| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شماره‌ها | 3,251 |
| تعداد مقالات | 35,917 |
| تعداد مشاهده مقاله | 54,573,182 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 93,694,775 |
بهبود یکنواختی توزیع جریان هوا در انبار سیبزمینی با استفاده از دیواره مکش و دیواره شکافدار | ||
| نشریه ترویجی علوم کاربردی سیب زمینی | ||
| مقاله 2، دوره 7، سال هفتم - شماره 2 - شماره پیاپی 14، اسفند 1403، صفحه 1-7 اصل مقاله (2.25 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله علمی - ترویجی | ||
| نویسنده | ||
| فرزاد گودرزی* | ||
| استادیار پژوهشی بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، همدان، ایران | ||
| چکیده | ||
| نگهداری بهینه سیبزمینی در انبار نیازمند کنترل رطوبت سطحی و توزیع یکنواخت جریان هواست. شیوه مرسوم تهویه هوای انبار معمولاً قادر به دفع کامل گرما و رطوبت اضافی توده انبارشده نیست. توزیع نامتوازن هوا باعث تفاوت دمایی، چگالش رطوبت، رشد قارچ، فساد میکروبی و افزایش آفات می‌شود. سامانه‌های تهویه تحت فشار اگرچه جریان هوای یکنواختی را ایجاد می‌کنند اما در عمل، هوا از مسیرهای کم‌مقاومت (مانند فضای بین پالت‌ها) عبور کرده و به داخل توده محصول نفوذ نمی‌کند. در انبارهای فنی جدید برای حل مشکل عدم یکنواختی جریان هوا، یکی از دو شیوه زیر به‌کار گرفته می شود: روش نخست، تعبیه دیواره شکافدار در انبار است که در آن با استفاده از یک محفظه تنظیم و یکنواخت کردن فشار هوا (محفظه پلنیوم) و دیواره‌ای با شکاف‌های هم‌تراز با پالت‌ها یا سطح گونی های چیده‌شده، هوا به‌صورت یکنواخت توزیع می‌شود. این سامانه برای انبارهای با عمق ۱۲-۱۵ متر و خشک‌کردن اولیه محصول مناسب است. روش دوم، استفاده از دیواره مکش است. در این شیوه هوا از انتهای پالت‌ها یا ردیف‌های گونی ها مکیده می‌شود و با ایجاد یک فشار منفی، جریان یکنواخت هوا از داخل محصول انبارشده به سمت سامانه تهویه برقرار می شود. این شیوه در انبارهای عمیق‌تر (بیش از ۱۲ متر) حتی در حالت نیمه‌پر نیز یکنواختی جریان هوا را به‌خوبی ایجاد می‌کند. در برخی انبارها از ترکیب دو سامانه اشاره‌شده استفاده مس شود و با ایجاد مقاومت جزئی در مسیر عبور جریان هوا، توزیع جریان هوا بهتر و یکنواخت‌تر می‌شود. به‌کارگیری این دیواره ها، کاهش ۳۰ درصدی پلاسیدگی غده‌های سیبزمینی، کاهش 20 درصدی مصرف انرژی سامانه تهویه و افزایش ماندگاری 4 هفته‌ای محصول انبارشده را نسبت به انبارهای فنی فاقد این دیواره‌ها به همراه دارد. هزینه ساخت و نصب این دیواره‌ها کم‌تر از 0/51 درصد هزینه کل تأسیس انبار است و روشی مقرون به‌صرفه محسوب می‌شود. | ||
تازه های تحقیق | ||
دیواره های شکافدار رایج‌ترین ساختار توزیع جریان هوا برای تلفیق با سامانه تهویه مثبت در انبارهای سیبزمینی هستند. این سامانه از تهویه با فشار مثبت (هوای ورودی اجباری) استفاده می‌کند و معمولاً برای انبارهایی با بیشینه عمق 12 تا 15 متر کارایی دارد. این دیواره از نظر مدیریت چگونگی توزیع جریان هوا در ردیف‌ها، از انعطاف‌پذیری خوبی برخوردار است. سامانه‌های دیواره شکافدار با ساخت یک محفظه یکنواخت‌کننده جریان (پلنوم) در پشت جعبه‌ها/گونیهای سیبزمینی که دیواره سمت محصول آن با تخته سه لای شکافدار ساخته شده است، راه‌اندازی می‌شود. شکاف‌ها در تراز با شکاف بین هر دو پالت روی هم و یا ردیف‌های گونیهای سیبزمینی تعبیه می‌شوند. هوای متراکم در محفظه پلنوم از طریق شکاف‌های باز روی دیواره به لابلای پالت‌ها منتقل می‌شود تا هوا از طریق فضای لابلای توده انبارشده در پالت یا گونی در انبار گردش کند (شکل‌های 1 و 2). این سامانه برای خشک کردن سطح خیس سیب‌زمینی‌های تازه برداشت‌شده در ابتدای دوره انبارداری بسیار مناسب است (2، 6 و 7). دیواره مکش سامانه دیوار مکش روشی است که در آن، هوا از انتهای جعبه‌ها/گونی‌ها/پالت‌های حاوی سیبزمینی مکیده می‌شود (شکل 3). این یک روش تهویه سازگارتر و کم‌هزینه‌تر است و برای انبارهای با عمق بیش‌تر از 12 