ما هو تبريد غرفة المنتج: كيف يعمل تبريد الغرفة


بقلم: تيو شبنجلر

تبريد الغرفة طريقة شائعة لتبريد الفواكه والخضروات بعد حصادها. كما يشير الاسم ، فإن الفكرة هي تبريد المنتجات بمجرد اختيارها. يساعد تبريد المنتج على منع التلف الناتج عن التليين والذبول والعفن والبكتيريا.

إذا لم تكن معتادًا على الفواكه والخضروات التي تعمل على تبريد الغرف ، فقد تكون لديك أسئلة مثل ما هو تبريد الغرفة أو كيف يعمل تبريد الغرفة؟ تابع القراءة للحصول على نظرة عامة على نظام تبريد الغرفة.

ما هو تبريد الغرفة؟

ليس من السهل نقل المنتجات الطازجة من الحقول الساخنة التي تنمو فيها إلى السوق مع الحفاظ على الجودة عالية ومعدل التلف منخفضًا. ولا يختلف الأمر في الحدائق أو البساتين الكبيرة في الفناء الخلفي.

تبريد الغرفة هو نظام يبرد المنتج بعد حصاده لضمان الحفاظ على الجودة حتى يصل المنتج إلى المستهلك. هذه الجودة مهمة بنفس القدر لمزارعي المنزل أيضًا.

يعتبر التبريد بعد الحصاد خطوة حاسمة في الحفاظ على نضارة العديد من المحاصيل القابلة للتلف. يساعد التبريد في منع الإنزيمات من إفساد المنتج ، ويبطئ الذبول ، ويمنع العفن. كما أنه يقلل من آثار الإيثيلين ، وهو غاز يسرع عملية النضج.

كيف يعمل تبريد الغرفة؟

يعد تبريد الغرفة أحد الأساليب المتنوعة التي يستخدمها المزارعون للمساعدة في تبريد المحاصيل الحقلية. يتضمن نظام تبريد الغرفة إنشاء غرفة معزولة بوحدات تبريد تعمل على تبريد المساحة. يحصد المزارعون المحصول ثم يضعونه في غرفة التبريد ليظل باردًا.

يمكن استخدام نظام تبريد الغرفة لتخزين المنتجات التي تم تبريدها مسبقًا بواسطة طريقة تبريد أخرى أسرع مثل التبريد بالهواء القسري أو التبريد المائي أو التبريد بالجليد أو التبريد بالفراغ. يمكن استخدامه أيضًا كطريقة تبريد أولية ، والتي تتطلب وحدة تبريد أكبر.

مزايا تبريد الغرف

يعد نظام تبريد الغرفة من بين أكثر الطرق استخدامًا لتبريد المحاصيل. إنها ليست أسرع طريقة لتبريد المنتجات وقد ثبت أنها بطيئة جدًا بالنسبة لبعض المحاصيل. على الرغم من هذه الحقيقة ، فإن تبريد الغرفة يعمل بشكل جيد في كثير من الحالات. تتمثل إحدى المزايا في أنه يعمل على خفض درجة حرارة المنتجات وأيضًا تخزينها بأمان.

تعمل ثمار تبريد الغرفة والمحاصيل الأخرى بشكل أفضل مع المنتجات التي لها عمر تخزين طويل نسبيًا. من الأفضل أن يتم تخزين المنتجات في نفس الغرفة حيث يتم تبريدها.

بعض الفواكه التي تعمل بشكل جيد مع تبريد الغرفة هي التفاح والكمثرى والفاكهة الحمضية. يعمل نظام تبريد الغرفة أيضًا بشكل جيد مع البطاطس والبطاطا الحلوة.

بالطبع ، ليس لدينا جميعًا غرف مبردة كبيرة مصممة خصيصًا لمنتجاتنا. فكيف يمكن لعمال الحدائق المنزلية تبريد الفاكهة والخضروات؟ معظمنا لديه مكيف هواء يمكن أن يساعد. لدينا أيضًا ثلاجات ، حيث يمكن تبريد معظم هذا المنتج بأمان. يمكن أن يساعد أيضًا المرجع التالي ، تخزين الفواكه والخضروات الطازجة.

تم آخر تحديث لهذه المقالة في

اقرأ المزيد عن نصائح ومعلومات البستنة


التخزين البارد للفواكه والخضروات

يعد التخزين البارد للفواكه والخضروات موضوعًا صعبًا بشكل خاص نظرًا لوجود العديد من العوامل ، مثل العمر والمنشأ ، والتي يمكن أن تؤثر على كيفية تخزين المنتجات الطازجة. يبحث هذا الدليل في سبب استخدامك للتخزين البارد لتخزين وتوزيع المنتجات الطازجة وأهم العوامل التي يجب مراعاتها عند استخدام التخزين البارد للفواكه والخضروات.


حول المبردات المائية

ينتج المبرد المائي ماءًا مبردًا ثم يحرك هذا الماء ليلامس المنتج. عند التفكير في المبرد المائي كطريقة لتبريد المنتج ، من المهم فهم طرق تبريد الماء المستخدمة ومعرفة متطلبات تعبئة وتكديس المنتج.

حذر. قد لا يتم تبريد جميع أنواع المنتجات الطازجة بالماء بنجاح. بعضها حساس للترطيب ، مما يعزز نمو الكائنات الحية المتحللة. للحصول على قائمة بعناصر المنتجات التي يمكن تبريدها بالماء ، يرجى الرجوع إلى المنشور الملحق AG 414-1 ، طرق التبريد والتعامل المناسبة بعد الحصاد. بالطبع ، بغض النظر عن طريقة التبريد المستخدمة ، لا ينبغي أبدًا السماح للمنتج بإعادة التسخين بمجرد تبريده.

طرق التبريد المائي

في معظم المبردات المائية ، تعمل المضخة على تحريك الماء المبرد ليتلامس مع المنتجات الدافئة. ثم يتم إعادة تبريد الماء الدافئ وإعادة تدويره. لتبريد المياه ، تحتوي العديد من المبردات المائية على نظام تبريد بضغط بخار مشابه لمكيف الهواء أو الثلاجة. يمكن اعتبار نظام التبريد بمثابة مضخة تحرك الحرارة. تقاس قدرة نظام التبريد على نقل الحرارة بالأطنان. طن واحد من التبريد يعادل 12000 وحدة حرارية بريطانية في الساعة.

بعض المبردات المائية لا تستخدم نظام التبريد. بدلاً من ذلك ، يتم استخدام الثلج المجروش أو المقطّع لتبريد الماء. عادةً ما يتم نقل كتل كبيرة من الجليد يصل وزنها إلى 300 رطل بالشاحنات من مصنع الثلج وسحقها وإضافتها حسب الحاجة إلى خزان مياه متصل بالمبرد المائي. التكلفة الرأسمالية للمبرد المائي من هذا النوع أقل بكثير من واحد مع نظام تبريد متكامل وقد يفضله المزارعون بكمية محدودة من المنتجات أو موسم تبريد قصير. ومع ذلك ، لإجراء مقارنة اقتصادية صحيحة ، يجب مراعاة تكلفة الجليد. بالنسبة لمبرد مائي من هذا النوع ، يجب أن يتوفر مصدر موثوق للثلج بتكلفة معقولة.

