果蔬氣調貯藏,是調整果蔬貯藏環(huán)境氣體成分的冷藏方法。它是冷藏、降低貯藏環(huán)境中氧氣的含量、增加二氧化碳濃度的綜合貯藏方法。氣調庫是在傳統(tǒng)的高溫冷藏庫基礎上發(fā)展起來的,它既有“冷藏”功能,又有“調氣”功能,但是氣調庫并非普通高溫庫與氣調設備的簡單疊加[1~3]。與一般高溫庫溫、濕度控制要求不同,氣調庫的溫、濕度控制不但關系到貯藏食品的品質,還會影響到庫中設定的氣體成分。為了使庫內氣體成分的調節(jié)速度快、波動幅度小,提高貯藏質量,降低貯藏成本,必須控制好氣調庫的溫、濕度,同時應使氣調庫具有良好的氣密性。
1 溫度控制
在果蔬的氣調貯藏中,庫溫波動范圍盡可能小,除了可以起到普通冷藏中所起的作用外,對維持氣調庫內壓力穩(wěn)定、減少庫內外的氣體交換量也起著一定作用。
庫溫高于設定溫度時,庫內形成正壓,為平衡庫內壓力而設置的安全閥(均壓閥)可釋放一部分壓力(放出部分庫內空氣),同時部分庫內空氣介質將通過維護結構向外滲漏;庫溫低于設定溫度時,庫內形成負壓,部分庫外空氣通過安全閥進入庫內,還有部分空氣通過維護結構滲入庫內。
在庫內壓力發(fā)生波動的一個周期中,正壓時庫內氣體逸出庫外的空氣量一般多于負壓時庫外空氣逸入庫內的空氣量,因此,庫溫波動導致庫內外氣體交換的結果而使庫內氧氣量增加,如果增加的這部分氧氣不能全部被庫內果蔬的呼吸消耗掉,就會導致庫內氣體介質中氧氣濃度增大,從而影響了庫內的氣調工況。庫內溫度波動加重了氣體調節(jié)裝置的負擔,波動幅度越大,引起的庫內壓力波動幅度越大,庫內外氣體交換越多,因此希望庫內溫度波動幅度越小越好。
當然,庫溫波動小,溫度繼電器控制冷風機供液開閉的時間間隔也變短,單位時間開閉的次數增加,從而部分抵消了溫度波動小帶來的好處。
另外,由于庫內濕度大,在冷風機運行降溫階段,其冷卻表面起著冷卻去濕的作用,因而任何人工加濕裝置都不能明顯地提高庫內空氣的相對濕度。由于這個原因,在庫內冷卻階段,庫內氣體介質相對比較干燥,使果蔬失水增多。
溫度波動幅度減小后,若是一臺制冷壓縮機負擔一個氣調庫,會導致制冷壓縮機頻繁啟動,不利于壓縮機的維護。因此,在調節(jié)庫內溫度波動幅度后,一個很重要的任務就是調節(jié)庫內制冷設備(或制冷壓縮機)的制冷量。
氣調庫中的冷風機是根據果蔬入庫后冷卻階段的熱負荷選配的。在正常貯藏階段,熱負荷遠小于冷卻階段,通常只有冷卻階段的50%,甚至僅為20%~30%。因此,應根據貯藏階段的實際熱負荷,將庫內冷風機停掉一半或一半以上。
同時相應地還要調節(jié)制冷壓縮機的制冷量,使之與庫房耗冷量相匹配,F在用的制冷壓縮機多為多缸壓縮機,能量調節(jié)范圍比較廣,基本上可以滿足能量調節(jié)的要求。
2 濕度控制
氣調庫貯藏的食品一般整進整出,食品貯藏期長,封庫后除取樣外很少開門,在貯藏的過程中也不需通風換氣,外界熱濕空氣進入少,冷風機抽走的水分基本來自食品,老庫中的相對濕度過低,食品的干耗就嚴重,從而極大地影響食品的品質,使氣調貯藏的優(yōu)勢無法體現出來。所以,氣調庫中的濕度控制也是相當重要的。
氣調庫內的濕度測量可以用毛發(fā)濕度計、干球濕度計、鹵化鋰電濕度計等。毛發(fā)濕度計構造簡單,使用方便,能直接指示相對濕度值,但準確度和穩(wěn)定性比較差。使用前,應用通風式干濕球濕度計予以校準。由于氣調庫中相對濕度較高,放置時間長了,會使毛發(fā)過度伸長,導致示值偏高。為此,每隔3~4天,應將毛發(fā)濕度計從庫內取出,干燥后用毛筆蘸蒸餾水將毛發(fā)全部潤濕,用通風式干濕球溫度計校準后再用。
當氣調庫內的相對濕度低于規(guī)定值時,應用加濕裝置增加庫內的相對濕度。如果用噴水蒸氣加濕,需要有制取蒸汽的鍋爐,此外,水蒸氣熱負荷大,增大了庫房的耗冷量。而用噴霧器加濕時,只要一臺噴霧器即可,設備簡單;另外由于水的焓值很低,帶入氣調庫內的熱量很少,可以忽略不計,而且水滴蒸發(fā)時從氣體介質取得蒸發(fā)潛熱,有助于氣體溫度降低。由于以上原因,氣調冷庫加濕幾乎都采用噴水加濕。
噴霧器一般安置在冷風機的出風口附近,便于噴出的水霧更好地與氣體介質混合。噴水時間可用定時器控制,供水量可由設于庫外的供水閥控制。
