CC BY
24УДК 629.355
Обоснование расчета холодопроизводительности авторефрижераторов при внутригородских перевозках пищевых продуктов
А. А. ГРЫЗУНОВ; В. Н. КОРНИЕНКО, канд. техн. наук; С. В. АВИЛОВА, канд. с.-х. наук
ВНИИ холодильной промышленности — филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, Москва
Перевозка охлажденных и замороженных пищевых продуктов животного и растительного происхождения, в том числе скоропортящейся пищевой продукции (далее — пищевые продукты), является неотъемлемым связующим звеном в холодильной цепи между местом их производства и точкой реализации. Подавляющее большинство таких перевозок (более 80%) осуществляются с помощью специализированных автотранспортных средств. Эти перевозки можно разделить на два вида:
• международные, межрегиональные и междугородные;
• внутригородские.
Первый вид перевозок выполняют крупнотоннажные рефрижераторные средства (авторефрижераторы и рефрижераторные контейнеры) грузоподъемностью 20-40 т. Второй вид перевозок осуществляется мало-и среднетоннажными авторефрижераторами и изотермическими автофургонами грузоподъемностью от 800 до 3500кг [1].
Основное внимание уделяется международным перевозкам пищевых продуктов, которые регламентируются рядом нормативных документов:
• Соглашение о международных перевозках скоропортящихся пищевых продуктов и о специальных транспортных средствах, предназначенных для этих перевозок (СПС), 2017 г. [2];
• Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»), 2011 г.;
• Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств», 2011 г.
На территории Российской Федерации дополнительно действуют «Правила перевозок грузов автомобильным транспортом», утвержденные Постановлением Правительства РФ от 15 апреля 2011 г. и регулирующие правила межрегиональных и междугородных перевозок. В п. 4 этих правил указано, что перевозка скоропортящихся грузов автомобильным транспортом в городском, пригородном и междугородном исполнении также осуществляется в соответствии с требованиями, установленными СПС.
Таким образом, в соответствии с этими документами к авторефрижераторам, осуществляющим международные (межрегиональные и междугородные) и внутригородские перевозки, предъявляются одинаковые технические требования, изложенные в [2].
Однако не все авторефрижераторы, соответствующие такого рода требованиям, могут быть использованы при внутригородских перевозках с учетом особенностей их эксплуатации в условиях переменных тепловых нагрузок при доставке пищевых продуктов в несколько торговых точек. В этом случае правильный подбор требуемой производительности холодильных установок авторефрижераторов представляется актуальной задачей.
Анализ процесса международных, межрегиональных и междугородных перевозок показал, что для этого вида перевозок доставка пищевых продуктов от грузоотправителя производится, как правило, одному грузополучателю (одна точка загрузки — одна точка выгрузки) при продолжительности рейса от одних до нескольких суток. При этом холодильная установка работает в штатном режиме на компенсацию внешних теплопритоков через ограждающие конструкции кузова при закрытых дверях, и перевозимый груз практически не подвергается температурным колебаниям. Для таких условий согласно требованиям п. 7.3.2 Соглашения о международных перевозках (СПС) при определении параметров и сертификации мультитем-иературных холодильных установок специализированных автотранспортных средств их номинальная холо-допроизводителыюсть определяется по формуле:
00 >1-75^^(^-0, Вт
(1)
где (?0 — номинальная холодопроизводительность мультитемпературной холодильной установки, Вт; 1,75 — коэффициент безопасности, учитывающий непредвиденные потери; — среднегеометрическая площадь поверхности ограждения изотермического кузова, м2; КоШ — общий коэффициент теплопередачи изотермического кузова транспортного средства, Вт/(м2К); гнв, гвв — соответственно температура наружного воздуха и внутреннего воздуха в изотермическом кузове, °С.
Для второго вида перевозок пищевых продуктов определен ряд особенностей:
• в течение одной рабочей смены (рейса) продолжительностью 6—10 ч пищевые продукты доставляются от одного грузоотправителя нескольким грузополучателям, что подразумевает многократное открывание дверей для выгрузки части продуктов и неизбежное периодическое повышение температуры воздуха в кузове за счет цикличных пиковых
теплопритоков от поступающего в кузов наружного воздуха;
• количество точек выгрузки зависит от грузоподъемности специализированного автотранспортного средства и требований грузополучателей и может варьироваться в широких пределах — от 3-6 для малотоннажных до 5-10 для среднетоннажных авторефрижераторов;
• вследствие невысоких средних скоростей движения авторефрижераторов в городских условиях (10-20 км/ч) фактическое число оборотов вала (1000—1500 мин"1) компрессора в процессе перевозки продуктов не соответствует номинальному (паспортному) значению (2200 мин-1), а это приводит к снижению (в 1,5-2 раза) холодопроизводительнос-ти установки по сравнению с заявленной [3].