اعتبارات إنتاج التغليف والتكديس

يعد تصميم حزمة المنتج وترتيب التكديس أمرًا بالغ الأهمية لعملية نقل الحرارة في التبريد المائي. تم استخدام مجموعة متنوعة من حزم المنتجات بنجاح في التبريد المائي. تشمل هذه الحزم صناديق خشبية مربوطة بالأسلاك ، وعلب ألياف مضغوطة مشمع ، وأكياس بولي شبكية ، وصناديق سائبة. يمكن تبريد الحزم المجهزة على منصات نقالة بالماء إذا تم تكديسها بعناية للسماح بدخول الماء إلى العبوات. إذا كان الماء يتدفق حول العبوات وليس من خلالها ، فسيحدث القليل من التبريد. يصعب بشكل خاص تبريد المنتج في علب كرتون مشمع ذات أسطح صلبة لأن الجزء العلوي لا يسمح بدخول الماء.

تعتبر الصناديق الكرتونية والصناديق المربوطة بالأسلاك التي تحتوي على نسبة كبيرة من المساحات المفتوحة أكثر ملاءمة للتبريد المائي لأنها تسمح بدخول كمية كافية من الماء. يبرد المنتج في صناديق سائبة سعة 20 بوشل جيدًا بشكل خاص لأن الماء البارد يمكن أن يتسرب بسهولة عبر المنتج.


صحيفة وقائع تقنيات التنمية البستانية

في العديد من البلدان النامية ، يتجاوز معدل خسارة الفواكه والخضروات بعد الحصاد 50 في المائة. يمكن للتخزين البارد أن يقلل بشكل كبير من هذه الخسائر ، مما يزيد من دخل المزارعين. التخزين البارد غير موجود تقريبًا بسبب التكلفة العالية للمعدات ونقص المعرفة حول فوائد تبريد المنتجات. يمكن للتحكم في درجة الحرارة بمفرده أن يطيل العمر الافتراضي لأسابيع أو حتى أشهر. يمكن للمزارعين الذين يمكنهم تخزين منتجاتهم لفترة أطول الاستفادة من الأسعار الأفضل ، حيث يمكن أن تتقلب أسعار السوق بشكل كبير بمرور الوقت.

كيف يعمل CoolBot

تم تطوير CoolBot بواسطة Store It Cold كطريقة ميسورة التكلفة للمنتجين الصغار لتبريد المنتجات في مزارعهم. اختبر مختبر ابتكار البستنة غرفًا باردة مجهزة بـ CoolBot في ثلاث قارات. المعدات:

  • يتجاوز مقياس درجة حرارة مكيف الهواء ، ويخدعه للعمل بجدية أكبر مع منع المكونات من التجمد.
  • يحول غرفة معزولة ومكيف هواء نافذة غير مكلف ومتوفر بسهولة إلى غرفة باردة.
  • يقلل بشكل كبير من تكلفة بيئة التخزين الباردة للفواكه والخضروات والزهور وغيرها من المنتجات.
  • يجعل التخزين البارد خيارًا قابلاً للتطبيق للمزارعين والتعاونيات ومجموعات السوق في العالم النامي.

فوائد

  • يمكن للمزارعين تخزين المنتجات للبيع في غير موسمها عندما تكون الأسعار أعلى.
  • ستعمل إمكانيات التخزين البارد المحسنة على استقرار أسعار الفاكهة والخضروات ، مما يتيح للمستهلكين الوصول إلى المنتجات الطازجة المغذية طوال العام.
  • يتمتع المزارعون بحماية أفضل من تقلب أسعار السوق.

التكاليف الأساسية

  • CoolBot (299 دولارًا)
  • مكيف هواء
  • غرفة معزولة
  • تكاليف الكهرباء الشهرية

هذه التكاليف تخضع للتباين المحلي. يعد تحديد الخيارات المحلية والفعالة للغرف المعزولة أحد أهداف مشروع مختبر ابتكار البستنة ذي الصلة.

ماذا بعد؟ زيادة

تعليم: زيادة التدريب بعد الحصاد والتواصل المباشر مع المزارعين.

تبني: العمل مع الصناعة وتعاونيات المزارعين والأسواق المحلية والإقليمية والمشترين بالجملة لاعتماد CoolBot.

استثمار: البحث عن خيارات الاستثمار المبتكرة للمزارعين والمجموعات. حدد رواد الأعمال المتحمسين للترويج لـ CoolBot.


وزارة الزراعة والغذاء والشؤون الريفية


Agdex #: 736/20
تاريخ النشر: أغسطس 2014
ترتيب#: 14-039
آخر مراجعة: تشرين الثاني (نوفمبر) 2018
تاريخ: يستبدل صحيفة وقائع OMAFRA 98-031
كتب بواسطة: إتش فريزر

كجزء من توفير خدمة عملاء يمكن الوصول إليها ، يرجى إرسال بريد إلكتروني إلى مركز اتصال المعلومات الزراعية ([email protected]) إذا كنت بحاجة إلى دعم اتصال أو تنسيقات بديلة لهذا المنشور.

جدول المحتويات

1 المقدمة

تصف ورقة الحقائق هذه كيفية اختيار وتصميم وإدارة ثلاثة أنواع من أنظمة تبريد الهواء القسري (FAC) (الشكل 1 والجدول 1):

  • نفق تدفق الهواء الأفقي
  • عمود تدفق الهواء العمودي
  • تدفق الهواء العمودي / الأفقي اعوج

2. لماذا تبرد في أسرع وقت ممكن بعد الحصاد؟

المحاصيل البستانية هي كائنات حية بعد الحصاد ويجب أن تظل حية وصحية حتى تتم معالجتها أو استهلاكها (قادر ، 2002). تأتي الطاقة اللازمة للبقاء على قيد الحياة من احتياطيات الغذاء في المنتج من خلال عملية تسمى التنفس. يتم إطلاق الطاقة الحرارية أثناء التنفس. ومع ذلك ، فإن معدل الإطلاق يعتمد على نوع المنتج والنضج والإصابات ودرجة الحرارة الداخلية.

من بين هذه العوامل ، درجة حرارة المنتج لها التأثير الأكبر على التنفس. يساعد التبريد السريع والمنتظم فور الحصاد لإزالة حرارة الحقل على إبطاء التنفس وإطالة مدة الصلاحية. كدليل تقريبي ، فإن تأخير التبريد لمدة ساعة واحدة يقلل من العمر الافتراضي للمنتج بمقدار يوم واحد. على الرغم من أن هذا لا ينطبق على جميع المحاصيل ، إلا أنه ينطبق على المحاصيل شديدة التلف أثناء الطقس الحار. يقلل خفض درجة الحرارة أيضًا من معدل إنتاج الإيثيلين وفقدان الرطوبة ، فضلاً عن انتشار الكائنات الحية الدقيقة والتدهور من الإصابات.

