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机械冷藏

用具有机械制冷系统和严密隔热结构的冷库贮藏蔬菜的方式。不受地区和季节的影响,可终年使用。机械制冷可使贮藏的蔬菜随时获得所要求的低温,从而大大推进了蔬菜贮藏的发展。机械冷藏食品始于1881年,美国在波士顿兴建了第一个机械冷藏设施。到1971年美国全国的冷库容量约达4049万立方米。中国的蔬菜机械冷藏从20世纪70年代起发展很快,许多大城市相继改建和兴建了冷库。

用具有机械制冷系统和严密隔热结构的冷库贮藏蔬菜的方式。不受地区和季节的影响,可终年使用。

机械制冷可使贮藏的蔬菜随时获得所要求的低温,从而大大推进了蔬菜贮藏的发展。机械冷藏食品始于1881年,美国在波士顿兴建了第一个机械冷藏设施。到1971年美国全国的冷库容量约达4049万立方米。中国的蔬菜机械冷藏从20世纪70年代起发展很快,许多大城市相继改建和兴建了冷库。

制冷原理及设备

在密闭的循环系统中借助制冷剂(亦称冷媒或制冷工质)气化、液化互变,把贮藏库内的热量传递到库外使库内温度降低。制冷系统主要包括起加压和减压作用的主机,冷凝器和蒸发器两种热交换器,以及起调节液态冷媒流量的节流阀或膨胀阀。此外还有润滑系统、分油器、液态冷媒贮箱等部件。经压缩机加压而温度升高的气态冷媒,在冷凝器中冷却液化;然后经节流阀进入蒸发器,因另一端压缩机的抽吸减压而使液态冷媒气化,并从周围介质吸热而制冷(见图)。制冷系统的压缩机件主要有压缩式和吸收式两类,后者应用的冷媒必须易溶于水或别的溶剂,前者则不受此限。

单级压缩式制冷系统示意图

冷媒一般应具有容易液化、所需要的压力较低,蒸发温度(沸点)低,气化潜热大、无毒、不燃不爆、不腐蚀金属、价廉易得等特点。早期的制冷机都用氨(NH3)作冷媒,许多国家和地区迄今仍在应用。氨气化潜热大,制冷效果好,价格低;但氨有强烈刺激性,且易漏泄,空气中含氨0.5%即可使人中毒,对蔬菜产品也有害,浓度达16%会爆炸,含水时易腐蚀铜和铜合金。且氨的比容较大,10℃时为0.2897立方米/公斤,所以氨制冷机体积较大。近代的中、小型制冷机多已改用氟利昂(freon)。氟利昂是卤代烷类物质的商业名称,种类很多,沸点差异大,要求的工作压力也不同,可供不同用途的选择。通常蔬菜冷藏温度为0℃或稍高,多采用属于“中压制冷剂”(工作高压≦15~20大气压,蒸发温度≦0℃)的氟-12(F-12,CF2Cl2)或氟-22(F-22,CHF2Cl)。两者都无毒、无臭,因而漏泄时不易察觉;由于比容小,10℃下氟-12仅约氨的1/5,因而氟制冷机体积较小;但气化潜热较小,循环中压力损失较大,价格昂贵,且渗透力很强,能透过管道焊接处极小的隙缝和金属内部的微孔渗出。

冷库类型和结构

多为砖、石、混凝土等建成的永久性贮藏库。库体有单层和多层两种,现代冷库大多为单层,便于使用叉车和托盘搬运贮藏产品。库房地面需能承重,墙壁、地面和天花板都需有防潮层和隔热层。整个库体的防潮层和隔热层互相连接。另一种为组装式冷库,库的外围护及内部间壁全部由工厂预制,临时组装。这种预制件由金属瓦楞薄板夹一定厚度的隔热材料构成,有标准化尺寸,可任意组装各种大小的库房。此外,还有夹套式冷库,即在普通的外围护结构内用薄板增建内夹套层,相距十几厘米,构成密闭的间隙层。由制冷系统冷却的空气在间隙层内循环流动而不进入贮藏室。内夹套层也就是贮藏室的墙和天花板,并成为贮藏室的吸热面。这种冷库由于温度稳定、温差小,可维持接近100%的相对湿度。

各种冷库除设置足够功率的制冷系统外,还要有性能良好的隔热结构,以尽量减少通过外围护结构从外界侵入的“漏热”。隔热结构是一种双层结构,中间填充或夹衬隔热材料。隔热层的厚度依材料的性能而定。如用聚氨酯泡沫塑料作冷库外墙的隔热材料,厚5~8厘米即可。隔热材料必须保持干燥,一旦受潮,隔热性能便大大降低。因此隔热层的外侧或两侧还要敷衬防湿层,防止库外湿热的空气透进隔热层内,遇冷凝水而使材料潮湿。

冷库的输冷方式有三种:①直接蒸发式,将制冷机的蒸发器分散安装在贮藏室天花板和墙的各部,靠空气自然对流将“冷”输送到室内各处。这种方式降温迅速,但蒸发器结霜后除霜麻烦,融化的水易滴落到产品上,已很少采用。②盐水输冷式,蒸发器集中在盐水槽内,将冷却的盐水泵入贮藏室内的蛇形冷却管,在此与室内空气进行热交换而降温,吸热的盐水循环回入盐水槽,故亦称间接输冷方式。这种方式多了一套盐水循环设备,并增加了动力消耗。盐水还易腐蚀管道,且上述的结霜除霜问题仍不能解决;但用氨作冷媒时,因氨不直接进入贮藏室,可以防止漏氨的为害。③鼓风输冷式,蒸发器或盐水冷却管集中置于冷藏室一端的空气冷却箱内,用鼓风机将贮藏室内的空气抽入冷却箱,冷却了的空气经由吊顶风管及由它分导至室顶各处的风口吹出,形成循环。此方式输冷效果好,冷藏室内的温、湿度比较均匀一致。为提高室内的相对湿度,可在冷却箱的出风口装置增湿器。另有一种改进的方式称“微孔送风法”,将冷空气先导至天棚空间,由遍布天花板上的微孔吹入贮藏室,可进一步分散冷风降低风速,使全室温度更加均匀,消除死角。产品在室内堆码应用枕木或托板垫空,离开四墙约30厘米,垛间及垛内各包装容器间均应留有风道和适当空隙,垛顶与天花板或吊顶通风管之间相距约80厘米。

冷库使用和管理

冷库的管理中,最重要的是温、湿度的管理。

温度管理

要求蔬菜入库后尽快达到指定的库温,并在整个贮藏期保持恒定。所以蔬菜入库前应先经预冷。如入贮未经预冷的产品,应控制每天的入库量,防止库温骤升。为避免蒸发器或盐水冷却管结霜必须使蒸发温度与空气温度之差减小到不致到达露点的程度。夹套式冷库的优点之一是保持极小的温差而不结霜。管道结霜降低制冷效率,须定期除霜。在产品进出库时库门开启频繁,时间长,侵入大量外界的热。可在门框上部装设风幕,库门与风幕联动,开门时风幕产生垂直气流,以阻止门内外空气的水平流动。蔬菜的贮藏适温,因种类、品种、成熟度以及产地气候、采收季节、栽培条件等多种因素而异,不可能规定普遍适用的条件,下表为较适用于中国地区的温、湿度条件。

适宜各种蔬菜的贮藏温、湿度一览表

湿度管理

管道结霜必然降低贮藏库内空气的相对湿度,而多数蔬菜贮藏中要求较高湿度,故机械冷藏蔬菜常需提高贮藏室内的相对湿度。可在空气冷却箱的出风口装置增湿器,或在室内洒水、喷雾或输入水蒸汽。有些蔬菜要求湿度较低,则可应用各种除湿器。

空气更新

蔬菜在贮藏中释放的二氧化碳、乙醛、乙醇、乙烯及其他挥发物,有时可在冷藏室内积累至有害浓度,故须经常进行冷藏室空气净化或更新。可设置净气机(或称涤气机),(见)。或在清晨气温较低时通风换气,同时开足制冷机以减缓温湿度的激剧变化。