В связи с этим специалистами ВНИХИ совместно с представителями гильдии логистических операторов МТПП был сделан вывод о том, что использовать формулу (1) при определении номинальной холодопроиз-водительности холодильных установок авторефрижераторов, предназначенных для внутригородских перевозок, не вполне корректно, необходимо уточнение величины коэффициента безопасности
Основанием послужили результаты проведенного в 2016-2017 гг. мониторинга специализированных транспортных средств и технологических процессов, сопровождающих внутригородские перевозки. Было установлено, что при перевозках в городской черте не обеспечивается постоянство требуемой температуры транспортирования пищевых продуктов — колебания температуры внутреннего воздуха в кузове Гвв могут составлять в низкотемпературных авторефрижераторах в летнее время до 30 °С. Данный факт определяется наличием внешних теплопритоков от открывания дверей при разгрузке продукции, которые не компенсируются в полном объеме установленным холодильным оборудованием, что приводит к нарушению температурных условий для перевозимых пищевых продуктов, регламентируемых нормативно-технической документацией (значения температуры ?вв уже после первой разгрузки не восстанавливаются до первоначальных и к концу смены превышают требуемые значения на 3...7 °С).
Исследования показали, что температура воздуха /вв внутри кузова авторефрижератора в процессе открытия двери уже в течение первых 2 мин резко повышается на 8... 12 °С для температурных режимов 0...4 "С и на 15...25 °С для температурных режимов —10...—18 °С. В дальнейшем темп повышения температуры снижается и составляет после 4 мин 0,3...0,5 "С/мин для 0...4 °С и 0,5...1,2 °С/мин для -10 ...-18 °С при температуре окружающего воздуха 1ш = 22±2 °С.
Экспериментально подтверждено, что даже в случае обеспечения холодильным оборудованием возможности относительно быстрой компенсации пиковых теплопритоков от открывания дверей и выхода в течение приемлемого промежутка времени (тпром = 30±2 мин) на требуемый температурный режим перевозки продук-
Время, мин
"-'пр
Рис. 1. Изменение температуры воздуха в кузове авторефрижератора и на поверхности пищевых продуктов / при продолжительности периода перевозки между точками выгрузки продуктов хЩКД = 36—40мин при 1НЕ = 22+1 °С
та, например 5±0,5 °С, и затем поддержания температуры воздуха в кузове на уровне гвв = 1,3± 1 °С до следующей выгрузки, температура поверхности продуктов / большую часть времени процесса транспортирования не соответствовала требуемым значениям и была выше 6 °С (рис. 1). В конце семичасовой смены значения температуры / стабильно превышали требуемое значение на 10—20%. Оптимальный промежуток времени тпром для восстановления требуемых значений температур ¿вв после разгрузки и недопущения постепенного повышения температуры перевозимых продуктов составлял 10—20 мин.
Существует предположение, что процесс внутригородских перевозок носит кратковременный характер (6—8 ч) и происходящие за этот период нарушения температурных режимов не сказываются на качественных показателях перевозимых пищевых продуктов [4]. В результате проведенных экспериментальных исследований было отмечено, что непосредственно по окончании процесса транспортирования действительно редко наблюдалось заметное изменение показателей качества пищевых продуктов. Однако уже через сутки предреализационного хранения в холодильном торговом оборудовании (камеры, шкафы, прилавки, боннеты, горки) эти показатели существенно ухудшались.