متر، امکان توزیع بهتر هوا را فراهم می‌کند (5 و 9). این شیوه حتی در انبارهای نیمه‌پر نیز کارایی خوبی دارد. دیواره مکش درست در زیر یا پشت سامانه تهویه موجود در انبار استقرار می‌یابد زیرا از ایجاد یک ناحیه با فشار منفی (فشار مکشی) برای یکنواخت کردن جریان هوا در انبار و ایجاد یکنواختی در خشک کردن و خنک کردن توده انبارشده استفاده می‌کند. در این سامانه، فواصل و فضاهای خالی بین ردیف‌های چیده‌شده در انبار به‌وسیله پارچه‌های ضخیم پوشیده می‌شود تا هوا وادار به حرکت از لابلای توده محصول شود ( شکل 4). دیواره مکش ترکیب‌شده با دیواره شکافدار این سامانه با استفاده از یک محفظه مکش مهندسی‌شده در طول دیوار انتهایی انبار، یکنواختی خوبی را در گردش هوا ایجاد می‌کند. این محفظه دارای شیارهای دقیق برش‌خورده‌ای است که با شیارهای پالت یا جعبه‌ها و یا ردیف‌های گونیهای سیبزمینی هم‌تراز هستند اما چون کمی کوچک‌تر از دهانه استاندارد پالت یا فاصله بین ردیف‌های گونیهای سیبزمینی هستند، مقاومت جزئی در برابر جریان هوا ایجاد می‌کنند (7 و 9). این ویژگی به توزیع یکنواخت‌تر هوای بازگشتی به دمنده‌ها کمک می‌کند (شکل 5). تحلیل الگوی جریان هوا بررسی الگوی جریان هوا در انبارهایی که این دیواره‌ها در آن‌ها نصب شده است، نشان‌دهنده توزیع یکنواخت هوا در امتداد شیارهای پالت یا فواصل ردیف‌های چینش گونیهای سیبزمینی است (شکل 6). اگرچه مقداری افت هوا در لبه بالایی و تراکم کمی بیش‌تر در نزدیکی دمنده‌های مرکزی انبار مشاهده می‌شود اما در کل، یکنواختی توزیع هوا در انبار مطلوب است. به‌ویژه آن‌که جریان هوا در بخش‌های میانی محموله که خطر تهویه ناقص در آن نقاط بیش‌تر از سایر نقاط انبار است، از سرعت کافی (و حتی بیش‌تر از بخش‌های حاشیه‌ای) برخوردار است. برای انبارهایی که تهویه آن به شکل طبیعی (با کمک وزش باد غالب منطقه و بدون کمک گرفتن از سامانه تهویه و دمنده) انجام می‌شود، وجود دیواره مکش و یا دیواره شکافدار سبب یکنواختی مطلوب جریان هوا می‌شود. چنین توزیع هوای متعادلی، بهترین عملکرد را در تهویه هوای انبار ایجاد می‌کند و برای ارتقاء سامانه گردش هوای انبار، انتخاب بسیار مناسبی است (3 و 10).
| ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| افزایش یکنواختی؛ تهویه؛ دیواره شکافدار؛ دیواره مکش | ||
| اصل مقاله | ||
|
انبارداری بلندمدت سیبزمینی در شرایط بهینه، به دو عامل کلیدی وابسته است: نخست عاری بودن غده‌های سیبزمینی از رطوبت سطحی مازاد و دوم یکنواخت بودن جریان گردش هوا در سراسر فضای انبار. دبی لازم برای تهویه هوا در انبارهای فنی متداول سیبزمینی، 0/03 مترمکعب بر ثانیه به ازای هر تن محصول در نظر گرفته می‌شود اما این میزان جریان هوا، عمدتاً برای توزیع یکنواخت و متوازن هوا در انبار است نه برای دفع گرمای انتقالی و رطوبت مازاد (1). توزیع نامتوازن جریان هوا در فضای انبار نگهداری سیبزمینی باعث ناهمگونی تهویه در بخش‌های مختلف انبار و در نهایت ایجاد اختلاف دما در نقاط مختلف انبار خواهد شد. تفاوت‌های دمایی ایجادشده، خطر چگالش (میعان) رطوبت روی سطوح در نقاط خنک‌تر انبار را افزایش می‌دهد که در نهایت به رشد پوسیدگی قارچی، فساد میکروبی محصول و افت کیفیت نهایی توده انبارشده منجر می‌شود. علاوه بر آن، خطر گسترش فعالیت آفات و بیماری‌های انباری در بخش‍هایی از انبار که هوا در آن‌جا راکد است، بالاتر است. بنابراین وجود سامانه‌های بهبوددهنده کارایی تهویه در انبارهای سیبزمینی ضروری است. ادوات تهویه با فشار مثبت (شامل دمنده‌ها، کانال‌های تهویه و سامانه‌های خنک‌کننده) از جمله کارآمدترین سامانه‌های تهویه برای رسیدن به چنین هدفی هستند که در آن، هوا با فشار کافی (حدود 08/0 مترمکعب در ثانیه به ازای هر تن محصول انبارشده) به‌طور یکنواخت از لابلای توده سیبزمینی انبارشده عبور داده می‌شود. با این حال در بیش‌تر مواقع، جریان هوا برای گردش در فضای انبار (خواه توده انبارشده فله باشد و خواه بسته‌بندی‌شده درون جعبه، پالت و یا گونی) به‌صورت غیرفعال در اطراف جعبه‌ها گردش می‌کند و به جای حرکت از لابلای غده‌های سیبزمینی از مسیری با کم‌ترین مقاومت (مسیر میانبر مانند: فضای خالی بالای توده سیبزمینی انبارشده) حرکت می‌کند. تهویه هوا در چنین حالتی، کارایی پائینی دارد و نمی‌تواند اهداف مورد نظر از اجرای تهویه هوا (خنک کردن و رساندن هوای تازه به محصول) را به‌خوبی برآورده کند (1، 3 و 6). بنابراین لازم است که تمهیداتی به‌کار گرفته شود تا جریان هوا به‌صورت اجباری به درون توده محصول انبارشده هدایت شود تا هوای موجود در لابلای غده‌ها به شکل مناسبی با هوای تازه جایگزین شود. یکی از راه‌های کارآمد برای بهبود یکنواختی توزیع و هدایت مؤثر جریان هوا در انبار سیبزمینی، استفاده از سامانه‌های دیواره مکش (Suction Wall) یا دیواره شکافدار (Letter Box Wall) است تا احتمال حرکت هوا از مسیرهای میانبر (short-circuiting) و کم‌اثر کاهش یابد. دیوارههای مکش یا شکافدار، کارآمدی و یکنواختی توزیع جریان هوا در انبارهای فنی سیبزمینی را بهبود می‌بخشند؛ با این حال تفاوت‌هایی در کارکرد، مزایا و ویژگی‌های این دو سامانه وجود دارد. انتخاب بین دیوارههای شکافدار (موسوم به دیواره های صندوق پستی) و دیوار مکشی به نیازهای خاص انبار سیبزمینی از جمله: عمق انبار، نوع محصولات انبارشده، نحوه قرارگیری ادوات تهویه و سطح مطلوب مورد انتظار برای کنترل جریان هوای درون انبار بستگی دارد (4، 7 و 8). | ||
| مراجع | ||
|
1- Chourasia, M. K. and Goswami, T. K. 2007. CFD simulation of effects of operating parameters and product on heat transfer and moisture loss in the stack of bagged potatoes. Journal of Food Engineering, 80 (3): 947-960. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.07.015. 2- Cunnington, A. 2023. Developments in automated potato storage management. European Potato Journal, 66 (4):1305-1314. DOI:10.1007/s11540-023-09631-x. 3- Eltawil, M. A. Samuel, D. V. K. and Singhal, O. P. 2006. Potato storage technology and store design aspects. Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal. Invited Overview No. 11. Vol. VIII. 4- Mooij Agro. Air distribution. MooijAgro Solutions for Potatoes. from https://www.mooij-agro.com/en/solutions-for-potatoes/air-distribution/. Last Access 8/5/2025. 5- Pringle, B., Bishop, C. F. H. and Clayton, R. C. 2009. Store ventilation, in: Potatoes postharvest. pp: 164-217. CABI publication. https://doi.org/10.1079/9780851995021.0164. Last Access 8/5/2025. 6- Sáenz-Baños, B., Ugalde, J. M., Cáceres, R. and Moreira, M. T. 2022. Methodology for energy demand reduction of potato cold storage process. Journal of Food Process Engineering, 45(4), e14127: 1-13. https://doi.org/10.1111/jfpe.14127 7- Scottish Agronomy. Letter box or suction wall for potato storage. Scottish Agronomy LTD. from https://scottishagronomy.co.uk/letter-box-or-suction-wall-for-potato-storage. Last Access 8/5/2025. 8- Teagasc. (n.d.). Potatoes - Storage. Teagasc - Agriculture and Food Development Authority. from https://teagasc.ie/crops/crops/potatoes/potatoes-agronomy/storage/. Last Access 8/5/2025. 9- VDT Agri Projects. Reverse drying wall for potatoes. VDT Agri Projects. from https://www.vdt-nl.com/en/reverse-drying-wall-for-potatoes. Last Access 8/5/2025. 10- Zhen, Q., Xu, C., Wang, H., Yue, X., Yan, C. and Sun. Y. 2025. Research on the temperature and humidity distribution characteristics in potato storage facilities: Experimental analysis and numerical simulation. Frontiers in Sustainable Food Systems, 9, 1594791:1-22. doi: 10.3389/fsufs.2025.1594791. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 203 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 148 |
||