Холодильники с искусственным охлаждением — наиболее перспективные хранилища для длительного хранения плодов и овощей. Емкости холодильников в нашей стране быстро растут. Широкое развитие хранения плодов и овощей в холодильниках объясняется тем, что в них оптимальная температура (в определенной мере и влажность) поддерживается в любое время года независимо от наружных условий, а это обеспечивает надежное сохранение продукции длительные сроки при невысоких потерях.

Несмотря на то, что холодильники обходятся значительно дороже обычных хранилищ, их сооружение — главный путь развития хранения плодов и овощей в нашей стране на ближайшее время. Планировочные особенности. Холодильники состоят из камер для хранения, отделения товарной обработки продукции, машинного отделения и подсобных помещений для обслуживающего персонала. Холодильники для плодов и овощей проектируются обычно в виде одноэтажных наземных зданий. Расположение камер и других помещений может быть различным в зависимости от общей емкости холодильника, принятой схемы механизации погрузо-разгрузочных работ, товарной обработки и других условий. Наиболее распространены планировочные решения, в которых к ряду изолированных друг от друга камер примыкает светлое помещение (цех) товарной обработки с размещенным в нем оборудованием и запасами тары. В некоторых проектах помещение товарной обработки находится между двух рядов камер для хранения. К холодильникам для плодов и овощей, возводимым в колхозах и совхозах, обычно подводят автомобильную дорогу. Поэтому выгодно уровень пола поднять до высоты кузова автомашин, чтобы легче перегружать продукцию. Со стороны разгрузочной платформы холодильников часто устраивают навес. Емкость камер хранения может быть различной .в зависимости от общей емкости холодильника и его назначения, обычно не менее 100 т. Чем больше емкость камер, тем меньшая часть их отводится на проходы, тем полнее они используются и тем они экономичнее. Но в крупных камерах сложнее поддерживать выравненный режим хранения, для чего необходимо устраивать принудительную вентиляцию. Высота камер (обычно не менее 6 м) определяется действующими типовыми размерами несущих конструкций и высотой подъема штабелеров-погрузчиков. От высоты камер зависит и количество продукции, размещаемой на 1 м2 полезной площади. В современных холодильниках для плодов этот показатель доведен до 0,7—0,8 т/м2. В некоторых холодильниках предусматривается устройство камер предварительного охлаждения, в которых плоды быстро охлаждаются, а затем перегружаются в камеры для хранения. Емкость их рассчитывают на дневной сбор плодов и оборудуют мощными воздухоохладителями. Наконец, в крупных холодильниках иногда предусматривают камеры для ускоренного дозревания плодов, для чего ее оборудуют системой отопления, вентиляции, а также обработки, например, этиленом. Теплоизоляция камер холодильников. Поддержание заданного режима хранения в холодильниках во многом определяется теплоизоляцией камер. Общий коэффициент теплопередачи стен и перекрытий камер должен быть в средней зоне нашей страны не более 0,3 ккал/м2 • час°С, а в южных районах с более теплым климатом — еще ниже. Во Франции, Италии, например, холодильники для плодов изолируют с таким расчетом, чтобы получить коэффициент теплопередачи 0,15—0,2 ккал/м2 • час°С. Изолируют камеры изнутри, монтируя на стенах и перекрытиях достаточный слой теплоизоляционного материала, защищенного с обеих сторон слоем паро- и гидроизоляции. Обычно стены камеры покрывают горячим битумом, который служит гидроизоляционным слоем и одновременно клеящим материалом. На битум «сажают» плиты теплоизолирующего материала, причем для холодильников они должны быть высокоэффективными, с малой теплопроводностью и объемным весом, но достаточно прочными. Обычно используют пробковые и минераловатные плиты, торфопли-ты, пеностекло, пенопласты. Коэффициент теплопередачи этих материалов не превышает 0,04—0,08 ккал/м2 • час°С. Важно тщательно нанести слой теплоизоляционного материала, не допустить их увлажнения, заделать стыки, причем необходимо контролировать последовательно все операции, так как после завершения работ нельзя проверить и исправить теплоизоляцию. После нанесения теплоизоляции ее покрывают паро-изолирующим материалом — битумом, алюминиевой фольгой или цементной затиркой на проволочной сетке. Гораздо надежнее в этом отношении теплоизоляционные панели заводского изготовления. При возведении холодильников остается лишь смонтировать их в камерах и заделать стыки. Пол камер покрывают цементом или асфальтом и обычно не теплоизолируют. Но чтобы избежать создания «мостиков холода» в стыке пола со стенами, слой теплоизоляции опускают ниже уровня пола или вводят его под пол. В холодильных хранилищах значительно выше требования к подгонке и теплоизоляции дверей. В дверную панель монтируют достаточный слой теплоизолирующего материала, защищенного гидроизолирующим материалом от увлажнения. Двери устраивают прислонные или отодвигаемые в сторону, такого размера, чтобы в камеру мог въехать штабелер-погрузчик. По периметру двери и дверного проема крепят резиновые уплотняющие прокладки. В крупных холодильниках у дверей устраивают теплоизолирующую воздушную завесу: воздух забирается вентилятором и плоской струей через раструб направляется с большой скоростью в дверной проем. Холодильная установка. Для искусственного охлаждения используют преимущественно компрессорные холодильные установки. Охлаждение получается в результате изменения агрегатного состояния хладагента: он кипит при низком давлении и температуре, отнимая от окружающей среды необходимую для этого теплоту парообразования. Последующая конденсация хладагента производится при повышении давления и температуры его паров. Для создания необходимого перепада давления в установке затрачивается механическая энергия компрессора, который обычно работает от электропривода. В качестве хладагентов в холодильных установках чаще всего используют аммиак, фреон-12 и фреон-22, имеющие температуру кипения при давлении 1 атм соответственно —33,4 —29,8 и —40,8°.

