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马铃薯储藏库设计

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2017-04-02 | 浏览:396次 ]

马铃薯是世界上仅次于小麦、水稻和玉米的第四种主要农作物。目前,我国马铃薯常年种植面积约为500万公顷左右,鲜薯年总产量7000万吨,居世界第一位。种植区域主要分布在黑龙江、吉林、内蒙古、山西、甘肃、青海、云南、贵州、四川、新疆等广大地区。近5年来,我国马铃薯消费量增长了40%,是世界上消费量增长最快的国家之一。随着马铃薯加工业和市场经济的发展,马铃薯加工品种的需求量增长很快。马铃薯的储存显得非常重要。

本文主要结合实践的工程经验,参考国内外马铃薯储藏技术,对马铃薯库的设计做简要介绍。
1马铃薯储藏特点
马铃薯皮薄。柔嫩、含水量高,易碰撞损伤,多病害,易腐烂。对环境非常敏感,容易冻伤;热了容易发芽。空气干燥时,水分蒸发快,薯块皱缩;空气过于潮湿又容易发汗,造成大量腐烂。同时,马铃薯储藏期间过亮的光线容易使其表皮变绿而影响品质。
根据以上特点,马铃薯贮藏期间要严格控制温度、湿度和保持必要的通风条件,防止外界温度、潮湿、光线等不良影响。同时,不同用途的马铃薯的储藏条件也不尽相同,表1列出了不同用途的马铃薯的适宜储藏温度及湿度。
表1 不同用途马铃薯适宜储藏温度

用途

储藏温度/℃

储藏相对湿度

种薯

2~4

85%~90%

薯条

7~9

90%~95%

薯片

4~5

85%~95%

薯粉

5~7

85%~90%

同时,马铃薯的储藏时间取与藏的环境温度有很大的关系,一般而言,马铃薯的储藏时间与温度的关系如表2.


表2马铃薯储藏时间与温度关系

平均储藏温度/℃

储藏时间

平均储藏温度/℃

储藏时间

5

6

20

2-3

10

3-4

25

2

15

2-3

30

1

2马铃薯储藏库设计要点
2.1建筑设计
一个完整的马铃薯储藏库应包含马铃薯储藏间。静压通风道、风机及加湿间、电气控制间等。
马铃薯储藏库的建筑形式可以分为外保温内结构和内保温外结构,一般情况下,推荐采用内保温外结构,从而在库体内形成完整密闭的保温腔体,同时避免冬季时在结构件上产生冷凝水而对马铃薯产生损害。而对于冬季气温高于零度的温暖地区,也可以采用结构简单的外保温内结构形式。
加工用马铃薯储藏多采用散堆,取决于马铃薯品质,堆高一般在3~5m之间,个别更高达到将近6m。种薯较多采用成箱或麻袋码垛储藏。散堆马铃薯的容重在550~650kg/m3之间,库的地面荷载取决于堆高,一般按照3~4Ton/m2来考虑,如果库内需要开进装卸卡车,则实际荷载需要根据实际情况作调整。
马铃薯仓库的地面按照从静压室出风的方式,可分为地面设置通风管呵呵地下通风道两种方式,地面通风管是指在平整的地面上,装仓过程中按一定的间距和要求直接埋置通风管道进行通风,这种方式一次性投资较低,便于库内清洁,但装卸仓时比较麻烦,而且风管的维护费用相对较高;地下通风道是直接设置地下通风道与静压室相连,通过地面的条形封口通风。这种方式使用方便,不存在日常维修费用,但一次性工程投资费用较高,对施工的技术要求较高。同时设计师应当考虑以后风道内的清理问题。
对于第一种地面方式,地面可以采用混凝土、沙子或土,对于第二种地面方式,通常底部砌地垄墙,地面采用预制混凝土通风板。
散堆马铃薯对于挡墙的侧压力可以参照公式L=17.8+8.52H-0.18H2,式中:L为侧压力,单位为lb/ft2 H为马铃薯堆高,单位为英尺ft。
由于马零食对光照很敏感,因此仓库在设计是应充分考虑这一问题,所有的通风洞口,如与马铃薯之间无遮挡,则需考虑在洞口安装通风遮光板。
在严寒地区,当散堆马铃薯与外墙直接接触时,建议在与马铃薯接触面和墙体之间增加强制通风层,以防止由于墙体结露而带来的马铃薯损伤。
马铃薯仓库沿库体周围散水范围内,建议铺设白色粒径3~5cm的鹅卵石作为防鼠带。


