СПОСОБ ХРАНЕНИЯ СЕМЕННОГО И ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО КАРТОФЕЛЯ Российский патент 1994 года по МПК A01F25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам хранения сельхозпродуктов, и может быть использовано при хранении семенного и продовольственного картофеля.

Известен способ хранения картофеля в ямных погребах, заключающийся в том, что его складируют россыпью высотой складирования 1,5 м, причем воздухообмен, обеспечивающий удаление избыточного количества углекислого газа, вызывающего анаэробиоз у картофеля, избыточного накопления влаги, приводящего к отпотеванию слоев картофеля, а также удаление избыточного тепла, вызывающего запаривание слоев картофеля, происходит за счет естественной конвекции воздуха со скоростью 0,05-0,08 м/с [1].

В стационарных же хранилищах такие скорости вентиляции воздуха недостаточны, поскольку закладку картофеля россыпью производят на большую высоту, и для создания нормальных условий хранения применяют систему активной вентиляции. При этом хранят картофель при относительной влажности 85-95%, и полный цикл хранения подразделяют на лечебный, переходный и основной периоды хранения, причем в лечебном периоде с помощью системы активного вентилирования картофель подвергают циклическому вентилированию воздухом помещения, в переходном периоде - воздухом, постепенно охлаждаемым до температуры хранения в основном периоде, и охлажденным воздухом при 2-4^оС в основном периоде хранения [2].

Наиболее близким к заявляемому является способ хранения картофеля, заключающийся в том, что его складируют россыпью высотой до 5 м и хранят при относительной влажности воздуха 85-95% в условиях активного вентилирования. Полный цикл хранения подразделяют на лечебный, переходный и основной периоды хранения, причем интенсивность вентилирования (интенсивность вентилирования (I) - это объемная скорость воздушного потока (м³/ч), отнесенная к единице массы продукта хранения ( т )) с наружной зимней температурой -20^оС и выше для семенного картофеля в лечебном и основном периодах хранения составляет соответственно 100 и 50 м³/т ˙ ч и для продовольственного картофеля соответственно 70 и 35 м³/т ˙ ч, а с зимней температурой -30^оС и ниже в те же периоды хранения для семенного картофеля составляет 70 и 35 м³/т ˙ ч и для продовольственного - 50 и 25 м³/т ˙ ч соответственно [3].

Однако известный способ хранения картофеля [3], как и другие известные способы [1-2], связан со значительными потерями при хранении (до 30-50%) и не обеспечивает сохранения качества семенного и продовольственного картофеля.

Существенным недостатком известного способа хранения [3] является произвольный выбор высоты складирования, определяемой высотой хранилища.

В действительности же высота складирования не должна превышать некоторую предельную величину, при которой в нижних слоях насыпи картофеля образуется достаточно большое число микротрещин, облегчающих возможность заражения здоровых клубней при их контакте с больными, что при последующем хранении приводит к увеличению потерь и ухудшению качества картофеля.

Кроме того, в известном способе [3] высоту складирования продовольственного и семенного картофеля принимают одинаковой. Семенные же качества клубней картофеля изменяются с глубиной слоя насыпи более существенно, чем их питательные свойства, вследствие чего предельная высота складирования семенного картофеля должна быть ниже соответствующей высоты складирования продовольственного картофеля.

Недостатком известного способа хранения [3] является также произвольный выбор минимально допустимой величины интенсивности вентилирования, которую в известном способе хранения ставят в соответствие с климатическими особенностями местности произрастания картофеля.

В действительности же зимняя температура районов страны не имеет связи с интенсивностью вентилирования картофеля, а скорее имеет отношение к срокам уборки и закладке картофеля на хранение, а также к расчету теплоограждающих конструкций объектов хранения. При этом интенсивность вентилирования картофеля не зависит от наружной температуры хранилища и определяется лишь температурно-влажностными условиями хранения.

