Mi lehet az ok? 2. fejezet
Műszaki szempontok a tervezéshez, kivitelezéshez és üzemeltetéshez
Műszaki szempontból a hűtőrendszerek különféle változatban készülnek, de az elvárás mindig az, hogy a beérkező árut minél előbb hűtse le a rendszer a tárolási hőmérsékletre.
Megállapítások:
– Budapesten 2020 márciusától kizárólag idared alma kapható az élelmiszerboltokban a piros almafajtákból;
– ámbár a hazai kertészet 4-5 egyéb fajtát is termel, még sincs ezekből kínálat az üzletek polcain, csak az idared;
– az ízben és zamatban gazdag többi fajta nem kapható, pedig a vásárlók ezeket is kedvelik, nem csak az idared fajtát.
A hűtőrendszerek
Ha elérte a fajta szerinti tárolási hőfok optimumát, megkezdődik a hőntartási fázis, ami téli almánál 8-10 hónapig is eltarthat. Ilyenkor az alma alacsony hőmérsékleten van, a hőleadása a betároláskori hőterhelés 10%-a, és lehűtésre sincs már szükség. Könnyű belátni, hogy télen, 0 °C közelében az épületbe beáramló hő is elenyésző. Összességében a kezdeti terhelésnek mintegy 10%-ára csökken a hűtési igény szintje, de ezt a csökkenést egy rendszeren belül nehéz elérni. A monoblokkos hűtés (termenként egy rendszer, egy kompresszorral) 8-10 hónapon át, lépcsős ±0,5 °C-os tűréshatáron belül működhet, viszont ki-, bekapcsolással az alma hőfokának 1 °C-os változását eredményezi. Ha ez gyakran bekövetkezik (pl. egy percen belül többször is), akkor kompresszorcsere vagy a meghibásodott alkatrészek cseréje szükséges. Ezt a veszélyt el kell kerülni. Korábban szó volt arról, hogy a tervezés során meghatározható a legnagyobb, illetve a legkisebb terhelés is. A hűtőrendszer szerkezeti elemeinek kiválasztásakor mindkét helyzetet figyelembe kell venni. Direkt elpárolgású rendszerek esetében a teljes kör elemeit mindkét terheléssel méretezni kell. Ilyenkor vagy többkörös direkt vagy egykörös indirekt rendszerhez juthat el a tervező. Ha nem ezt teszi a tervező, akkor általában a gép gyakori ki- és bekapcsolása zavarja a működést. Ezért az üzemeltető a betárolt helység hőfokát szabályozó termosztát arányossági tartományát (tűréshatárát) nagyobbra állítja. Ezzel a teremben a hőfokstabilitás felborul, vagyis be kell érni a ±0,5 °C-os pontossággal a legtöbb terményfajtának. Almák közül – kivéve az idaredet – a tárolási hőfok tehát nem lesz optimális. Lehetséges megoldás még a terem léghűtőit nagy hőcserélő felülettel és teljesítményszabályozós ventilátorral tervezni. Ez az alternatíva is költséges, ezért nem vagy csak ritkán alkalmazzák.
Megoldást a probléma gyökerében kell keresni. Lehűtési fázisban a hűtött gyümölcs és a hűtőlevegő között dinamikus folyamatban lévő hőcserét kell létrehozni ahhoz, hogy a lehűtés gyorsan, 8–12 óra alatt legalább +4 °C-ig létrejöjjön. Ehhez koncentráltan nagy hűtési kapacitás, nagy mennyiségű levegő és nagy felületű léghűtő kell. A hőntartó fázisban azonban a dinamikus hűtés helyett statikus üzemelési rendszerre van szükség, amely a korábbitól teljesen eltérő tulajdonságokkal rendelkezik: kis kapacitás, kevés levegőmozgatással, de nagy felületű léghűtővel a csekély hőfokkülönbséghez. A feladat biztonságosan két különálló rendszerrel oldható meg. Egyik megoldás az, amikor a lehűtéshez különálló szerkezetbe tároljuk be az almát. A másik alkalommal pedig a teremben, hőntartáshoz méretezett rendszerekkel tárolunk. Ebben az esetben a két rendszer eltérő hőfokszinten működik, ami mindkét fázist stabil helyzetben tartja. A lehűtés akkor lesz hatásos, azaz gyors, ha az nem a tárolóteremben történik, hanem egy, a célnak megfelelő, aerodinamikailag is alkalmas szerkezetben. A konténerládában lévő alma 10–15 °C-kal való lehűtése ugyanis a tárolóteremben akár több hétig is eltarthat, különösen, ha feltöltéskor a terembe naponta meleg almát tesznek a már lehűtött mellé. Ez a betárolási hiba – önmagában is – megrövidíti a legtöbb almafajta élettartamát. Magyarországon sajnos a legtöbb almatároló ezzel a technológiával készült. Az előhűtős és jobb technológiai rendszert a magasabb beruházási költségek és az anyagmozgatási többlet miatt hárítja el a beruházó a kivitelezés során. Ez is hozzájárulhat ahhoz, hogy március-április-május-június hónapok során csak az idared fajtájú alma volt található a boltok polcain.
A hőntartási fázis hűtőberendezése 8-10 hónapon át működhet. Teljesítményigénye folyamatosan változik. Az alma hőtermelése csekély, ami folyamatos kitárolásnál tovább csökken, miközben a még bent lévő alma igényelheti a hűtést (pl. május-június hónapokban). A teljesítményigény pontos szabályozása az indirekt (közvetítő közeges) hűtőrendszerrel is lehetséges, ma már az ilyen hőntartó rendszerek is jól bizonyítanak, csak ehhez ennek felismerése is szükséges, különben csak az idared marad meg hosszabb ideig a tárolókban, jelentős mennyiségi romlás nélkül.