Холодильная установка состоит из следующих основных частей: компрессора, испарителя, конденсатора и регулирующего вентиля, соединенных в замкнутую герметичную систему. Компрессором отсасываются пары хладагента из испарителя и нагнетаются при повышенном давлении в конденсаторе. В испарителе (рефрижераторе) хладагент кипит при низкой температуре. Испаритель выполняется чаще всего в виде гладких или ребристых труб, собранных в батареи. В конденсаторе сжижаются пары хладагента, а образующаяся теплота конденсации отводится воздухом или водой с более низкой температурой. Конденсатор выполняется чаще всего в виде змеевика, омываемого охлаждающим воздухом (в холодильниках малой мощности) или водой. Регулирующий вентиль представляет собой клапан, отрегулированный на поддержание необходимого перепада давления между испарителем и конденсатором установки. Основная характеристика холодильной установки ее холодопроизводительность, определяется она количеством тепла, которое отнимается от охлаждаемой среды в течение часа. В холодильниках для плодов и овощей чаще всего применяют установки холодопроизводительностью 50 000—200 000 ккал/час. Охлаждение камер. Охлаждаются камеры холодильника различными способами, из которых в основном применяются: 1) непосредственное трубное, 2) рассольное трубное, 3) воздушное и 4) кожуховое охлаждение (воздушная рубашка). При непосредственном трубном охлаждении испарители холодильных установок размещают в камерах хранения. При кипении в них хладагента воздух в камерах охлаждается. Схема непосредственного охлаждения проста и, поскольку охлаждение осуществляется без промежуточных хладоносителей, экономична. При такой схеме охлаждение достигается быстро. При рассольном трубном охлаждении испаритель холодильной установки находится в емкости с хладоносителем, обычно раствором хлористого натрия или кальция. Охлажденный рассол подается насосом в охлаждающие приборы, размещенные в камерах холодильника (рис. 1). / _ конденсатор; 2 — испаритель; 3 — регулирующий вентиль; 4 — бак с рассолом; 5 — насос; 6 — батарея При этом способе исключено попадание хладагента в камеры хранения. Благодаря большой емкости хладоносителя возможна остановка компрессора, например, для осмотра, ремонта. Для устройства рассольного охлаждения требуется больше труб, а на охлаждение тратится больше энергии, чем при непосредственном охлаждении. Циркуляция воздуха осуществляется вследствие тепловой конвекции. Воздух, охлажденный у приборов, размещаемых обычно у стен, опускается в нижнюю зону камеры, а более теплый от штабелей продукции поднимается. Скорость движения воздуха в этом случае невелика и составляет 0,1—0,01 м/сек. Это обусловливает образование значительных разностей температуры в разных точках камеры, достигающих 2° и больше. Поэтому применение трубного (батарейного) охлаждения в плодохранилищах не рекомендуется . Воздушное охлаждение камер характеризуется тем, что охлажденный воздух вентилятором подается во все зоны камеры, благодаря чему создается выровненный режим хранения. Воздух подается либо по воздухораспределительным каналам, либо сосредоточенными струями. Наиболее совершенна и широко используется система охлаждения камер, в которой охлаждающие элементы, вентилятор, а часто и увлажнитель воздуха собраны в единый компактный блок (рис. 2). Рис. 2. Современный воздухо< охладитель в холодильниках: / — вентилятор; 2 — рефрижератор-испаритель; 3 — блок увлажнения; 4 — камера хранения. Один или несколько таких блоков размещают в камере либо на полу, либо подвешивая у потолка. Последнее предпочтительнее, так как вся площадь пола камеры может быть занята продукцией. Воздух, забираемый из камеры (может подмешиваться и наружный), увлажняется тонко распыленной водой и подается через испаритель-рефрижератор сильной струей через раструб в верхнюю зону камеры. В таких системах работу холодильной установки регулируют так, чтобы температура кипения хладагента в испарителе была ниже температуры в камере не более чем на 4—5°. Значительного осушения охлаждаемого воздуха