Вы здесь

Испытание помещений с искусственной атмосферой регулируемого состава

Общие сведения
Степень газонепроницаемости помещения с атмосферным контролем определяется в результате проведения испытания, в процессе которого производится мониторинг скорости изменения давления с течением времени в пустом, герметически закрытом помещении. Значение газонепроницаемости выражается в минутах, по истечении которых давление в помещении снижается на величину 50%. Если давление падает на указанную величину в течение периода времени, который является недопустимо коротким, считается, что газонепроницаемость помещения является недостаточной для эффективного поддержания в нем желаемых параметров атмосферы, необходимых для обеспечения надлежащего процесса хранения товара. Если же процесс падения давления на указанную величину протекает в течение периода времени, превышающего по продолжительности заданный, считается, что необходимая степень герметичности помещения обеспечена, и что проблем с поддержанием необходимых параметров атмосферы хранилища возникнуть не должно.

На протяжении тех лет, в течение которых в хранилищах использовалась технология атмосферного контроля, данная технология существенно видоизменилась; при этом изменения затронули состав материалов, используемых в помещениях хранилищ, конструкцию последних, а также конструкцию оборудования, используемого для генерации газов и контроля параметров атмосферы помещений. В те времена, когда процесс установления и поддержания необходимых параметров атмосферы полностью определялся «дыханием» самих фруктов, степень герметичности помещений должна была быть достаточной для того, чтобы установление необходимых параметров атмосферы могло происходить в течение «допустимых» времен и сроков, а также достаточной для того, чтобы желаемый уровень содержания кислорода мог поддерживаться в атмосфере помещения на протяжении всего периода хранения. В те времена «герметическим» помещением считалось такое, в которое ежедневно необходимо было подавать дополнительные объемы воздуха для предотвращения повреждений фруктов, которые могли наступить вследствие низкого содержания в атмосфере кислорода. В ранний период коммерческого использования помещений с атмосферным контролем, в силу того что в помещениях использовалась комбинация испарителей аэрозоля соляных растворов, средств водяной очистки помещения от углекислого газа и герметизирующих прокладок, выполненных из оцинкованного листового металла, приходилось ежегодно проводить испытания помещений с целью определения наличия коррозионных повреждений и дефектов уплотнений, вызывавших появление щелей в обшивке из листового металла, через которые происходила утечка материалов.

Когда применение полиуретановых конструкций, орошаемых на месте их установки, генераторов азота, осуществляющих его выработку непосредственно на рабочем месте, и автоматизированных атмосферных контроллеров стало обычным явлением, степень газонепроницаемости помещений с атмосферным контролем перестала играть такую важную роль как прежде. Благодаря процессу азотной очистки удавалось быстро добиться установления необходимых параметров атмосферы хранилищ, а углекислотные скрубберы, использовавшие в своей работе азот, больше не служили причиной появления дополнительных объемов воздуха в помещениях. Если, в силу какой-либо из причин, уровень кислорода в помещении повышался, состав атмосферы можно было быстро скорректировать за счет использования азота; часто процесс корректировки осуществлялся автоматически путем использования атмосферного контроллера.

Обладая теперь такой технологией и такими возможностями автоматизации, зачем мы вообще обращаем внимание на необходимость обеспечения герметичности помещений, раз уж все оборудование, похоже, работает именно так, как мы его запрограммировали? Ответ на этот вопрос заключается в параметрах стоимости и производительности процесса. Несмотря на то что все оборудование, казалось бы, работает именно так, как мы и предусматривали, система при этом может использовать азот в объемах, значительно превышающих необходимые. Процесс производства азота требует затрат электроэнергии; азот сам по себе является сухим веществом, в силу чего при избыточных объемах его очистки создаются предпосылки для избыточных потерь влаги в помещении с атмосферным контролем и, как следствие – для утраты влаги фруктами. Эффективность использования дорогих материалов, таких как 1-метилциклопропен, в период хранения собранного урожая, зависит от степени герметичности помещения, от которой зависит степень соблюдения требований к необходимой степени концентрации сохраняемого материала и срокам удерживания материалами в своем составе необходимых веществ.

Рекомендации в отношении степени герметичности помещений с регулируемой атмосферой РГС

Рекомендации в отношении степени герметичности помещений определяют время, в течение которого допускается понижение значения давления на 50% величину в пустом, герметически закрытом помещении с атмосферным контролем. Описываемый здесь метод является точным и дает правильные результаты при применении его как в отношении помещений, в которых создано отрицательное давление, так и в отношении помещений, в которых созданное давление является положительным. Благодаря использованию этой технологии возможным является быстрое определение степени «герметичности» помещений, уровень утечек в которых высок, т.к. для составления графика зависимости давления в помещении от времени требуется наличие лишь трех или четырех точек данных.

Степень герметичности, являющаяся необходимой для успешного хранения товара в помещении с атмосферным контролем, зависит от метода применяемой углекислотной очистки, от количества товара, приходящегося на одну единицу объема помещения, и от требуемого уровня поддержания кислорода в помещении. Чтобы параметры хранения товара в помещениях с атмосферным контролем были одинаковыми, степень герметичности помещения, заполненного лишь частично или с большими промежутками свободного пространства между упаковками товара, должна быть более высокой по сравнению со степенью герметичности плотно заполненного помещения. Рекомендуемые стандарты, приведенные ниже, базируются на допущении, что ящичные поддоны  в помещении располагаются в непосредственной близости друг ко другу, – таким образом, что нагрузка на каждый кубический фут пустого объема хранения составляет 20-21 фунтов.

На графике, приведенном на рисунке , показаны три стандарта герметичности помещения – «12-минутная» комната, «20-минутная» комната и «30-минутная» комната. В каждой из комнат потери половины значения давления внутри ней происходят, соответственно, в течение периода времени, длящегося 12, 20 и 30 минут. Такой метод указания степени герметичности помещения с атмосферным контролем очень удобен. т.к. после построения графика зависимости давления в помещении от времени у вас получается прямая линия. Используя эту «линию наилучшего соответствия», вы можете определить количество минут, в течение которых давление в помещении снизится на 50%, и полученное вами значение можно будет легко сравнить с параметрами одной из трех «стандартных» линий, показанных на графике.

Стандарт «30 минут» впервые был предложен для использования по отношению к системам атмосферного контроля, в которых использовались углекислотные скрубберы с активированным углем при отсутствии внутреннего источника подачи азота для очистки помещений. Использование этого параметра герметичности означало, что для поддержания концентрации кислорода на уровне 1,25% было достаточно наличия одного лишь процесса «дыхания» фруктов. Хотя стандарт «30 минут» и превышает необходимый уровень сегодняшних рекомендаций в отношении степени герметичности помещений с атмосферным контролем, уровень газонепроницаемости в современных конструкциях, предназначенных для использования в условиях атмосферы регулируемого состава и использующих самое современное оборудование, как правило, оказывается стабильно превышенным по сравнению с расчетными значениями; при этом достигается состояние, при котором длительность процесса 50% падения первоначального значения давления в помещении превышает 120 минут. Применение помещений в соответствии со стандартом «30 минут» рекомендовалось в то время, когда использовались водяные скрубберы, а источники генерации азота непосредственно на рабочем месте не были доступны.

Условия стандарта «20 минут» являются приемлемыми по отношению ко всем помещениям, в которых рабочий уровень содержания кислорода в воздухе поддерживается на уровне 3,0%, вне зависимости от используемых средств удаления углекислого газа. Коммерческий опыт использования оборудования также свидетельствует в пользу того, что помещение стандарта «20 минут» является пригодным и для хранения фруктов в условиях содержания кислорода в помещении на уровне 1,25% – если при этом для поддержания желаемого уровня содержания углекислого газа в атмосфере используется процесс азотной очистки,  или  же  если  при  этом используется

гидратированная известь. (Применение стандарта «20 минут» также рекомендуется в Соединенном Королевстве при поддержании содержания кислорода в помещении на уровне не ниже 2,5% -- Bishop-2003)

Стандарт «12 минут» предлагается использовать в настоящее время в системах, в которых применяется оборудование, позволяющее осуществлять выработку азота непосредственно на рабочем месте, а также в помещениях с системами автоматического контроля и регулирования состава атмосферы. Данная рекомендация была выработана, в основном, на основе анализа данных и опыта работы устройств в Соединенном Королевстве, а также на основе опыта более ранних работ, проводившихся Бартшем и Бланпидом в Нью-Йорке в 1990 г.

Процедуры тестирования давления

Поставщик уретанового оборудования должен гарантировать герметичность новых и повторно окрашенных помещений с атмосферным контролем. Тест давления в новых помещениях с атмосферным контролем должен проводиться до того, как на полиуретан будет наноситься противопожарное покрытие. Противопожарное покрытие значительно усложняет процедуру поиска утечек, присутствие которых имело место во время строительства помещения и которые остались незамеченными. Наиболее точные результаты процедура тестирования давления дает при стабильных погодных условиях,  стабильной температуре окружающей среды и стабильном барометрическом давлении, а также в условиях отсутствия сильного ветра. Помещение должно быть пустым, температура в помещении должна быть равной температуре окружающей среды, охлаждающие установки должны быть отключены. Также необходимо отключить в помещении все осветительные устройства и вентиляторы, закрыть все известные щели в комнате и запечатать все известные места утечек. Перед проведением процедуры испытаний необходимо выполнить условия, изложенные во всех пунктах нижеследующего контрольного списка вопросов.

