CC BY
43
Отношение R/RI0 тканей яблока на солнечной и Выводы. Таким образом, мы установили, что с со-теневой сторонах у сорта Мартовское практически не зреванием яблок отношение электрических сопротив-
отличается, тогда как у Антоновки обыкновенной ЭС лений R/Rj0 увеличивается и при их перезревании
тканей на солнечной стороны меньше, чем на тене- уменьшается. Этот метод можно использовать для оп-
вой, что характеризует большую неоднородность каж- ределения оптимальных сроков съема плодов в саду для
дого плода Антоновки обыкновенной по зрелости. последующей закладки их на хранение.
Литература.
1. Million J. A contribution to measuring the impedance of fruit and vegetable flesh specimens // Sb. Meehan. Fak. Vysoke skoly Zemed. Praze. 1985. 2. S. 607-612.
2. Nondestructive measurement offruits quality by electrical impedance. Pt 1. Kato K. Relation between impedance parameters and freshness // J. Japan. Soc. Agr. Mach. 1988. Vol. 50, № 6. P.99-107.
3. Жучков A.B. Прогнозирование потерь картофеля и овощей при хранении // Плодоовощное хозяйство. 1986. № 3. С.58-59.
4. Способ определения пригодности яблок к длительному хранению: А.с. 1195234 СССР, MKMG 01 № 27/04/ Н.И.Кожанова; МИНХ. — № 3704318/28-13; Заявл. 02.12.83; Опубл.30.11.85; Бюл. № 44. - С.194.
5. Снапян Г.Г. и др. Электрическое сопротивление тодов// Плодоовощное хозяйство. 1985. № 10. С.55-56.
6. Гордеев, А. С, Автоматизированная обработка яблок. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, 1996. - 423 с.
7. Маслов А.П. Электрофизиологический подход к определению функционального состояния тканей овощных культур в связи с термостойкостью. Труды по селекции овощных культур ВНИИССОК, вып. 14, 1981.
APPLE QUALITY CONTROLLED BY ALTERNATING CURRENT
S.A. Rodikov
Summary* Use of alternating — current for the control of an apple quality is under consideration. The dependence of apple tissue electrical resistance on temperature is shown. The given method is supposed to be recommended for determining the optimum harvesting date for putting apples into storage.
Keywords: electrical resistance of apple tissue, alternating current, temperature, optimum harvesting date
УДК 634.1:631.563:6
КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ В РЕГУЛИРУЕМОЙ АТМОСФЕРЕ
АС. ИЛЬИНСКИЙ, доктор технических наук, зав. лабораторией
С. Б. КАРПОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
ВНИИС им. И.ВМтурина E-mail: vniis@pochta.ru
Резюме. Разрабатывается комплекс оборудования для хранения плодов в регулируемой атмосфере, включающий адсорбер С02, генератор азота и систему автоматического управления режимами хранения. В основу адсорбера С02 положен принцип короткоцикловой безнаг-ревной адсорбции, генератора — принцип качающегося давления и вакуума (VPSA). Система автоматического управления блочно-модульной конструкции базируется на програм и руем ом логическом контроллере. Ключевые слова: регулируемая атмосфера, адсорбер СО^ генератор азота, система автоматического управления режимами.
Хранение выращенной продукции имеет исключительно важное значение для плодоводческих хозяйств. Это обусловлено тем, что в сезон уборки и последующие 1-2 месяца стоимость продукции, вследствие «затоваривания» рынка, резко снижается, но уже через 5-
6 месяцев возрастает более чем в 2-3 раза. Поэтому хранение экономически очень выгодно. Однако получить высокую прибыль можно только применяя прогрессивные технологии.
Наиболее эффективна для длительного хранения фруктов и овощей — технология хранения в регулируемой атмосфере (РА). Ее суть заключается в том, что продукцию помещают в относительно герметичные камеры, в которых с помощью специального оборудования поддерживается пониженная концентрация 02 (1,0...3,0 %) и повышенная — С02 (1,0...5,0 %) [1,2]. При этом максимально замед ляется послеуборочное дозревание и старение плодов, что обеспечивает высокую устойчивость к физиологическим и инфекционным заболеваниям. В странах с развитым садоводством (Италия, Голландия, Бельгия, Германия, Англия, США и др.) практически весь коммерческий урожай яблок и груш, предназначенный для потребления в свежем ввде, хранится в РА [3].
Во ВНИИ садоводства им. И.В. Мичурина в течение ряда лет разрабатывается комплекс оборудования для хранения в регулируемой атмосфере. Он включает в себя генератор азота, адсорбер С02 и систему автоматического управления (рис.1.).
Генератор азота предназначен для первоначального снижения в камерах концентрации 02, адсорбер—обес-
печивает периодическое удаление выделяемого продукцией С02, а система автоматического управления — осуществляет периодическое измерение концентрации С02, 02, / и на основании этого включение соответствующего оборудования для корректировки режимов.
В основу разработки адсорбера С02 был положен принцип короткоцикловой безнагревной адсорбции, как наиболее энергоэкономичный для хранения в РА [4] . В ходе исследований были изучены свойства основных промышленных и новых перспективных адсорбентов (ПРЖ, МеКС-492, СКТ-4Б, СКТ-6, СКТ-4, СКТ-3, АГ-95, АГ-3 и Гидросорб). Согласно результатам комплексной оценки наиболее эффективными из них оказались СКТ-4Б, СКТ-4, СКТ-3. Они характеризуются достаточно высокой ёмкостью по С02 и хорошей динамикой десорбции при продувке атмосферным воздухом.
Найденные технологические и конструктивные решения позволили разработать адсорбер, который обеспечивает удаление С02 без «заброса» в камеру атмосферного кислорода, что дает возможность реализовать перспективную технологию хранения в регулируемой атмосфере с ультранизкой концентрацией кислорода. Благодаря оптимизации движения воздушных потоков в адсорбере и рациональной компоновке его основных узлов удалось снизить удельные энергозатраты до 0,5 кВт ч/кг С02(при 2 % С02), что находится на уровне лучших мировых аналогов. Технологический процесс выполняется в автоматическом режиме с предварительно установленными периодами сорбции и десорбции. Возможно управление от центральной автоматической системы. Разработанные адсорберы уже используются в ряде плодоводческих хозяйств [5, 6]. Сейчас ведутся исследования по разработке централизованного адсорбера усовершенствованной конструкции.
На основании анализа тенденций развития технических средств для снижения в камерах содержания кислорода установлено, что наиболее перспективно использование принципа VPSA, то есть переменного вакуума и давления [7]. В сравнении с другими известными способами решения этой задачи (мембранный и принцип PSA), он дает возможность снизить удельные энергозатраты на 30...40 %.
На экспериментальном образце генератора азота проведены исследования процесса получения обога-
Система aei ома* W4ei*ar< управ тмия
Рис.1. Схема реализации технологии хранения в регулируемой атмосфере.
щенной азотом среды на цеолитовом молекулярном сите на обратном цикле [8]. Установлено, что в фазе сорбции оптимальная подача воздуха соответствует 10... II газообменам адсорбционной колонны. При меньших значениях производительность процесса снижается, а концентрации кислорода в продуктовом потоке возрастает, при больших значениях производительность процесса также снижается и одновременно увеличивается вероятность завлажнения адсорбента. Скорость изменения вакуума не влияет на процесс разделения 02 и N2 в процессе их десорбции. Получение определенной концентрации кислорода в продуктовом потоке зависит от уровня вакуума прекращения отделения первичного потока десорбции.
Исследованный адсорбент (CaLSX) в циклическом режиме работы имеет емкость по азоту 7,76 л/л, по кислороду — 0,58 л/л, что обеспечивает достаточно высокую селективность. Производительность при концентрации 02 в продуктовом потоке 5,5 % составляет 3,32 л/мин с одного литра адсорбента, при 2,6 % О, — 2,22 л/мин и при 1,5 % — 1,27 л/мин. Удельные энергозатраты равны соответственно 0,25, 0,375 и 0,65 кВт ■ ч/м3.
Разрабатываемая система автоматического управления режимами хранения состоит из нескольких блоков (логический, оперативного управления и мониторинга, газового анализа).
Логический блок представляет собой программируемый логический контроллер (ПЛК) модульного типа. Это позволяет наращивать систему при увеличении количества управляемых объектов (камер, единиц технологического оборудования и контрольно-изме-рительных приборов).
Логика управления описывается программно на основе микрокомпьютерного ядра. Разработка алгоритмов управления осуществляется методом визуального прикладного проектирования с использованием комплекса CoDeSys фирмы 3S (Smart Software Solutions) [9].
Блок оперативного управления и мониторинга — это персональный компьютер, оснащенный специальным программным обеспечением — системой сбора данных и оперативного диспетчерского управления (SCADA-системой), реализующей человеко-машинный интерфейс.
SCADA-сисггема предоставляет оператору удобный интерфейс для контроля за технологическим процессом. Он может вводить значения контролируемых параметров, осуществлять внеочередной анализ газового состава камер и калибровку газоанализаторов, принудительно включать и выключать технологическое оборудование в конкретных камерах.
Оператор может не только наблюдать за параметрами газового состава в камерах и работой оборудования в режиме реального времени, но и обращаться к архиву данных, которые сохраняются в форме либо тренда (графическое представление), либо рапорта для печати (таблица). Помимо контроля концентраций 02 и С02 в камерах фруктохранилища,
Рис.2. Адсорбер СОг
АСУ может обеспечивать мониторинг и архивацию других параметров технологического процесса, например, температуры и влажности воздуха, содержания этилена.
Кроме управления режимами хранения система контролирует работу основных технологических единиц оборудования (генератора азота и адсорберов) и информирует об отклонении от оптимальных режимов функционирования.
АСУ осуществляет подсчет суммарного рабочего времени и по истечении установленного периода сигнализирует о необходимости проведения очередного технического обслуживания.
Информационная коммуникация всех блоков ав-торизированной системы управления осуществляется по шине данных.
Разрабатываемая АСУ контролирует возникнове-
Рис.З. Экспериментальный образец адсорбционного генератора азота.
ние аварийных ситуаций, связанных с работой технологического оборудования. После получения сигнала от соответствующих устройств (тепловые реле защиты электродвигателя, позиционеры переключения газораспределительных клапанов, дифференциальные регуляторов давления, устройства контроля параметров сети и др.) система управления блокирует работу неисправного оборудования и формирует на мониторе компьютера текстовое сообщение об аварии, сопровождаемое звуковым сигналом. Отображение сообщения осуществляется до его квитирования. Одновременно оно заносится в журнал, который предназначен для представления статистики аварийных ситуаций.
Литература.
1. Ильинский А. С., Пугачев В. Ю., Дмитриев А.В. Развитие технологии хранения фруктов в регулируемой атмосфере (обзор)//Хранение и переработка сельхозсырья,- 2003, №8, с.52-56.
2. Ильинский А. С., Гладков Е.В. Прогрессивная технология хранения фруктов и овощей. Холодильный бизнес М9, 2008, с.21-23.
3.O'Rourke A.D. The world apple market. - New York: Food Product Press, 1994.- 237p.
4. Ильинский А. С. Способы и технические средства удаления углекислого газа при хранении плодов в регулируемой атмосфере (обзор)// Хранение и переработка сельхозсырья.- 2003. - №3с.77-80.
5. Ильинский А. С., Карпов С.Б., Пугачев В.Ю. Опыт реконструкции фруктохранилищ под технологию хранения в регулируемой атмосфере.// Материалы Международной научно-практической конференции «Перспективы развития садоводства ЦЧЗ, опыт развития других стран и регионов», ВГАУ2004 г., с.47-52.
Ь. Ильинский А.С. Совершенствование базы хр{шения в плодоводческих хозяйствах страны// Труды конференции «Современные проблемы производства, хранения, переработки и экспертизы качества сельскохозяйственной продукции, Мичуринск, МичГАУ, 2007, т.2, с. 178-182
7. Ильинский А с., Дмитриев А. В. Развитие технических средств для первоначального снижения в камерах кислорода при хранении фруктов в регулируемой атмосфере// Труды Международной научно-практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, Воронеж, 2003, т.1, ч.2, с. 110-114.
8. Ильинский А. С., Лучников В.А. Исследование процесса получения азота на цеолитовом молекулярном сите// Труды конференции *Современные проблемы производства, хранения, переработки и экспертизы качества сельскохозяйственной продукции, Мичуринск, МичГАУ, 2007, т.2, с. /82-192
9. Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под. Ред. проф. В.П. Дьяконова. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. — 256с.
EQUIPMENT FOR CONTROLLED ATMOSPHERE STORAGE
A.S. Ilinskiy, S.B. Karpov
Summary. Equipment for controlled atmosphere storage is under development. It consists o1 C02 scrubber, nitrogen generator and automatic control system. The scrubber is based on short cycle adsorption principle, the generator — on vacuum pressure swing adsorption (VPSA). Automatic control system is designed on modular principle based on programmable logic controller.
Key words: controlled atmosphere, C02 scrubber, nitrogen generator, automatic control system.
