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果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)及設(shè)備

作者:CEO 時(shí)間:2022-12-11

信息摘要:1氣調(diào)貯藏技術(shù)概述氣調(diào)貯藏是當(dāng)今最先進(jìn)的果蔬保鮮貯藏方法。它是在冷藏的基礎(chǔ)上,增加氣體成分調(diào)節(jié),通過(guò)對(duì)貯藏環(huán)境中溫度、濕度、二氧化碳、氧氣濃度和乙烯濃度等條件的控制,抑制果蔬呼吸作用,延緩其新陳代謝過(guò)程,更好地保持果蔬新鮮度和商

果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)及設(shè)備

果蔬氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)及設(shè)備

  1氣調(diào)貯藏技術(shù)概述

  

  氣調(diào)貯藏是當(dāng)今最先進(jìn)的果蔬保鮮貯藏方法。它是在冷藏的基礎(chǔ)上,增加氣體成分調(diào)節(jié),通過(guò)對(duì)貯藏環(huán)境中溫度、濕度、二氧化碳、氧氣濃度和乙烯濃度等條件的控制,抑制果蔬呼吸作用,延緩其新陳代謝過(guò)程,更好地保持果蔬新鮮度和商品性,延長(zhǎng)果蔬貯藏期和銷售貨架期。通常氣調(diào)貯藏比普通冷藏可延長(zhǎng)貯藏期2—3倍。

  傳統(tǒng)的果蔬貯藏保鮮方法有簡(jiǎn)易貯藏、通風(fēng)庫(kù)貯藏、輻射保鮮、化學(xué)保鮮、冷庫(kù)貯藏。簡(jiǎn)易貯藏、通風(fēng)庫(kù)貯藏設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少,但貯藏效果差,貯藏期短,腐爛損失嚴(yán)重。輻射及化學(xué)保鮮在部分水果上有一定適用性,但存在輻射及化學(xué)殘留污染,不是所有果蔬都能應(yīng)用。氣調(diào)貯藏能在適宜低溫條件下,通過(guò)改變貯藏環(huán)境氣體成分、相對(duì)濕度,最大程度地創(chuàng)造果蔬貯藏最佳環(huán)境,其效果表現(xiàn)在以下方面:氣調(diào)貯藏營(yíng)造的低氧(一般O2含量為l%—5%)、適當(dāng)CO2濃度能有效地抑制呼吸作用,減少果蔬中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗,同時(shí)抑制病原菌的滋生繁殖,控制某些生理病害的發(fā)生;清除貯藏環(huán)境氣體中的乙烯,以抑制其對(duì)果蔬的催熟作用,延緩后熟和衰老過(guò)程;增加環(huán)境氣體中的相對(duì)濕度,以降低果蔬的蒸騰作用,從而達(dá)到果蔬長(zhǎng)期貯藏保鮮的目的。因此,經(jīng)過(guò)氣調(diào)貯藏的果蔬具有以下特點(diǎn):(1)很好地保持果蔬原有的形、色、香味;(2)果實(shí)硬度高于普通冷藏;(3)貯藏時(shí)間延長(zhǎng);(4)果實(shí)腐爛率低、自然損耗(失水率)低;(5)延長(zhǎng)貨架期。由于果蔬長(zhǎng)期受低02和高C02的作用,當(dāng)解除氣調(diào)狀態(tài)后果蔬仍有一段很長(zhǎng)時(shí)間的“滯后效應(yīng)”或休眠期;(6)適于長(zhǎng)途運(yùn)輸和外銷。果蔬質(zhì)量明顯改善,為外銷和運(yùn)銷創(chuàng)造了條件;(7)許多果蔬能夠達(dá)到季產(chǎn)年銷周年供應(yīng),創(chuàng)出良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

  氣調(diào)庫(kù)的構(gòu)成:氣調(diào)庫(kù)一般由氣密庫(kù)體、氣調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、壓力平衡系統(tǒng)以及溫度、濕度、O2、CO2,氣體自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)構(gòu)成。

  2氣調(diào)庫(kù)庫(kù)體

  氣調(diào)庫(kù)庫(kù)體不僅要求具有良好的隔熱性,減少外界熱量對(duì)庫(kù)內(nèi)溫度的影響,更重要的是要求具有良好的氣密性,減少或消除外界空氣對(duì)庫(kù)內(nèi)氣體成分的壓力,保證庫(kù)內(nèi)氣體成分調(diào)節(jié)速度快,波動(dòng)幅度小,從而提高貯藏質(zhì)量,降低貯藏成本。氣調(diào)庫(kù)庫(kù)體主要由氣密層和保溫層構(gòu)成。氣調(diào)保鮮庫(kù)按建筑可分為3種類型:裝配式、磚混式、夾套式。裝配式氣調(diào)庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用彩鍍聚氨脂夾心板組裝而成,具有隔熱、防潮和氣密的作用。該類庫(kù)建筑速度快,美觀大方,但造價(jià)略高,是目前國(guó)內(nèi)外新建氣調(diào)庫(kù)最常用的類型。氣調(diào)庫(kù)采用專門的氣調(diào)門,該門應(yīng)具有良好的保溫性和氣密性。另外,在氣調(diào)庫(kù)封門后的長(zhǎng)期貯藏過(guò)程中,一般不允許隨便開(kāi)啟氣調(diào)門,以免引起庫(kù)內(nèi)外氣體交換,造成庫(kù)內(nèi)氣體成分的波動(dòng),為便于了解庫(kù)內(nèi)果蔬貯藏情況,應(yīng)設(shè)置觀察窗。氣調(diào)庫(kù)建好后,要進(jìn)行氣密性測(cè)試。氣密性應(yīng)達(dá)到300Pa,半降壓時(shí)間不低于20—30min。

  3氣調(diào)系統(tǒng)

  要使氣調(diào)庫(kù)達(dá)到所要求的氣體成分并保持相對(duì)穩(wěn)定,除了要有符合要求的氣密性庫(kù)體外,還要有相應(yīng)氣體調(diào)節(jié)設(shè)備、管道、閥門所組成的系統(tǒng),即氣調(diào)系統(tǒng)。整個(gè)氣調(diào)系統(tǒng)包括制氮系統(tǒng)、二氧化碳脫除系統(tǒng)、乙烯脫除系統(tǒng)、溫度、濕度及氣體成分自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)。

  3.1制氮系統(tǒng)

  氣調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備是制氮機(jī)(即降氧機(jī))。制氮機(jī)大體上經(jīng)歷了催化燃燒制氮→碳分子篩吸附制氮、中空纖維膜分離制氮的發(fā)展過(guò)程。目前普遍采用碳分子篩和中空纖維膜分離制氮。

  3.1.1碳分子篩吸附制氮機(jī)碳分子篩制氮是采用變壓吸附原理制氮,由于氧分子與氮分子的動(dòng)力學(xué)直徑不同,氧分子的擴(kuò)散速度比氮分子快數(shù)百倍。而吸附量與壓力成正比,利用氧、氮短時(shí)間內(nèi)吸附量差異甚大的特點(diǎn),由程序控制器按特定的時(shí)間程序在兩個(gè)塔之間進(jìn)行快速切換,結(jié)合加壓氧吸附、減壓氧解吸的過(guò)程,將氧從空氣中分離出來(lái)。碳分子篩制氮機(jī)具有制氮純度高(可達(dá)到99.9%)、設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低的特點(diǎn),但設(shè)備中閥門多,切換頻繁,每年每只閥門需開(kāi)關(guān)20—40萬(wàn)次,設(shè)備噪聲大。因此要求保證閥門的質(zhì)量,否則會(huì)影響設(shè)備的可靠性。

  3.1.2中空纖維膜分離制氮機(jī)膜分離制氮是利用氧氣與氮?dú)馔高^(guò)中空纖維膜壁的速度差異特點(diǎn),將氧氣從空氣中分離出來(lái)。中空纖維膜制氮機(jī)是目前氣調(diào)貯藏使用最廣泛的設(shè)備。它由壓縮機(jī)、貯罐、冷干機(jī)、過(guò)濾器、加熱器、中空纖維膜及管、閥組成。具有以下特點(diǎn):(1)設(shè)備簡(jiǎn)單、占地少、易安裝;(2)只需開(kāi)動(dòng)空壓機(jī)即可得到富氮空氣;(3)濃度可在95%—99%之間調(diào)節(jié),使用靈活,能快速啟動(dòng)停車;(4)安全可靠,分離器無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,可連續(xù)穩(wěn)定工作;(5)分離過(guò)程無(wú)相變、無(wú)壓力損失、能耗低;(6)易小型化;(7)投資小。

