Охрана окружающей среды в целлюлозно-бумажной промышленности – Федяева О.А.

Для обеспечения надлежащего климатического режима хранения необходимо выполнять требования к температуре; относительной влажности воздуха; воздухообмену; газовому составу; освещенности.

Температура хранения — температура воздуха в хранилище. Это один из наиболее значимых факторов хранения. С повышением температуры усиливаются химические, физико-химические, биохимические и микробиологические процессы.

Согласно эмпирическому правилу Вант-Гоффа, скорость химических процессов с повышением температуры на каждые 10 °С увеличивается в 2—4 раза. В связи с тем, что способность продуктов к сохранению обусловлена замедлением всех происходящих в них процессов, для большинства товаров пониженные, близкие к 0 °С температуры хранения предпочтительнее, чем повышенные. Для многих продуктов, хранящихся при пониженных температурах, нижний предел ограничен температурой замерзания, если при замораживании ухудшаются отдельные потребительские свойства. Это относится в первую очередь к тем продуктам, в состав которых входит вода.

При замерзании воды разрушается микроструктура продукта, а иногда и упаковки, вследствие чего образуются микротрещины, разрушаются клетки. Товары с гомогенизированной структурой (устойчивой однородной при нормальных условиях) при замерзании расслаиваются, вследствие чего утрачивают товарный вид (молоко, кисломолочные продукты, шампуни, гели). В некоторых напитках при температурах, близких к температуре замерзания, выпадает осадок (например, в вине).

Для замороженных продуктов не существует столь выраженного ограничения нижнего предела температур. Их можно хранить в интервалах температур: -10…-12; -23…-25; -30…-40°С. При более низких температурах отмечаются интенсивная сублимация льда и сильное обезвоживание продукта. Однако для замороженных продуктов ограничивается верхний предел температур (не выше -8°С), так как при более высоких температурах происходит перекристаллизация льда, укрупнение кристаллов, вследствие чего качество продукта при размораживании ухудшается.

Товары, не содержащие свободной воды, могут храниться без порчи при очень низких температурах (бакалейные товары, товары из тканей, кожи и меха). Вместе с тем есть товары (например, алкогольные напитки), которые благодаря консервантам или консервирующим воздействиям могут храниться в условиях достаточно широкого диапазона температур (высоких и низких).

Единой оптимальной температуры хранения всех потребительских товаров не существует из-за многообразия свойств, обеспечивающих их сохраняемость. В связи с этим все потребительские товары подразделяются по термическому состоянию и требованиям к оптимальному температурному режиму на шесть групп. (Приведенные в табл. 8.6 диапазоны оптимальных температур являются примерными.)

В стандартах и (или) санитарных правилах для каждой ассортиментной группы или даже вида потребительских товаров устанавливаются предельные температуры (не выше и (или) не ниже). Кроме того, СанПиНы (2.21, 2.22) регламентируют условия (в том числе температуру и относительную влажность воздуха) и сроки хранения скоропортящихся товаров.

Температурный режим при перевозке товаров устанавливается соответствующими правилами органов транспорта, в частности Правилами перевозки грузов железнодорожным транспортом и Правилами перевозки грузов автомобильным транспортом.

Относительная влажность воздуха (далее — ОВВ) — показатель, характеризующий степень насыщенности воздуха водяными парами. ОВВ определяется как отношение действительного содержания водяных паров в определенном объеме воздуха к тому их количеству, которое необходимо для насыщения того же объема воздуха при одинаковой температуре. Измеряется в процентах.

Давление насыщенных паров воды сильно растет при увеличении температуры. При охлаждении воздуха с постоянной концентрацией пара наступает момент (точка росы), когда пар насыщается. При этом «лишний» пар конденсируется в виде тумана или кристалликов льда.

Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются психрометрами и гигрометрами. Психрометр Августа состоит из двух термометров — сухого и влажного. Влажный термометр показывает температуру ниже, чем сухой, так как его резервуар обмотан тканью, смоченной в воде, которая, испаряясь, охлаждает его. Интенсивность испарения зависит от ОВВ. По показаниям сухого и влажного термометров находят величину ОВВ по психрометрическим таблицам.

Таблица 8.6 [11]

Классификация товаров по термическому состоянию и требованиям к оптимальному температурному режиму

В последнее время стали широко применяться интегральные датчики влажности (как правило, с выходом по напряжению), основанные на свойстве некоторых полимеров изменять свои электрические характеристики (такие, как диэлектрическая проницаемость среды) под действием содержащихся в воздухе паров воды.

Показатель ОВВ косвенно свидетельствует о дефиците водяных паров в окружающей среде. Наиболее устойчивым является равновесное состояние, а при недостатке водяных паров создается неустойчивое состояние, поэтому происходит испарение воды из более влажных объектов. Испарение воды из товаров приводит к количественным и качественным потерям, в частности к естественной убыли за счет усушки и увядания, вследствие чего увеличиваются отходы.

Чем выше влажность товаров и ниже ОВВ, тем больше их потери. Поэтому товары с повышенной влажностью рекомендуется хранить при высокой ОВВ. Однако такой влажностный режим непригоден для сухих товаров, так как они могут поглощать водяные пары, увлажняться и подвергаться микробиологической порче. На выбор влажностного режима хранения влияют также температура окружающей среды и наличие у товара защитных, влагонепроницаемых оболочек.

Величина ОВВ связано с температурой обратной зависимостью. С повышением температуры возрастает влагоемкость воздуха и, следовательно, снижается ОВВ. При этом возрастает абсолютная влажность (действительное содержание водяных паров в воздухе). При температурах ниже точки росы абсолютная влажность оказывается выше содержания водяных паров, необходимых для насыщения. Вследствие этого избыток паров выпадает в виде конденсата на таре, продуктах, а также на стенах и потолках хранилищ. При появлении капельножидкой воды на поверхности товара ускоряется микробиологическая порча, а также коррозия металлических поверхностей.

Для предупреждения усыхания или увлажнения товаров необходимо создание на них защитной оболочки — герметичной упаковки, термоусадочной пленки, покрытия воском парафином, лакового покрытия. Тем не менее выпадение конденсата на поверхности защитных оболочек вызывает их постепенное разрушение. Наиболее устойчивой в этом отношении является стеклянная тара, но из-за металлических крышек и она не является абсолютно долговечной. Наименее устойчивой является металлическая тара (кроме алюминиевой), поскольку она подвержена коррозии и последующей разгерметизации.

Таким образом, выбор оптимальной ОВВ определяется прежде всего природой товара, в частности, химическим составом и гигроскопичностью тары, температурой хранения и наличием на таре защитных оболочек.

В зависимости от требований к оптимальному влажностному режиму все потребительские товары можно разделить на четыре группы (табл. 8.7).

Таблица 8.7

Классификация товаров по влажности и требованиям к оптимальному влажностному режиму [11]

Величина ОВВ, как и температура, является наиболее значимым показателем режима хранения. Однако для некоторых групп товаров в нормативно-технических документах (ГОСТ, СанПин) указывают не конкретные значения ОВВ, а лишь на необходимость хранения в сухих, проветриваемых складах. Для многих пищевых продуктов диапазон ОВВ устанавливается в зависимости от температурного режима хранения.

Для сохраняемости товаров имеет большое значение стабильность температурно-влажностного режима, которая характеризуется отсутствием резких скачков показателей режима. Такие перепады оказывают более сильное отрицательное влияние на сохраняемость многих товаров, чем небольшое повышение температуры. Стабильность температурно-влажностного режима можно обеспечить за счет оптимального воздухообмена.

Воздухообмен — это замена загрязненного воздуха помещений чистым, создающая в помещениях воздушную среду, которая соответствует санитарно-гигиеническим требованиям. В процессе воздухообмена создается равномерный температурно-влажностный режим, а также удаляются газообразные вещества, выделяемые хранящимися продуктами, тарой, оборудованием и т.п.

Воздухообмен характеризуется скоростью движения воздуха в складе и кратностью его обмена. Он может быть с подачей воздуха извне и в этом случае называется вентиляцией, воздухообмен без подачи наружного воздуха за счет перемещения воздуха в складе — это циркуляция.

Существуют два способа создания перепадов давления для перемещения воздуха: с естественным и принудительным (механическим) побуждением. Естественный воздухообмен осуществляется за счет разницы удельного веса холодного и теплого воздуха. Холодный воздух, как более тяжелый, перемещается вниз, вытесняя теплый, более легкий воздух. Естественными могут быть и циркуляция, и вентиляция.

Интенсивность естественного воздухообмена зависит от разницы температур холодного и теплого воздуха. Заметное движение воздуха отмечается при разнице температур не менее 8 °С. Чем больше эта разница, тем интенсивнее воздухообмен.

Принудительный воздухообмен осуществляется за счет оборудования и приборов (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители и др.), позволяющих перемещать воздух на значительное расстояние, подавать и удалять воздух в требуемом объеме независимо от меняющихся условий окружающей среды. Принудительный воздухообмен осуществляется путем подачи и (или) обмена воздуха в складе вентиляторами. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки — очистке, нагреванию, увлажнению, что практически невозможно при естественной вентиляции. На практике часто применяют смешанную вентиляцию, т.е. одновременно естественную и механическую.

Для поддержания влажности воздуха на определенном уровне в складских помещениях следует помнить о правилах вентилирования в течение суток. Когда наружный воздух холоднее внутреннего (на складе) проветривать можно в любое время суток. Когда наружный воздух теплее внутреннего (в жаркий летний день), проветривать следует только рано утром или поздно вечером, так как при проветривании днем теплый воздух, попадая на склад, вызывает образование на товаре конденсата.

Газовый состав воздуха — показатель режима, характеризующий состав газов в окружающей среде. Он обусловлен тремя группами компонентов:

• 1) основные газы — кислород, азот и углекислый газ;
• 2) инертные газы — водород, гелий, аргон и др.;
• 3) вредные газообразные примеси — окислы азота, а также озон, аммиак, фреон и др.

Состав газовой среды хранилища оказывает заметное влияние на сохранность продуктов. В нормальной годовой среде (НГС) содержатся: 78% азота, 21% кислорода и 0,03% углекислого газа. Поскольку многие продукты соприкасаются с воздухом, необходимо учитывать влияние на них отдельных составных частей воздуха, прежде всего кислорода. Так, фасованные мясные, рыбные и другие товары лучше сохраняются в атмосфере с пониженным содержанием кислорода и повышенным содержанием углекислого газа.

Количество вредных газообразных примесей индивидуально для разных хранилищ и зависит от степени загрязнения наружного воздуха промышленными отходами, газообразными хладагентами и другими веществами. При вентилировании наружным загрязненным воздухом они попадают в склад и изменяют газовый состав воздуха Кроме того, некоторые товары при хранении выделяют газообразные вещества (углекислый газ, этилен, ароматические вещества, летучие кислоты и т.п.), что также влияет на газовый состав воздуха в складе.

На сохраняемость товаров наибольшее влияние оказывают кислород, углекислый газ, сероводород и газообразные примеси. Кислород усиливает окислительные процессы: прогоркают жиры, разрушаются витамины. Кислород воздуха вызывает окисление металлов, что приводит к их коррозии (ржавление железа и др.) и, соответственно, к большим материальным потерям. Окисление жировых мыл сопровождается их прогорканием и появлением неприятного запаха. Вследствие окислительного и светотеплового старения снижаются эластичность и прочность изделий из резины. Таким образом, кислород, как правило, оказывает отрицательное влияние на сохраняемость многих товаров.

Вместе с тем отсутствие или недостаток кислорода может вызвать анаэробиоз (удушье) живых объектов (плодов, овощей, зерна и др.). Кроме того, при отсутствии кислорода активизируются анаэробные микроорганизмы, вызывающие порчу ряда продуктов.

Углекислый газ, обладающий антисептическими свойствами, инактивирует развитие посторонней микрофлоры и до определенных концентраций улучшает сохраняемость товаров. Однако избыток его может вызвать физиологические заболевания. Например, для большинства свежих плодов и овощей предельная концентрация С0₂ в воздухе составляет 8—10%.

Присутствующие в воздухе сероводород, сернистый газ и другие химические компоненты вызывают нежелательные процессы: усиливается коррозия металлических изделий, чернеют изделия из серебра и др.

Управлять сохраняемостью некоторых видов и сортов плодов и овощей можно путем регулирования газового состава воздуха в хранилище: концентрация 0₂ уменьшается, но должна быть не ниже 2%, а концентрация С0₂ повышается до 2—5%, но не более 8% [11]. Метод называется газовым хранением. Одна из разновидностей метода — применение модифицированной газовой среды (МГС).

Этот способ сохранения качества и свежести продуктов питания позволяет в несколько раз увеличить срок хранения без замораживания, а также исключить применение химических добавок и консервантов. Суть упаковки в МГС — в замещении атмосферного воздуха смесью атмосферных газов, которая подавляет размножение микроорганизмов. Газы, составляющие атмосферный воздух, — азот, кислород и двуокись углерода, в необходимых пропорциях используются для производства газовой смеси, в которой хорошо сохраняются свежие продукты питания.

Освещенность — показатель режима хранения, характеризующийся интенсивностью света в складе.

Световые лучи, как известно, представляют собой электромагнитные колебания с определенной длиной волны и частотой. Интенсивность световых воздействий на изделия зависит от энергии лучей света. Поскольку энергия лучей прямо пропорциональна частоте или обратно пропорциональна длине волны, то вполне понятно, что коротковолновые излучения и особенно ультрафиолетовые лучи, несут большую энергию, а поэтому вызывают наибольшие отрицательные изменения в товарах. Они активизирует окислительные процессы, вследствие чего отмечается прогоркание жиров, вызывают разрушение красящих веществ, витаминов и других ценных веществ пищевых продуктов. При длительном хранении на свету, особенно при интенсивном солнечном освещении, очень сильно выцветают непродовольственные товары из органического сырья (изделия из кожи, меха, текстиля).

В связи с этим большинство потребительских товаров рекомендуется хранить в темноте. Если это невозможно (например, в торговом зале магазина), то необходимо их так размещать в зале, в складском помещении, чтобы предупредить воздействие на товары прямых солнечных лучей. Для этого склады устраивают без окон, а в магазинах окна закрывают солнцезащитными козырьками, занавесями и т.п.

При мелкорозничной уличной торговле необходимо основную массу товаров без упаковки закрывать брезентом, тяжелыми тканями или плотной бумагой.