ANALÝZA PŘÍČIN NAVLHÁNÍ A NÁSLEDNÉHO POŠKOZOVÁNÍ NÁKLADU CHMELE PŘI LODNÍ KONTEJNEROVÉ DOPRAVĚ PŘES TROPICKÉ KLIMATICKÉ PÁSMO

Analysis of the meteorological conditions on mechanical stability of pellets with hop-concentrate during ship transport across tropical climatic region

Věra Kožnarová, Jiří Klabzuba

Česká Zemědělská univerzita v Praze, Katedra obecné produkce rostlinné a agrometeorologie

Souhrn, klíčová slova

V práci je věnována pozornost rozboru příčin možností vzniku přímého orosení nebo silného navlhání hygroskopického nákladu během transportu z České republiky přes oblasti teplých moří do Japonska. K hodnocení byla použita meteorologická a klimatologická data z materiálů FAO a speciální ekvivalentní vlhkostní charakteristiky (ekvivalentní relativní vlhkost a ekvivalentní teplota rosného bodu). Výsledky analýzy potvrdily, že podstatou nežádoucích jevů jsou teplotně vlhkostní podmínky oblasti a rozdíly mezi povrchovou teplotou nákladu a okolního vzduchu při vjezdu do Středozemního moře a Indického oceánu. Riziko nepříznivého efektu je možné poněkud snížit volbou doby transportu (mimo zimní měsíce) a použitím nenavlhavých obalů.

Klíčová slova: export chmele, transportní meteorologie, ekvivalentní vlhkost vzduchu, kondenzační efekty, tropická moře

Summary, keywords

The aim of this work was analysis of varying meteorological conditions on possibilities of occurrence of water - condensations effects and mechanical destruction of pellets. Using the FAO meteorological and climatological data and special equivalent air humidity characteristic (equivalent relative humidity and equivalent dew-point of the air) we have found the main risks are winter months shipping and Mediterranean sea sector of the transport (cold load and relatively warm and humid ambient air).

Keywords: export of hop, transport meteorology, equivalent air humidity, condensation effects, tropical seas

Úvod

Úspěšný export chmele je podmíněn více faktory: kvalitní technologií pěstování, včasnou sklizní, kvalitním zpracováním a úpravou, včetně zajištění dopravy na místo určení. Jednou z oblastí, kam se český chmel úspěšně exportuje je Japonsko. K transportu se využívá zejména lodní dopravy, kdy náklad na trase Hamburg, Gibraltar, Středozemní moře, Colombo a Singapore začíná v oblasti proměnlivého klimatu střední a západní Evropy přes relativně stálé teplotně vlhkostní podmínky ekvatoriální klimatické zóny a dále do japonských přístavů. Náklad je přepravován v kartonových krabicích naplněných menšími hermeticky uzavřenými obaly s granulemi, krabice jsou před expedicí přepásány plastickou fólií a umístěny na paletách do standardních kontejnerů. Transport probíhá v různých částech roku a náklad je proto často vystaven značně proměnlivým klimatickým podmínkám.

Cílem předkládané práce je posouzení možností vzniku a rozbor příčin vedoucích k navlhání obalů v důsledků variability meteorologických a klimatických podmínek během dopravní cesty.

Metody

K analýze příčin navlhání jsme z dostupných materiálů nejprve určili základní podmínky: průměrné trvání cesty (tab.1), průměrnou měsíční teplotu vzduchu (obr.1), poměrnou (relativní) vlhkost vzduchu (obr.2) a průměrnou teplotu rosného bodu (obr.3) na trase ze Žatce do Japonska.

Tab. 1 Průměrné trvání cesty (počet dnů)

Teplotu nákladu uvnitř kontejneru jsme odhadli podle údajů registrace teploty publikované v odborné chmelařské literatuře.

Vlastní práce spočívala ve stanovení ekvivalentní teploty rosného bodu venkovního vzduchu vzhledem k teplotě nákladu chmele v kontejneru během transportu. Vlivem variability teploty vzduchu během dne a dostatečné výměny vzduchu v důsledku netěsností kontejneru jsme předpokládali, že vyšší teplotou ekvivalentního rosného bodu dochází ke kondenzaci vody na kartonech. Dále jsme vypočetli ekvivalentní poměrnou (relativní) vlhkost vzduchu uvnitř kontejneru vzhledem k teplotě nákladu . Výchozí hypotéza byla postavena na skutečnosti, že navlhávání je funkcí relativní vlhkosti v blízkosti nákladu (rovnovážná vlhkost materiálu), a že k poškozování obalů může docházet i v případě bez přímého orosení povrchu. Při relativní vlhkosti vzduchu větší než 80 % většina materiálu organického původu absorbuje vodní páru z ovzduší v nekontrolovatelném množství se všemi nežádoucími důsledky.

Výsledky

obr. 1: Teplota vzduchu na trase Žatec - Yokohama v jednotlivých měsících

obr. 2: Poměrná (relativní) vlhkost vzduchu na trase Žatec - Yokohama v jednotlivých měsících

Výsledky jsou předloženy v grafické podobě. Obrázky 1 a 2 dokumentují změny základních charakteristik během cesty začínající v různé části roku. Z hlediska kritických míst transportu jedná se o úseky s nejrychlejší změnou teploty vzduchu z nízkých hodnot na relativně vyšší. Na obalech pak dochází ke kondenzaci vodní páry kdykoliv je jejich teplota nižší než je teplota rosného bodu okolního vzduchu (obr.3)

Obrázek 4 znázorňuje teplotu uvnitř kontejneru s granulemi v kartonových krabicích na příkladu dvou rozdílných transportů; obrázky 5 a 6 vyjadřují možnost navlhání kartonových krabic vlivem vysoké ekvivalentní poměrné vlhkosti vzduchu.

obr. 3: Teplota rosného bodu ve venkovním vzduchu na trase Žatec - Yokohama v jednotlivých měsících.

obr. 4: Teplota vzduchu v kontejneru na trase Žatec - Yokohama po dnech

obr. 5: Poměrná (relativní) vlhkost vzduchu a vzduchu v kontejneru na trase Žatec -

Yokohama začínající 27. ledna

obr. 6: Poměrná (relativní) vlhkost vzduchu a vzduchu v kontejneru na trase Žatec - Yokohama začínající 18. září

Závěr (praktické doporučení)

Při posuzování přepravních podmínek nelze vycházet z nejčastěji používané charakteristiky popisující vlhkost vzduchu - tzv. relativní vlhkosti vzduchu; pro řešení daného problému je třeba používat jen ekvivalentní vlhkostní charakteristiky. Poměrná vlhkost venkovního vzduchu v uvedených případech totiž nemusí dosahovat hranice nutné pro vznik orosení (tj. 100 %) a jen ojediněle překračovat hranici silného navlhání (80 %). Ekvivalentní relativní vlhkost se v zimním období prakticky po celou dobu nachází jak nad hranicí navlhání, tak i orosení.

Na cestě s odlišnými klimatickými a meteorologickými podmínkami dochází k zvlhčování a následné deformaci kartonových obalů s přepravovaným chmelem jednak v důsledku přímého orosení při kondenzaci vodní páry ze vzduchu nebo zvlhnutím, kdy příčinou je absorpce vodní páry při vyšší poměrné ekvivalentní vlhkosti vzduchu v kontejneru. Fyzikální podstatou je rozdíl v teplotně vlhkostních charakteristikách - studený náklad přichází do přímého kontaktu s teplým vlhkým vzduchem. Čím je náklad chladnější na počátku své cesty (zimní měsíce) a čím je transport rychlejší, tím větší je riziko vzniku nežádoucího jevu. Ke zvlhnutí však může dojít kdykoliv během cesty, přičemž nejkritičtějšími místy jsou úseky trasy při vjezdu do Středozemního moře a Indického oceánu s největšími diferencemi mezi teplotou nákladu a venkovním vzduchem.

Použitá literatura

Agroclimatological data, FAO, Rome, 1987

Klimatičeskij spravočnik zapadnoj Evropy, Gidrometizdat, Leningrad, 1979

Klimaty zaruběžnoj Azii, Gidrometizdat, Leningrad, 1975

Proceedings of the Technical Comission, IHGC-Canterbury, England, 2001

Trefná, E., Reinhardtová, J.: Stručná klimatografie světa pro leteckou a jinou dopravu, Dopravní nakladatelství, Praha, 1959

Kontaktní adresa

Ing. Věra Kožnarová, CSc.,

Česká zemědělská univerzita v Praze, AF, Katedra obecné produkce rostlinné a agrometeorologie, 165 21 Praha 6 - Suchdol

Tel.:24382785, e-mail: Koznarov@af.czu.cz