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加湿器在果蔬保鲜及保鲜库初探 [2007-6-6]来源:正岛电器技术应用部
      气调贮藏的产生是季节性易腐农产品短期供应和市场长期需求的矛盾的结果,而农产品采后生理的研究、空气分离技术的应用和控温贮藏的缺陷,又刺激了它的发展和成熟,很快成为现代被广泛采用的、最有效的贮藏、保鲜方法。 

    一、气调贮藏 

    改变环境参数和气体成份贮藏物品的一种技术。
 
    二、方式 

    1、可控型气调贮藏(CA):是在自然呼吸或人工条件下产生低度浓度氧气和高浓度二氧化碳的气体环境,并在整个贮藏期内通过一系列测量和调整加以控制的贮藏方式。两者中,通过自然呼吸建立气调环境的,称为“自发性气调(MA)”。
 
    2、超低度氧气调贮藏(ULO):将环境中氧气的体积分数降至2%或更低程度的贮藏方式。
 
    3、减压气调贮藏:在容器内造成一定的真空度来降低空气成份中各气体的绝对值,建立气调环境的方式。
 
    4、混合气体置换气调贮藏:向容器内充入预制的混合气体的贮藏方式。
 
    自发性气调是以贮藏物的自然呼吸结果抑制其自身呼吸强度(见机理)的,这是一种两难的方式,也决定了它只适合于中、小型包装物的贮藏。对于减压气调方式,能承受一定量大气压力的结构,在建筑上难度很大,这也使减压气调更适合用于容器类贮藏。同样,由于成本的压力,使混合气体置换方式只局限于零售型包装。目前,规模性的商业气调贮藏,大多采用机械式的可控型或超低氧气调方式。
 
    三、特征 

    1、显著延长一些鲜活农产品的保鲜期、货架期,特别是对于水果、蔬菜及花卉类的气调贮藏。
 
    2、贮藏后的产品更接近与入库时的新鲜状态。
 
    3、抑制或延缓切花类产品色素的分解、转化。
 
    4、贮藏损失更小,包括失重和商品率减少两方面。
 
    5、直接或间接地抑制虫害和采后病霉菌的侵害。
 
    6、库房的建筑上要增加一些特殊的构造,要购买一套气调设备及相应的检测控制仪器,对制冷设备和控制也有新的要求,这样势必会增加一些投资及运转费用。 

    7、频繁小批量出货会增加运营成本。
 
    8、警惕:严禁无保护的人员进入正在工作的气调库,因为库内没有足够的氧气。
 
    四、适用:
 
    气调贮藏的适用领域非常广泛,对于果品、蔬菜、花卉、药材、种子、粮食的保鲜、贮藏都有很好的效果,可以从技术上支持经营者规避市场风险,追求利润最大化。但成本的问题也是要考虑的,所以它更适合于农产品的产地和消费区的长期保鲜或贮藏,对于纯粹的中转型、零售型企业是不适宜的。
 
    五、机理 

    几乎所有的果蔬、花卉等农产品采后都是一个有生命的有机体,其光合作用基本停止,呼吸作用和蒸发作用成为主要的生命形式,这种采后生理是一个系列的、复杂的生物和化学变化过程,与贮藏环境的温度、湿度、气体成份以及入贮前的各种因素有直接而必然的联系,如果控制好这些相关的因素,就可以延缓和抑制那些变化的、负影响的内因,进而获得良好的贮藏、保鲜效果。
 
    六、一此农产品的贮藏条件 

    贮藏不同的物品,对环境成份的要求一定是不同的,所以适宜的参数组合才能获得良好的效果。
 
    一、气调库
 
    具有气调和控温能力的固定式贮藏库或容器称为气调库。
 
    二、构成、特点 

    1、贮藏库房或容器 

    和传统的控温型高温冷藏库一样,气调贮藏库房要有基本的六面围护结构和保温层,为此,库体要经过专门的建设。此外为了保持库内外气体成份的差值,还要有专门的气密设施。这些设施包括六面体的气密层和充气式密封门。 

    (1)、金属组装式 

    是将工厂予制的各种规格的夹芯板现场拼装而成的一种建筑形式。这类夹芯板在工厂内就已经将中间的保温层和两侧的面层粘接成一体,保温层通常是聚氨脂或聚苯乙烯材料,做为库体围护结构和气密层的两侧的面层可以是金属或玻璃钢的。这种方式建设速度快、美观、地质结构影响小,造价高、保温相对较差。
 
    (2)土建式 

    土建式气调库房大多是聚氨脂喷涂或内贴板的。是以新建或改造的普通房屋为围护结构,在其内侧喷涂聚氨脂或粘贴板式保温层的一种建筑方式。这类板式保温层通常是一侧有金属面层的聚氨脂或聚苯乙烯板块。喷涂聚氨脂是现在最常用的方法,它施工连续无接缝、速度快、六面保温层可成为一个连续的整体。(详见本章第三节:有关材料)。相比而言,这两种土建式库房保温性能好、造价低、建筑简单、快捷。 

    (3)夹套式 

    常用于冷库的改造和自发性气调方式。即在库内用金属或塑料薄膜以及其它辅料做成一个封闭的壳体或大帐,建筑物只需有保温效果。这种方式空间利用率低,换气快、温度稳定性好。
 
    2、制冷 

    是人工地利用能源(电能或热能),制造并维持低于环境温度的低温的一种技术。
 
    (1)制冷系统、原理 

    气调库或冷库目前都使用相态变化制冷的蒸汽压缩式制冷系统及相应装置。这类系统是通过制冷剂在系统的不同装置中相态的变化来转移热量——产生冷却效果的,主要部件是制冷压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器,它们由各种阀门、管道联结成一个封闭的装置。
 
    工作原理:液态的制冷剂在蒸发器封闭的管道内吸收货物的热量(常称为冷却)成为气态,压缩机又将气态的制冷剂压缩成高温、高压的气体,进入冷凝器后,气体被与之隔离的人为输入的水或空气冷却成高压的液体,这些液体经过节流阀成为低温、低压、易蒸发的液态并进入蒸发器又冷却货物成为气体。这样周而复始的高效、连续的循环就产生了人们予期的持续的制冷效果。按使用制冷剂的性质,气调库制冷系统可分为氨制冷系统和氟利昂制冷系统。按其供冷的方式,系统又分三种:以氨或氟利昂为制冷剂的集中式制冷、以使用R22或R134a制冷剂居多的分散式制冷、以乙二醇水溶液为首选载冷剂的间接式制冷方式。其中、集中式制冷常用于大、中型规模;由于控温精度高、易于实现自动化、节约动能电能),所以中、小规模气调库的制冷系统多采用分散式制冷方式;间接制冷常用来制冰,近几年才用于气调库,这类系统最大优点是贮藏品干耗小、(主要制冷在常温机房内完成)便于工人操作、维修,但是同比价格高、冷量二次传递的损失有待继续降低,目前这种方式应用较少。
 
    (2)制冷压缩机

    这里只介绍和气调库、冷库制冷有关的容积式蒸汽压缩制冷机(又称机械压缩机)。在系统中,它是压缩和输送制冷剂的设备,是制冷装置的主要部件。这类压缩机按其密封的形式可分为三类:全封闭、半封闭和开启式。按起工作原理又分往复式和回转式,往复式即活塞压缩机,回转式有螺杆压缩机、涡旋机、滑片机、滚动转子机等。按其使用的制冷剂又分为氨制冷压缩机和氟利昂压缩机。目前以氨为制冷剂的系统常用半封闭、开启式的活塞或螺杆压缩机,氟利昂制冷系统常使用半封闭或全封闭的活塞式或涡旋式压缩机。开启式的特点是轴的动力输入端伸出机体,通过联轴器或皮带与电机连接。全封闭特点是将电机、压缩机共同封闭在一个壳体内,壳体的连接处是不可拆的焊接结构。半封闭的特点是装有压缩机构的机体和专门制作的有特殊壳体的电机通过螺栓联接,用密封垫密封成一个可拆卸的封闭体。全封闭、半封闭制冷机的使用,使氢氯氟碳类制冷剂(如R22)被允许在今后一段时间内继续使用。简单的目测就可以区分这三种机型:压缩机壳体(不包括冷凝器等组件)外有可旋转的机构和轴的是开启式;没有旋转件,壳体是通过各类螺栓连接的是半封闭式;焊接而成的壳体,外部没有可旋转件的是全封闭式。
 
    (3)蒸发器 

    是制冷剂在其内蒸发,直接产生冷却效果的热交换器。常放置于库房的一端。合理的直接制冷的气调库制冷系统应使用落地式或吊顶式的蒸发器(又称冷风机),它降温速度快、冷气较均匀。性能好的冷风机换热效率高、耐腐蚀(库内湿度高)重量轻、嘲音小。
 
    (4)联结 

    将各部件联结成封闭的系统是一道关键工序,良好的联结和材料有助于各设备能力的充分发挥、可降低动能消耗、减少冷冻油损失和维修率。这一点应由专业人员去完成。制冷系统是气调库的重要构成,是保鲜的基础支持部分,还和果蔬的干耗有关,而这些又直接影响到用户的利益。 

    3.气调改变环境气体成分的一种技术。
 
    (1)方式、系统 

    如第一章所述,气调库多采用机械式的可控型气调库(CA)或超低氧气调方式。两者目的相同都是将库内氧气浓度降低到一定指标,不过后者要求指标更低一些。可控型气调库使用的是快速充氮降氧气调系统,超低氧库使用的是脱氧气调系统。前者常用开式的空气循环方式,后者是闭式循环的。充氮降氧系统有碳分子筛制氮系统和中空纤维膜制氮系统两种,都是以制取的高纯度氮气置换库内氧气的装置。碳分子筛系统由碳分子筛制氮机、无油空压机(工作压力0.7MPa)、两极过滤器、冷干机及各类管道、阀门组成。中空纤维膜制氮系统是由中空纤维膜制氮机、螺杆或活塞空压机(工作压力1.4MPa)、各级过滤器以及管道、阀门组成的装置。两者相比,碳分子筛制氮系统适用场合更广,更结实、耐用,多用于氧气浓度要求更低一些的系统。脱氧系统是直接脱除库房氧气并将剩余气体送回库房的装置,由脱氧机、真空泵(常作成一体)、加压泵及各类管道、阀门组成。由于采用闭式循环,不利于去除有害气体,所以常用于贮藏没有内源性激素气体产生的物品的超低氧气调库。 

    (2)、碳分子筛制氮机、中空纤维膜制氮机、脱氧机碳分子筛制氮机是以碳分子筛为吸附剂采用变压吸附等现代高新技术在常温下制取氮气的设备。是一个成熟的产品,其性能、质量的关键是内部填充的碳分子筛和使用的控制阀。中空纤维膜制氮机是以中空纤维膜为气体分离膜采用现代膜分离技术在常温下制取氮气的设备。目前也比较成熟,由于机器的核心部分----膜棒非常娇贵,所以系统压缩空气的油、水过滤器是机器性能、长使用寿命的关键。脱氧机是采用减压吸附技术在常温下制取氧气的设备,除了机器本身,真空泵是其性能发挥的关键部件。
 
    (3)、其它设备 

    CO2脱除机、乙烯脱除机、CO2发生器、臭氧发生器、真空充氮包装机、二氧化硫发生器、三氯化氮发生器等也是气调系统使用的设备。需要说明的是有些设备是专为几种果蔬贮藏而开发的,对于其它品种的贮藏意义不大。
 
    4、检测和控制 

    对气调贮藏意义重大的库内温度、相对湿度、气体浓度、以及如电压、电流、压力、温度等各机器有关的数据的大小是通过各类检测仪表读出或感应(传递)的。接受感应信号自动(或提示后人工)地操纵相应机器,将各类指标限定在预期的范围内的动作,是由控制系统完成的。通常,测量这些参数采用的是方便读数、相对准确的直接测量法。选用仪表的误差必须是在允许的范围内,而一些复杂的测量,应该专门培训其操作人员。气调库温度的数什和波动是需要可靠和精确控制的首要因素,所以一个合理的气调库制冷系统的政党运行、辅助动作应该是自动化、知识化的,这类控制经学是由“自动控制柜”执行的,一般情况下,它能自动控制的内容应该有:制冷机、冷风机、电磁阀根据设定的温区自动启、停,自动融霜、超限(高压力或低压力)停机等。
 
    2、其它
 
    (1)、经过一段时间的贮藏,库内相对湿度会下降,贮藏品的干耗就会加重,这时就需要启动加湿器来补充水分。对于小规格的为房,直接向库内地坪充水,是一种有效而经济的方法,不过在设计、建造这类地坪时,要充分考虑地坪保温结构的防水、防潮。
 
    (2)、呼吸袋、安全装置 

    一定程度的气密性,是一个合格气调库的特点,同时也制造节一个麻烦----无处不在的大气压,会因为库内空气的热胀冷缩,威胁建筑结构的安全性。设置一套动作灵敏,可靠的(这很重要)呼吸袋和安全装置可以消除这种威胁。
 
    二、有关材料 

    1.聚氨脂泡沫塑料 

    聚氨脂(PU)--聚氨基甲酸脂的简称,是一个很在的家族,做为保温材料的硬质聚氨脂泡沫塑料是由多元异氰酸脂和聚醚树脂在发泡剂、稳定剂、催化剂(阻燃眉之急剂)的作用下混合发泡而成的。有三种生产方式:喷涂式、浇注式、压力灌注式,后者是夹心板和常做为地坪保温层的予制板的工厂制做的主要方式,前两面三刀种常用于现场施工,具有不受基面(墙、顶、地面)形状的限制,粘接好,施工连续、无接缝,速度快、费用低的优点和表面不平、外观差,刺激施工人员呼吸道的缺陷。
 
    2.聚苯乙烯泡沫塑料
 
    是可发性的聚乙烯(EPS)工厂化制成的一种材料,常做成各种规格的板材或壳体。用于库房保温时,密度应在15-28Kg/m3之间,可直接错缝粘贴在基面上,更多的是作成夹心板的中间保温层。
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