保鮮冷庫建(jian)造
气调库又称气调贮藏是当今(jin)先进的果蔬(shu)保鲜贮藏方法。它是在冷藏的基础上,增加气体成分调节,通过对贮藏环境(jing)中温度、湿度、二氧化碳、氧气浓度和乙烯浓度等条(tiao)件的控制,抑制果蔬(shu)呼吸作用,延缓其新(xin)陈代谢过程,更好地保持(chi)果蔬(shu)新(xin)鲜度和商品性,延长果蔬(shu)贮藏期和保鲜期(销售货架期)。通常(chang)气调贮藏比普通冷藏可延长贮藏期0.5-1倍;气调库内储(chu)藏的果蔬(shu),出库后先从"休眠"状态"苏醒",这使果蔬(shu)出库后保鲜期(销售货架期)可延长21~28天,是普通冷藏库的3~4倍。
1、气调库技(ji)术概述
基本概述
传统的果蔬(shu)贮藏保鲜方法有简易贮藏、通风库贮藏、辐射保鲜、化学保鲜、冷库贮藏。简易贮藏、通风库贮藏设备简单、投资少,但贮藏效果差,贮藏期短,腐烂损失严重。辐射及化学保鲜在部分水果上有一定适用性,但存在辐射及化学残留污染,不(bu)是所有果蔬(shu)都能应用。
气调贮藏能在适宜低温条(tiao)件下,通过改变贮藏环境(jing)气体成分、相对湿度,大程度地创造果蔬(shu)贮藏佳环境(jing),其效果表现在以下方面:气调贮藏营造的低氧(一般O2含量为l%-5%)、适当CO2浓度能有效地抑制呼吸作用,减(jian)少果蔬(shu)中营养物质的损耗,同时抑制病原菌的滋(zi)生繁殖,控制某些生理病害的发生;清除贮藏环境(jing)气体中的乙烯,以抑制其对果蔬(shu)的催熟(shu)作用,延缓后熟(shu)和衰(shuai)老过程;增加环境(jing)气体中的相对湿度,以降低果蔬(shu)的蒸腾作用,从而达到果蔬(shu)长期贮藏保鲜的目的。
经过气调贮藏的果蔬(shu)所具有的特点
(1)很(hen)好地保持(chi)果蔬(shu)原有的形、色、香味;
(2)果实硬度高于普通冷藏;
(3)贮藏时间延长;
(4)果实腐烂率低、自然损耗(失水率)低;
(5)延长货架期。由于果蔬(shu)长期受(shou)低02和高C02的作用,当解除气调状态后果蔬(shu)仍有一段很(hen)长时间的“滞后效应”或休眠期;(6)适于长途运输和外销。果蔬(shu)质量明显(xian)改善(shan),为外销和运销创造了条(tiao)件;(7)许多果蔬(shu)能够(gou)达到季产年销周年供应,创出良(liang)好的社(she)会和经济(ji)效益。
气调库的构成
:气调库一般由气密库体、气调系统、制冷系统、加湿系统、压力平(ping)衡系统以及温度、湿度、O2、CO2,气体自动检测控制系统构成。 气调库的特点:
按照气调库储(chu)藏技(ji)术的要(yao)求,气调库既(ji)具有冷藏库的冷藏功能,又具有构造形式和管理使用上的独特之处。1)气密性这是气调库在构造上区(qu)别与冷藏库的一个主要(yao)的特点。它不(bu)仅要(yao)求围(wei)护结构隔热以减(jian)少外界对库温的影响,而且(qie)还要(yao)求围(wei)护结构密闭(bi)以减(jian)少库内外气体的交换,维护库内较稳定的气体成分。
2、安全性
这是随气密性而伴生的要(yao)求。气调库在降温,回(hui)温以及气调过程中,因库内温度,压力变化会在围(wei)护结构两侧产生压差。如(ru)压差不(bu)及时消除或控制在一定范围(wei)内,将引起(qi)库体的损坏。既(ji)要(yao)保证库体的气密,又要(yao)保证其安全是气调库的又一特点。
3、库内空间高
单层建(jian)筑现代气调库几乎都是单层地面建(jian)筑,库内空间高。这种特有的建(jian)筑形式是以气密性和安全性为前提而形成的4、快进整出
这是气调库在使用管理上的又一大特点,快进是对货物入(ru)库时间的要(yao)求以便(bian)使其尽(jin)早处于气调储(chu)藏状态。一旦储(chu)藏结束,库内的货物好在短期内出完,不(bu)能采用气调的时间,使气调状态尽(jin)早形成。
5、高堆装满
这是使用管理上的又一大特点。除留出必(bi)要(yao)的检查通道外,货物在库内应尽(jin)可能高堆满装,时库内剩余的空隙小,减(jian)少气体的处理量,加快气调的速度,缩短气调的时间,使气调状态尽(jin)早的形成。
2、气调库库体
气调库库体不(bu)仅要(yao)求具有良(liang)好的隔热性,减(jian)少外界热量对库内温度的影响,更重要(yao)的是要(yao)求具有良(liang)好的气密性,减(jian)少或消除外界空气对库内气体成分的压力,保证库内气体成分调节速度快,波动幅度小,从而提高贮藏质量,降低贮藏成本。气调库库体主要(yao)由气密层和保温层构成。气调保鲜库按建(jian)筑可分为3种类型:装配式、砖混式、夹套式。装配式气调库围(wei)护结构选(xuan)用彩镀聚(ju)氨脂夹心板(ban)组装而成,具有隔热、防潮和气密的作用。该类库建(jian)筑速度快,美观大方,但造价略高,是目前国(guo)内外新(xin)建(jian)气调库常(chang)用的类型。气调库采用专(zhuan)门的气调门,该门应具有良(liang)好的保温性和气密性。另外,在气调库封(feng)门后的长期贮藏过程中,一般不(bu)允许随便(bian)开启气调门,以免引起(qi)库内外气体交换,造成库内气体成分的波动,为便(bian)于了解库内果蔬(shu)贮藏情况,应设置观察窗。气调库建(jian)好后,要(yao)进行气密性测试。气密性应达到300Pa,半(ban)降压时间不(bu)低于20-30min。
3、气调系统
要(yao)使气调库达到所要(yao)求的气体成分并保持(chi)相对稳定,除了要(yao)有符合要(yao)求的气密性库体外,还要(yao)有相应气体调节设备、管道、阀门所组成的系统,即气调系统。整个气调系统包括脱氧机或制氮系统、二氧化碳脱除系统、乙烯脱除系统、温度、湿度及气体成分自动检测控制系统。
1、脱氧机
是目前为先进的气调库降氧设备,其工作原理是采用压力低于24KPa的风机进行循环脱氧,再使用真空泵解析活化,电机采用变频调速技(ji)术。这种技(ji)术往往被(bei)人们误(wu)以为是VSA制氮机。脱氧机与VSA制氮机的大区(qu)别在于,VSA制氮机仍然使用压缩空气为动力源(尽(jin)管压力较低),这种含油(you)气源仍然将导致VSA制氮机原料的失效,而脱氧机使用的是无油(you)微(wei)压风机,原料不(bu)存在油(you)污染的情况,其循环风量是VSA制氮机的5倍以上,这种降氧设备比膜制氮机、PSA制氮机效率高40%,比VSA制氮机高30%,比制氮机节能40%国(guo)外现有意大利和德国(guo)少数几个公司掌握了脱氧机技(ji)术,国(guo)内只有天津捷(jie)盛公司的脱氧机取得技(ji)术上的突(tu)破,其降氧能力甚至略高于国(guo)外品牌,工艺较为成熟(shu),在大量的气调库中使用。
2、制氮系统
制氮机大体上经历(li)了催化燃烧(shao)制氮→碳分子(zi)筛吸附制氮、中空纤维膜分离制氮、以及真空低压吸附脱氧制氮(即VSA)的发展过程。目前普遍(bian)采用碳分子(zi)筛、中空纤维膜分离制氮及VSA制氮。
2.碳分子(zi)筛吸附制氮机碳分子(zi)筛制氮是采用变压吸附原理制氮,由于氧分子(zi)与氮分子(zi)的动力学直(zhi)径不(bu)同,氧分子(zi)的扩散速度比氮分子(zi)快数百倍。而吸附量与压力成正比,利用氧、氮短时间内吸附量差异甚大的特点,由程序控制器按特定的时间程序在两个塔之间进行快速切换,结合加压氧吸附、减(jian)压氧解吸的过程,将氧从空气中分离出来。碳分子(zi)筛制氮机具有制氮纯度高(可达到99.9%)、设备简单、价格低的特点,但设备中阀门多,切换频繁,每年每只阀门需开关20-40万次,设备噪声大。因此要(yao)求保证阀门的质量,否(fu)则(ze)会影响设备的可靠性。
2.2中空纤维膜分离制氮机膜分离制氮是利用氧气与氮气透过中空纤维膜壁的速度差异特点,将氧气从空气中分离出来。中空纤维膜制氮机是目前气调贮藏使用广泛的设备。它由压缩机、贮罐、冷干机、过滤器、加热器、中空纤维膜及管、阀组成。具有以下特点:(1)设备简单、占地少、易安装;(2)只需开动空压机即可得到富氮空气;(3)浓度可在95%-99%之间调节,使用灵活,能快速启动停车;(4)安全可靠,分离器无运动部件,可连(lian)续稳定工作;(5)分离过程无相变、无压力损失、能耗低;(6)易小型化;(7)投资小。
2.真空低压吸附脱氧制氮机制氮机是采用CMS活性碳吸附再生的原理来吸附大气中的O2并向库内注入(ru)高纯度氮气。由二个装满CMS活性碳的罐体、泵组、阀件、管路及控制单元组成。具有以下特点:(1)低压(0.8bar)运行,比同性能的PSA及膜制氮机节能80%左右。(2)降氧效果提高30%以上,可将气调库内氧气含量控制在1%以下,甚至可以达到0.3%(3)维护成本低。稳定可靠。设备中的主要(yao)活性炭(tan)吸附模(mo)块寿命长达2-3年以上。(4)与库体止漏系统配合更有效防止气调库气体泄漏。(5)气调库气体内循环。更有效的节约运行成本。
3、二氧化碳脱除系统
主要(yao)用于控制气调库中二氧化碳含量。完全依(yi)靠果蔬(shu)呼吸时所释放的二氧化碳,增加气调库内二氧化碳浓度,适量的二氧化碳对果蔬(shu)起(qi)保护作用,使贮藏保鲜效果良(liang)好。但是,二氧化碳浓度过高,则(ze)会对果蔬(shu)造成伤害,因此脱除(洗涤)过量的二氧化碳,调节和控制好二氧化碳浓度,对提高果蔬(shu)贮藏质量非(fei)常(chang)重要(yao);通常(chang)的二氧化碳脱除装置大体上有4种形式:(1)消石灰脱除装置;(2)水清除装置;(3)活性碳清除装置;(4)硅橡胶膜清除装置。活性碳清除装置是利用活性碳较强(qiang)的吸附力,对二氧化碳进行吸附,待(dai)吸附饱和后鼓入(ru)新(xin)鲜空气,使活性碳脱附,恢复(fu)吸附性能,是当前气调库脱除二氧化碳普遍(bian)采用的装置。二氧化碳脱除系统应根据贮藏果蔬(shu)的呼吸强(qiang)度、气调库内气体自由空间体积、气调库的贮藏量、库内要(yao)求达到的二氧化碳气体成分的浓度确定脱除机的工作能力。
4、乙烯脱除系统
乙烯是果蔬(shu)在成熟(shu)和后熟(shu)过程中自身(shen)产生并释放出来的一种气体,是一种促进呼吸、加快后熟(shu)的植(zhi)物激素,对采后贮藏的水果有催熟(shu)作用。在对乙烯敏(min)感的水果贮藏中,应将乙烯去除。因此果蔬(shu)贮藏中既(ji)要(yao)设法抑制乙烯产生,又要(yao)消除贮藏库内乙烯积累。目前普遍(bian)采用且(qie)相对有效的方法为高锰酸(suan)钾化学除乙烯法和空气氧化去除法。化学除乙烯法是在清洗装置中充(chong)填(tian)乙烯吸收(shou)剂,常(chang)用的乙烯吸收(shou)剂是将饱和高锰酸(suan)钾溶(rong)液吸附在碎砖块、蛭石或沸石分子(zi)筛等多孔材料上,乙烯与高锰酸(suan)钾接触,因氧化而被(bei)清除。该方法简单,费用极低,但除乙烯效率低,且(qie)高锰酸(suan)钾为强(qiang)氧化剂,会灼伤皮肤。目前,空气氧化去除法是利用乙烯在催化剂和高温条(tiao)件下与氧气反应生成二氧化碳和水的原理去除乙烯,与高锰酸(suan)钾去除法相比其投资费用高,但因具有以下明显(xian)优点为人们所接受(shou):
(1)除乙烯效率高,可除去库内气体中所含乙烯量的99%,可将贮藏间内乙烯浓度控制在l-5μL/L;(2)减(jian)少水果霉变,在去除乙烯同时,能对库内气体进行高温杀菌消毒;(3)一机多用,去除乙烯同时,还能除掉水果释放的芳香气体,减(jian)轻这些气体对水果产生催熟(shu)作用的不(bu)良(liang)影响。
注:除对乙烯敏(min)感的水果(主要(yao)为亚(ya)热带、热带水果):猕猴桃、香蕉等外,苹果、梨等温带水果不(bu)需要(yao)乙烯脱出设备。
目前较为先进的臭(chu)氧除乙烯技(ji)术正逐步取代高温催化型乙烯机,这种除乙烯技(ji)术大的优势(shi)是在低温状态下工作,不(bu)会引起(qi)库温的波动,同时耗电仅为500瓦,是高温催化型乙烯机能耗的1/105、自动检测控制系统气调库内检测控制系统的主要(yao)作用为:对气调库内的温度、湿度、O2、CO2气体进行实时检查测量和显(xian)示,以确定是否(fu)符合气调技(ji)术指(zhi)标要(yao)求,并进行自动(人工)调节,使之处于佳气调参(can)数状态。在自动化程度较高的现代气调库中,一般采用自动检测控制设备,它由(温度、湿度、O2、CO2)传感器、控制器、计算(suan)机及取样管、阀等组成,整个系统全部由一台中央控制计算(suan)机实现远(yuan)距离实时监控,既(ji)可以获取各个分库内的O2、CO2、温度、湿度数据,显(xian)示运行曲(qu)线,自动打印(yin)记录和启动或关闭(bi)各系统,同时还能根据库内物料情况随时改变控制参(can)数。中央控制计算(suan)机采用Windows界面,使用操(cao)作人员可以方便(bian)直(zhi)观地获取各方面的信(xin)息。
6、制冷系统
制冷系统是实现机械制冷所必(bi)须的机器、设备及连(lian)接这些机器、设备的管道、阀门、控制元件等所组成的封(feng)闭(bi)循环系统。气调库的制冷系统与普通冷库的制冷系统基本相同。但气调库制冷系统具有更高的可靠性,更高的自动化程度,并在果蔬(shu)气调贮藏中长时间维持(chi)所要(yao)求的库内温度。一般采用氨制冷系统或氟利昂单级压缩直(zhi)接膨胀供液制冷系统。
7、加湿系统
与普通果蔬(shu)冷库相比,由于气调贮藏果蔬(shu)的贮藏期长,果蔬(shu)水分蒸发较高,为抑制果蔬(shu)水分蒸发,降低贮藏环境(jing)与贮藏果蔬(shu)之间的水蒸气分压差,要(yao)求气调库贮藏环境(jing)中具有良(liang)好的相对湿度,这对于减(jian)少果蔬(shu)的干耗和保持(chi)果蔬(shu)的鲜脆有着重要(yao)意义。一般库内相对湿度能保持(chi)在90%-95%之间。
常(chang)用的气调库加湿方法有以下几种:
(1)地面充(chong)水加湿;
(2)冷风机底盘(pan)注水;
(3)喷雾加湿;
(4)离心雾化加湿;
(5)超声雾化加湿。
8、气调库压力平(ping)衡系统
在气调库建(jian)筑结构设计中还必(bi)须考虑气调库的安全性。由于气调库是一种密闭(bi)式冷库,当库内温度降低时,其气体压力也随之降低,库内外两侧就(jiu)形成了气压差。
据有关资料介绍,当库内外温差l℃时,大气将对围(wei)护结构产生40Pa的压力,温差越(yue)大压力差也越(yue)大。若(ruo)不(bu)把压力差及时消除或控制在一定的范围(wei)内,将会使库体损坏。为保证气调库安全性和气密性,并为气调库运行管理提供必(bi)要(yao)的方便(bian)条(tiao)件,气调库应设置压力平(ping)衡系统:安全阀、缓冲贮气袋。安全阀是在气调库密闭(bi)后,保证库内外压力平(ping)衡的特有安全设施(shi),它可以防止库内产生过大的正压和负压,使围(wei)护结构及其气密层免遭破坏。
气调库在运行期间会出现微(wei)量压力失衡,缓冲贮气袋的作用就(jiu)是消除或缓解这种微(wei)量压力失衡。当库内压力稍高于大气压力时,库内部分气体进入(ru)缓冲贮气袋,当库内压力稍低于大气压时,缓冲贮气袋内的气体便(bian)自动补(bu)入(ru)气调间。贮气袋是把库内压力的微(wei)量变化,转换成贮气袋内气体体积的变化,使库内外的压差减(jian)小或接近于零,消除和缓解压差对围(wei)护结构的作用力。缓冲贮气袋是由气密性好且(qie)具有一定抗拉强(qiang)度的柔(rou)性材料制成。