字词 | 机械冷藏 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
类别 | 中英文字词句释义及详细解析 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
释义 | 机械冷藏refrigeration storage利用机械制冷的果品贮藏保鲜方法。在保温性能良好的库房中, 利用机械控制温度、湿度和通风, 以降低果实生命活动, 达到减少烂耗、保持新鲜品质, 延长贮藏期的目的。虽然人类自发地利用低温条件保存食物的历史可以追溯到远古,如中国《诗经》上就有“凿冰冲冲, 纳于陵阴”的记载,古埃及的壁画也有利用冰藏的事例。但机械制冷的历史却始于18世纪的中叶。1755年苏格兰人威·卡伦(William Cullen)发明了第一台减压水蒸发的制冷机, 但并未推广应用。当前广为使用的制冷机是1850~1875年间陆续发明的可液化气体压缩式制冷机, 吸收式制冷机, 预压缩空气膨胀机以及低压水蒸发式制冷机。 机械制冷循环模式 制冷设备 冷藏库内制冷系统包括蒸发器, 压缩机、冷凝器及所需的风机和计量器等。各种设备必须合理匹配, 才能满足冷库的需要。 蒸发器(或冷却器) 主要包括盘管(基本表面)或带翅片的盘管(延伸表面)和风机。主要作用是冷却空气, 风机则强制空气流过冷却盘管注入调温空间。为配合果品最佳贮藏条件的需要, 可配备加湿、加热、除霜和空气净化等装置。蒸发器有吊顶式和落地式两种。在旧式果品冷库, 大多是装在库内墙壁或天花板上的简单盘管, 靠重力进行空气循环。结果是地面冷, 顶部热, 造成库内温度不均匀, 不利于果品贮藏。现代蒸发器常用强制空气环流的方法,提高热交换效率,使库内温度均匀。蒸发器内制冷表面有干的蒸发盘管和加有防冻剂液体的喷淋表面。加有防冻剂的液体, 通过蒸发盘管得到冷却, 并漏淋于底部容器之中, 同时使库内空气强制流经漏淋的液体表面而得到冷却, 这种蒸发器具有冷却效率高、空气湿度大和无需除霜的特点。库内温度可通过膨胀阀, 控制制冷剂进入蒸发盘管的流量, 以改变蒸发盘管表面温度来调节。 为防止制冷剂在蒸发器或阀门泄漏, 蒸发器可不直接放在库内, 而将盘管放置在盐水(20%NaCl或CaCl2溶液)中,再将冷却的盐水输入安装在库内的冷却管组, 并不断循环来降低库内温度。这种方式库温比较稳定, 但加重压缩机负荷和增大电力的消耗。 冷凝器 制冷剂从库内吸收的热量在冷凝器中被交换到外界环境介质(水或空气)中去, 由高压高温的气态变成高压低温的液态。冷凝器有水冷和空气冷却两种形式。 压缩机 压缩机有容积往复式(活塞式)、旋转式和螺旋式三种。往复式最普遍。既可以用液态氨, 也可以用氟利昂12或22作为制冷剂。活塞的排量容积和运转速度决定制冷能力, 制冷能力以每小时的千卡数或标准吨计算, 1吨制冷能力等于3025千卡/小时,相当于融化1吨冰所需的热量。 库体结构 机械制冷必须有良好的库体结构。库体关键部件是良好的隔热层和隔汽层, 直接影响制冷效率、机械设备和库体寿命以及库的管理费用。 隔热层 用隔热材料组成以减少热源传入库内的一种热阻障。隔热材料的隔热性能用导热系数表示(1平方米、厚1米、内外温度相差1℃时,每小时传导热量的千卡数)。导热系数的倒数为热阻, 导热系数愈小, 热阻愈大, 表明其隔热性能愈好。常见的隔热材料及隔热性能如表1。 表1 各种材料隔热性能
库体的隔热层有板状、喷涂、毡垫、填充等型式,以喷涂聚氨基甲酯(聚氨酯)的隔热性能为最好。现代的装配式冷库大都是夹心板隔热层, 它由二层金属板之间介入发泡的聚氨酯板, 或聚苯乙烯泡沫塑料所组成。此外夹心板隔热层内表面也可用胶合板。 隔汽层 在隔汽层外测,隔汽层不应出现破裂,在门洞、拐角、墙与顶棚之间尤须注意。高温空气的饱和蒸汽压高于低温空气,湿汽由高压区向低压区移动。故冷库外界热空气中的湿汽必然要通过隔热层, 向冷库内的低温空气移动。当湿汽在隔热层内移动时, 便会遇到足以使湿汽冷凝的冷却区, 造成湿汽冷凝水在隔热层内聚集, 从而破坏隔热层的隔热性能, 使导热系数升高,向库内的渗热量增加,以致隔热层失效。