適當提高冷卻設備的蒸發(fā)溫度也可以增大庫內相對濕度,制冷劑的蒸發(fā)溫度提高后,冷風機冷卻排管外表面溫度隨之提高,從而使冷卻設備的去濕能力下降,在保證風機出口氣體
溫度保持不變的前提下,氣體的相對濕度有所提高,有助于減少果蔬的干耗。
但為了保證蒸發(fā)溫度提高后不影響冷風機的制冷量,亦即不影響出風溫度,需要增大冷風機的傳熱面積或強化傳熱以補償傳熱溫差的減小,通常增大傳熱面積比較可行。
氣調庫內冷風機的傳熱面積是按果蔬加工冷卻工況選配的,在貯藏階段,熱負荷大為減少,通常只要使一半或不足一半的冷風機運轉即可。此外,在果蔬入庫后的冷卻過程中,為了及時排除果蔬降溫放出的熱量,要求風速較高;在貯藏階段,為了減少果蔬干耗,風速較低,一般取012m s。
為了滿足冷卻階段和貯藏階段對風速的不同要求,氣調冷庫中冷風機配用的風機多半采用雙速 風機。
3 氣密性要求
在滿足氣調貯藏條件的前提下,氣密程度并非越高越好。由于氣調庫圍護結構的表面積很大,還要安裝氣密門,通過各種制冷、氣調、水電管線,建筑物日久會沉降,另外溫度波動會引起庫內外壓力差發(fā)生變化,使得氣密層不可避免地存在薄弱環(huán)節(jié),不可能達到絕對的氣密。另一方面,也沒有必要達到絕對的氣密。以果蔬氣調貯藏為例,由于果蔬的呼吸作用會消耗庫內的O2,如果庫房絕對氣密,就必須及時通入新鮮空氣來維持貯藏所需要的O2濃度,以免造成果蔬的無氧呼吸。在實際操作中,只要果蔬的耗氧量大于或等于圍護結構的滲入氧量,即可認為氣密程度符合要求。
4 氣密材料的選擇及氣密層的做法
氣調庫圍護結構的氣密材料應符合下列要求:氣密性好,材質均勻密實,有足夠的機械強度和韌性,可連續(xù)施工,易粘結,易檢查、易修復,抗老化、耐腐蝕,抗微生物,無異味等。氣密材料的類型很多,功能、特點各有不同。在磚混式、裝配式等不同類型的氣調庫中,以及庫內地坪、墻、頂、門、管線穿嵌入式夾芯板的聯接方法:l—嵌入板; 2—現場發(fā)泡氣密材料; 3—隔熱層;4—內側接縫處氣密層(膠+無紡布)。
墻處等不同部位,均應選擇合適的氣密材料,進行相應的氣密處理。
對于磚混式結構或由普通冷庫改建成的氣調庫,可用作墻、頂板氣密層的材料有鋼板、鋁合金板、鋁箔瀝青纖維板、鋁箔瀝青膠合板、玻璃鋼、塑料薄膜、塑料板等,但是目前應用比較廣泛的辦法是在防潮層外用聚氨酯現場發(fā)泡,它既能隔熱又有氣密作用,并且施工、補漏都很方便。
對于裝配式氣調庫,由于所使用的聚氨酯或聚苯乙烯夾芯板本身就具有良好的防潮、隔氣及隔熱性能,所以關鍵在于處理好夾芯板接縫處的密封。在圍護結構的墻角、內外墻交接處、墻與頂板交接處,夾芯板的連接型式應采用“濕”法連接,即在夾芯板接縫處現場壓注發(fā)泡填充密實。然后在庫房內側的接縫表面涂上密封膠,平整地鋪設一層無紡布,使庫體的圍護結構(墻、頂)連成一個沒有間斷的氣密隔熱整體。另外,應注意選擇單塊面積大的夾芯板,尤其是頂扳,以減少接縫,并盡量減少在板上穿孔吊裝、固定其它物件?蓪⒌觞c設置在板接縫上,以減少漏氣點。
各類氣調庫地坪的做法基本相同。為了保證質量,地坪隔熱層上下除設置防潮隔汽層外,還要單獨設置氣密層(也有人推薦一種內設增強材料的改性橡膠瀝青復合材料,具備氣密、防潮雙重功能)。常用的做法是連續(xù)鋪設011mm厚PVC塑料薄膜。該層薄膜應完好無損,鋪設平整,不允許出現皺褶和隆起,搭接寬度不得少于100mm,并保證搭接處的密封質量,隔熱層上方的氣密層應做水泥砂漿保護層。在墻體與地坪的交接處,應將地坪的氣密層在地板的墻角處沿墻板向上延伸一定的高度,與墻體的氣密層搭接好。地坪墻角處的氣密不易處理好,可待地坪做好后,用瀝青膏之類的軟質密封材料灌縫。
要保證氣密性,還應注意下列幾方面的問題:所有穿過圍護結構的管道、電線、風機吊頂等,在保證氣密性的前提下,均應采用彈性聯接,以免因振動對氣密層造成破壞;對各種類型的氣調庫,在門框和管線穿墻處均應設置一層氣密性很好的氣密層,內設增強材料;氣調庫所用冷庫門、觀察窗要選用專用門、窗。
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