ВведениеКачественная заготовка и хранение плодоовощной продукции является важной народно-хозяйственной задачей, успешное решение которой способствует бесперебойному обеспечению питанием большей части населения.Главной овощной продукцией является картофель. Для хранения картофеля нужны специальные условия: оптимальная температура 2–5 °C, определенная влажность воздуха вентилируемого помещения [1]. Для создания таких условий в больших помещениях овощехранилищ устанавливаются системы искусственного охлаждения, вентиляции, технологического обогрева, увлажнения, осушения и регулирования газовых сред.При хранении плодоовощной продукции важно знать основные технические параметры охлаждающего оборудования: холодопроизводительность установки, кратность воздухообмена, скорость движения воздуха и пр. Системы охлаждения, как правило, выполняют следующие задачи: удаление теплопритоков от продукции; удаление теплопритоков через ограждающие стены, пол и потолок, от работы электрических двигателей вентиляторов, от электрического освещения, открытия дверей и находящихся в хранилище людей [2]. Анализ условий хранения плодоовощной продукцииПри организации хранения овощной продукции необходимо знать сроки загрузки и реализации продуктов, технологические режимы хранения, расчетные температуры наружного воздуха, тепловлаговыделения продукции в помещение хранения.В зависимости от условий эксплуатации может применяться система искусственного охлаждения или комбинированная, с использованием естественного холода.Автоматизация систем охлаждения и обогрева предусматривает регулирование температуры, управление работой воздухоохладителей и другим охлаждающим или нагреваемым оборудованием, защиту оборудования от опасных и аварийных режимов работы. Вентиляционные системы необходимы для поддержания воздухообмена в камерах, удаления углекислого газа, этилена, обеспечения режимов сушки, прогрева, «лечения» корнеплодов.Картофель хранят россыпью (внавал) – в этом случае предусматривают активное вентилирование – и в таре (контейнерах), при этом применяют общеобменную вентиляцию [3].Активное вентилирование обеспечивает подачу в массу продукции наружного или внутреннего воздуха или их смеси оптимальной температуры, а также обеспечивает изменение интенсивности подачи воздуха. Во время вентиляции не допускается образование конденсата на теплоизолирующих ограждениях и продукции. В лечебный период и период охлаждения интенсивность вентиляции массы продукции для картофеля и корнеплодов должна быть не ниже 70 м3/(т·ч) при температуре –20 °C и выше, и не ниже 50 м3/(т·ч) при температуре –30 °C и ниже, а в период основного хранения (зимой) интенсивность вентиляции снижают до 0 %. Хранение плодоовощной продукции (картофеля) внавал (рис. 1) является малозатратным способом, который позволяет максимально полно использовать объем помещения, однако у него есть свои недостатки.  Рис. 1. Схема хранения корнеплодов (картофеля) россыпью (внавал)  При хранении внавал выше процент поврежденных плодов, при этом возникают трудности с контролем и уборкой больных плодов из хранилища; хранящаяся продукция должна быть чистой, без мусора и ботвы; несущие стены хранилища должны быть прочными и хорошо выдерживать боковое давление; необходимы специальные приспособления и техника для разгрузки продукции. Подпольные каналы систем активного вентилирования должны быть достаточно мощными, чтобы выдерживать нагрузки от давления насыпной продукции, грунта и движущегося по нему транспорта и осуществлять равномерную подачу воздуха в насыпь продукции. Воздуховоды, как правило, круглой формы, они выполняются из перфорированных алюминиевых труб. Размеры магистральных и раздающих каналов определяются расчетом исходя из условий обеспечения равномерной раздачи воздуха. Если температура наружного воздуха ниже, чем в хранилище, вентиляционная установка охлаждает продукцию наружным воздухом, в противном случае подключается холодильная установка. При хранении плодоовощной продукции в контейнерах применяется система общеобменной вентиляции, которая обеспечивает подачу наружного воздуха в камеру хранения, обеспечивая полностью или частично рециркуляцию с внутренним обрабатываемым (охлаждение, подогрев, увлажнение, осушение) воздухом [4] (рис. 2).    