因此, 隔热层外层必须配有良好的隔汽层, 常用的隔汽层材料有铝箔、塑料薄膜(≥6微米), 铝箔合成材料、沥青和油毡或沥青与塑料薄膜等。 冷库管理 冷藏库需要经常调节库温、湿度和通风换气。 温度控制 果品冷库的温度过高不能良好地抑制果品的生化变化和衰败; 过低又会引起果品的冷害或冻害。果品冷库内, 某一具有代表性测温点的温度应严格控制在预定温度范围的±0.55℃间。而整个库房的温度均匀性则取决于送风方式, 货堆情况和室外热源的渗漏等因素。影响果品冷库温度稳定性的主要因素有: ❶入库时果品温度与库温的温差愈小, 对库温稳定愈有利,冷却到最适贮藏温度的速度愈快。因此应从采摘时间、运输和预冷处理等措施来缩小温差; ❷冷库容积、入库量和制冷效率。通常设计规定每天入库量不得超过库容量的1/10, 否则降温缓慢, 库温波动较大。收获入库季节应注意提高蒸发器的制冷效率, 可通过增加冷库单位容积的蒸发面积和将数倍于蒸发器蒸发量的制冷剂进行强制循环等方法来提高制冷效率; ❸果品呼吸热的大小直接影响库温。在不同包装和不同堆放方式下呼吸热散发的效果有很大差异,为了及时散发出呼吸热,库内应有足够量的空气循环,并直接吹至库内各个部位。不同果品之间, 同一果品在不同温度条件下, 呼吸释热差异较大(表2)。应将果品容器码放成通风垛, 使每个容器都有较多的表面暴露在流动的空气中, 及时带走果品释放的热量。 湿度控制 保持库内较高的相对湿度, 是减少果品水分损耗的重要条件。应依据各种果实贮存所要求的相对湿度范围加以调节。使蒸发器温度尽量接近室内温度, 即可保持室内较高的相对湿度, 或使蒸发器的冷表面上水分的凝结减少到最低。如库体保温性能差, 出现热的渗漏, 加重蒸发器的负担, 使蒸发器表面出现凝结水或霜, 而除霜会使库内相对湿度迅速减少。现代夹套式冷库隔热性能好, 天花板和四壁为制冷表面,库内相对湿度保持可接近100%。在相对湿度较低的情况下, 库内可安置增湿器, 即以很细的水滴增加库内湿度。 通风换气 果品在库内贮存过程中会释放出大量二氧化碳和乙烯, 不利于果品的贮存, 为防腐而进行短期处理的某些气体, 如二氧化硫等也不宜在库内长期存在, 均应及时排出库外, 换取新鲜空气。通风换气应考虑外界温、湿度和减少冷冻机的负荷。把外界空气从蒸发器风机前的位置送入库内, 既可以及时更换新鲜空气,又利于增加库内湿度。如进风量一定,库内温度可较小变化。或者利用气体洗涤机, 用水或喷淋盐水以吸收二氧化碳、二氧化硫等气体。 果品的冷藏条件与控制 在一定的温度范围内,果品放出的呼吸热会随着温度的升高而增强(表3)。由于果品种类繁多, 生理生化特性各不相同, 或差异很大, 因而对贮藏条件的要求也不同。有关果品最佳贮藏温度、相对湿度、最高冻结点、含水量、比热和可能的冷藏期限等贮藏条件如表3。表中推荐的温度是长期贮藏的最佳果温。短期贮藏, 果温可稍高。含水量和冻结点是近似实验值。了解最高冻结点可以预防果品的冻害, 含水量则是计算比热和冻结潜热的基础。 表2 果品贮存在不同温度下释放的热量
表3 商业贮存中推荐的鲜果贮藏条件
(续)
机械冷藏refrigerated storage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。 单级压缩式制冷系统示意图(箭头示冷媒循环方向) 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:❶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。 ❷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。 ❸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),(见气调贮藏)。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。 |
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