سردخانه-آزمایشگاهی-صنایع برودتی برادران حقیقی

طراحی، ساخت و ارزیابی سردخانه آزمایشگاهی با اتمسفر کنترل شده ( بخش ۱ )

چکيده

یکی از راه های افزايش ماندگاری محصولات کشاورزی نگهداری آن ها در شرایط اتمسفر کنترل شده می باشد به منظور دستیابی به ترکیب مناسب گازهای برای افزایش ماندگاری حصولات کشأآورزی در شرایط آزمایشگاهی محفظه‌ای مجهز به سیستم برودتی با شرایط اتمسفر کنترل شده طراحی و ساخته شا که امکان تزریق CO2 , O2 , N2 را به‌صورت خودکار و با استفاده از سیستم فرمان پی‌ال‌سی را داشت. برای این کار از یک سردخانه آزمایشگاهی به ظرفیت ۷۸۰ لیتر استفاده شد که گازهای مورد نیاز برای تزریق توسط سه کپسول ۱۰ کیلویی تامین می‌شد. عمل تشخیص میزان هر یک از گازهای درون مخزن توسط سنسورها و عمل تزریق گاز به درون مخزن توسط شیرهای برقی انجام شد در پایان سیستم خودکار تزریق سه دمای سردخانه مورد ارزیابی فنی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سیستم تزریق گاز با ۱۷/۵۵ درصد قابلیت تنظیم ترکیب گازهای درون محفظه سردخانه را دارا می باشد میانگین خطای سیستم برود: قدار دمای تنظیمی ۱۹/۸۷ درصد بدست آمد.

واژه های کلیدی: سردخانه، نگهداری،کنترل اتمسفر، پی ال سی

مقدمه

یکی از راه های افزایش ماندگاری محصولات کشاورزی نگهداری آن ها در شرایط اتمسفر کنترل شده می باشد عواملی از قبیل غلظت اکسیژن،دی اکسید کربن، نیتروژن و دما بیشترین تاثیر را بر ماندگاری محصول دارند و با کنترل هر یک از این عوامل می توان عمر انبارداری محصول را افزایش داد. در شرایط اتمسفر کنترل شده با کنترل هر یک از این عوامل در محدوده موردنظر تا حد زیادی می‌توان فعل و انفعالات شیمیایی را محدود نموده و بر مدت زمان نگهداری محصول مورد نظر افزود

ترکیب هوا شامل ۷۸ درصد ازت ، ۲۱ درصد اکسیژن است و مابقی را گازکربنیک و گاز های دیگر تشکیل میدهند. با افزایش متناسب دی اکسید کربن و کاهش اکسیژن میزان تنفس کاهش یافته و زمان ماندگاری طولانی تر میشود، اما بایستی کنترل صحیح صورت گیرد تا از بی نظمی فیزیولوژیک در بافت‌های زنده و فساد ثانوی توسط میکرواور گانیسم‌های غیرهوازی جلوگیری شود ( Fellows 1990 )

استفاده از اتمسفر کنترل شده برای نگهداری میوه‌ها و سبزی‌های تازه در اغلب تحقیقات قرن بیستم مورد توجه بوده است. نشان داده شده که با این روش در افزایش عمر و کیفیت پس از برداشت محدوده وسیعی از میوه ها و سبزی ها تازه موثر می باشد. انبار با اتمسفر کنترل شده زمانی موّثر خواهد بود که با کنترل دما همراه باشد بنابراین مقادیر گاز و درجه حرارت در این تکنولوژی از اهمیت زیادی برخوردار است. افزایش استفاده تجاری این تکنولوژی در سال‌های اخیر به علت پاسخ به نیاز مشتریان برای انواع میوها و سبزی‌ها در طول سال می‌باشد. علت دیگر استفاده از این تکنولوژی عدم استفاده از مواد شیمیایی در مواد غدایی مورد مصرف است

علم کنترل اتمسفر به منظور دخیره میوسای تازه و سبزیجات به صورت قابل توجه و روزافزون مورد استفاده قرار می‌گیرد و تحقیقات بسیاری در این زمینه در حال انجام است. پایه برخی از این تحقیقات به ۲۰۰ سال پیش برمی‌گردد؛ ولی در نیمه اول فرن بیستم به دلایل تجاری بیش‌تر مورد توجه قرار گرفته است.

از کامپیوتر برای کنترل فشار و شرایط محیطی درون محفظه نگهداری میوه اس ه است. محققین با استفاده از این
روش توانستد کنترل کاملی بر روی شرایط محیطی داشته باشند و به صورت لحظه دهند ( Landry and Norris 1995 ) ( Mittal 1997 ) .

تعدادی از محققین گزارش کردند که غلظت های کمتر از ۱ درصد ا ز ۱۵ درصد دیاکسیدکرین غلظت‌های
بحرانی برای محصولات کشاورزی می‌پاشند (Anumann 2008) و (Arthey and Dennis 1991) . البته محدوده تحمل‌پذیری نسبت به اکسیژن کم و دیاکسیدکرین زیاد به چندین متغیر از فیزیولوژیکی, بلوغ و فرایندهای مقدماتی حداقل بستگی دارد. به‌طور کلی سطح اکسیژن کم‌تر از ادرصد در اتمسفر باعث بی‌هوازی شدن تنفس شده و بوی نامطبوع مربوط به تجمع اتانول و استالائید توسعه می‌پابد و سطح دی‌اکسیدکرین بیشتر از ۱۰ تا ۱۵ درصد اگرچه می‌تواند از رشد میکرواور گانیسم‌های فاسد کننده جلوگیری کند اما سبب آسیب فیزیولوژیک بر محصولات حشاس به دیاکسیدکربن می‌شود (Lopez et 1993).