в этом случае не происходит, а кроме того, он дополнительно увлажняется. Относительная влажность воздуха в камерах, оборудованных такими блоками, удерживается не ниже 90%. Блок вентилятор — рефрижератор — увлажнитель представляет в сущности кондиционер воздуха по температуре и влажности. Поиски способов, предотвращающих снижение влажности воздуха в камерах холодильников из-за конденсации и вымораживания воды на охлаждающих элементах, привели к разработке и применению так называемого кожухового охлаждения, или воздушной рубашки. Суть его заключается в том, что камера хранения окружена воздушной полостью, в которой поддерживается та же температура, что и в камере. Охлаждающие батареи установлены в воздушной полости, а охлажденный воздух равномерно распределяется в ней при помощи вентиляторов. Камера хранения не сообщается с воздушной полостью, и поскольку температура в них почти одинакова, теплообмен отсутствует. Поэтому конденсация влаги и снижение влажности воздуха в камере не наблюдаются, температура и влажность воздуха удерживаются на постоянном уровне и убыль веса продуктов не увеличивается. Единственный недостаток кожухового охлаждения камер заключается в том, что здесь вследствие высокой влажности воздуха создаются благоприятные условия для развития плесневых и грибковых заболеваний плодов и овощей. Особенности эксплуатации холодильников. Плоды и овощи после уборки стремятся как можно быстрее поместить в холодильник, так как в тепле увеличивается интенсивность дыхания, усиливается испарение, ускоряется прохождение периода покоя и послеуборочного дозревания и в результате снижается сохраняемость. В то же время картофель после уборки необходимо выдержать некоторое время при повышенной температуре для завершения процессов дозревания и зарубцовывания механических повреждений. Лук и чеснок также в большинстве случаев нуждаются в послеуборочном прогревании и просушивании. Помещать продукцию в холодильник следует так, чтобы не произошло отпотевания и не возникли физиологические расстройства вследствие слишком быстрого охлаждения, которые свойственны, например, некоторым сортам яблок. Если приходится помещать партию продукции, убранную в теплую погоду, в камеру, частично загруженную охлажденной продукцией, то следует предварительно охладить загружаемую партию в отдельной камере. Если этого не сделать, то произойдет отпотевание охлажденной продукции. То же следует иметь в виду при выгрузке продукции из холодильных камер. Например, если сразу вынести плоды в теплое помещение, то они отпотевают. И в этом случае необходимо постепенное их согревание, для чего продукцию каждые сутки перемещают в камеры с постепенно повышающейся температурой примерно на 4—5°. При холодильном хранении приходится опасаться повреждений от слишком низкой температуры, которая может наступить при неточной регулировке системы охлаждения или ее неисправностях. Переохлаждение продукции наиболее вероятно в ящиках, размещенных у приборов охлаждения. Поэтому расстояние здесь до штабеля оставляют около 60 см, а приборы охлаждения экранируют, например, полимерной пленкой, которая предохраняет от переохлаждения. Продукцию в холодильных камерах размещают в затаренном виде, и .наиболее рациональный способ ее складирования — установка в штабеля на обычных или стоечных поддонах штабелерами-загрузчиками. Из всех способов размещения ящиков при холодильном хранении преимущественное распространение получили сплошные штабеля, при этом оставляют минимально допустимые расстояния на эксплуатационные нужды. Нижний ряд ящиков приподнят над полом на высоту поддона около 15 см. Расстояние между стенами и штабелем ящиков около 40—50 см, между потолком и ящиками — 50—100 см, между колоннами и ящиками — 10—15 см. Для контрольного прохода оставляют 50—60 см. Число таких проходов зависит от емкости камеры и должно быть таким, чтобы был доступ для осмотра и контроля 50—60% ящиков хранящейся партии. Таким образом достигается полная загрузка камер и экономичное использование дорогостоящих холодильных емкостей.