土豆冷库设计及注意事项---枣庄**科技

时间：2016-07-05

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

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      φ=%
市场需要的新鲜土豆
 4~7
 95～98
用于加工处理的土豆
8~10
95～98
种子土豆
0~3
95～98
2、土豆的降温速度：
土豆用机械收获时，总有一些表皮损伤，为了缓解这些伤痕，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，使伤口缓解。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**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**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**，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**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**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)        **天至25天为进货阶段，到*26天～34天共8天机器的负荷较大，为45万大卡/时（523KW）。

b)        到*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）


机器型号

 蒸发温度    ℃

 
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)      机器每日运行的蒸发温度可根据5个库房中所要求的较低温度来调整。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℃，Δt=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，天津冬季较低温度按－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**0℃。通过以上计算：当风量Q=174000m3/h时Δt=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
考虑室温低于库温2℃时，为节能可采用新风机向库内送风   或加热段   

配2台风量为30000m3/h的轴流通风机做通风换气用，为了使补充的新风能均匀，在设计中布置了新风送风系统，通风管有组织地将新风送到每台冷风机的吸风口处。排风也采用有组织地机械排风。

词条
词条说明
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