Рис. 2. Схема хранения корнеплодов (картофеля) в контейнерах Основным преимуществом хранения овощей в контейнерах является обеспечение хорошего вентилирования продуктов, при этом поврежденные плоды можно легко заменять, а при помощи автопогрузчиков достигается эффективная механизация погрузочно-разгру­зочных работ. Недостатками хранения плодоовощной продукции в контейнерах являются высокая стоимость контейнеров, необходимость дезинфицирования контейнеров после хранения предыдущего урожая, кроме того, необходимы дополнительные площади в камерах хранения, т. к. контейнеры занимают часть полезной площади [5]. Рационализаторское техническое решениеКонтейнеры с продукцией, как правило, располагаются напротив напорной стены, между контейнерами образуются вентилируемые зазоры. На рис. 2 показана схема охлаждения и хранения картофеля с горизонтальными и вертикальными каналами. Для эффективной работы такого хранилища нужна такая вентиляционная система, которая способна продуть все контейнеры и всю продукцию. Однако, как показывает опыт, при эксплуатации больших хранилищ между контейнерами возникает своя циркуляция потоков, к некоторым точкам хранения продукции охлажденный воздух поступает плохо, что становится причиной снижения эффективности условий хранения картофеля.Для улучшения циркуляции воздуха в картофелехранилищах большой емкости предлагается модернизировать существующие помещения, добавив в систему вертикального воздуховода вертикальные перфорированные каналы (рис. 3).  Рис. 3. Схема модернизированной конструкции картофелехранилищапри хранении продукции в контейнерах Такая конструкция позволяет лучше распределять воздушные циркуляционные потоки охлаждаемого воздуха, хотя и несколько снижает полезную площадь хранения продукции.Расчет дополнительных вертикальных рукавов был проведен по объемному расходу и гидравлическим сопротивлениям в каналах охлаждаемого воздуха, циркулирующего по хранилищу: Q =∑Qi – объемный расход воздуха, циркулирующий в хранилище, м3/с, где Q – расход, подаваемый центробежными вентиляторами в камеры хранения продукции; Qi – расход соответствующего выходного патрубка.Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = Q5 = Q6 = ….. = Qn = Q/n,где n – число выходных каналов воздуха.Гидравлическое сопротивление одного воздуховода рассчитывается как магистральный трубопровод с эквивалентным диаметром сечения. Таких воздуховодов, расположенных параллельно, может быть несколько.Гидравлическое сопротивление одного канала P1, Па, определяется по формулеP1 = [λ (l / d) + ∑ξi] ρ (V 2 / 2),где λ – коэффициент гидравлического сопротивления воздуховода; l – длина участка воздуховода, м; d – эквивалентный диаметр воздуховода, м; ξi – коэффициенты местных сопротивлений воздуховода, характеризующие изменение сечений и повороты, изменение направления потока в воздуховоде, выходные сопротивления; ρ – плотность воздушного потока, кг/м3; V – скорость потока в соответствующем «живом сечении» воздуховода, м/с.Коэффициент гидравлических потерь определяется на основании расчета режима течения потока в воздуховоде, по числу РейнольдсаRe = (V ‧ d) / ν,где ν – кинематический коэффициент вязкости, м2/с.  Если Re < 2 300 – ламинарный режим течения, то  λ = 64 / Re; если 4 000 ≤ Re ≤ 15 / ∆, λ = 0,316 / Re0,25; если 15 / ∆ < Re ≤ 560 / ∆, λ = 0,11[(68 / Rе) + (∆ / d)]0,25; если Re > 560 / ∆, λ = 0,11(∆ / d)0,25, где ∆ – абсолютная шероховатость поверхности воздуховода, мм. Для полиэтиленовых воздуховодов ∆ = 0,02÷0,04 мм, для листовой стали ∆ = 0,1÷0,15 мм, для алюминиевой технически гладкой трубы ∆ = 0,015÷0,06 мм; ξi  – выбираются из справочника [6].Схема расчета представлена на рис. 4.  Рис. 4. Распределение воздуха в параллельном воздуховоде хранилища:А–К – расчетные узлы воздуховодов; Q1–Qn – объемные расходы воздуха, м3/с Подобную схему вентиляции в хранилищах применили на овощной базе в Астрахани авторы статьи [7]. В качестве вертикальных каналов применялись брезентовые кожухи с вертикальными открывающимися окнами. Опыт создания подобных систем вентиляции показал эффективность их применения: отсутствуют зоны застоя воздуха между контейнерами, осуществляется принудительный обдув вертикальных штабелей, снижаются потери продукции при длительном хранении.В современных хранилищах с помощью алгоритма программного управления можно эффективно регулировать и управлять технологическими параметрами среды (температурой, расходом воздушных масс, объемом рециркуляции воздуха, оптимальным переводом с внутренней на наружную циркуляцию и т. п.) и значительно экономить расходы электроэнергии. ЗаключениеТаким образом, как показывает опыт эксплуатации реконструированных хранилищ, увеличение расхода энергии всего лишь на 2–4 % за счет возрастания сопротивления потоку воздуха в вертикальных каналах воздуховодов позволяет снизить потери плодоовощной продукции на 12–15 %. Гидравлическое сопротивление воздуха в воздуховодах возрастает из-за увеличения их длины и количества местных сопротивлений, которые учитывают изменение направления потока и выхода струи из канала в большой объем помещения.