Контрольный список вопросов – Подготовка к тестированию давления в помещении с атмосферным контролем

–  Закрыта ли дверь герметически в помещении с атмосферным контролем?

–  Закрыто ли герметически окно доступа?

–  Закрыт ли герметически служебный проход?

–  Закрыты ли заглушками линии трубопроводов скрубберов, или: закрыты ли изоляционные клапаны?

–  Закрыты ли заглушками соединительные линии дыхательных баллонов?

–  Заполнены ли водой клапаны сброса давления?

–  Заполнены ли водой водяные затворы линии размораживания?

–  Зафиксированы ли герметически на своих местах все проникающие элементы устройств?

–  Законопачены ли силиконом электрические проводники и шкафы?

Подключите чувствительный манометр или датчик давления к линии отбора образцов газа в помещении, для выполнения отсчета значений разности давлений между внутренним пространством помещения и внешним пространством. Манометр или датчик должны быть способными к улавливанию разности давлений величиной в 0,1 дюйма водяного столба. Перед началом подачи давления в помещение убедитесь в том, что показания манометра или датчика сброшены на ноль.

Далее осторожно и медленно поднимите давление в помещении, используя для этих целей промышленный пылесос, воздушный вентилятор или вентилятор скруббера, и, когда давление достигнет желаемого уровня, быстро закройте запирающий вентиль источника давления. При поднятии давления в помещении проявляйте чрезвычайную осторожность: никогда не превышайте значение уровня давления величиной в один дюйм водяного столба, в противном случае возможны разрушения конструкций. Запишите значения как измеренного давления, так и времени, по истечении которого давление в помещении опустится до уровня 0,1 дюйма водяного столба. Нанесите данные соответствия времени и значений давления на график, показанный на Рисунке 1, и проведите прямую линию, наилучшим образом соответствующую нанесенным на график точкам. Выберите удобное значение давления на линии и определите продолжительность времени, которое оказалось необходимым для того, чтобы давление опустилось на величину 50%. Сравните значение газонепроницаемости, полученное для тестируемой комнаты, с рекомендуемыми стандартными значениями, уже нанесенными на график.

Рассмотрение практических вопросов

Перед проведением тестирования уплотните места всех явных утечек в помещении, т.к. в противном случае, возможно, не удастся добиться даже повышения давления до начального уровня, присутствие которого является необходимым для того, чтобы результаты, полученные в процессе испытания, могли считаться надежными. Входить в помещение, неся с собой материалы для ремонтных работ (такие как силикон, бутиловый герметик или уретановый губчатый уплотнитель), при выполнении герметизации мест утечек должны два человека. Процесс общения между группами рабочих, находящихся внутри помещения с атмосферным контролем и снаружи него, облегчается при наличии пары беспроводных переговорных устройств. Для того чтобы добраться до мест потенциальных утечек, находящихся высоко над поверхностью пола, используйте передвижные лестницы, леса или электрический подъемник. Никогда не используйте в закрытом помещении оборудование с двигателями внутреннего сгорания. При тестировании уровня утечек в помещении с атмосферным контролем никогда не используйте обогащенный азотом газ.

После того как работники войдут в помещение, поднимите уровень давления в помещении снова, чтобы они имели возможность определить локализацию  крупных утечек и устранить последние. После того как все места расположения щелей, через которые осуществляются утечки, были найдены и все утечки были устранены, проведите повторное испытание помещения для окончательного подтверждения степени газонепроницаемости помещения. При окончательной сертификации помещения испытания необходимо проводить дважды, с использованием как положительного по знаку давления, так и отрицательного давления. После завершения окончательных испытаний подключите все оборудование атмосферного контроля (генераторы азота, скрубберы, дыхательные баллоны и т.д.) к линиям, ведущим в помещение, чтобы убедиться в том, что в системе трубопроводов или клапанов, ведущих к этому оборудованию, полностью отсутствуют утечки газа. Сохраните копию данных тестирования помещения для справки на будущее.

Локализация мест утечек

В новых помещениях утечки обычно имеют место вследствие неправильной герметизации дверей, наличия пустот в пеноуретановых изолирующих материалах, недостаточной герметизации электрических распределительных шкафов или наличия неуплотненных мест проникновения элементов оборудования. Снова сверьте свои действия со списком контрольных вопросов и при необходимости уплотните все места утечек; после этого произведите повторное испытание помещения.