الجدول 1. مزايا / عيوب أنظمة FAC

مزايا سلبيات
أنفاق تدفق الهواء الأفقي يعمل مع معظم أنواع الحاويات إذا كان هناك فتحات جانبية كافية من بين جميع أنظمة FAC ، تتطلب أكبر مساحة أرضية لكل كجم منتج مبرد
لا يوجد حد للعدد الإجمالي للأزواج من الصناديق / المنصات ذات الفتحات الجانبية المبردة مرة واحدة من بين جميع أنظمة FAC ، يوجد بها معظم المواقع التي يمكن أن يحدث فيها قصر لدائرة تبريد الهواء
ينتقل هواء التبريد فقط بعرض لوح واحد (1-1.2 م أو 40-48 بوصة). مطلوب مساحة بين المنصات والجدران أو الأنفاق المجاورة
أنظمة تدفق الهواء العمودي العمود يتطلب مساحة أرضية متوسطة المدى لكل كجم من المنتجات المبردة يجب تغطية جميع جوانب البليت غير المواجهة لجدار التبريد لمنع حدوث قصر في الدائرة الهوائية
مناسبة للمزارع الصغيرة مع مجموعة متنوعة من المنتجات للتبريد مناسب فقط للحاويات البلاستيكية القابلة لإعادة الاستخدام ذات الفتحة السفلية (RPC)
من بين جميع أنظمة FAC ، يتم إنشاء أقل عدد من المواقع التي يمكن أن يحدث فيها قصر لدائرة تبريد الهواء من بين جميع أنظمة التكييف والتبريد ، ينتقل هواء التبريد إلى أبعد مسافة خلال المنتج - حتى 2 متر (6.5 قدم) - تبريد بطيء
أنظمة تدفق الهواء الرأسية / الأفقية اعوج من بين جميع أنظمة FAC ، تتطلب أقل مساحة أرضية لكل كجم من المنتج المبرد يجب أن تحتوي الصناديق على فتحات تهوية أرضية ، ويجب سد أي فتحات جانبية
ينتقل هواء التبريد فقط من خلال عمق الصندوق (0.4-0.6 م أو 15-24 بوصة). سوف يتسبب بعض هواء التبريد في حدوث دائرة قصر في الصناديق العلوية
الأفضل لتبريد المنتجات السائبة قبل التعبئة فتحات الرافعة الشوكية تقيد تدفق الهواء وتحد من المسافة التي يمكن تكديس الحاويات بها من الحائط

شكل 1. يتم سحب الهواء البارد المبرد (الأسهم الزرقاء) من خلال الحاويات بواسطة مراوح عالية السعة في كومة حائط زائفة داخل مخزن بارد. تخلق هذه المراوح فراغًا جزئيًا وتسحب الهواء من خلال الفتحات ذات الموقع الاستراتيجي (التظليل الأخضر) في القاعة المكتملة. ينتج التبريد بشكل أساسي عن طريق الحمل الحراري للهواء البارد عالي السرعة ، عندما يلتقط حرارة الحقل من المنتجات الدافئة (الأسهم الأرجوانية) أثناء مروره حول المنتج. ثم يتم نفخ الهواء الدافئ (الأسهم الحمراء) مرة أخرى في المخزن البارد إلى ملفات المبخر في نظام التبريد لإعادة تبريده.

بغض النظر عن النظام ، تسحب المراوح الهواء المبرد عبر المنتج. يخلق التلامس الحراري للهواء المبرد عالي السرعة مع المنتجات الدافئة تبريدًا سريعًا وموحدًا ويمكن التنبؤ به. هذا على عكس تبريد الغرفة حيث يبرد المنتج الموجود في التخزين البارد ببطء ، وغير متجانس وغير متوقع ، عن طريق التوصيل بشكل أساسي. يتطلب تبريد FAC عادةً من 1 إلى 10 ساعات ، بينما يتطلب تبريد الغرفة 20-100 ساعة (Thompson ، 2008). ومع ذلك ، اعتمادًا على مدى تلف المحصول ، يمكن أن تتراوح أوقات FAC من 0.75 إلى 6 ساعات في معظم المزارع.

3. أنظمة التبريد بالهواء القسري

هناك ثلاثة أنواع من أنظمة FAC المستخدمة في الصناعة (الشكل 1).

نظام تدفق الهواء الأفقي النفقي (الشكل 2) هو أكثر أنظمة FAC شيوعًا. ينتقل الهواء المبرد أفقيًا عبر الحاويات ، لذا قم بمحاذاة الفتحات الجانبية ، إن أمكن. غالبًا ما يتم تعبئة سلال المنتجات ، مثل فاكهة الأشجار ، داخل حاوية شحن من الورق المقوى المموج ، مما يحد من تدفق الهواء المبرد. يمكن أن تؤدي الحاويات البلاستيكية المدببة أو سلال الفاكهة على الرفوف المفتوحة إلى مشكلة معاكسة ، مما يسمح للكثير من الهواء المبرد باختصار الدائرة بين الحاويات مع حدوث القليل من التبريد.

تتكدس الحاويات المثالية بإحكام من جميع الجوانب وتملأ مساحة المنصة بأكملها. هذا يقلل من قصر دائرة الهواء. تعمل حاويات الكرتون المموج مع فتحات التهوية التي تصطف أو الحاويات البلاستيكية القابلة لإعادة الاستخدام (RPCs) على المنصات بشكل جيد. يستخدم العديد من المزارعين صناديق بلاستيكية للتعامل مع المنتجات بكميات كبيرة. تعتبر صناديق دخول الرافعة الشوكية أحادية الاتجاه هي الأفضل ، حيث تسمح حاويات دخول الرافعة الشوكية ثنائية الاتجاه للهواء المبرد بدائرة قصر.

ال عمودي نظام تدفق الهواء العمودي (الشكل 3) هو أقل أنظمة FAC شيوعًا. يتطلب حاويات شحن ذات فتحات سفلية مثل RPCs. إنه مناسب للمنتجات السائبة الصغيرة مثل عنب المائدة والفطر والكرز الحلو أو البرقوق. يمكن سحب الهواء البارد عموديًا لأعلى أو لأسفل من خلال الحاويات. يعمل هذا النظام أيضًا لأغراض أخرى ، مثل التبريد البطيء / معالجة العنب للنبيذ المعالج باستخدام appassimento طريقة تجفيف وتركيز السكريات والنكهات.

اعوج تعمل أنظمة تدفق الهواء الأفقية / الرأسية (الشكل 4) فقط مع الصناديق ذات الفتحات الأرضية. يوضح الشكل 4 جزءًا من نظام مكون من ستة أعمدة بارتفاع ستة صناديق ، موضوعة بإحكام مقابل بعضها البعض. يتم تبريد عمودين من الصناديق. يحتوي كل عمود على مروحة طرد مركزي مستقلة تسحب الهواء المبرد عبر هذا العمود.