Изобретение направлено на решение такой технической задачи, как уменьшение повреждаемости клубней в процессе хранения, что обусловит уменьшение потерь и сохранение качества семенного и продовольственного картофеля при его хранении, а также обеспечение минимальных энергетических затрат для поддержания оптимальных температурно-влажностных режимов хранения.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе хранения семенного и продовольственного картофеля, предусматривающем складирование картофеля ровной россыпью и содержание его в течение лечебного, переходного и основного периодов хранения в условиях циклической активной вентиляции насыпи картофеля воздухом помещения в лечебном периоде, постепенно охлаждаемым в переходном периоде и охлажденным до 2-4^оС в основном периоде хранения при относительной влажности воздуха 85-95%, семенной картофель закладывают на хранение ровной россыпью высотой 2,8± 0,1 м, продовольственный - 3,5 ± 0,1 м, причем скорость воздушного потока в системе активной вентиляции в лечебном и переходном периодах хранения составляет 0,16-0,18 м/с, а в основном периоде - 0,10-0,14 м/с, при этом оптимальную величину интенсивности вентилирования I при хранении семенного и продовольственного картофеля определяют из эмпирической формулы
I= 5540 м³/т·ч, (1) где V - скорость воздушного потока в системе активного вентилирования, м/с; Н - высота складирования насыпи картофеля, м; К - коэффициент скважности, учитывающий уменьшение скорости воздушного потока после прохождения обтекаемого им слоя насыпи, который для семенного картофеля при Н = 2,8 м равен 0,35 и для продовольственного картофеля при H = 3,5 м равен 0,4.

Принципиальное отличие предлагаемого способа от известного [3] заключается в том, что оптимальная величина интенсивности вентилирования в предлагаемом способе хранения не является статической величиной, как в известном способе [3], а изменяется в зависимости от скорости воздушного потока, коэффициента скважности и высоты складирования картофеля.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Стандартный продовольственный и семенной картофель закладывают на длительное хранение ровной россыпью высотой 3,5 ± 0,1 м (продовольственный) и 2,8 ± 0,1 м (семенной). В лечебном периоде активное вентилирование осуществляют теплым (18^оС) воздухом помещения, затем в переходном периоде температуру вентилирующего воздуха постепенно снижают до 2-4^оС, скорость воздушного потока поддерживают в пределах 0,16-0,18 м/с. В основном периоде хранения температура вентилирующего воздуха 2-4^оС, скорость 0,10-0,14 м/с. Интенсивность вентилирования рассчитывают по формуле (1) и поддерживают с точностью до 1 м³/т ˙ ч. Влажность воздуха на протяжении всего периода хранения 85-95%.

Оптимальные значения для высоты складирования картофеля и для скорости потока воздуха были определены экспериментально.

При хранении картофеля насыпью высотой 5 м, как это рекомендуется в известном способе [3], даже при оптимальных скоростях воздушного потока и интенсивности вентилирования потери продовольственного картофеля составляют 30% и более, а семенного достигают 50%.

Более резкое по сравнению с продовольственным ухудшение качества семенного картофеля объясняется различием среднего радиуса клубней (семенной картофель мельче), вследствие чего при одинаковой высоте складирования клубни в нижних слоях насыпи в случае семенного картофеля подвергаются более сильному давлению, вследствие чего образуется больше микротрещин, что облегчает инфицирование здоровых клубней при их контакте с зараженными. Эта скрытая зараженность клубней проявляется затем при вегетации семенного картофеля.

При уменьшении высоты насыпи картофеля потери уменьшаются, в качестве оптимальной высоты в предлагаемом способе выбраны следующие значения: для продовольственного картофеля 3,5 ± 0,1 м и для семенного 2,8 ± 0,1 м, что обеспечивает уменьшение потерь до 1-2%.

Скорости потока воздуха, обеспечивающие интенсивности вентиляции, рекомендуемую в известном способе [3], являются недостаточными, так как при них не происходит образования раневой перидермы на механически поврежденных клубнях (порезы и другие нарушения целостности кожуры), и наблюдается переувлажнение клубней, что приводит затем к быстрому загниванию этих клубней и большой контактной перезараженности картофеля.

В предлагаемом способе для лечебного и переходного периодов хранения рекомендуются скорости вентиляции в пределах 0,16-0,18 м/с, а для основного периода хранения - 0,10-0,14 м/с. При этих скоростях вентилирования происходит быстрое образование раневой перидермы, защищающей клубни от дальнейшей порчи, клубни остаются сухими, семенные и продовольственные качества картофеля высокими, потери снижаются до 2-3%.