В качестве примера на рис. 2 приведены результаты экспериментальных исследований изменения численности эпифитных и эндофитных микроорганизмов (бактерий) свежей пряной зелени (петрушки) за период транспортирования (тсм = 6 ч; количество точек выгрузки — 5; /к = 4 °С) и последующего кратковременного хранения (тхр = 48 ч). Перед началом транспортирования несколько партий свежей петрушки охлаждались в холодильной камере до температуры /к в течение суток. Затем контрольная партия оставалась на дальнейшее хранение в камере, остальные партии
подвергались транспортированию и предреализаци-онному хранению. По пути следования транспорта уже при первом открывании дверей на 10 мин для выгрузки продукции вследствие нарушения температурно-мажностного режима кузова происходило образова-
Эпифитные бактерии Эндофитные бактерии
■ ох Иох + тр ЦОХ + ТР + ХР §-, ХР
Рис. 2. Гистограмма изменения численности эпифитных и эндофитных микроорганизмов (бактерий) свежей пряной зелени (петрушки) за период транспортирования и кратковременного хранения: ОХ- - поаге предварите.гьного охюждения перед транспортированием; ОХ+ТР— после пятикратной выгрузки при транспортировании; ОХ+ТР+ХР— после пятикратной выгрузки при транспортировании и 48-часового хранения в торговом хшодильном оборудовании (холодильном шкафу); ХР — поые 54-часового хранения в холодильной камере (контрольные образцы без транспортирования)
ние капельной влаги на поверхности пряной зелени, количество которой постепенно увеличивалось с каждым последующим открытием дверей. Этот факт сыграл решающую роль в дальнейшем развитии и размножении микроорганизмов на продукции, а также создании благоприятных условий для их проникновения в листовую пластину. При этом у контрольной партии зелени, не подвергшейся процессу внутригородской перевозки и хранившейся в холодильной камере в течение такого же промежутка времени, количество бактерий увеличилось незначительно (см. рис. 2).
С целью нивелирования влияния колебаний температуры на качественные показатели пищевых продуктов при внутригородских перевозках усовершенствован подход к расчету производительности холодильных установок авторефрижераторов. При этом исходили из того, что в формуле (1), приведенной в СПС [2], коэффициент безопасности к^ = 1,75 учитывает следующие непредвиденные дополнительные тепловые нагрузки, в наибольшей степени характерные для условий межрегиональных перевозок: • от внешних теплопритоков через ограждающие конструкции кузова (воздействие солнечной радиации, инфильтрация наружного воздуха через неплотности кузова при движении транспорта и т. п.) и внутренних теплопритоков от работающего оборудования;
Рекомендуемые значения коэффициента безопасности специализированных автотранспортных средств, предназначенных для внутригородских перевозок
• от увеличения доли внешних теплопритоков через ограждающие конструкции кузова за счет ежегодного снижения его общего коэффициента теплопередачи /Гобш вследствие увлажнения, усадки и «старения» теплоизоляции, а также увеличения зон «тепловых мостов» при эксплуатации АТС из-за механических воздействий при погрузочно-разгру-зочных работах, вибрационных нагрузок при движении и т.д.
Предложено при расчете величины £?0 дополнительно к указанным непредвиденным тепловым нагрузкам учитывать теплопритоки, существенно влияющие на тепловой баланс кузова авторефрижератора при внутригородских перевозках:
• от инфильтрации наружного воздуха при многократном открывании дверей;
• от аккумулированной теплоты элементами конструкции кузова (во внерабочее время) при периодической эксплуатации авторефрижератора. Предложено также учитывать влияние особенностей процесса передвижения авторефрижератора, а именно: снижение холодопроизводительности установки при невысоких скоростях движения в городской черте для систем охлаждения, работающих от двигателя авторефрижератора, как дополнительные непредвиденные потери.
При этом формула (1) была преобразована:
О О > (*6ез + *^о6Щ*об«('„в " О* ВТ (2)
где = 1,75 — коэффициент безопасности, учитывающий непредвиденные потери согласно [2]; к'^ — коэффициент безопасности, учитывающий непредвиденные нагрузки (потери) для условий внутригородских перевозок (рекомендуемые значения коэффициента представлены в таблице).
Для определения значений к'^, приведенных в таблице, использовались результаты натурных испытаний по изучению степени влияния различных видов непредвиденных потерь на работоспособность систем охлаждения авторефрижераторов с целью обеспечения гарантированного поддержания требуемых температурных режимов транспортирования пищевых продуктов.
Проведенные экспериментальные исследования позволили установить, что многократные цикличные колебания температуры внутреннего воздуха в кузове, имеющие место в процессе внутригородских перевозок, запускают механизм ускорения порчи пищевых продуктов как растительного, так и животного происхождения. Чем больше в ходе исследований изменялась амплитуда этих колебаний и чем медленнее восстанавливались требуемые температурные параметры в кузове после процесса разгрузки, тем существеннее снижались показатели качества перевозимых пищевых продуктов в процессе их хранения перед реализацией.