Ellenpéldák szép számmal
A gyümölcstárolókban – sajnos – elég sok az ellenkező példa. Ennek oka a szakmai ismeretek és/vagy a kivitelezési gyakorlat hiánya, de esetenként a vállalkozói felelőtlenség is közrejátszhat, vagy a megbízás elnyerése érdekében adott valótlan céginformáció, kihasználva a megbízó szakmai tájékozatlanságát a létesítmény megvalósíthatóságáról. Sajnálatos, hogy az okozott problémák már csak a megvalósult berendezés működése során jelentkeznek, amikor a beruházásra szánt keretösszeg már részben vagy teljesen elfogyott. Előfordulhatnak nyílt és rejtett hibák is. A nyílt hibákat már a berendezés próbaüzeme során fel lehet ismerni. Rejtett hiba a hűtőrendszert alkotó elemek teljesítmény-összehangolási hibája (hiánya) a tervezett elpárolgási hőfokszinten csúcs- és minimumteljesítmény esetén. Mindkét esetben működési zavarok lépnek fel. A nyílt hibák javítása gyorsan és egyszerűen végrehajtható, de általában költséges. A rejtett hibákat nehezebb korrigálni, már a hiba okának felismerése is szakértelmet igényel.
A gyümölcstárolás éppúgy szakértelmet igénylő tevékenység, mint a megtermelése
A hűtőrendszer hibáinak jelei:
- a tároló terhelhetősége árubevitelkor: a tervezett mennyiség lehűtése a tervezett hőfokkülönbséggel nem valósul meg az előírt időn belül;
- a tárolási ciklus alatt: az áru és a terem hőfoka nem állandó;
- a hűtőgép gyakran (egy percen belül is) ki- és bekapcsol;
- ugyanígy viselkedik a hűtőrendszert alkotó bármelyik berendezés;
- az elektromoshálózati ellátás hibái;
- üzemviteli zavarok stb.
A légösszetételszabályozás
A szabályozott légtér alkalmasságának elméleti indokoltságán túl a gyakorlati kivitelezés pontosságát is hangsúlyozni kell. A termék minőségének alakulását a levegő alacsony oxigén- és a környezetnél magasabb szén-dioxid-szintje befolyásolja, amikor kevesebbet fogyaszt a termény saját szervezete terhére. Ezért élettartama és tárolhatósága is hosszabb lesz. A leírt folyamat hőfokfüggő, ezért a légösszetétel-szabályozást a tárolótermekben akkor kell elkezdeni, amikor a termény hőmérséklete már az optimális, alacsony hőfokon van. Magasabb hőfokon nem célszerű indítani a légösszetétel szabályozását, mert akkor nem az egyensúlyi állapotban jön létre a terményekben zajló biológiai folyamat. Ezért, ha a lehűtés nem fejeződött még be, a termény károsodhat is a korai légtérszabályozással. A légösszetétel-szabályozás kritikus pontja a termek gázzárása.
A hőszigetelt panel belső felületén felvitt gázzáró réteggel meg kell akadályozni, hogy a külső környezetből beáramoljon a normál, atmoszférikus levegő. Ez a levegőcsere ugyanis megakadályozná a komponensek állandó és beállított értéken tartását. A leírt jelenség gyakori hiba, amit nyomáspróbával ki lehet mutatni. A javítás ugyan egyszerű, a hiba megtalálásához viszont gyakorlat kell.
Az épület tárolókamráiban zajló folyamatok – a gáztörvények szerinti mértékben – nyomás- és térfogatváltozást is jelentenek. Ezért rugalmas nyomáskiegyenlítő tömlőkre van szükség, termenként kell egyet alkalmazni, amelynek hibátlanul tömörnek kell lennie a tárolás alatt. Viszonylag egyszerűen kivitelezhető műveletekkel a beruházást követően a rendszerek évenkénti vizsgálata, esetenként karbantartása szükséges. Ennek elmulasztása hiba, amely a következő tárolási ciklus sikertelenségét okozhatja. Sajnálatos tény, hogy a hűtőháztulajdonosok a legtöbb esetben évenkénti rendszeres karbantartással nem készülnek fel a következő tárolási időszakra. Így a légösszetétel nem lesz az alma számára optimális a tárolóteremben.
Összességében elmondható, hogy:
- a gyümölcstárolás éppúgy szakértelmet igénylő tevékenység, mint a megtermelése, de nem azonos azzal (POSTHARVEST ismeretek).
- A tárolólétesítmények létrehozása nem egyszerű házépítési feladat, mivel három technológiai rendszer (tárolás, hűtés, légösszetétel szabályozása) összehangolt működése szükséges a sikeres tárolási eredményhez.
- A szükséges kapacitásokat be kell építeni mind a kezdeti, mind a következő fázisokhoz.
- A kivitelezéshez hűtőgépész szakágat kell alkalmazni.
- A jó működést hibátlan és rendszeresen karbantartott készülékektől lehet elvárni.
- A technológiai rendszerek működését meg kell ismernie az üzemeltetőnek.
A cikkben felvetett gondolatokat jobbító szándékkal tártam a nyilvánosság elé. Annak a helyzetnek a feltárása volt célom, hogy a tárolók műszaki színvonala az utóbbi években hazánkban stagnál, miközben a fejlesztés nagy léptekben halad előre más országokban. A lemaradás nem elfogadható, mert korábban az élen haladtunk. Röviden szólva: érjük utol magunkat!
Varga Ágnes
okl. gépészmérnök,
hűtőgépész szakmérnök