При дальнейшем увеличении скорости вентилирования в хранимом картофеле усиливается процесс дыхания, что приводит к избыточному выделению углекислого газа, влаги и тепла и, следовательно, к увеличению потерь. Кроме того, при увеличении скорости вентилирования возрастает частота автоматического включения системы активного вентилирования, что приводит к неоправданному повышению расхода электроэнергии.

Оптимальная величина интенсивности вентиляции определяется по эмпирической формуле (1), которая была выведена следующим образом.

Проектная производительность (Р) системы активной вентиляции (объемная скорость потока воздуха) при хранении картофеля может быть рассчитана по формуле (2)
P = S ˙ V˙ K ˙ 3600 м³/ч, (2) где S - площадь насыпного слоя картофеля, м²; V - скорость воздушного потока, м/с; K - коэффициент скважности, учитывающий сопротивление насыпи картофеля воздушному потоку.

Массу хранимой насыпи картофеля (М) можно получить из формулы (3)
M = S˙ H ˙ d, (3) где Н - высота насыпи картофеля, м; d - насыпная плотность картофеля, равная 0,65 т/м³.

После деления правых и левых частей формул (2) и (3) для интенсивности вентилирования I получают
= I = = = 5540 м т·ч (1)
Коэффициент скважности К определяют эмпирически, для чего при различных скоростях вентиляции измеряют изменение скорости воздушного потока после его прохождения через слой насыпи картофеля.

Скорость омывания клубней уменьшается за счет сопротивления насыпи картофеля воздушному потоку, которое определяется общей боковой поверхностью всех клубней насыпи и зависит от среднего радиуса клубней и высоты складирования.

Скорость воздушного потока для продовольственного картофеля высотой складирования 3,5 м уменьшается в n = 2,5 раза, а для семенного высотой складирования 2,8 м - в n = 3 раза.

Коэффициент скважности K= учитывает сопротивление слоя картофеля воздушному потоку и для продовольственного высотой складирования 3,5 м составляет 0,4, а для семенного высотой складирования 2,8 м равен 0,35.

С помощью предлагаемой эмпирической формулы в соответствии с экспериментально обоснованными оптимальными величинами высоты складирования и скорости воздушного потока определяют оптимальную интенсивность вентилирования продовольственного и семенного картофеля в различные периоды хранения.

А. Продовольственный картофель в лечебном и переходном периодах хранения
I_A= 5540 м³/т·ч = 5540=101-/т·ч
Б. Продовольственный картофель в основном периоде хранения
I_Б= 5540 м³/т·ч = 5540=63-/т·ч
В. Семенной картофель в лечебном и переходном периодах хранения
I_В= 5540 м³/т·ч = 5540=110-/т·ч
Г. Семенной картофель в основном периоде хранения
I_Г= 5540 м³/т·ч = 5540=69м³/т·ч
Интенсивности вентилирования, соответствующие оптимальному хранению, превосходят соответствующие интенсивности, рекомендуемые в известном способе [3], например, для случая Костромской и других северных областей в 2,14 раза (I_А), 3,04 (_IБ), 1,67 (I_В), 2,37 (I_Г).

Ошибочные режимы хранения (высота складирования и интенсивность вентиляции воздушного потока), рекомендуемые в известном способе хранения [3], являются существенной причиной потерь, запланированных в масштабах страны еще на стадии проектирования и достигающих 30-50%.

П р и м е р 1. Стандартный семенной картофель закладывают на длительное хранение ровной россыпью высотой 2,8 м и проводят в лечебном периоде в течение 10 дней циклическое активное вентилирование насыпи картофеля воздухом помещения с температурой 18^оС при скорости воздушного потока 0,17 м/с, затем в переходном периоде в течение 30 дней температуру вентилирующего воздуха понижают на 0,5^оС в 1 сут. до 4^оС (скорость вентиляции 0,17 м/ч). В основном периоде хранения температуру вентилирующего воздуха поддерживают в пределах от 2 до 4^оС, скорость вентиляции 0,12 м/c. Интенсивность вентилирования, определенная по формуле (1), составляет для лечебного и переходного периодов 117 м³/т˙ ч, для основного периода - 83 м³/т ˙ ч. Относительную влажность воздуха поддерживают равной 85-95% в течение всего хранения.