يحتوي كل عمود حاوية في الشكل 4 على ثلاث فتحات فتحات على جدار تبريد. هذه تتماشى تمامًا مع فتحات الرافعة الشوكية للصناديق 2 و 4 و 6. فتحات الرافعة الشوكية لهذه الصناديق مغطاة بالقماش ، والتي "تمتص" بإحكام ضد الصناديق. نتيجة لذلك ، يمكن للهواء المبرد فقط أن يدخل فتحات الرافعة الشوكية للصناديق 1 و 3 و 5 وأعلى الحاوية 6.

ثم ينتقل الهواء البارد عموديًا "لأعلى" عبر الفتحات الموجودة في قاع الصناديق 1 و 3 و 5 وعبر منتجاتها ، أو عموديًا "لأسفل" من خلال المنتجات في الصناديق 2 و 4 و 6 وعبر الفتحات الموجودة في قاع هذه الصناديق. أخيرًا ، ينتقل الهواء أفقيًا على طول فتحات الرافعة الشوكية عبر الفتحات الموجودة على جدار التبريد بين الصناديق 1 و 2 و 3 و 4 و 5 و 6. يأتي اسم "أفعواني" من الهواء البارد المتعرج في اتجاهات عديدة. فتحات الرافعة الشوكية ليست كبيرة ، مما قد يحد من تدفقات الهواء ، لذلك تقتصر هذه الأنظمة عادةً على عمود واحد إلى ثلاثة أعمدة من الصناديق المكدسة خارج جدار التبريد ، اعتمادًا على تدفقات الهواء المرغوبة.

الشكل 2. هذا نفق يحتوي نظام تدفق الهواء الأفقي على مراوح عالية السعة داخل قاعة (تقع خلف المنصات) تسحب الهواء المبرد (الأسهم الزرقاء) من الغرفة أفقياً من خلال صناديق الإنتاج. ينتقل الهواء الدافئ (السهم الأرجواني ثم الأحمر) عبر "نفق" تم إنشاؤه بين المنصات وإلى داخل القاعة ، حيث يتم توجيهه مرة أخرى إلى غرفة التخزين (الأسهم الحمراء) باتجاه ملفات المبخر لإعادة تبريده. يتم تبريد المنصات في أزواج. تمتص الأغطية البلاستيكية بإحكام على الصناديق والنفق. يتم تأرجح الأغطية في مكانها مع ربط الحبال بالسقف.

الشكل 3. هذا عمودي يستخدم نظام تدفق الهواء العمودي RPCs مع فتحات سفلية. يتم سحب الهواء البارد (الأسهم الزرقاء) عموديًا لأسفل من أعلى المكدس (أسهم أرجوانية ثم حمراء) من خلال منصة نقالة مصممة خصيصًا باستخدام مروحة عالية السعة موجودة في القاعدة (غير موضحة). تعمل RPCs بشكل جيد لأنها تحتوي على قيعان مهووسة بالكامل ، ومكدسة متقاطعة على طبقات متناوبة ، وتتناسب تمامًا مع منصة نقالة قياسية وتتناسب بإحكام شديد مع بعضها البعض بحيث لا توجد أماكن يمكن أن يتسبب فيها الهواء البارد في حدوث دائرة قصر. يجب تغطية الجوانب الرأسية الأربعة للمكدس بأغطية (غير موضحة) لإجبار الهواء البارد على السفر عموديًا. (حقوق الصورة للدكتور برنارد جوييت ، مركز فينلاند للأبحاث والابتكار ، فينلاند)

الشكل 4. هذا اعوج يحتوي نظام تدفق الهواء الأفقي / العمودي على مراوح طرد مركزي داخل حاويات معدنية فوق قاعدة من الخشب الرقائقي. تسحب هذه المراوح الهواء المبرد من خلال ثمار الأشجار "الساخنة" في صناديق بلاستيكية. كل كومة من ستة صناديق مستقلة. يتم إغلاق ثلاث فتحات للرافعة الشوكية مقابل فتحات الحائط بأغطية. هذا يجبر الهواء البارد على الدخول من خلال الفتحات الثلاثة المتبقية للرافعة الشوكية والسفر لأعلى أو لأسفل عبر الفاكهة عبر فتحات في أرضية الصندوق. عندما يسخن الهواء (الأسهم الأرجوانية) ، يتم توجيهه مرة أخرى إلى غرفة التخزين (الأسهم الحمراء) باتجاه ملفات المبخر لإعادة تبريده. الصناديق مكدسة بإحكام بحيث لا يمكن للهواء أن يقطع دائرة كهربائية من خلال الفتحات الجانبية للصناديق. إذا كانت الأكوام مفقودة ، يتم تثبيت قماش القنب لمنع حدوث قصر في الدائرة. يمكن رؤية هذا القنب يغطي جوانب العمود الأيمن من الصناديق. النظام الموضح هنا قيد الإنشاء ، حيث سيتم تركيب حشوة رغوية حول الفتحات. (تصوير هيو فريزر ، OMAFRA)

4. 7/8 وقت بارد

يشير وقت التبريد 7/8 إلى الوقت اللازم لإزالة سبعة أثمان (87.5٪) من فرق درجة الحرارة بين درجة الحرارة الأولية للمنتج ودرجة حرارة وسط التبريد (بالنسبة لأنظمة FAC ، يكون وسط التبريد هو الهواء المبرد). يتم قياسه من وقت وضع المنتج لأول مرة على مبرد الهواء القسري. يضمن الحصول على وقت تبريد 7/8 إزالة معظم حرارة الحقل ، وخفض معدل التنفس للمنتج ، كما أن المنتج قريب جدًا من درجة حرارة الاحتفاظ المثلى. من الناحية النظرية ، لا يصل المنتج أبدًا إلى درجة حرارة متوسطة التبريد. ومع ذلك ، فإن وقت التبريد 7/8 يهدف إلى جعل المنتج أقرب ما يكون إلى درجة حرارة وسط التبريد عمليًا.

الشكل 5. العلاقة بين الوقت ودرجة الحرارة لتبريد المنتجات.

يوضح الشكل 5 المنتجات بدرجة حرارة داخلية أولية تبلغ 32 درجة مئوية (89.6 درجة فهرنهايت) يتم تبريدها بالهواء المبرد عند 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت). يستغرق المنتج 9 ساعات ليصل إلى 4 درجات مئوية (39.2 درجة فهرنهايت) ، وهو ما يمثل انخفاضًا بنسبة 87.5٪. لذلك ، فإن وقت التبريد 7/8 هو 9 ساعات.

من الناحية النظرية ، 7/8 الوقت البارد هو ثلاثة أضعاف الوقت البارد. لذلك ، يجب أن يستغرق المنتج الذي يستغرق 9 ساعات ليبرد إلى 4 درجات مئوية (39.2 درجة فهرنهايت) 3 ساعات ليصل إلى 16 درجة مئوية (60.8 درجة فهرنهايت). نادرًا ما يكون هذا صحيحًا ، نظرًا لأن ظروف التبريد ودرجات الحرارة في المخزن البارد نادرًا ما تظل ثابتة. ومع ذلك ، فإن علاقة منحنى التبريد هذه تساعد في التنبؤ بموعد وصول المنتج إلى درجة حرارة معينة. يسرد الجدول 2 العلاقات المفيدة الأخرى.

بغض النظر عن وسيط التبريد (الهواء أو الماء) أو الطريقة (الهواء القسري ، تبريد الغرفة ، التبريد المائي ، إلخ) ، قم بإنتاج التبريد بسرعة في البداية ، ثم ببطء بمرور الوقت (الشكل 5). هناك عدة عوامل تؤثر على معدل التبريد في نظام FAC:

  • الكثافة الظاهرية للمنتج في حاوية (ينتج التبريد بشكل أسرع إذا تم تعبئته بكثافة أقل)
  • الحاوية والتوجيه والتنفيس (ينتج عنه تبريد أسرع إذا كان الهواء يمر به بشكل موحد)
  • نسبة الحجم إلى مساحة السطح (الإنتاج بنسب صغيرة يبرد بشكل أسرع على سبيل المثال ، الكرز يبرد أسرع من البطيخ)
  • مسافة انتقال هواء التبريد من خلال الإنتاج (يبرد بشكل أسرع إذا كانت المسافة أقصر)
  • تدفق الهواء لكل وزن (L / s / kg أو CFM / lb) (يبرد بشكل أسرع مع تدفقات هواء أعلى إذا كان التبريد مناسبًا)

الجدول 2. العلاقات لتقدير 7/8 مرات باردة. على سبيل المثال ، إذا كان الوقت البارد 3/8 هو 2 ساعة ، فإن 7/8 وقت التبريد يكون حوالي 2 × 4.5 = 9 ساعات

5. هل يجب أن يكون التبريد بالهواء القسري في غرفة منفصلة؟

من الأفضل تبريد المنتج في غرفة مخصصة للتجهيز والتجهيز والتجهيز قبل نقله للتغليف و / أو التخزين على المدى الطويل. خلاف ذلك ، من المرجح أن ترتفع درجة حرارة هواء الغرفة بعد إضافة كل دفعة طازجة من المنتجات الدافئة ، خاصة مع أنظمة التبريد الصغيرة. نتيجة لذلك ، يمكن أن تتعرق المنتجات الباردة الموجودة بالفعل في الغرفة وتزيد درجة الحرارة قليلاً. ومع ذلك ، فإن غرفة FAC المنفصلة ليست دائمًا ميسورة التكلفة. الحل الوسط هو إنشاء منطقة FAC بها قدر أكبر من التبريد. هذا يساعد في تقليل تقلبات درجات الحرارة.

6. ما هي المنتجات التي يمكن تبريدها بالهواء القسري؟

يمكن تبريد معظم المنتجات بالهواء القسري. ومع ذلك ، يجب أن يكون لبعض المنتجات أوقات تبريد أقصر 7/8 (انظر الجدول 3).

المحاصيل ذات القابلية العالية للتلف

تتمتع هذه المحاصيل بمعدلات تنفس عالية جدًا و / أو تذبل بسرعة كبيرة في درجات حرارة الحصاد ، لذا فهي تحتاج إلى 7/8 مرات تبريد قصيرة. اعتمادًا على المحصول ، غالبًا ما يتم تبريدها بالماء أو تبريدها أو تبريدها بالفراغ. ومع ذلك ، يمكن تبريد جميع هذه المحاصيل بالهواء القسري بنجاح ، بشرط أن يتم ذلك على الفور بمعدلات تدفق هواء عالية وهواء ذي رطوبة نسبية عالية. يجب استخدام تدفقات هواء عالية جدًا لا تقل عن 2-6 لتر / ثانية / كجم (2-6 CFM / رطل) من المنتجات ، بهدف تحقيق 7/8 أوقات تبريد تتراوح من 0.75 إلى 1.5 ساعة. راقب علامات الذبول. إذا كانت الرطوبة النسبية لهواء التبريد أكبر من 80٪ وكانت فترة التبريد قصيرة ، فإن فقد الرطوبة يكون ضئيلًا (طومسون ، 2008).

المحاصيل ذات القابلية العالية للتلف

تتمتع هذه المحاصيل بمعدلات تنفس عالية وتفقد الرطوبة في درجات حرارة الحصاد ويجب تبريدها بسرعة في أقرب وقت ممكن عمليًا بعد الحصاد. يجب أن تكون معدلات تدفق الهواء على الأقل 1.25-4 لتر / ثانية / كجم (1.25-4 كفم / رطل) للمنتج و 7/8 مرات تبريد من 1-2.5 ساعة. يجب تبريد الفاصوليا فقط إلى 4 درجات مئوية - 7 درجات مئوية (39.2 درجة فهرنهايت - 44.6 درجة فهرنهايت) ، اعتمادًا على الصنف. خلاف ذلك ، يمكن أن يتعرضوا لإصابة تقشعر لها الأبدان.

المحاصيل سريعة التلف

على الرغم من أن هذه المحاصيل أقل قابلية للتلف من تلك المدرجة بالفعل ، إلا أنه لا يزال يوصى بتبريدها بسرعة في أقرب وقت ممكن عمليًا بعد الحصاد. يجب أن تكون معدلات تدفق الهواء على الأقل 0.5-1.5 لتر / ثانية / كجم (0.5-1.5 كفم / رطل) من المنتجات مع 7/8 مرات تبريد من 2-6 ساعات.

تعتبر الكنتالوب والقرع الصيفي حساسين للإصابة المبردة ، لذا تجنب استخدام الهواء البارد جدًا. يجب تبريد الشمام إلى 2 درجة مئوية إلى 5 درجات مئوية (34 درجة فهرنهايت - 41 درجة فهرنهايت) والقرع الصيفي إلى 7 درجات مئوية - 10 درجات مئوية (45 درجة فهرنهايت - 50 درجة فهرنهايت).

الجدول 3. قابلية التلف النسبي للفواكه والخضروات الطازجة بسبب معدلات التنفس المرتفعة و / أو سرعة الذبول الموصى بها 7/8 مرات باردة وتدفقات الهواء FAC

1 ذبول المحاصيل بسرعة قصيرة 7/8 مرات باردة موصى بها
2 تتوافق تدفقات الهواء الأعلى مع أقصر 7/8 مرات تبريد.
الجدول مقتبس من طومسون ، 2008.

7. ما هي مكونات مبرد الهواء القسري؟

هناك ستة مكونات لمبرد هواء قسري ناجح: المروحة ، والأنابيب ، والحاويات ، وطريقة منع قصر الدائرة ، ونظام التبريد ، ومعدات المراقبة.