Места случайных утечек, как правило, можно обнаружить по звуку проникающего в помещение воздуха. Обычно процесс локализации мест утечек облегчается в том случае, если в помещении создается отрицательное давление (вакуум), значение которого составляет менее 0,75 дюйма водяного столба; при этом воздух будет затягиваться вовнутрь помещения сквозь места утечек. Щели очень малых размеров, при прохождении сквозь которые воздуха шум не создается, могут иногда быть обнаружены благодаря применению моющего средства, в процессе нанесения при помощи малярной кисти раствора последнего в воде на область подозреваемой утечки. Любые видимые щели в бетонном полу необходимо проверять на предмет наличия утечки аналогичным способом. В помещении должен быть создан вакуум, чтобы на поверхности места утечки образовывались пузыри.

Иногда наличие небольших щелей можно с надлежащей степенью достоверности определить по внешнему виду пеноуретановой поверхности. Обращайте внимание на области, на которых заметны неровности, структура которых является шероховатой; прежде всего, необходимо проверить места сопряжений между элементами конструкций и плоскими поверхностями. Места скопления нескольких небольших щелей или место расположения одной большой щели, при прохождении сквозь которые воздуха шум не создается, бывает, удается определить по наличию «дыма», поднимающегося от вентиляционных дымовых труб. Персонал, находящийся внутри помещения, должен обращать внимание на разрывы в стоячих клубах или потоках дыма, которые указывают на то, что имеет место подсос воздуха внутрь помещения. Если комната испытывается при помощи дыма при положительном давлении, тогда места расположения утечек (щелей) можно определить по струям дыма, покидающим помещение. Так же, как и в случае применения других методик, используйте дым в местах высокой вероятности наличия утечек, таких как пространство вокруг дверей, места проникновения элементов конструкций и места стыка стен с полом.

Дымные «свечи», в результате горения которых образуется дым, проходящий сквозь места утечек, можно использовать в пустых помещениях с атмосферным контролем, в которых создано давление 0,75 дюйма водяного столба. Такие свечи полностью заполняют объем помещения нетоксичным дымом в течение 3-5 минут. Затем можно наблюдать за тем, как такой дым выходит сквозь места утечек. Точное место расположения утечки, возможно, будет все еще трудно определить, т.к. дым может покидать помещение сквозь щель, находящуюся на некотором расстоянии от той щели, сквозь которую газ покидает помещение внутри последнего. При использовании дымных свеч применяйте их в количестве, достаточном для образования дыма в объеме, превышающем объем пустого хранилища в 15-20 раз; при этом необходимо вывести весь персонал из тестируемого помещения. При использовании генераторов реального дыма проявляйте чрезвычайную осторожность в силу горючей природы многих материалов, которые часто можно обнаружить внутри помещения с атмосферным контролем или возле него.

Если вы подозреваете, что в полу помещения или в месте сопряжения пола со стеной может располагаться щель, через которую осуществляется утечка, однако саму щель локализовать не удается, тогда заполните помещение водой так, чтобы пол был покрыт на толщину одного дюйма, и проведите повторное испытание помещения. Если в процессе тестирования давления будут получены результаты, превышающие предыдущие, то это укажет на то, что существующие места утечек были заблокированы водой. Если не удается увидеть место вытекания струи воды сквозь щель, разбросайте по поверхности воды опилки. После того как вода удалится сквозь место утечки, на полу могут остаться следы от опилок, расположенные в определенном направлении, что укажет на место расположения щели (щелей). Если утечки наблюдаются в помещении лишь тогда, когда оно заполнено продукцией, разгрузите центральный проход, затем покройте поверхность пола водой, разбросайте по поверхности воды в проходе опилки и подождите, пока вода не вытечет из помещения; только затем разгрузите оставшуюся часть помещения. Когда вода полностью вытечет, проследите за направлением опилок, оставшихся на полу после вытекания воды. В такой ситуации может потребоваться замена пола.

Технология «залива» пола водой может оказаться практически нецелесообразной для применения ее в помещениях большого объема, вследствие необходимости использования для покрытия поверхности пола на толщину одного дюйма воды в больших количествах. Существует также некоторая опасность того, что земляной фундамент помещения будет размягчен или подвернется эрозии вследствие утечек больших количеств воды через пол. Возможным является также залив водой внутренних областей хранилищ в том случае, если уплотнение, находящееся под дверями помещения с атмосферным контролем, не выдержит напора воды во время проведения испытаний. Для покрытия каждой области пола площадью в десять квадратных футов водой на толщину одного дюйма требуется более 60 галлонов воды.