Через 7 месяцев хранения потери картофеля составили 3%. Картофель сохранил высокие семенные качества.

П р и м е р 2. Стандартный продовольственный картофель закладывают на длительное хранение ровной россыпью высотой 3,5 м и проводят в лечебном периоде в течение 10 дней циклическое активное вентилирование воздухом помещения (температура 18^оС), при скорости воздушного потока 0,17 м/с, затем в переходном периоде (30 дней) температуру воздуха постепенно (на 0,5^оС в 1 сут.) снижают до 4^оС (скорости вентилирования 0,17 м/с). В основном периоде хранения температуру вентилирующего воздуха поддерживают в пределах от 2 до 4^оС, скорость вентиляции 0,12 м/с. Интенсивность вентилирования, определяемая по формуле (1), составляет для лечебного и переходного периодов 107 м³/т ˙ ч, для основного периода - 75 м³/т ˙ ч. Относительную влажность воздуха поддерживают равной 85-95% в течение всего хранения.

Через 7 месяцев хранения потери составили 2%. Клубни картофеля сохранили прочный тургор и хорошие вкусовые качества.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно уменьшить потери картофеля при хранении, сохранить его вкусовое качество, а также обеспечивает минимальные энергетические затраты в процессе хранения.

Использование: в сельском хозяйстве для хранения сельскохозяйственной продукции - семенного и продовольственного картофеля. Сущность изобретения состоит в том, что семенной и продовольственный картофель складируют россыпью, высота которого для семенного картофеля составляет 2.8± 0.1 м и для продовольственного - 3.5± 0.1 м. Картофель содержат в течение лечебного, переходного и основного периодов при циклической активной вентиляции насыпи воздухом. В лечебном и переходном периодах скорость воздушного потока составляет 0,16 - 0,18 м/с, в основном - 0,10 - 0,14 м/сек. В лечебном периоде вентиляцию ведут воздухом помещения, в переходном - постепенно охлаждаемым воздухом и в основном - воздухом, охлажденным до 2 - 4°С. Относительная влажность воздуха составляет 85 - 95%. При хранении величину оптимальной интенсивности вентилирования определяют по формуле J = (v·K/H)·5540м³/т.ч , где v - скорость воздуха в системе активного вентилирования, м/сек; H - высота складирования насыпи картофеля, м; K - коэффициент скважности, учитывающий сопротивление насыпи картофеля воздушному потоку, который для семенного картофеля при H = 2,8 м равен 0,35, а для продовольственного картофеля при H = 3,5 м равен 0,4. Способ позволяет уменьшить потери картофеля при хранении и сохранить его качество.

СПОСОБ ХРАНЕНИЯ СЕМЕННОГО И ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО КАРТОФЕЛЯ, предусматривающий складирование картофеля россыпью и содержание его в течение лечебного, переходного и основного периодов хранения в условиях циклической активной вентиляции насыпи картофеля воздухом помещения в лечебном периоде, постепенно охлаждаемым в переходном периоде и охлажденным до 2 - 4^oС в основном периоде хранения при относительной влажности воздуха 85 - 95%, отличающийся тем, что семенной картофель закладывают на хранение россыпью высотой 2,8 ± 0,1 м, продовольственный - 3,5 ± 0,1 м, причем скорость воздушного потока в системе активного вентилирования в лечебном и переходном периодах хранения составляет 0,16 - 0,18 м/с, в основном периоде 0,10 - 0,14 м,с, а величину оптимальной интенсивности вентилирования при хранении семенного и продовольственного картофеля определяют по эмпирической формуле
J = · 5540 м³/т·ч,,
где V - скорость воздуха в системе активного вентилирования, м/с;
H - высота складирования насыпи картофеля, м;
K - коэффициент скважности, учитывающий сопротивление насыпи картофеля воздушному потоку, который для семенного картофеля при H = 2,8 равен 0,35, а для продовольственного картофеля при H = 3,5 равен 0,4.