać o wentylację przy wysokiej wilgotności powietrza.
Tak się jednak składa, że akurat wtedy warunki wilgotnościowe powietrza zewnętrznego do wentylacji przechowalni są najmniej
korzystne. Niska wilgotność powietrza atmosferycznego występuje na początku przechowywania, we wrześniu i październiku,
oraz pod koniec przechowywania – od początku kwietnia. Do wietrzenia przechowalni
można jednak wykorzystać najlepszą porę w
ciągu dnia, kiedy wilgotność będzie najwyższa. W polskich warunkach klimatycznych
najkorzystniejszą porą są godziny od 2 do 7
34
Ziemniak Polski 2006 nr 3
rano. W porze jesiennej wilgotność w tych
godzinach utrzymuje się na poziomie 90-93%, a wiosną 86-90%.
Straty w przechowalni wyposażonej
w system wentylacji z nawilżaniem
W celu zwiększenia wilgotności wentylowanego powietrza w systemach wentylacyjnych
przechowalni stosuje się urządzenia do nawilżania, instalowane najczęściej w głównym
kanale wentylacyjnym. Główne sposoby nawilżania to:
● zamgławianie za pomocą dysku obrotowego,
● rozpylanie przez dysze ciśnieniowe,
● przepływ powietrza przez zwilżane filtry,
● napełnianie wodą kanałów wentylacyjnych (mniej efektywne).
Powietrze nawilżone do wilgotności 95-98% jest rozprowadzane kanałami i przepływa przez pryzmę ziemniaków. Głównym
celem nawilżania powietrza jest zmniejszenie ubytków naturalnych, ale należy się przy
tym liczyć z możliwym wzrostem gnicia bulw
porażonych chorobami.
Doświadczenia przeprowadzone w przechowalni o składowaniu luzem w komorze z
nawilżaniem i bez nawilżania (2002-2004 r.)
pokazują, że ubytki naturalne w komorze z
nawilżaniem były o 17% niższe niż bez nawilżania i w obu komorach wynosiły odpowiednio: 4,6% (nawilżanie) i 5,4% (bez nawilżania). W komorze bez nawilżania duże
różnice w wielkości ubytków wystąpiły między dołem i górą pryzmy. Na dole odnotowano 6,1%, a na górze 4,7. W komorze z
nawilżaniem takich różnic na wysokości pryzmy nie stwierdzono.
Porażenie mokrą zgnilizną było silniejsze
w komorze z nawilżaniem niż bez nawilżania
i wynosiło odpowiednio 1,5 i 0,5%. Rozwój
mokrej zgnilizny, która jest chorobą bakteryjną powodującą gnicie bulw, w dużej mierze
zależy od zawilgocenia panującego w przechowalni. Podczas wentylacji należy przestrzegać podstawowych zasad, aby nie dopuścić do kondensacji wody na bulwach.
Ostatecznie może być tak, że suma strat
uwzględniająca ubytki naturalne i choroby
może być na tym samym poziomie w przechowalni z nawilżaniem i bez nawilżania.
Użycie nawilżania w systemach wentylacyjnych można podsumować następująco:
● Nawilżanie powietrza w przechowalni
zawsze powoduje zmniejszenie ubytków
naturalnych.
● Nawilżanie jest bardziej efektywne w
przechowalniach o składowaniu w paletach
skrzyniowych niż luzem.
● Największy niedobór powietrza o wysokiej wilgotności występuje na początku okresu przechowywania (wrzesień) oraz pod
koniec przechowywania – od początku
kwietnia.
● Przechowując ziemniaki porażone chorobami, należy brać pod uwagę, że nawilżanie zwykle przyczynia się do wzrostu gnicia
bulw.
● W przechowalniach o składowaniu luzem
duże ubytki naturalne mogą spowodować
odkształcenia ciśnieniowe bulw.
Technika wietrzenia (czyli optymalne wykorzystanie systemu wentylacyjnego) może
decydować o wielkości strat w przechowalni.
Patrząc na to zagadnienie bardziej kompleksowo, trzeba wziąć pod uwagę kilka głównych czynników, tj. konstrukcję systemu
wentylacji ukierunkowaną na przeznaczenie
ziemniaków, zaplanowanie właściwych parametrów na sterowniku (tempo spadku
temperatury i czas wietrzenia), wykorzystanie do wietrzenia najniższych temperatur o
najwyższej wilgotności, nieprzedłużanie
wentylacji ponad wymagany czas, utrzymywanie ustabilizowanej temperatury oraz cykliczne przewietrzanie ziemniaków.
Literatura
1. Czerko Z. 2001. Przechowywanie ziemniaków.
IHAR Oddz. Jadwisin: 62 s.; 2. Czerko Z. 2003. Rozwiązania techniczne i eksploatacyjne ograniczające
skraplanie wody w przechowalni. – Ziemn. Pol. 3: 22-27; 3. Czerko Z. 2003. Dobór dawki wentylacyjnej dla
przechowalni ziemniaków. – Ziemn. Pol. 4: 18-22; 4.
Czerko Z. 2003. Ubytki naturalne w zależności od
rozwiązań systemu wentylacyjnego. [W:] Znaczenie
odmiany w agrotechnice i przechowalnictwie ziemniaka. Konf. Nauk. Jadwisin, 26-27.03:2003. IHAR Oddz.
Jadwisin: 69