  3.2二氫化碳脫除系統(tǒng)

  主要用于控制氣調(diào)庫(kù)中二氧化碳含量。完全依靠果蔬呼吸時(shí)所釋放的二氧化碳,增加氣調(diào)庫(kù)內(nèi)二氧化碳濃度,適量的二氧化碳對(duì)果蔬起保護(hù)作用,使貯藏保鮮效果良好。但是,二氧化碳濃度過(guò)高,則會(huì)對(duì)果蔬造成傷害,因此脫除(洗滌)過(guò)量的二氧化碳,調(diào)節(jié)和控制好二氧化碳濃度,對(duì)提高果蔬貯藏質(zhì)量非常重要;通常的二氧化碳脫除裝置大體上有4種形式:(1)消石灰脫除裝置;(:)水清除裝置;(3)活性碳清除裝置;(4)硅橡膠膜清除裝置?;钚蕴记宄b置是利用活性碳較強(qiáng)的吸附力,對(duì)二氧化碳進(jìn)行吸附,待吸附飽和后鼓入新鮮空氣,使活性碳脫附,恢復(fù)吸附性能,是當(dāng)前氣調(diào)庫(kù)脫除二氧化碳普遍采用的裝置。二氧化碳脫除系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)貯藏果蔬的呼吸強(qiáng)度、氣調(diào)庫(kù)內(nèi)氣體自由空間體積、氣調(diào)庫(kù)的貯藏量、庫(kù)內(nèi)要求達(dá)到的二氧化碳?xì)怏w成分的濃度確定脫除機(jī)的工作能力。

  3.3乙烯脫除系統(tǒng)

  乙烯是果蔬在成熟和后熟過(guò)程中自身產(chǎn)生并釋放出來(lái)的一種氣體,是一種促進(jìn)呼吸、加快后熟的植物激素,對(duì)采后貯藏的水果有催熟作用。在對(duì)乙烯敏感的水果貯藏中,應(yīng)將乙烯去除。因此果蔬貯藏中既要設(shè)法抑制乙烯產(chǎn)生,又要消除貯藏庫(kù)內(nèi)乙烯積累。目前普遍采用且相對(duì)有效的方法為高錳酸鉀化學(xué)除乙烯法和空氣氧化去除法。化學(xué)除乙烯法是在清洗裝置中充填乙烯吸收劑,常用的乙烯吸收劑是將飽和高錳酸鉀溶液吸附在碎磚塊、蛭石或沸石分子篩等多孔材料上,乙烯與高錳酸鉀接觸,因氧化而被清除。該方法簡(jiǎn)單,費(fèi)用極低,但除乙烯效率低,且高錳酸鉀為強(qiáng)氧化劑,會(huì)灼傷皮膚。目前,空氣氧化去除法是利用乙烯在催化劑和高溫條件下與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水的原理去除乙烯,與高錳酸鉀去除法相比其投資費(fèi)用高,但因具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)為人們所接受:(1)除乙烯效率高,可除去庫(kù)內(nèi)氣體中所含乙烯量的99%,可將貯藏間內(nèi)乙烯濃度控制在l—5μL/L;(2)減少水果霉變,在去除乙烯同時(shí),能對(duì)庫(kù)內(nèi)氣體進(jìn)行高溫殺菌消毒;(3)一機(jī)多用,去除乙烯同時(shí),還能除掉水果釋放的芳香氣體,減輕這些氣體對(duì)水果產(chǎn)生催熟作用的不良影響。

  3.4自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)

  氣調(diào)庫(kù)內(nèi)檢測(cè)控制系統(tǒng)的主要作用為:對(duì)氣調(diào)庫(kù)內(nèi)的溫度、濕度、O2、CO2氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查測(cè)量和顯示,以確定是否符合氣調(diào)技術(shù)指標(biāo)要求,并進(jìn)行自動(dòng)(人工)調(diào)節(jié),使之處于最佳氣調(diào)參數(shù)狀態(tài)。在自動(dòng)化程度較高的現(xiàn)代氣調(diào)庫(kù)中,一般采用自動(dòng)檢測(cè)控制設(shè)備,它由(溫度、濕度、O2、CO2)傳感器、控制器、計(jì)算機(jī)及取樣管、閥等組成,整個(gè)系統(tǒng)全部由一臺(tái)中央控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控,既可以獲取各個(gè)分庫(kù)內(nèi)的O2、CO2、溫度、濕度數(shù)據(jù),顯示運(yùn)行曲線,自動(dòng)打印記錄和啟動(dòng)或關(guān)閉各系統(tǒng),同時(shí)還能根據(jù)庫(kù)內(nèi)物料情況隨時(shí)改變控制參數(shù)。中央控制計(jì)算機(jī)采用Windows界面,使用操作人員可以方便直觀地獲取各方面的信息。