Предложенный расчет номинальной холодопроиз-
водительности мультитемпературных холодильных
Характеристика системы охлаждения Коэффициент
Система с автономным питанием Система, работающая от двигателя автотранспортного средства 0,75 1,25
установок авторефрижераторов при внутригородских перевозках будет способствовать реализации Положений Приказов Министерства транспорта РФ № 209—211 от 30.06.14 г. о необходимости экспертной оценки на соответствие международным нормам всех находящихся в эксплуатации и зарегистрированных в установленном порядке на территории РФ изотер-
мических транспортных средств [5]. В связи с этим необходимо разработать методики проверки фактического технического состояния авторефрижераторов и мероприятия по повышению эффективности работы холодильного оборудования для условий внутригородских перевозок, основанные на уточненных значениях коэффициента безопасности.
Литература
1. Белозеров, Г. А. Авторефрижераторный транспорт и контейнеры: Учебное пособие / Г. А. Белозеров [и др.]. — Рязань: Рязанская областная типография, 2010. — 298 с.
2. Соыашение о международных перевозках скоропортящихся продуктов и о специальных транспортных средствах, предназначенных для этих перевозок (СПС). — Женева: ООН, 2017.- 103 с.
3. Грызунов, A.A. Структурный анализ транспортных средств — рефрижераторов для внутригородских перевозок скоропортящихся пищевых продуктов / A.A. Грызунов, В. Н. Корниенко // Холодильная техника. — 2014. — № 12. - С. 45-48.
4. Грызунов, А. А. Спецсредства для доставки скоропортящихся грузов / A.A. Грызунов, Б. П. Ивацевич, Р. Б. Яновский // Холодильная техника. — 2005. — № 2. — С. 28-31.
5. Грызунов, A.A. О проверке соответствия теплотехнических характеристик специализированных автотранспортных средств для перевозки продуктов международным нормам / A.A. Грызунов, В.Н. Корниенко // Холодильная техника. - 2015. - № 5. - С. 47-50.
References
1. Belozerov, G. A. Avtorefrizheratornyj transport i kontejnery: Uchebnoe posobie / G. A. Belozerov [i dr.]. — Rjazan': Rja-zanskaja oblastnaja tipografija, 2010. — 298 s.
2. Soglashenie o mezhdunarodnyh perevozkah skoroportjashhih-sja produktov i o special'nyh transportnyh sredstvah, pred-naznachennyh dlja jetih perevozok (SPS). — Zheneva: OON, 2017.- 103 s.
3. Gryzunov, A. A. Strukturnyj analiz transportnyh sredstv — refri-zheratorov dlja vnutrigorodskih perevozok skoroportjashhihsja pishhevyh produktov / A.A. Gryzunov, V.N. Kornienko // Holodil'naja tehnika. - 2014. - № 12. - S. 45-48.
4. Gryzunov, A. A. Specsredstva dlja dostavki skoroportjashhihsja gruzov / A. A. Gryzunov, B.P. Ivacevich, R.B. Janovskij // Holodil'naja tehnika. — 2005. — № 2. — S. 28-31.
5. Gryzunov, A. A. O proverke sootvetstvija teplotehnicheskih harakteristik specializirovannyh avtotransportnyh sredstv dlja perevozki produktov mezhdunarodnym normam / A.A. Gryzunov, V.N. Kornienko // Holodil'naja tehnika. — 2015.-№ 5,-S. 47-50.
XXXVIII
Международный профессиональный конкурс виноградных тихих, игристых х газированных вин, плодово-ягодных вин, коньяков, бренди, ликёро-водочной продукции и крепких напитков
29.07-05.08.2018 г.
2018»
аем принять участие « конкурсе!
В рамкях Конкурса проводятся: • хаучжо-практхческ и кокферекцмх по актуальным мпросам наплели; • награждеххе Золоток медалью Л.С. Гмхщыжа хучшхх учетах ш прогаводствехлв • озкакомитеявные открытые дегустации конкурсных образцов;
• посещение идущих винодельческих предприятии Реснубхнм Крым;
• выставка вспомогательных материт» и оборудовав« i дм внноделях.
Вашу заявку 1ы м
M IS nil« 201А rsjw M *auil- . rrit e та^. u и»теж/фвксу*7(Э654)32-ЮНИ
tu. -7 0*54) 32-Ш2, ш*. •; етаамш: аммам*&*79787394337
+ 00
ВЫСТАВКА №1 В РОССИИ'
февраля 2019
26-я международная выставка продуктов питания, напитков и сырья для их
производства
ОЦГМИЖФ
^ЭКСПОЦЕНТР
ПфН пом*рт Минисчвстм
Реклама шноогаюжги»
ПмпщхвамИПР» Россия, Москва, ЦВК -Экспоцентр»
www.prod-expo.ru для
■ cmrncMOemoammmipmm^i™» Поаробшоишинг»
пвдэ
ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 2 • 2018
103
Обоснование расчета холодопроизводительности авторефрижераторов при внутригородских перевозках пищевых продуктов
Ключевые слова
авторефрижератор; внутригородские перевозки; коэффициент безопасности; пищевые продукты; температурный режим; холодопроизводительность.