2.2 保温设计
马铃薯储藏库的温湿度按照表一所示,一般在2~10℃之间,湿度在90%以上,在长时间储藏过程中,需要适当的保温以维持库内相对恒定的温湿度。通常用于马铃薯储藏库的保温材料有聚氨酯夹芯板/喷涂(PU),发泡聚苯乙烯夹芯板(EPS)和挤塑聚苯乙烯板(XPS),其中聚氨酯由于其优异的隔热性能,较低的吸水率而自然成为最佳的库体保温材料,但聚氨酯夹芯板也存在价格相对较高的缺点。XPS由于其良好的隔热及抗压性能及尺寸大小的灵活性,多用于基础、地面保温和防冷桥处理。发泡聚苯乙烯夹芯板(EPS)以其相对较低的价格和良好的隔热性能种马铃薯储藏库中也有着广泛的应用。


2.2.1墙体及屋面(吊顶)保温
在马铃薯储藏库的保温设计中,应当充分考虑两方面因素,一是其厚度应保证库内在冬季严寒是墙体内侧不结露,即墙体及吊顶内侧表面温度高于库内空气的露点温度。因为对于马铃薯储藏库而言,结露会对马铃薯的储藏带来很大的影响:
1)墙体结露会导致空气中的含湿量下降,导致薯块水分散失,增大了长时间储藏的重量损失;
2)马铃薯水分的散失导致薯块失水而皱缩,影响其表面观感及品质;
3)如果冷凝水发生在吊顶上,并低落在马铃薯上,会导致马铃薯腐烂及易发生病害;
除了考虑防止结露外,另一方面还需考虑建筑物的保温初期投资和运行费用。表3为根据经验,不同室内外温度时建筑物保温所需的热阻值RSI(以冬天为例)。


表3热阻值与室外温度关系

室外温度/℃

墙体所需热阻/m2.K/W

吊顶所需热阻/m2.K/W

-40

6.5

7.5

-30

5.5

6

-20

4.5

5

-10

3.5

5

对于马铃薯库的屋面(吊顶)保温,分为三种型式,表4累出了不同型式屋面(吊顶)系统的比较:
表4屋面系统不同型式比较


屋面不保温,吊顶保温

无吊顶,只是屋面保温

屋面吊顶皆保温

吊顶与屋面空腔通风

自然通风

/

自然通风

保温效果


一般

最好

初期投资

居中

最低

最高

2.2.2 基础及地面保温
对于在严寒地区建设的马铃薯储藏库,需考虑对基础及与马铃薯直接接触的靠外墙边1.5m范围内的地面进行保温,一般采用挤塑聚苯板(XPS)来施工。这样做可以防止地面结露及马铃薯冻伤。


2.2.3防冷桥处理
像大多数的冷库建筑一样,冷桥也是必须要在马铃薯储藏库的设计中加以考虑,不同的是马铃薯储藏库与冷库的冷桥刚好相反,是防止冬季室外冷量传进库内从而导致库内结露、结冰。设计时应尽量避免或减少结构件穿过保温层而形成冷桥,对必须穿过保温层与外界接触而形成冷桥的构件以及直接对外相连的门窗洞口均需作保温处理以防止冷桥产生,通常采用挤塑聚苯板(XPS)或喷涂聚氨酯来进行防冷桥处理。

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