Автоматизация овощехранилищ или как сохранить урожай зимой

В повседневной жизни порой мы сталкиваемся с проблемой порчи овощей и фруктов, которые были забыты в холодильнике или в шкафу на кухне. Что касается сельского хозяйства в целом, то тут сохранить овощи помогают специально оборудованные овощехранилища.

Конкуренция на рынке сельскохозяйственной продукции предъявляет жесткие требования к ее качеству, а значит, и к условиям ее хранения. Современное овощехранилище позволяет создать благоприятные условия для хранения различных видов культур, защитить продукцию от неблагоприятных внешних условий (замерзание, перегрев, избыток влаги), вредителей (насекомых, грызунов, птиц, плесени, грибков), обеспечивает контроль за состоянием сельхозпродукции, комфортную отгрузку и закладку, позволяет проводить калибровку и сортировку товара,  гарантирует качественные процесс проведения дезинфекции и, конечно же, обеспечивает длительное хранение сельхозпродукции без серьезных потерь.

Сохранить урожай позволяют не только условия, создаваемые в овощехранилище, но и сама конструкция помещения.

Овощехранилища подразделяются на универсальные, где, меняя режимы работы, можно хранить любые овощи, и специализированные, предназначенные для определенного вида сельхозпродукции. Исходя из периода хранения, существуют постоянные или оборудованные овощехранилища, и временные зоны хранения или простейшие овощехранилища (траншеи, бурты). Еще один критерий для классификации – это уровень почвы в помещении. Овощехранилища подразделяются на наземные, полузаглубленные и заглубленные. Заглубление хранилищ используется для того, чтобы влияние внешних перепадов температур было минимальным – теплоизоляционные свойства почвы обеспечивают сохранность урожая и в жару, и в мороз, обеспечивая стабильный климатический режим в хранилище. Но заглубление должно учитывать угрозу затопления грунтовыми водами, уровень которых должен находиться на 1,5 м ниже уровня пола.

К наиболее распространенным типам овощехранилищ в России относятся:

• овощехранилища советского типа – это устаревшие хранилища из кирпича или бетона, уже не способные обеспечить все необходимы условия для хранения продукции, а переоборудование таких построек нерентабельно, в связи с чем сейчас они практически не используются;

• бескаркасные ангары – при строительстве используется прокатная листовая сталь. Сам монтаж ангара занимает не очень много времени и не требует больших затрат, но проведение работ по утеплению и созданию определенных условий микроклимата  - довольно сложная и трудоемкая процедура. Обычно такие конструкции используются в качестве временных хранилищ;

• каркасные хранилища из лёгких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) – затраты на строительство находятся в среднем ценовом диапазоне, но в России они не очень распространены, так как монтаж конструкции требует привлечения профессионалов, кроме того, высота такого хранилища ограничено;

• каркасные хранилища из металлоконструкций – это сооружения из черного метала, обшитые сэндвич-панелями. Они очень просты в установке, универсальны и долгосрочны. Конструкция предназначена для установки любого дополнительного оборудования внутри хранилища.

Овощехранилища также отличаются способом хранения аграрной продукции. Применяется навальный, контейнерный или смешанный тип хранения. Он влияет на организацию вентиляции и на создание микроклимата в помещении.

Автоматизация овощехранилищ

Сохранить овощи свежими на длительный срок помогают инновационные технологии. Автоматизация хранилища – это использование современного оборудования для мониторинга процессов вентиляции, охлаждения, нагревания, увлажнения и дезинфекции воздуха, слежение за системами загрузки, сортировки, упаковки и переработки овощей. В зависимости от задач, автоматические системы могут быть различными. Иногда требуется лишь включение и выключение системы вентиляции, в других случаях необходимо искусственное изменение температуры, влажности, проведение дезинфекции по отдельности для разных культур,  а если под контролем находится несколько овощехранилищ, то организуется централизованное управление ими. Рассмотрим АСУ овощехранилища на примере системы, разработанной Научно-исcледовательской лабораторией автоматизации проектирования (НИЛ АП).

Управлять технологическими процессами овощехранилища можно либо с автоматического рабочего (АРМ) оператора, либо непосредственно с контроллера, находящегося в хранилище.

Общая схема системы «Агротерм» (rlda.ru)

АРМ оператора – это компьютер со специальным программным обеспечением, преобразователем интерфейса, источниками питания и сервером технологической базы данных, который позволяет управлять технологическими процессами и визуализировать их на экране, составлять отчеты и архивировать данные. К функциям АРМ также может относиться  сигнализация о возникновении аварий, звуковые, световые оповещения, оповещения по SMS, ведение журнала событий с сообщениями об авариях и критических отклонениях параметров системы, подключение нескольких хранилищ. С помощью преобразователя интерфейса  (RS-232 в  RS-485) компьютер подключается к шкафу управления, в котором располагается контроллер. Шкаф управления находится в хранилище. Его задачи – прием сигналов от измерителей и датчиков, рассредоточенных по зданию, мониторинг состояния и управление работой исполнительных механизмов (вентиляторов, заслонок, клапанов, систем увлажнения воздуха, холодильного оборудования и т.д.), передача данных о состоянии АСУ в диспетчерский пункт и выполнение команд оператора, а также выполнение заранее заданных алгоритмов по управлению системой. Если в диспетчерском контроле нет необходимости, то центральным пунктом системы служит шкаф управления.

Подсистема контроллерного управления системы «Агротерм» (rlda.ru)

Сенсорная панель позволяет точно так же осуществлять контроль за состоянием хранилища, архивировать данные, вести журнал событий, визуализировать технологические процессы и управлять системой как в автоматическом режиме, так и в ручном. Кроме контроллера и сенсорной панели шкаф управления содержит средства индикации и сигнализации, модули дискретного и аналогового ввода и релейного вывода. АСУ включает также шкаф программного управления и шкаф для устройств  запуска двигателей технологического оборудования. Как правило, АСУ имеет несколько заранее запрограммированных режимов работы – проветривание, охлаждение, сушка, рециркуляция, аварийное нагревание и другие. На основании показаний датчиков выбирается нужный режим работы. Датчики продукта, измеряющие температуру и влажность овощей, помещаются внутри навала. Они представляют собой вытянутый прибор, напоминающий копье или трубку, к которой прикреплен длинный кабель, достигающий в длину от 10 до 30 метров.

Датчик продукта для измерения температуры в навале (asiatechno.kz)

Под потолком тоже размещаются датчики температуры. Они определяют наличие тепловой воздушной подушки, которая приводит к образованию конденсата, соответственно, по их показаниям включается оборудование для удаления тепловой подушки. Датчики температуры и влажности необходимы в напорном канале для возможности контролировать параметры воздуха, поступающего в помещение, и с внешней стороны хранилища  для измерения параметров воздуха, поступающего через впускные клапаны. Еще один важный параметр – уровень углекислого газа, который также измеряется датчиком. Обычно он устанавливается в потоке обратного воздуха из хранилища. В больших овощехранилищах  группы датчиков подключаются к специальным модулям или концентраторам датчиков, которые, в свою очередь,  передают данные контроллеру.

Сейчас существуют компании, которые занимаются внедрением систем микроклимата и вентиляции в хранилищах («Ventoglas»,  «Инфрост», «ПлодОвощПроект» и др.) и компании, которые строят овощехранилища «под ключ» («Tессо», «ПрофиМастер», «Abono» и др.).

Автоматическая система – неотъемлемая часть любого современного овощехранилища. При корректной настройке и работе с ней урожай сохранит свои вкусовые качества и товарный вид на всю зиму.