Реферат
Обоснованы особенности внутригородских перевозок пищевых продуктов специализированными автотранспортными средствами — рефрижераторами (СРТ). В частности, при таких перевозках колебания температуры внутреннего воздуха в кузове СРТ, обусловленные наличием внешних теплопритоков от открывания дверей при разгрузке продукции нескольким потребителям, не компенсируются в полном объеме установленным холодильным оборудованием. Это приводит к нарушению температурных условий транспортирования, регламентированных нормативно-технической документацией для перевозимых пищевых продуктов. В ходе экспериментальных исследований установлено, что многократные цикличные колебания температуры внутреннего воздуха в кузове СРТ создают благоприятные условия для размножения микроорганизмов и запускают механизм порчи пищевых продуктов как растительного, так и животного происхождения. Выявлена прямо пропорциональная зависимость амплитуды колебаний температуры и продолжительности периода восстановления требуемых температурных параметров в кузове СРТ после разгрузки и их влияния на показатели качества перевозимых продуктов перед их реализацией. На примере изменения численности эпифитных и эндофитных бактерий свежей петрушки показано ускоренное размножение микроорганизмов на поверхностных и внутренних тканях листа после транспортирования и последующего кратковременного хранения. В результате натурных испытаний установлены дополнительные причины нарушений температурных режимов транспортирования пищевых продуктов при эксплуатации СРТ в условиях внуфигородских перевозок, а именно: потери холодопроизводительности, обусловленные влиянием особенностей процесса передвижения СРТ при невысоких скоростях движения в городской черте для систем охлаждения, работающих от двигателя СРТ. Усовершенствована формула для расчета номинальной производительности холодильных установок СРТ для условий внутригородских перевозок и приведены уточненные значения коэффициента безопасности. Предложенная формула может быть использована при разработке методик проверки фактического технического состояния и экспертной оценки соответствия международным
нормам всех находящихся в эксплуатации и зарегистрированных в установленном порядке СРТ на территории РФ на основании Приказов Министерства транспорта РФ № 209-211 от 30.06.14 г.
Авторы
Гоызунов Алексей Алексеевич;
Корниенко Владимир Николаевич, канд. техн. наук;
Авилова Светлана Васильевна, канд. с.-х. наук
ВНИИ холодильной промышленности —
филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН,
127422, Москва, ул. Костякова, д. 12,
[email protected], [email protected], [email protected]
Calculation of Refrigeration Capacity of Refrigerated Trucks for Intracity Transportation of Food Products
Key words
refrigerated truck; intracity transportation; safety factor; food products; temperature regime; refrigeration capacity.
Abstract
The specific features of intracity transportation (IT) of food products (FP) by specialized refrigerated trucks (SRT) are substantiated. Particularly, during IT the fluctuations of the internal air temperature in the body of SRT caused by presence of external heat coming from the open doors during unloading of FP are not fully compensated by the installed refrigeration units, which leads to violations of temperature conditions for the delivery of FP and negatively influences their quality for subsequent storage. The change in the abundance of epiphytic and endophytic bacteria of fresh parsley has been experimentally proved during the period of delivery and subsequent short-term storage. As a result of full-scale tests, additional reasons of violations of temperature regimes during the IT of FP by SRT were established, namely, the losses of cooling capacity of refrigeration units operating from the refrigerator truck engine due to the peculiarities of movement of SRT at low speeds in the city conditions. A calculating formula for nominal capacity of refrigeration units of SRT is proposed for IT which may be used for developing methods of control of the actual technical condition of the truck and assessing their compliance with international standards in accordance with orders of the Ministry of Transport of the Russian Federation No. 209-211 of 30.06.14.
Authors
Gryzunov Alexey Alekseeviclr,
Kornienko Vladimir Nikolaevich, Candidate of Technical Sciences; Avilova Svetlana Vasilievna, Candidate of Agricultural Science All-Russian Scientific Research Institute of Refrigeration Industry — branch of the V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS,
12 Kostyakova, Moscow, 127422, Russia, [email protected], kortiz@ yandex, ru, [email protected]