1. مروحة

تعمل المروحة على تشغيل نظام FAC (الشكل 6) ، مع قياس تدفق الهواء باللتر في الثانية (L / s) أو قدم مكعب في الدقيقة (CFM). يمكن أن تكون الطرد المركزي (قفص السنجاب) أو التدفق المحوري. يختار العديد من المزارعين مراوح الطرد المركزي لأنها غالبًا ما تكون أكثر كفاءة وهدوءًا. يؤدي سحب الهواء عبر حاويات المنتجات إلى وضع الكثير من الحمل على المروحة ، مما يقلل من تدفق الهواء. لهذا السبب ، حدد المراوح بناءً على تدفق الهواء عند ضغط التشغيل الساكن.

الضغط الساكن هو الفرق بين ضغط تيار الهواء في قاعدة FAC وضغط تيار الهواء قبل دخوله إلى FAC (أي الفرق في ضغط تيار الهواء في اتجاه مجرى النهر مقابل تيار المنتج). إنه مقياس لمقدار الحمل الذي يجب أن تعمل ضده مروحة FAC. من الصعب التنبؤ بالضغط الساكن لأنه يتأثر بالعديد من العوامل:

  • مناطق دخول الهواء على الحاويات
  • محاذاة التهوية
  • المسافة التي يجب أن يقطعها الهواء عبر المنتجات
  • كثافة المنتجات في الحاويات
  • قيود مجاري الهواء

بالنسبة لمعظم أنظمة FAC ، تتراوح الضغوط الساكنة من 10-25 مم (0.4-1.0 بوصة) من مقياس المياه. على سبيل المثال ، توفر كل من مراوح الطرد المركزي 1.1 كيلو واط (1.5 حصان) في الشكل 4 2،313 لترًا / ثانية (4900 قدم مكعب في الدقيقة) عند مقياس ضغط ثابت للمياه 10 مم (3/8 بوصة). لذلك ، بالنسبة لست حاويات سعة كل منها 225 كجم (500 رطل) من المنتج ، يكون معدل تدفق الهواء 1.7 لتر / ثانية / كجم (1.6 قدم مكعب في الدقيقة / رطل) من المنتجات ، وهو معدل تدفق هواء مناسب للمحاصيل المتوسطة إلى عالية التلف (في هذا حالة الخوخ).

تؤدي مضاعفة معدلات تدفق الهواء لكل كيلوغرام من المنتج إلى تسريع معدل التبريد ولكنها لا تقلل وقت التبريد إلى النصف. عادة ما يكون من المهم زيادة تبريد غرفة التخزين والقيام بعمل أفضل لمنع قصر الدائرة الهوائية من مجرد زيادة معدلات تدفق الهواء. بالنسبة لأنظمة تدفق الهواء الأفقي للأنفاق (الشكل 2) ، قد تكون أدوات التقوية الموجودة على الأقمشة الممتدة عبر الأنفاق العريضة ضرورية لمنع امتصاص القنب في النفق إذا كانت الضغوط الساكنة عالية جدًا.

2. مجاري الهواء

لتقليل الأحمال غير الضرورية على المروحة ، صمم مصدر الهواء البارد ومساحات عودة الهواء الدافئ (الشكل 1) للحفاظ على سرعات الهواء أقل من 5 م / ث (1000 قدم / دقيقة). تأكد من عدم تقييد الهواء في أي مكان على طول مساره ، إلا أثناء السفر عبر المنتج. العلاقة هي:

Q = A x V أو A = Q ÷ V ، حيث:

  • Q هو معدل تدفق الهواء ، ويقاس بـ L / s (CFM)
  • A هي مساحة المقطع العرضي المتعامدة مع تدفق الهواء ، وتُقاس بالمتر المربع (قدم 2)
  • V هي سرعة الهواء ، تقاس م / ث (قدم / دقيقة)

على سبيل المثال ، لتحديد المقطع العرضي المطلوب إذا كان معدل تدفق الهواء 5000 لتر / ثانية (5 م 3 / ثانية) وسرعة الهواء 5 م / ث:

لذلك ، قم بتوفير 1 م 2 على الأقل من المقطع العرضي لكل 5000 لتر / ثانية (أو 5 م 3 / ثانية) من تدفق الهواء (1 قدم 2/1000 قدم مكعب في الدقيقة) في جميع أماكن إمداد الهواء البارد ومساحات عودة الهواء الدافئ. تختلف هذه المساحات اعتمادًا على نظام FAC وتدفقات الهواء.

3. الحاويات

يمكن أن يؤدي تصميم الحاوية ونظام التهوية إلى إنشاء نظام FAC أو كسره. تحتوي الحاويات المثالية على جدران مستقيمة (غير مستدقة) بحيث تتناسب الحاويات مع بعضها بإحكام. لديهم أيضًا فتحات تهوية:

  • تشغل 25٪ من المساحة بشكل عمودي على اتجاه تدفق الهواء (Vigneault & Goyette ، 2002)
  • موزعة بالتساوي عبر مسار تدفق الهواء
  • يصطف على طول مسار التبريد
  • تم تصميمها على أنها فتحات طويلة بدلاً من فتحات مستديرة ، لذا لن يتم سدها
  • غير مقيدة بالبطانات أو الصواني أو مواد التعبئة

4. طريقة منع ماس كهربائى

يعد منع حدوث قصر في الدائرة لهواء التبريد ميزة حاسمة ولكن غالبًا ما يتم تجاهلها لنظام FAC الجيد. يأخذ الهواء المسار الأقل مقاومة ، لذلك يجب سد الشقوق الصغيرة. 10 في المائة من الهواء في نظام جيد التصميم وجيد التشغيل قد يحدث قصور في الدائرة الكهربائية ، في حين أن أكثر من 30 في المائة من الهواء قد يحدث قصر في الدائرة في أنظمة سيئة التصميم وسوء التشغيل (طومسون ، 2008).

سحب الهواء بمروحة أكثر كفاءة من نفخه. سحب الهواء يمتص الألواح أو الأقمشة ضد الحاويات ، مما يمنع الهواء البارد من التسرب وتقصير الدائرة إلى المروحة.

هناك العديد من المواقع التي يتم فيها توصيل الهواء إلى ماس كهربائى ، ومنها:

  • فتحات الرافعة الشوكية
  • حاويات الشحن التي لا تتناسب بإحكام على الجوانب أو أعلى أو التي لا تتناسب مع أبعاد منصة التحميل
  • المناطق التي تتلاءم فيها المنصات / الصناديق مع جدار التبريد في أنظمة النفق أو السربنتين FAC
  • المناطق الواقعة بين الحاويات أعلى المنصات والأقمشة السائبة في أنظمة التسخين والتثبيت في الأنفاق

مقياس ضغط ثابت بقيمة 50 دولارًا من موردي تهوية المزرعة يقيس حمل الضغط الثابت الذي يجب أن تعمل به المروحة بين مساحات إمداد الهواء البارد ومساحات عودة الهواء الدافئ. عند سد فتحات الدائرة القصيرة ، ترتفع الضغوط الساكنة ، مما يشير إلى أن المراوح تعمل بجهد أكبر نظرًا لسحب المزيد من الهواء عبر المنتج ، مما يوفر مزيدًا من المقاومة. استخدم السيلوفان أو شرائط الضوء للتحقق من وجود فجوات أو ثقوب ، حيث سيتم امتصاصها حتى في الثغرات الصغيرة.

الطرق الشائعة لمنع قصر الدائرة هي:

  • تركيب الفوم أو أختام الأبواب بين المنصات / الصناديق وجدران التبريد
  • التأكد من أن حاويات الشحن تملأ المنصات بالكامل بحيث لا توجد فجوات بين المنصات
  • التأكد من أن الأقمشة مناسبة بشكل مريح للصناديق أو الحاويات
  • تركيب مصدات أرضية مبطنة تتداخل معها المنصات لمنع حدوث قصر في الدائرة من خلال فتحات الرافعة الشوكية

5. نظام التبريد

لا يمكنك أبدًا الحصول على الكثير من التبريد في التخزين البارد. نظرًا لأن المنتج يبدأ فورًا في التبريد بمجرد بدء FAC ، يكون المنحدر الأولي لمنحنى التبريد في الشكل 5 شديد الانحدار. يمكن أن تكون كمية التبريد المطلوبة في بداية التبريد كبيرة جدًا. معادلة التبريد المطلوب بوحدة kJ / h (وحدة حرارية بريطانية / ساعة) هي:

kJ / h (Btu / hr) = 2.08 x (A-B) x C x D ÷ E ، حيث:

  • 2.08 = اللوغاريتم الطبيعي 1/8
  • أ = درجة حرارة المنتج ، مقاسة بالدرجة المئوية (درجة فهرنهايت)
  • B = درجة حرارة وسط التبريد (الهواء) ، مقاسة بالدرجة المئوية (درجة فهرنهايت)
  • C = وزن المنتج الذي يتم تبريده ، ويقاس بالكيلو جرام (رطل)
  • D = الحرارة النوعية للمنتج: 3.77 كيلو جول / كجم / درجة مئوية (0.9 وحدة حرارية بريطانية / رطل / درجة فهرنهايت)
  • E = 7/8 وقت التبريد ، مُقاسًا بالساعة

مقتبس من صيغة معدل التبريد اللحظي (طومسون ، 2008).

تحتوي العملية الموضحة في الشكل 4 على نظام تدفق هواء أفقي / رأسي أفعى مع 36 حاوية. تحتوي كل حاوية على 225 كجم (500 رطل) من الخوخ ، لذلك هناك إجمالي 225 كجم × 36 = 8،100 كجم (18000 رطل) عندما يتم تحميل النظام بالكامل. ما هي سعة التبريد المطلوبة لتبريد الخوخ من 28 درجة مئوية (82 درجة فهرنهايت) إلى 3.5 درجة مئوية (38 درجة فهرنهايت) في 3.5 ساعة ، باستخدام هواء تبريد تبلغ درجة حرارته 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت)؟

هذا يمثل 7/8 وقت تبريد قدره 3.5 ساعة.

السيناريو الأسوأ هو إذا تم نقل جميع أعمدة الصناديق الستة إلى المبرد في نفس الوقت ، والتي تحتوي على منتج تبلغ درجة حرارته 28 درجة مئوية. من الصيغة أعلاه ، فإن التبريد اللحظي في بداية التبريد في هذا السيناريو الأسوأ سيكون:

2.08 × (28 درجة مئوية - 0 درجة مئوية) × 8100 كجم × 3.77 كجم / كجم / درجة مئوية ÷ 3.5 ساعة

= 598136 كيلوجول / ساعة ، أو 141.1 كيلوجول / ثانية ، أو 141.1 كيلوواط من التبريد

(2.08 × (82 درجة فهرنهايت - 32 درجة فهرنهايت) × 18000 رطل × 0.9 وحدة حرارية بريطانية / رطل / درجة فهرنهايت 3.5 ساعة = 481،371 وحدة حرارية بريطانية / ساعة من التبريد)

باستخدام مصطلح صناعة النظام الإمبراطوري ، فإن طن التبريد يساوي 3.5 كيلو واط (12000 وحدة حرارية بريطانية / ساعة). لذلك ، فإن 141.1 كيلو واط 3.5 كيلو واط / طن يساوي حوالي 40 طنًا من التبريد. من غير المحتمل ، وغير المرغوب فيه بالفعل ، تحميل FAC بالكامل بمنتج ساخن في نفس الوقت ، لذا فإن تركيب هذا الكم من التبريد سيكون غير ضروري ومكلف. إذا تم تحميل هذا النظام بشكل موحد بمرور الوقت ، فسيكون هناك بعض الفاكهة التي تم تبريدها جزئيًا وفاكهة أخرى تم تبريدها بالكامل تقريبًا ، بحيث يكون التبريد ضروريًا في الواقع بنسبة 50٪ فقط. ومع ذلك ، يصعب تحقيق التحميل المنتظم ، وتحدث الاختناقات في العالم الحقيقي. بدلاً من ذلك ، كدليل تقريبي ، صمم المرفق لثلثي معدل التبريد اللحظي في بداية التبريد:

141.5 كيلو واط × 2/3 = 94 كيلو واط ، أو ما يقرب من 27 طنًا من التبريد

(481،371 Btu / h x 2/3 = 320،247 Btu / h ، أو ما يقرب من 27 طنًا من التبريد)

عند مستوى التبريد الأقل هذا ، قد ترتفع درجة حرارة الهواء في الغرفة قليلاً عندما يبدأ المنتج الجديد في التبريد ، لكنها ستتعافى تدريجياً. بالطبع ، هذا هو فقط مقدار التبريد بالإضافة إلى الكمية المطلوبة لمعالجة الحرارة القادمة من أماكن أخرى في منطقة التخزين ، مثل الجدران والسقف وفتح وإغلاق الأبواب ، إلخ.

Do not install ducts to take warmed air from the FAC fan directly to the refrigeration system's evaporator coils or to take cold air from the evaporator coils directly to produce being cooled. In most cases, evaporator coils and fans were not designed for this direct connection. Warmed air should be directed to within 3-5 m (10-16 ft) of evaporator coils. Cold air from the evaporator coils should also be directed at least 3-5 m (10-16 ft) away from the FAC unit. Since evaporator coils must cool air below the desired room air temperature, air directly off the coils might cause cold injury to produce. The storage refrigeration system should be designed to provide a high relative humidity (at least 80%, and preferably over 90%) to help prevent wilting produce during FAC.

6. Monitoring equipment

Proper monitoring is critical to the success of a FAC system. It is important to know the following:

  • the temperatures of the incoming cold air and outgoing warm air in the FAC system
  • the relative humidity in the storage
  • the elapsed time produce has been on the FAC system
  • the static pressure fans must work against during FAC

Periodically record internal temperatures of several pieces of produce, especially if you have little experience with FAC systems. This becomes less necessary with experience. Check temperatures by probing the produce centre with good measuring equipment that give an instantaneous digital readout. Make sure you discard any produce you have probed! "Hot" produce temperatures in the field may not be the same as surrounding air temperatures in the field. Likewise, "cold" produce temperatures in cold storage may not be the same as surrounding air temperatures in cold storage. Large produce like cantaloupe takes longer to warm up or cool down than small produce like plums.

Figure 6. Sensors monitor "warm" air temperatures (°F) exiting the column of bins in the serpentine horizontal/vertical airflow system in Figure 4. At the time of this picture, cold air entering Forced Air Fan #4 was 35.6°F (2°C) and the internal temperatures of three individual, equally sized pears being monitored were 59°F (15°C), 67°F (19°C) and 68°F (20°C) along the cooling path, averaging 64.4°F (18°C). Fruit started at about 71.6°F (22°C), so the temperature at Fan #4 (51.2°F 10.7°C) is about halfway between the cold air entering at 35.6°F (2°C) and the average internal temperature of cooling fruit at 64.4°F (18°C). With experience, one can make good predictions about internal fruit temperatures at any time within the bins. (Photo by Hugh W. Fraser, OMAFRA )

It is time-consuming to monitor produce temperature but easy to monitor temperatures of cold air entering and warm air exiting the FAC system (Figure 6). Warm air will be about mid-way between the temperature of cooling air entering the FAC system and current produce temperature. Produce that is closest to the incoming cold air cools more quickly than produce downstream, because the air warms as it passes over the produce. Over time, however, downstream produce will gradually catch up and there will be little difference in temperature throughout the stack, especially with high airflow rates. Decisions can be made about when to remove produce from the FAC to prevent running equipment longer than needed, save on electricity, prevent needless adding of heat from motors into the cold storage and prevent the produce from drying out.

8. Cost-benefit considerations

Removing field heat rapidly and uniformly after harvest is critical for many crops to help maintain shelf life - but at what cost? Every situation is different, but as an example, suppose the system described in the "Refrigeration" section was analyzed with these assumptions:

  1. A grower already needs more refrigeration because his/her produce is not cooling rapidly enough. No extra cold storage building is necessary.
  2. A serpentine horizontal/vertical airflow system is added to the existing cold storage at $150,000 fixed cost that includes:
    • 27 tons of additional refrigeration
    • a custom-made strong plywood plenum with bumper padding around the FAC slot openings
    • high-capacity forced-air cooling fans
    • associated wiring, sensors, timers and controls
  3. 36 bins (8,100 kg) of peaches are cooled per batch, with 2.5 batches, on average, every day, over an 8-week (56-day) season. FAC is used 50 of 56 days. Therefore, 8,100 kg/batch x 2.5 batch/day x 50 days ? 1,000,000 kg
  4. Extra annual operating costs for hydro, maintenance, insurance, etc. over previous expenses = $5,000/year
  5. Fixed cost of $150,000 FAC system amortized over 15 years, at 5.5%, recognizing that the system could last 25-30 years = $15,000/year
    • Total annual costs: $15,000 + $5,000 = $20,000
    • Total cost/kg/year over the 15-year life of the FAC system = $20,000/1,000,000 kg = .02/kg/year (0.9¢/lb/year)

There are at least three ways to look at the question of whether the benefits of forced-air cooling will offset costs:

  1. Will improved quality lead to increased demand for your produce and a higher selling price? A 3-L basket of peaches weighs 2 kg, so you'd have to receive at least 5¢ more per basket of fruit to pay for the FAC (2.5¢/kg x 2 kg/basket). If this was the case, your produce would need to be distinguishable from your competitors' produce. Increased demand for your produce can also lead to less produce being simply left in the field because of a lack of market.
  2. If you don't use a FAC system, will the resulting poor quality lead to decreased demand for your produce and ultimately fewer sales? Consumers continue to demand high-quality produce, and if they cannot find that quality from you, they'll go elsewhere. The quality bar continues to rise, and ways to maintain that quality can quickly become the new norm.
  3. How does your current quality stack up against your competition, both inside and outside Ontario? If the market demands produce with a shelf life of X days, does your produce measure up? The average wholesale price for Ontario peaches from 2008-2012 was $1.35/kg. So, if you stored produce for X days in your cold storage, you'd need at least 1.85% less spoilage to pay for FAC (2.5¢/kg ÷ $1.35/kg x 100%). That is one out of every 54 peaches. If a 3-L basket holds 12 peaches, this is about one peach out of every four baskets. If you, or your buyers, currently discard this much produce because of poor shelf life, FAC may be part of the solution.

9. Conclusions

Cold storage removes heat from produce through a combination of conduction and convection. Conduction is the transfer of heat between objects in physical contact with each other, while convection is the transfer of heat between an object and a fluid such as cold air. Convection is more efficient and quicker. However, convection cannot occur in a cold storage unless we "force" cold air to move around the produce. Forced-air cooling is the most flexible and efficient method for removing field heat quickly, but it can only be accomplished by careful design and operation.

References

Kader, A.A. 2002. Postharvest Technology of Horticultural Crops, Publication 3311, Third Edition, University of California, 4:39-42.

Thompson, J.F., F.G. Mitchell, T.R. Rumsey, R.F. Kasmire, C.H. Crisosto. 2008. Commercial Cooling of Fruits, Vegetables and Flowers, Publication 21567, Revised Edition, University of California, 1:2-3, 2:14, 5:33, 7:38.

Vigneault, C., B. Goyette. 2002. Design of plastic container openings to optimize forced-air precooling of fruits and vegetables. Applied Engineering in Agriculture, 18(1):73-6.


Abstract

Background

Precooling is a critical step in the postharvest cold chain. Studies of the precooling of fruit and vegetables are based on the strong interactions between modelling, engineering, physiology and commercial outcomes. In recent years, new progress in precooling has been achieved. These achievements include different cooling strategies, research into precooling mechanisms, and numerical simulations. This review aims to provide the most recent information about precooling and promote its application in the fruit and vegetable industry.

Scope and approach

Different precooling strategies are evaluated with respect to the cooling rate, cooling uniformity, and multiscale simulation. An overview of mathematical modeling approaches used to quantitatively describe precooling processes for computer-aided designs is provided. The effect of precooling on fruit quality at the physiological and molecular levels is outlined.

Key findings and conclusions

Numerical simulations have become widely used to improve the precooling performance. Cooling homogeneity, in particular, has attracted increasing attention in recent studies because of the substantial effects of cooling homogeneity on the precooling efficiency and produce quality. The spatial scale of numerical simulations of the precooling process has started to become more precise and specific. Recent numerical simulations have focused on the bin and package scale. Models of transport processes at multiple spatial scales are investigated using multiscale modeling. Moreover, the effect of precooling on produce quality has recently received increasing attention. In addition, the investigation of the effect of precooling on fruit at the metabolomic and genomic levels has become an emerging trend and has provided deeper insights into the molecular mechanisms underlying the effect of precooling treatments on fruit.

Previous article in issue Next article in issue



المقال السابق

بوليفيا ، قصة سفر: نصائح ، تكلفة ، أماكن تستحق المشاهدة

المقالة القادمة

تورو إيوايا - فنان - أعمال