در تحقیقی تجهیزات آزمایشگاهی جهت نگهداری میوه موز با امکان کنترل دیاکسیدکربن» اکسیژن و اتیلن طراحی شد. محققین جهت نگهداری میوه موز و کنترل سرعت رسیدگی آن از یک محفظه آزمایشگاهی ۲۵ لیتری از جنس پلاستیک شفاف استفاده نمودند. محفظه مورفظر دارای یک فن بود تا گازها ر یه حوبی با هم مخلوط کند. یک در یحه برای نمونیرداری از گازهای داخل مخزن و دریچهای ورودی و خروجی برای تنظیم میزان گاز درون مخزن و کنترل اتمسفر درون آن بود در ابتدای کار پمپ مکشی شروع به کار می کرد تا هوای داخل مخزن را از آن خارج سازد سپس به مدت ۵ دقیقه هوایی که از ترکیب آن از قبل مشخص شده بود به داخل مخزن تزریق می‌شد تا با توجه به عایق‌بندی‌های انجام شده فشار درون آن به حد مورد نظر برسد نتایج نشان داد که بهترین دما بری کنترل سرعت رسیدگی ۲۵ درجه سانتی‌گراد بوده و تزریق اکسیژن» دیاکسیدکربن و اتیلن در تکمیل فرایند
رسیدگی موّثر می‌باشد (۲۰۰۸ ,.Fabio Donato et al). طراحی و ساخت محفظه‌ای محهز به سیستم برودتی (۰-۵ درجه سانتی‌گراد) که امکان تزریق و کنترل غلظت گازهای co2 , o2 ,N2 را به‌صورت خودکار داشته باشد به عنوان هدف اصلی پروژه بود. با استفاده از این دستگاه می توان ترکیب مناسب گازها برای افزايش ماندگاری محصولات کشاورزی در شرایط آزمایشگاهی بدست آورد.

مواد و روش ها

ساخت سردخانه مورد نیاز با ظرفیت داخلی ۰/۸ متر مکعب و محدوده دمایی ۰-۵ درجه سانتیگراد و امکان قرار گیری تعداد شش سینی هرکدام به مساحت ۰-۵ متر مربع توسط شرکت شرکت سازنده یخچال های صنعتی به صورت سفارشی و با رعایت شرایط لازم برای نصب تحهیزات مورد نیاز و همچنین‌عایق بندی مناسب ساخته شد

در مرحله بعد سیستم تزریق گازهای co2 , o2 ,N2 (شامل مخازن شیر شیلنگ ها و اتصالات مربوطه) و
همچنین مدار فرمان شامل (حس گر اکسیژن حس کر دی اکسید کربن، حس گر شستی‌های فرمان، لامپ‌های سیگنال، میکروسوییج‌ها) بر روی سردخانه طراحی و نصب گردید مجموعه کنترل کننده قابل برنامه نویسی( PLC ) شامل منبع تغذیه ماشین PLC و مبدل آنالوگ به دیجیتال ماشین PLC از نوع LOGO انتخاب شد که زبان برنامه نویسی آن FBD بود.
برای کالیبراسیون و همچنین ارزیابی عملکرد سیستم تزریق خودکار و اندازه گیری درصد گازهای موجود در داخل سردخانه از دستگاه گاز آنالایزر مدل WITT که قابلیت اندازه گیری دو گاز ۰۲ , ۰۰۲ را داشت و همچنین از یک فشارسنج اختلافی ساخت شرکت TESTO استفاده شد.

به منظور ارزیابی سیستم خودکار تزریق گازهای co2 , o2 , N2 تاثیر تیمارهای دما در سه سطح (۱ و ۲ و ۵ درجه سانتیگراد) و درصد ترکیب گازها در سه سطح (۱۰و ۲۰ )(۲۵ و ۱۰) و (۵۰ و ۵) درصد ( co2 , o2) بر میزان خطای سیستم برودتی تاخیر زمانی در قطع سیستم برودتی» میزان خطای سیستم تزریق خودکار نسبت به غلظت تنظیمی و تاخیر زمانی در فطع سیستم پس از رسیدن به غلظت مورد نظر در قالب آزمایش فاکتوریل و با استفاده از طرح آماری کاملا تصادفی در سه تکرار بررسی شد برای محاسبه میزان خطای دو سیستم برودتی و سیستم تزریق گاز از روابط زير استفاده شد در این تحقیق تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار ‎SPSS‏ و رسم نمودار ها با استفاده از نرم افزار Exel انجام گردید.

میزان خطا = (دمای اندازه گیری شده – دمای تنظیمی ) / دمای تنظیمی

میزان خطا = (دمای اندازه گیری شده – غلظت تنظیمی ) / غلظت تنظیمی






0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *