Pieczarkarnie informacje techniczne

Rynek pieczarek

Polska należy do największych światowych producentów pieczarek z produkcją na poziomie 175 tys. ton rocznie. Oprócz producentów w branży pieczarek działają również przedsiębiorstwa doradcze, producenci podłoży, grzybni, okryw i torfu, przedsiębiorstwa oferujące urządzenia chłodnicze i klimatyzacyjne oraz firmy przetwórcze.

Systemy uprawowe

W Polsce stosowane są dwa systemy uprawowe pieczarek (z kilku modyfikacjami), różniące się zakresem poszczególnych faz upraw a prowadzonych w pojedynczych pomieszczeniach. Przykładem pierwszego systemu jest uprawa na stelażach-od pasteryzacji podłoża (faza II) do zbioru włącznie-w tym samym pomieszczeniu. Faza I-sporządzanie podłoża odbywa się poza pomieszczeniem uprawowym. W drugim systemie, poszczególne fazy jak: faza II-fermentacja kontrolowana, faza III-inkubacja, rozrost grzybni i zbiory przebiegają każde w innym pomieszczeniu. Obecnie w Polsce coraz więcej producentów kupuje podłoże po fazie II lub III, które przywozi w blokach lub luzem i wciąga je za pomocą plastikowych mat na stelaże, koncentrując się tylko na uprawie i dystrybucji pieczarek. Pozwala to na maksymalizację wysokości plonów z jednostki powierzchni w stosunku rocznym (30-32 kg pieczarek zbieranych ręcznie w jednym cyklu z 1m2, przy 7,2 cyklach uprawowych rocznie)

Warunki technologiczne

Projektanci i budowniczowie pieczarkarni muszą wziąć pod uwagę, że obiekt pieczarkarni poddawany jest:

• działaniu wysokiej temperatury (700C), wilgotności (100%+prężność pary w wysokiej temperaturze)
• korozyjnemu działaniu wody, stale używanej przy uprawie,
• stosowaniu środków chemicznych

Parametry cieplno-wilgotnościowe zależą od fazy produkcyjnej i w ten sposób obiekt pieczarkarni poddawany jest działaniu zmiennych temperatur i wilgotności.

Przyjmuje się, że cykl uprawowy w pomieszczeniu uprawowym od opisanej powyżej fazy III do likwidacji uprawy wynosi 60-64 dni. Temperatury podłoża w tym okresie wahają się od 200C (powietrze wlotowe do komory 170C) w fazie plonowania, do 290C (powietrze wlotowe do komory 240C) w fazie regeneracji grzybni. Wilgotności powietrza również wahają się w zależności od fazy produkcji od 75% do 95%, przy czym np. w fazie tworzenia owocników dla utrzymania wysokiej wilgotności w komorze, posadzki i ściany polewane są wodą.

W ostatnich latach dużą rolę w uprawie pieczarek przypisuje się jednemu ze składników atmosfery i produktowi przemiany materii-dwutlenkowi węgla, CO2. Jego stężenie w atmosferze wynosi ok. 350ppm (0,035%), natomiast w hali, podczas uprawy jest znacznie wyższe i np. podczas inkubacji wynosi ponad 5000ppm (0,5%). Krytyczne dla powłok antykorozyjnych obudów i konstrukcji hali warunki cieplno-wilgotnościowe panują podczas jednej z faz uprawowej polegającej na likwidacji, usuwaniu uprawy i tzw. gotowaniu pomieszczenia. Po zakończonej uprawie bezzwłocznie przystąpić do jej likwidacji. Likwidacja w pieczarkarstwie to usunięcie podłoża i okrywy, poprzedzone dezynfekcją termiczną zwaną wygotowaniem. W praktyce polega to na tym, że po uszczelnieniu otworów wlotowych i wylotowych dopuszcza się parę wodną, w ten sposób, aby przez 12 godzin utrzymywać temperaturę 700C a następnie wolno schładza się komorę do temp otoczenia. Z praktyki wynika, że podgrzewanie do temperatury 700C, również powinno odbywać się stopniowo, tak, że cały proces podgrzewania, wygrzewania i schładzania i usuwania zawartości hali, trwa około 3 dni.

Elementy pieczarkarni

Pieczarkarnia towarowa składa się z następujących elementów:

• pomieszczeń uprawowych z niezbędnymi instalacjami wraz z korytarzem komunikacyjnym.
• kotłowni,
• pakowni,
• chłodni,
• pomieszczeń socjalnych i sanitarnych,
• biura,
• magazynów opakowań,
• osadników, szamba.

Budowa pieczarkarni

Wielkość powierzchni uprawowej (łączna powierzchnia uprawy na stelażach). Konieczność instalowania urządzeń klimatyzacyjnych, jak również sterowanie parametrami technologicznymi skłania inwestorów, z uwagi na koszty, do budowy pomieszczeń uprawowych, przekraczających praktykowane dotychczas standardy wynoszące 200 m2. Powierzchnie uprawowe rzędu 300 m2 do 400 m2 stają się nowym standardem. Przyjmuje się jako optimum 7-14 pomieszczeń o powierzchni 350 m2 każde i 4-poziomowych stelażach.

Standardowa komora uprawowa pieczarkarni o powierzchni uprawowej około 185 m2 posiada wymiary wewnętrzne: szerokość 6 m, długość 16,50 m i wysokość w okapie 3,70 m. Kubatura takiego pomieszczenia wynosi około 350 m3 natomiast łączna powierzchnia ścian, stropu i posadzki - 360 m2.

W pomieszczeniach takich ustawione są dwa rzędy stelaży o szerokości 1,40 m. Przy szerokości pomieszczenia 6 m i szerokości zewnętrznej stelaży 1,40 m przejście środkowe może mieć szerokość 1,20 m, a przejścia boczne wzdłuż ścian po 1 m. Odległość stelaża od ściany szczytowej (przesuwne wrota) powinna wynosić 1,0m a odległość od ściany przylegającej do korytarza komunikacyjnego powinna wynosić 2 m. Tak, więc przy długości stelaża wynoszącej 13,50 m powierzchnia uprawowa jednej półki wynosi 18,90 m2. Przy 5 poziomach półek w stelażu i dwóch rzędach stelaży w komorze uzyskuje się 189 m2 powierzchni uprawowej.

Podwojenie powierzchni uprawowej można uzyskać przez wydłużenie pomieszczenia do 30 m, lub ustawienia stelaży w 4 rzędach. To ostatnie rozwiązanie jest korzystniejsze, gdyż przy szerokości pomieszczenia około 11 m, powierzchnia uprawowa sięga prawie 400 m2. Racjonalne wykorzystanie pomieszczenia zależy również od liczby poziomów półek w stelażu. Przyjęto montować 5 poziomów, jednakże wygodniejsze do obsługi są stelaże 4 poziomowe niewymagające dodatkowych podestów dla obsługi, pamiętając, że praca na wysokości 1 m to już praca na wysokości i konieczność stosowania odpowiednich zabezpieczeń. Wysokość pomieszczenia oraz konstrukcja wsporcza stelaży powinna zapewniać montaż 5 poziomów półek, ale na etapie początkowym, w okresie wdrażania produkcji zaleca się korzystanie z 4 poziomów i przechodzenie na bardziej intensywna uprawę w miarę nabierania doświadczeń i zdobywania rynku. Racjonalny współczynnik między kubaturą pomieszczenia, a powierzchnią uprawową powinien wynosić nie mniej niż 1,85:1, a najlepiej 2:1.

Ściany pomieszczeń uprawowych oraz stropy

Dotychczasowe wymagania izolacyjności cieplnej dla ścian i stropów pieczarkarni podawane w literaturze dotyczyły materiałów tradycyjnych a zalecane współczynniki przenikania dla ścian wynosiły UC=0,7W/m2•K oraz dla stropów UC=0,35W/m2•K.

W praktyce wymaganiom tym odpowiada ściana z bloków siporeksowych na zaprawie cementowo-wapiennej z dodatkową warstwą cegły (12 cm) z zachowaniem 5-centymetrowej izolacji powietrznej a wymagania izolacyjności cieplnej dla stropów spełniały tradycyjne stropodachy wykonane z płyt kanałowych lub panwiowych izolowanych od zewnątrz np. styropianem.

Obecne normowe wymagania izolacyjności cieplnej dla budynków produkcyjnych dla ścian zewnętrznych stykających się z powietrzem zewnętrznym przy temperaturze wewnątrz pomieszczenia ti>160 C: współczynnik przenikania ciepła powinien wynosić dla ścian 0,45 W/m2 • K a dla stropów 0,30 W/m2 • K.

Biorąc pod uwagę specyficzną technologię produkcji, a specjalnie fazę tzw. gotowania pomieszczeń, to w skrajnym przypadku dochodzi do dużej różnicy temperatur między temperaturą wewnątrz komory 700 C, a temperaturą otoczenia np. -200 C tak, że Δt=900 C. Izolacyjność cieplna ściany wyrażona w gęstości strumienia cieplnego (a więc straty ciepła przez przegrodę przy w/w różnicy temperatur) wynosi około 60 W/m2 przy UC=0,7 W/m2 • K. Przedstawiając to obrazowo strata wynosi 50 kcal/ m2 w ciągu godziny. Jest to strata znaczna biorąc pod uwagę powierzchnię ścian w komorze, ale występująca w krótkim okresie czasu tj 3 dni/cykl a więc około 21 dni w roku.

Aby przeciwdziałać tym niekorzystnym zjawiskom, inwestorzy sięgają po materiały nowoczesne o najwyższych parametrach izolacyjności i trwałości powłoki antykorozyjnej. Obecnie coraz powszechniejsze staje się stosowanie płyt warstwowych z rdzeniem poliuretanowym w okładzinach stalowych, zarówno na ściany jak i przekrycia.

Korytarz komunikacyjny

Korytarz komunikacyjny łączący pomieszczenia uprawowe powinien mieć szerokość 4 m, przy 6 pomieszczeniach uprawowych, oraz 5 m przy większej liczbie pomieszczeń. W małych pieczarkarniach pełni on także rolę pakowni.

Pakownia i chłodnia

Pakownia w towarowych pieczarkarniach to oddzielne pomieszczenie usytuowane w bezpośrednim sąsiedztwie chłodni, instalacji do schładzania próżniowego i rampy załadowczej.

Zalecenia doboru płyt warstwowych z rdzenie poliuretanowym w okładzinach metalowych.

Powłoki

Zgodnie z normą PN-EN ISO 12944-2 „Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich. Część 2: Klasyfikacja środowisk” można zakwalifikować korozyjność środowiska wewnątrz pomieszczeń uprawowych pieczarek do kategorii C3 jako pomieszczenia produkcyjne o dużej wilgotności i pewnym zanieczyszczeniu powietrza np. zakłady spożywcze. Zgodnie z wydaną aprobatą na płyty warstwowe BALEXTHERM i BALEXTHERM CH, wymienione płyty w okładzinach z blachy stalowej ocynkowanej (powłoka cynkowa Z275) z powłokami organicznymi: poliestrową SP25 lub polifluorowinylidenową PVDF25 mogą być stosowane w środowiskach o kategorii korozyjności atmosfery C1, C2 i C3. Odporność na temperaturę obu powłok jest wystarczająca również dla fazy dezynfekcji termicznej (para o temp. 700 C) gdyż powłoka SP25 pozwala na zastosowanie jej do temperatury 800 C, a powłoka PVDF25 do temperatory 1100 C. Zaleca się wykonywanie powłok w kolorach białych 9002 lub 9010, zarówno po stronie wewnętrznej jak i zewnętrznej płyt. W wizytowanej pieczarkarni zbudowanej w 2003 roku z płyt warstwowych z powłokami SP25, zachowują one swoje własności antykorozyjne, a pojedyncze ogniska korozji powstały w miejscach uszkodzeń mechanicznych powłok.

Grubości płyt

Grubości płyt należy dobierać zgodnie z uwagami z rozdziału Budowa pieczarkarni. biorąc również pod uwagę ogólne wytyczne w dziedzinie projektowania obiektów, w których mogą występować duże straty ciepła, a proces technologiczny przebiega w wysokich temperaturach. Według wytycznych zalecana izolacyjność przegrody (określana jako strumień cieplny) powinna być mniejsza od 10 W/m2. Kierując się tą zasadą na ściany zewnętrzne pieczarkarni przy Δt=450C (temperatura wewnętrzna +250 C a temperatura zewnętrzna -200 C) powinniśmy użyć płyty BALEXTHERM ST100.

Kierując się powyższymi zasadami ustalono dla różnych lokalizacji płyt w pieczarkarni poniższe grubości płyt, uwzględniając również sytuację, że w krótkim okresie w roku podczas termicznej dezynfekcji komór wystąpią minimalnie większe straty ciepła:

• ściany zewnętrzne BALEXTHERM ST100
• ściany działowe między komorami BALEXTHERM ST80
• bramy zewnętrzne w komorach BALEXTHERM ST100
• chłodnia (ściany i strop podwieszany) BALEXTHERM ST80
• inne ściany działowe BALEXTHERM ST60
• stropodach BALEXTHERM D100/145

Ostateczną grubość płyt ustala się jako kompromis pomiędzy wymaganiami technicznymi a planowanymi nakładami finansowymi inwestora. Zmniejszając grubości płyt można obniżyć nakłady inwestycyjne, kosztem wzrostu kosztów eksploatacyjnych w przyszłości, ale rozkładających się w dłuższych okresach.

Montaż

Zaleca się, aby podczas prac montażowych nie uszkodzić zewnętrznych powłok lakierniczych płyt warstwowych a ewentualne uszkodzenia poryć lakierem renowacyjnym. Wszystkie połączenia ścian i stropów w narożach oraz połączenia z posadzkami powinny być dokładnie wypełnione pianką montażową dla uzyskania pełnej szczelności. Dodatkowo należy aplikować masy uszczelniające w styk płyt lub wypełnić styki wzdłużne płyt od środka komory silikonem. Szczególną uwagę należy zwrócić na szczelny montaż płyt dachowych, gdyż często w okresach zimowych podczas parowania komór dochodzi do przedostawania się pary na zewnątrz komory.