АВТОМАТИЗАЦИЯ МИКРОКЛИМАТА ОВОЩЕХРАНИЛИЩ КАК СРЕДСТВО СНИЖЕНИЯ ВЕСЕННЕГО РОСТА ЦЕН НА ЕДУ
AUTOMATION OF THE MICROCLIMATE OF VEGETABLE STOREHOUSES AS MEANS OF DECREASE IN VESNNY INCREASE IN PRICES FOR FOOD
Алиев М.Г., Пачкин С.Г.
Кемеровский государственный университет
Как вы думаете, насколько вы зависите от автоматизации микроклимата хранения сельхозпродукции? Вопрос риторический. Хотя для многих обывателей не совсем ясный. Получается, что проблема, решение которой затрагивает жизнь 90% населения, этому населению не известна. Мы все возмущены ростом цен на основные овощи и фрукты весной, но не все знают о причинах этого явления. Реальность такова, что мы просто скрипим зубами и шуршаем своими кошельками, смирившись с последствиями этой проблемы. Однако чем чаще мы закрываем глаза на причины, тем больше мы пожинаем плоды этих нерешенных проблем в виде значительных и крупных финансовых потерь.
Абсурдность проблемы в том, что с точки зрения автоматизации решить проблему не так уж и сложно. Есть всего три основных регулируемых параметра: температура, влажность, содержание кислорода. Это не так много, как например, в химической или перерабатывающей промышленности. С точки зрения финансирования, если не для частника, то для государства вопрос точно решаемый (стоимость строительства 50 тыс. руб. за тонну хранения) [1].
Однако решение проблемы автоматизации кондиционирования воздуха в хранилищах и их строительство в этом районе приостановлено почти на 30 лет.
Коротко об экономических показателях. В связи с введением санкций в 2014 году в России стали популярны идеи импортозамещения. Попытки защитить свой продовольственный рынок, а именно эмбарго на сельскохозяйственную продукцию с ЕС, Украиной, а затем и Турцией, вселили у многих граждан Российской Федерации надежду на обеспечение продовольственной безопасности. Аграрии в этом смысле не стали исключением. Надеясь ослабить конкуренцию извне, народные хозяйства просто ждали удачного года для сбора урожая. Таким годом оказался 2017-й. Урожай зерна составил рекордные 134,1 млн тонн, что на 11,2% больше 2016-го [2].
Рост отрасли за последние 5 лет был оценен на 8,7% [3].
Но на бочку мёда нашлась ложка дёгтя. Оказалось что всю выращенную продукцию просто негде хранить. Как пояснил президент Национального плодоовощного союза Сергей Королёв, в 2017 г из выращенных более 2,5 млн. тон овощей, в овощехранилища заложено было только 745 тыс.тон [4].
Кислоты и основания с точки зрения различных теорий
... понятия кислоты и основания с точки зрения теорий Аррениуса-Менделеева, Бренстеда, Льюиса. Цель: Рассмотреть кислоты и основания с точки зрения трех различных теорий. Задачи: Изучить кислоты и основания в целом, их ... и в процессе опытов случайно пролил несколько капель на лепестки фиалок, которые стали ярко-красными. Это событие положило начало ряду опытов, в результате которых появилось ...
А если учесть то, что по статистике на 30-40% в первые месяцы урожай просто загнивает, то о росте как таковом говорить не приходится.
Из-за отсутствия складских помещений сельхозпроизводители вынуждены в короткие сроки продавать свою продукцию по низким ценам, иногда работая себе в убыток. А весной, когда запасы заканчиваются и пора приземляться, цены растут. В том же 2017 году по данным Росстата, в мае и июне базовые овощи подорожали в 50-100 раз быстрее официальной инфляции [1].
Увеличение цены на свеклу, морковь и лук составило 20-30%, на капусту — 40%, картофель — 54% [1,4]. И это средние цифры, в некоторых регионах рост цен был в несколько раз. Действительно, из-за нехватки складских помещений и, как следствие, отсутствия резервов, Россия снова импортирует основные фрукты и овощи в обмен на доллары. Михаил Глушков, исполнительный директор Национального союза овощеводов, пояснил: «Мы должны импортировать продукцию. Её покупают за доллары плюс, увеличиваются транспортные расходы — и растёт цена» [5].
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что строительство и автоматизация существующих складских помещений очень актуально.
Изначально самые первые овощехранилища (картофелехранилища) не имели какого-то управления микроклимата в принципе. Такие хранилища основывались на системе естественной вентиляции. Воздухообмен в этих гидроаккумуляторах достигается за счет разницы давлений внутри и снаружи гидроаккумулятора или ветровых потоков. Теплоизоляция таких складских сооружений обычно обеспечивалась толстыми стенами и грунтом. Здесь работал принцип глубже там, где холоднее климат. Если климат, в котором эксплуатируется хранилище мягкий, то использовали наземную степень заглубления (0,15-0,3м).
В более суровом климате использовали полузаглубленные степень заглубления (когда половина высоты стены углублена в грунт).
В отечественной практике половина всех месторождений имела именно такую глубину. И, наконец, подземные хранилища — это те хранилища, в которых заглублено более половины стены. Хранилища такого типа используют в зонах, с расчётной зимней температурой воздуха -30 и -40 °С. Эти хранилища имели не большую вместимость, до 500т [6].
Они могли обеспечить лишь минимальную защиту урожая от внешних климатических воздействий. Учитывая наш резко континентальный климат, стабильное поддержание температуры, а тем более параметры влажности и газа, система естественной вентиляции никак не могла обеспечить.
на смену ей пришла система принудительной вентиляции, основанная на поддержании температуры. Эти месторождения, помимо приточных и нагнетательных колодцев, были оборудованы регулируемыми вентиляционными заслонками и датчиками температуры.
автоматизация микроклимат овощехранилище
Рис. 1. Схема управления температурным режимом в картофелехранилище
Для управления микроклиматом в таких овощехранилищах использовали оборудование типа ОРТХ (Оборудование для регулирования температуры хранилищ) (см. Рис. 1.) и систему «Среда» [7].
Все использовали систему автоматического регулирования только температурного режима в овощном цехе. Автоматическое регулирование влажности применяли редко из-за отсутствия датчиков, работающих при относительной влажности воздуха более 90 %. При необходимости влажностью управляли вручную, включая вытяжные вентиляторы [8].
Расчет системы отопления, вентиляции и кондиционирования механообрабатывающего ...
... системой вентиляции и дежурным отоплением в зимний период года. В летний - системой вентиляции и кондиционирования. 1. Дежурное отопление осуществляет поддержание температуры ... от персонала: Персонал выполняет легкую работу, температура в помещении плюс 20°C. Соответственно ... конструкции; коэффициент теплопередачи; температура внутри цеха при дежурном отоплении; расчетная температура воздуха. Таблица 3 ...
Создатели старых систем управления снижали температуру только за счет открытия клапанов и циркуляции холодного воздуха на улице. Однако эта система охлаждения оказалась совершенно неэффективной в случаях, когда температура окружающей среды выше, чем температура внутри магазина.
Кроме того, в системах не было газоанализаторов, что в свою очередь привело к несвоевременному обнаружению нехватки кислорода во всех частях овощного цеха. Это приводило к ухудшению качества картофеля, он «задыхался». В результате на таких складах испорченный картофель часто не диагностировался, а испорченный картофель не обнаруживался вовремя, что приводило только к большему количеству инфекций и большим убыткам.
У этих систем есть и положительные стороны, например использование промежуточной камеры для смешивания воздуха и вентиляции или так называемого тамбура. Барабан необходим, чтобы избежать резких перепадов температуры и нагрузки на овощи.
Очень важно осознавать, что в наше время автоматизация овощехранилищ — это не просто траты на какие-то установки ради улучшения технологий хранения, а жизненно необходимая составляющая, без которой смысла в хранилище, как таковом, нет. Консервированные продукты имеют биологическое происхождение, и несоблюдение основных параметров портит товарный вид продукта, его свойства и, прежде всего, срок годности.
Для примера возьмем хранение семенного картофеля по технологии НИИ сельского хозяйства в Кемерово. Как уже было сказано, основными параметрами являются температура, влажность, концентрация кислорода. Весь цикл хранения состоит из нескольких периодов:
- Просушки — в процессе уборки и закладки в картофелехранилище происходит непрерывная обсушка при температуре 10 ?С, если картофель сырой;
- Лечения — картофель восстанавливается после полученного стресса, продолжительность 14-16 дней при 18-20 ?С.
Вентилируют 5-6 раз в день и ночное время, влажным циркуляционным тёплым воздухом, добавляя свежий воздух, влажность при этом составляет 95%;
- Охлаждения — постепенно снижают температуру на 0,5 ?С в течение 20-30 дней пока температура не упадёт до 2-3 ?С;
- Основной — поддержание температуры насыпи 2 ?С в течение 4-5 месяцев.
Поддержание кислорода в межклубневом пространстве не ниже16-18 %, и не превышение углекислого газа на 0,5-1 %. Температура внутри хранилища должна на 1-2 ?С быть больше, чем в насыпи;
- Весенний — понижение температуры до 1,5 — 1,9 ?С;
- Дезинфекция хранилища — дезинфекция и просушка.
- Влажность во все периоды, кроме лечения — 90%.
Из вышесказанного следует, что такая точная и своевременная настройка всех параметров ручными методами просто невозможна. Для качественного контроля микроклимата необходима экономичная система автоматизации, учитывающая все необходимые параметры.
На сегодняшний день эту систему создать вполне реально. Для решения всех намеченных задач такая современная система будет иметь следующие особенности:
1) контроль и управление влажности;
2) климат контроль воздуха происходит не в самом хранилище, а в вентиляционной камере (см. рис 2);
Воздух как фактор среды обитания
... воздух, как экологический фактор Задачи курсовой работы: рассмотреть движение воздуха и газовый состав воздуха; рассмотреть климатическое и ботанико-географическое значение ветра; выявить экологическое значение кислорода, углекислого газа воздуха; ... природа", опираясь на исследования взаимодействий в системе "организм - среда". Актуальность этой проблемы, вызванной обострением экологической ...
3) наличие постоянного мониторинга параметров не только внутри хранилища, но и снаружи;
4) контроль и управление концентрации кислорода.
Рис. 2. Система вентиляции и климат контроля в вентиляционном тамбуре
Автоматическая система работает следующим образом: при открытии смесительного клапана (заслонки) и всасывания воздуха вентиляторами, уличный воздух поступает в вентиляционную, смесительную камеру. По имеющимся датчикам определяются параметры (температура, влажность, концентрация кислорода) приходящего воздуха. Информация об этих параметрах идёт в программируемый логический контроллер (ПЛК), где определяются дальнейшие действия по управлению.
Далее, воздух проходит через увлажнители, конденсаторные холодильные и нагревательные агрегаты, после чего, приобретая нужные параметры по вентиляционным коробам поступает в хранилище (см. рис 3).
Рис. 3. Система вентиляции и климат контроля в хранилище
Учитывая, что картофель-живое биологический организм, не терпящий резких изменений параметров (это может привести к стрессу), то все процессы, связанные с ним — инерционные. Поэтому датчики температуры должны быть очень точными, но не обязательно быстрыми. Термометры сопротивления отлично подходят по таким параметрам: медь или платина. Вам также понадобится измеритель влажности с диапазоном от 0 до 100% и анализаторы кислорода и углекислого газа. Все указанные датчики имеются на рынке.
В качестве исполнительных механизмов могут быть использованы электрокалориферы (для нагрева температуры), компрессорно-конденсаторные холодильные агрегаты (для охлаждения и уменьшения влажности), несколько сервоприводов (для регулирования степени открытия и закрытия задвижек), несколько вентиляторов для лучшей циркуляции воздуха. Поскольку влажность — очень важный параметр для сохранения товарного вида продуктов, ее также необходимо регулировать. Тот же конденсаторный холодильный агрегат можно использовать для снижения влажности. По повышению влажности — блок ультразвуковых увлажнителей воздуха, имеющий довольно невысокую цену. Управляющее оборудование может представлять собой программируемый логический контроллер от OWEN или любой другой компании, у которой есть блок аналоговых сигналов и источник питания.
Эта система автоматизации может стоить от сотен до нескольких сотен тысяч рублей в зависимости от объема хранимой продукции, дальности доставки оборудования и климата в районе населенного пункта.
В свете вышесказанного можно сделать вывод, что выращивание урожая — это половина дела, вторая половина — сохранить его и доставить потребителю в подходящих условиях. Рост цен на продукты питания в России, недоедание и связанные с ним заболевания человека — все это последствия отсутствия хранилищ с самоконтролируемым микроклиматом.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/avtomatizatsiya-mikroklimata-ovoschehranilischa/
1. Россия рискует потерять треть урожая овощей из-за отсутствия хранилищ // finanz.ru Дата обновления: Июль 31, 2017. URL: https:// www. fi — nanz. ru/ novosti / aktsii / rossiya — riskuet — poteryat — tret — urozhaya — ovoshchey — iz — za — ot sutstviya — khranilishch -1002219279
Автоматизированная система учета движения грузов на складе
... перемещении, хранении и отгрузки большого объёма грузов в короткие сроки с высокой точностью выполняемых операций,- всё чаще в этих операциях используют автоматизированные системы. Целью моей дипломной работы ... Проводилось обследование более 30-и российских предприятий различного профиля на предмет оценки существующих на предприятиях систем учета (склад, производство) и выдачи предложений ...
2. Урожай зерна в России в 2017 году составил рекордные 134,1 млн тонн // ТАСС, Россия. Дата обновления: Январь 11, 2018. URL:https://tass.ru/ekonomika/4867061
3. Приписки и «рекорды»: сказки о сельском хозяйстве России // Газета.ru, Отдел «Бизнес». Дата обновления: Декабрь 20, 2018. URL:https://www.gazeta.ru/business/2018/12/20/12101161.shtml?updated
4. Хранилища для овощей вместили лишь треть урожая 2017 года // Агроинфо, Агроновости, Растениеводство. Дата обновления: Февраль 13, 2018. URL:https://agroinfo.com/1302201801-xranilishha-dlya-ovoshhej-vmestili lish-tret/.
5. Стоимость продуктовой корзины повысили овощи // agro2b.ru, Главная, Новости. Дата обновления: Май 26, 2017. URL:http://agro2b.ru/ru/news/41973-Stoimost-produktovoj-korziny-povysili ovoshti.html
6. Овощи в землянке // Агроинвестор, Мария Арсеньева, Агротехника и технологии. Дата обновления: ноябрь 12, 2014. URL:https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/15158/
7. Автоматизация хранилищ сельскохозяйственной продукции // StudRef.com, Главная, Техника. a. URL: https:// studref. com /362932/ tehnika / avtomatizatsiya _ hranilisch _ sel skohozyaystvennoy _ produktsii
8. Системы автоматизации микроклимата в хранилище // Studme.org, Главная, Техника. URL: https://studme.org/288679/tehnika/sistemy_avtomatizatsii_mikroklimata_kartofelehranilische