  3.5制冷系統(tǒng)

  制冷系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制冷所必須的機(jī)器、設(shè)備及連接這些機(jī)器、設(shè)備的管道、閥門、控制元件等所組成的封閉循環(huán)系統(tǒng)。氣調(diào)庫(kù)的制冷系統(tǒng)與普通冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)基本相同。但氣調(diào)庫(kù)制冷系統(tǒng)具有更高的可靠性,更高的自動(dòng)化程度,并在果蔬氣調(diào)貯藏中長(zhǎng)時(shí)間維持所要求的庫(kù)內(nèi)溫度。一般采用氨制冷系統(tǒng)或氟利昂?jiǎn)渭?jí)壓縮直接膨脹供液制冷系統(tǒng)。

  3.6加濕系統(tǒng)

  與普通果蔬冷庫(kù)相比,由于氣調(diào)貯藏果蔬的貯藏期長(zhǎng),果蔬水分蒸發(fā)較高,為抑制果蔬水分蒸發(fā),降低貯藏環(huán)境與貯藏果蔬之間的水蒸氣分壓差,要求氣調(diào)庫(kù)貯藏環(huán)境中具有最佳的相對(duì)濕度,這對(duì)于減少果蔬的干耗和保持果蔬的鮮脆有著重要意義。一般庫(kù)內(nèi)相對(duì)濕度最好能保持在90%—95%之間。常用的氣調(diào)庫(kù)加濕方法有以下幾種:(1)地面充水加濕;(2)冷風(fēng)機(jī)底盤注水;(3)噴霧加濕;(4)離心霧化加濕;(5)超聲霧化加濕。

  3.7氣調(diào)庫(kù)壓力平衡系統(tǒng)

  在氣調(diào)庫(kù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還必須考慮氣調(diào)庫(kù)的安全性。由于氣調(diào)庫(kù)是一種密閉式冷庫(kù),當(dāng)庫(kù)內(nèi)溫度降低時(shí),其氣體壓力也隨之降低,庫(kù)內(nèi)外兩側(cè)就形成了氣壓差。據(jù)有關(guān)資料介紹,當(dāng)庫(kù)內(nèi)外溫差l℃時(shí),大氣將對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生40Pa的壓力,溫差越大壓力差也越大。若不把壓力差及時(shí)消除或控制在一定的范圍內(nèi),將會(huì)使庫(kù)體損壞。為保證氣調(diào)庫(kù)安全性和氣密性,并為氣調(diào)庫(kù)運(yùn)行管理提供必要的方便條件,氣調(diào)庫(kù)應(yīng)設(shè)置壓力平衡系統(tǒng):安全閥、緩沖貯氣袋。安全閥是在氣調(diào)庫(kù)密閉后,保證庫(kù)內(nèi)外壓力平衡的特有安全設(shè)施,它可以防止庫(kù)內(nèi)產(chǎn)生過(guò)大的正壓和負(fù)壓,使圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其氣密層免遭破壞。氣調(diào)庫(kù)在運(yùn)行期間會(huì)出現(xiàn)微量壓力失衡,緩沖貯氣袋的作用就是消除或緩解這種微量壓力失衡。當(dāng)庫(kù)內(nèi)壓力稍高于大氣壓力時(shí),庫(kù)內(nèi)部分氣體進(jìn)入緩沖貯氣袋,當(dāng)庫(kù)內(nèi)壓力稍低于大氣壓時(shí),緩沖貯氣袋內(nèi)的氣體便自動(dòng)補(bǔ)入氣調(diào)間。貯氣袋是把庫(kù)內(nèi)壓力的微量變化,轉(zhuǎn)換成貯氣袋內(nèi)氣體體積的變化,使庫(kù)內(nèi)外的壓差減小或接近于零,消除和緩解壓差對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用力。緩沖貯氣袋是由氣密性好且具有一定抗拉強(qiáng)度的柔性材料制成。

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