Факультет

Студентам

Посетителям

Рефрижераторные контейнеры для транспортировки фруктов

Вопросы транспортировки фруктов в рефрижераторных контейнерах рассмотрены в работах В. Т.Осипова, J. Bussel, Verlot J. В. и других специалистов в области транспортных перевозок.

В мировой практике развитие контейнерных перевозок определилось как одно из важнейших направлений совершенствования процесса доставки грузов, решения задачи комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ, обеспечения сохранности качества груза в процессе транспортировки и реализации.

Основная часть рефрижераторных контейнеров в мире производится длиной 12,2 и 6,1 м с вмонтированными съемными холодильными агрегатами.

Эти контейнеры относятся по своей классификации к III классу большегрузных контейнеров, предназначенных для перевозки скоропортящихся грузов, и подразделяются на два основных типа:

  • контейнеры с системой охлаждения, заправляемой перед транспортировкой жидким азотом и позволяющей поддерживать в грузовом пространстве температуру в диапазоне (+15-40) °С;
  • контейнеры, оборудованные холодильными агрегатами с автономным приводом от двигателя внутреннего сгорания или приводом от электродвигателя.

В Европе для перевозки скоропортящихся продуктов используются рефрижераторные и изотермические контейнеры размерами 6,1×2,44×2,44 и 12,2×2,44×2,44 м. В США высота контейнеров при неизменных остальных размерах повышена до 2,59 м, что допускается особенностями мостов и туннелей этой страны.

Большегрузные рефрижераторные контейнеры находят все более широкое применение при транспортировании скоропортящихся пищевых продуктов морским транспортом, благодаря целому ряду преимуществ по сравнению с транспортировкой грузов в охлаждаемых трюмах.

Это, прежде всего, более высокая производительность судов-контейнеровозов. Например, контейнеровоз дедвейтом 18 тыс. тонн при скорости 23 узла (42,6 км/час) заменяет 4 обычных судна дедвейтом 8-10 тыс. тонн, имеющих скорость 20 узлов (37 км/час).

В соответствии с морской терминологией под дедвейтом подразумевается полная грузоподъемность судна с включением всех необходимых для плавания запасов (топлива, воды и пр.), а также других грузов и людей. Узел — внесистемная единица скорости в морской навигации (1 узел = 1 миля/час = 0,514 м/с; 1 морская миля = 1852 м).

Вторым важным преимуществом является возможность более быстрого проведения погрузочно-разгрузочных работ при использовании обычных портальных кранов, а также возможность доставки контейнеров «от двери к двери» путем использования различных видов транспорта без промежуточной перегрузки грузов.

Развитие контейнеризации транспортных перевозок тропических плодов вызвало необходимость решения ряда сложных проблем:

  • конструкции и оборудование рефрижераторных контейнеров не были рассчитаны на продолжительные морские перевозки фруктов, в связи с чем тропические плоды могли адсорбировать летучие вещества, выделяемые теплоизоляцией или другими деталями контейнера, и полностью потерять свою товарную ценность в процессе транспортировки;
  • незначительная тепловая инерция изоляционных конструкций рефрижераторных контейнеров и невысокая точность систем автоматического контроля и регулирования холодильных агрегатов приводили к недопустимым отклонениям температуры в контейнерах от требуемых значений, что увеличивало риск перевозки тропических плодов и особенно бананов;
  • отсутствие станций для предварительного охлаждения тропических плодов в местах сбора перед погрузкой в рефрижераторные контейнеры приводило к необходимости охлаждения груза непосредственно в контейнерах при высоких начальных температурах.

Решение указанных проблем осуществляется на основе внедрения новых холодильных технологий и холодильной техники, разрабатываемых известными компаниями «Thermo-King», «Union-Carbide», «Tectrol Traus Fresh», «OCL-ACT», «Conair», «Cool-Chain Inc» и другими.

Филиал компании «United Fruit» (США) применяет холодильное оборудование типа «Thermo King» на своих судах-контейнеровозах «Barranca» и «Вауапо», перевозящих бананы из Пуэрто-Кортес (Гондурас) в Галвестон (США, штат Техас). Каждый контейнер содержит по одному компрессору, работающему на фреоне R134a, по одному испарителю с двумя вентиляторами и по два конденсатора: один с воздушным охлаждением для контейнеров, находящихся на палубе, другой — с водяным охлаждением для

контейнеров, находящихся в трюме. Охлажденная вода доставляется в контейнеры средствами судна. Контейнер оборудован системой оттайки и устройством для воздухообмена.

Одной из наиболее известных моделей рефрижераторного оборудования, выпускаемых фирмой «Thermo King», является модель СЕ-75 с электрическим оборудованием для контейнеров, перевозимых наземным или морским транспортом. Эта модель представляет собой блок рефрижераторного оборудования, составляющий переднюю панель контейнера. Детали блока стандартные, взаимозаменяемые. Ко всем двигателям блока-панели обеспечивается доступ с наружной стороны передней части контейнера. Электрооборудование блока-панели CF-75 имеет следующие характеристики: напряжение 240-220 В, частота 60-50 Гц, количество фаз — 3.

Конструктивной особенностью современного холодильного оборудования для рефрижераторных контейнеров является моноблочность этих агрегатов, которая позволяет быстро демонтировать вышедший из строя холодильный блок и на период ремонта установить действующий. Наличие двух автономных блоков позволяет поддерживать температуру на требуемом уровне при меньших энергетических затратах.

В настоящее время ведущие компании мира, занимающиеся перевозками скоропортящейся тропической плодовой продукции, используют в контейнерных перевозках новые методы, позволяющие значительно продлить ее сроки хранения.

Метод компании «Tectrol Trans Fresh» основан на создании искусственной атмосферы для сохранения скоропортящихся грузов. В основу этого метода положено регулирование процессов «дыхания» скоропортящихся продуктов с целью предотвращения их порчи и сохранения качества.

Первая стадия этого регулирования заключается в понижении температуры продуктов, вторая — в создании вокруг них искусственной атмосферы, предохраняющей продукты от порчи. Изменение атмосферы достигается путем постепенной откачки воздуха и замены его газовой средой Tectrol, которая представляет собой смесь кислорода, азота, углекислого газа и незначительных примесей других газов.

Компания «Compagnie generale transatlantigue» провела экспериментальные перевозки скоропортящихся тропических плодов в контейнерах размером 6,1×2,44×2,44 и 12,2×2,44×2,59 м между Антильскими островами и Францией. Контейнеры были предназначены для перевозок на палубах судов и оборудованы системами охлаждения с принудительной циркуляцией воздуха. В процессе испытаний компания использовала запатентованную систему регулирования параметров технологического регламента. В результате было установлено, что, помимо необходимости улучшения самой системы автоматического регулирования этих параметров, существует проблема обеспечения изотропности этих параметров по длине и высоте всего грузового пространства, в особенности для контейнеров размерами 12,2×2,44×2,59 м.

Каждое судно, предназначенное для перевозки рефрижераторных контейнеров, имеет штепсельные соединения для подключения холодильно-нагревательного оборудования. При этом для европейских контейнеров требуется напряжение 380 В и частота тока 50 Гц, а для американских, соответственно, — 440 В и 60 Гц. Установленная мощность европейских контейнеров длиной 6,1 м — 5 кВт, а трансатлантических контейнеров длиной 12,2 м — 11 кВт. В трюмах предусмотрена необходимая вентиляция и гибкие шланги, а также сеть труб для снабжения контейнеров охлажденной водой.

Одновременно с рефрижераторными контейнерами, имеющими автономное холодильное оборудование, в морских перевозках используются изотермические контейнеры размером 6,1×2,44×2,59 и 12,2×2,44×2,59 м. Снабжение этих контейнеров охлажденным воздухом производится от судовых установок.

У изотермического контейнера размером 6,1×2,44×2,59 м полезная длина составляет 5,65 м, ширина — 2,23 м, высота — 2,23 м, полезный объем — 28,1 м3, максимальный вес — 20,32 т (вес тары 3,0 т). С одной торцовой стороны контейнера находится дверь шириной 2,25 м и высотой 2,22 м, с другой стороны — два отверстия диаметром 0,25 м с соединительными муфтами, одно для впуска, другое для выхода воздуха. Коэффициент теплопередачи изоляционных конструкций ограждений К = 0,30 Вт/м2 ∙ К.

Стенки контейнера сконструированы из фанеры и стеклопластика, изоляционный слой из пенополиуретана. Пол составляют слои поливинилхлорида и стекловолокна, усиленные металлической арматурой, решетчатый настил пола состоит из реек таврового профиля высотой 50 мм. В контейнере можно разместить 600 картонных коробок (15 — в длину, 5 — в ширину, 8 — в высоту), содержащих 10 тонн бананов.

При размещении изотермических контейнеров на судне приходится:

  • добиваться равного распределения объема воздуха с одинаковой температурой для каждого контейнера, поскольку ряд контейнеров может быть не сплошным или в нем могут находиться несколько обычных контейнеров;
  • располагать контейнеры с таким расчетом, чтобы их было удобно подключать к сети распределения холодного воздуха;
  • при перевозке фруктов, которые выделяют тепло, углекислый газ и некоторые летучие вещества, принять меры, чтобы ограничить это явление, которое в значительной степени зависит от повышения температуры. (Выделение тепла, углекислого газа и летучих веществ увеличивается в 3 раза при повышении температуры на 12 °С и в 6 раз при повышении на 25 °С);
  • предусматривать меры, которые необходимо предпринять, если при перевозке откажут рефрижераторные и вентиляционные устройства.

В настоящее время наиболее часто используют для соединения контейнеров с разводящей сетью холодного воздуха системы Stir-Ling и Grenco. Чтобы поддержать необходимую температуру в изотермических контейнерах при нарушении централизованного снабжения холодным воздухом от судовых устройств, практикуется применение подвижного автономного рефрижераторного устройства типа Cliponunit, способного обеспечить сохранение необходимой температуры у нескольких контейнеров.

При перевозке фруктов основными считаются две системы: OCL-ACT (наименование двух судоходных компаний) и Conair. Суда, применившие систему OCL-ACT, перевозят по 1200 контейнеров, из них 300 изотермических размером 6,1×2,44×2,44 м, находящихся в трех трюмах. Охлажденный воздух поднимается по трубам и распределяется по изотермическим контейнерам, расположенным параллельно друг другу. На судах имеется несколько центральных холодильных станций, охлаждаемых рассольными воздухоохладителями, находящимися во всех зонах расположения рефрижераторных контейнеров. Один рассольный воздухоохладитель способен обслуживать от 6 до 24 изотермических контейнеров. Холодильная установка работает на фреоне-22, она имеет несколько поршневых компрессоров (на некоторых судах эксплуатируются винтовые компрессоры).

На судах компании OKL воздухоохладители помещаются между трюмами, тогда как на судах компании ACT они расположены у борта. В первом случае вертикальные воздуховоды присоединены к контейнерам одного штабеля, а на судах компании ACT они присоединены к горизонтальным коллекторам, соединенным с контейнерами, расположенными на одном и том же уровне.

Судовая холодильная система позволяет подавать во все контейнеры одинаковое количество воздуха. Небольшое падение давления при проходе воздуха через контейнер, определенное манометром, немедленно устраняется при помощи мощного вентилятора. Эта холодильная установка вполне себя оправдала как при перевозке замороженной продукции, так и при транспортировании фруктов.

В настоящее время эксплуатируются два новых рефрижераторных судна-контейнеровоза большой мощности. Длина судна 214,24 м, ширина — 28,95 м, скорость хода — 22 узла, количество контейнеров — 1208, из них 556 — рефрижераторные. Валовая регистровая вместимость судов 23,82 тыс. per. тонн.

Находящиеся на судах изотермические контейнеры типа ISO размером 6,1×2,44×2,44 м охлаждаются циркулирующим воздухом, который в свою очередь проходит через рассольную воздухоохладительную установку, имеющую шесть насосов для подачи раствора и четыре винтовых компрессора, работающих на фреоне-22.

Холодильная система Conair, разработанная компанией «Crinz-veig und Hartmann»(ФРГ), филиалом фирмы «Pont-a-Mousson», эксплуатируется на трех судах судоходной компании «Colombus Line», каждое из которых вмещает 989 контейнеров длиной 6,1 м.

Решетка пола у изотермических контейнеров состоит из металлических реек таврового профиля высотой 60 мм с отверстиями диаметром 20 мм. Расстояние между рейками составляет 60-70 мм. Металлическая решетка установлена на фанерном настиле толщиной 20 мм, имеющем также отверстия диаметром 20 мм, что обеспечивает лучшую циркуляцию воздуха.

Судовая холодильная установка применяется для поддержания в контейнерах температуры от 6 до 21 °С при внешней температуре морской воды от 2 до 0 °С и при коэффициенте теплопередачи ограждений контейнера К = 0,35 Вт/м2 ∙ К.

При развитии рефрижераторных контейнерных перевозок размеры капиталовложений на создание контейнерных терминалов особо не отличаются от капиталовложений, требуемых при оборудовании контейнерных терминалов для универсальных контейнеров. Необходимо только предусмотреть наличие постоянных или передвижных рефрижераторных установок, предназначенных для снабжения изотермических контейнеров холодным воздухом при их нахождении на контейнерном пункте.

При решении проблем, связанных с перевозкой скоропортящихся продуктов в рефрижераторных и изотермических контейнерах, важно учитывать экономическую эффективность рефрижераторных контейнерных перевозок разными видами транспорта. Ускоренное развитие морских перевозок скоропортящихся продуктов в режиме холода в большегрузных контейнерах более рентабельно и экономично по сравнению с другими видами транспорта.

Развитию контейнерных рефрижераторных перевозок способствуют такие факторы, как стандартизация рефрижераторных и изотермических контейнеров и их оборудования; рационализация процессов транспортирования скоропортящихся продуктов; наилучшее использование морских судов; улучшение качества обслуживания; скорость доставки грузов; уменьшение случаев порчи продукции и т. д.

Гарантированность минимальных потерь при перевозке должна быть обеспечена в момент заполнения контейнера грузами. Для этого необходимо исследовать процессы тепловлагообмена и изменения газового состава в контейнере и их воздействие на грузы в период рейса.

Так как поддержание температуры в контейнере в значительной степени зависит от внешних условий, большое значение имеет место укладки контейнера на судне. Например, в контейнере, перевозимом на палубе в верхнем ярусе, под действием солнечной радиации возникает большая разница температур груза, находящегося вблизи стенок и в центре контейнера. При перевозке контейнеров с одинаковым грузом внутри грузового трюма разница этих температур будет незначительной.

Контейнерные перевозки фруктов, и в том числе бананов, позволяют:

  • рационализировать погрузочно-разгрузочные операции и сделать их более эффективными;
  • обеспечить соблюдение оптимального температурного режима;
  • исключить (или существенно уменьшить) вероятность повреждения плодов и картонной тары, в которой они находятся;
  • предотвратить хищения;
  • повысить общую эффективность товаропроводящей сети.

В развитых странах действуют строгие карантинные правила, регламентирующие температурные режимы хранения и перевозки фруктов, основной целью которых является предупредить распространение сельскохозяйственных вредителей. Так, например, в США карантинное правило № 56 предписывает весьма жесткие температурные режимы для фруктов, импортируемых в страну.

Компанией «Cool-Chain Inc.» были проведены испытания специально разработанных рефрижераторных контейнеров с целью оценки возможности их использования для перевозки апельсинов с соблюдением жесткого температурного режима. Габаритные размеры контейнера; длина 12192 мм, ширина — 2438 мм высота — 2591 мм. Характерный груз такого контейнера составляют 990-1015 картонных ящиков, вес брутто одного ящика около 20 кг. Для улучшения вентиляции в доньях и крышках ящиков выполнены перфорированные отверстия.

Контейнер оснащен двумя автономными холодильными машинами, которые работают совместно только в период первоначального охлаждения фруктов. В дальнейшем оказывается достаточной мощность одной холодильной машины, а другая остается резервной, благодаря чему намного повышается надежность оборудования.

Имеется приводимый от электродвигателя вентилятор, который обеспечивает прогон вентилируемого воздуха через груз снизу вверх и далее к холодильной установке. В днище контейнера закреплены специальные профилированные алюминиевые каналы, обеспечивающие равномерное распределение воздушных потоков. Интенсивность вентиляции (и в некоторой степени распределение воздушных потоков) можно регулировать изменением проходных сечений воздушных каналов как в циркуляционном контуре, так и между атмосферой помещения и внутренним объемом контейнера.

Британская ассоциация судовладельцев по изучению перевозок рефрижераторных грузов провела исследования рефрижераторных контейнеров при транспортировании скоропортящихся грузов на контейнеровозах с ячеистой конструкцией трюмов. Одной из проблем, подлежащих решению, было обеспечение подачи (и отвода) охлажденного воздуха по стационарным судовым каналам к месту временного нахождения контейнеров и обратно. Созданный в рамках ассоциации комитет разработал проект соединительного устройства, отвечающего требованиям обслуживания контейнеров.

Для присоединения к судовым каналам подачи и выхода воздуха были предусмотрены два круглых отверстия в передней стенке контейнера. Присоединительное устройство было выполнено с дистанционным управлением, что позволяет осуществлять его регулировку в зависимости от положения контейнера, который может быть смещен в пределах направляющих ячеек судового трюма при погрузке или сдвинут во время качки судна. В настоящее время 20 тысяч комплектов устройства находятся в эксплуатации на судах и контейнерных пунктах.

Первичным охлаждающим агентом является воздух, отводящий тепло от груза из контейнера или трюма. Эффективность системы охлаждения зависит от регулирования подачи воздуха с необходимыми параметрами к объектам, где он необходим. Требуется также, чтобы энергия, затраченная на перемещение воздуха, т. е. мощность вентилятора, была минимальной.

Внутри контейнера охлажденный воздух должен распределяться равномерно по всему объему и не вызывать чрезмерного снижения давления. Эта проблема была исследована на контейнеровозах австралийского направления, продолжаются работы по ее изучению на других направлениях перевозок.

Требования к системе охлаждения существенно различаются в зависимости от района работы судов. В одном случае следует добиться удовлетворительного распределения воздуха при падении давления, в другом — обеспечить незначительное снижение давления путем использования потенциального грузового пространства или байпасного устройства для работы вентиляции. Ассоциацией разработан и запатентован способ закрывания отверстий в стенке контейнера, когда он отключается от системы охлаждения. Продолжается совершенствование приспособлений для закрывания в целях дальнейшего сокращения их стоимости.

Проведенные исследования состояния грузов в процессе перевозки в рефрижераторных контейнерах подтверждают необходимость улучшения контроля за работой вспомогательного рефрижераторного оборудования.

Когда контейнер находится на контейнерном пункте или перевозится автотранспортом, часто используются малые холодильные агрегаты, затрудняющие температурный контроль. Поэтому были созданы приспособления, регулирующие температуру в пределах ±0,25 °С, испытанные на рефрижераторных полуприцепах и в портовых контейнерных пунктах.

Техническим комитетом Международной организации по стандартизации (ISO) была создана рабочая группа для выработки единой документации по нормативам испытаний контейнеров. В состав этой группы вошли представители Франции, Великобритании, ФРГ, Италии, Нидерландов и Швеции.

Рабочая группа разработала рекомендации ISO, в основу которых была положена предложенная представителями Великобритании методика контрольных испытаний стандартных контейнеров, предназначаемых для комбинированных перевозок по автомобильным, железнодорожным и водным путям.

Рабочая группа предложила такую классификацию контейнеров:

1. Закрытые вентилируемые контейнеры:

  • с принудительной системой вентиляции;
  • с естественной вентиляцией;

2. Контейнеры с теплоизоляцией;

3. Обогреваемые контейнеры;

4. Рефрижераторные контейнеры:

  • с независимым рефрижераторным агрегатом, встроенным в контейнер;
  • со съемным рефрижераторным агрегатом;
  • с температурным контролем и внешним подводом охлаждающей среды.

Международным союзом железных дорог разработаны и утверждены характеристики европейских контейнерных платформ, конструкция которых должна удовлетворять различным техническим, эксплуатационным, перевозочным и экономическим требованиям. На этой основе созданы следующие типы европейских контейнерных платформ:

а) 2-осная платформа с длиной погрузочной площадки 12200 мм грузоподъемностью около 30 т, оборудованная амортизатором; это наиболее экономичный тип платформы для перевозки контейнеров длиной 12192 мм;

б) 4-осная платформа с длиной погрузочной площадки 18300 мм грузоподъемностью около 60 т, оборудованная амортизатором; этот тип платформ наиболее экономичен для транспортирования контейнеров длиной 6058 мм;

в) 4-осная платформа с длиной погрузочной площадки 24400 мм грузоподъемностью около 58 т, без амортизатора; это наиболее экономичный тип платформы для перевозки контейнеров длиной 12192 мм;

г) 6-осная платформа с длиной погрузочной площадки 24400 мм грузоподъемностью около 96 т, без амортизатора, с промежуточной тележкой и шарнирным соединением обеих половин вагона; этот тип вагона наиболее экономичен для транспортирования контейнеров длиной 6058 и 12192 мм.

Весь этот подвижной состав разработан в двух вариантах. Один из них включает амортизирующее устройство, поглощающее удары и защищающее контейнеры от максимального ускорения более 2g, так как большие ускорения не допускаются их конструкцией.

В другом варианте амортизирующие устройства не предусмотрены, и такие платформы могут обращаться только в маршрутных поездах.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: