生物环境工程7果蔬贮藏环境调控ppt课件.ppt

1、果蔬贮藏保鲜的环境条件与设施类型2、通风贮藏库的环境调控3、机械制冷原理、设备与系统4、冷藏库制冷系统设计5、果蔬的气调库贮藏,第七章 果蔬贮藏环境调控,第一节 果蔬贮藏保鲜的环境条件与设施类型,果蔬贮藏保鲜环境是由果蔬采后的生理特性所要求的温度、湿度、气体条件及光照、振动等物理、化学因素组成的有机整体。,一、果蔬贮藏保鲜的环境条件,（一）温度条件,1温度对果蔬成熟和衰老的影响,温度是果蔬贮藏环境中最重要的因素，温度对果蔬成熟和衰老的影响，首先表现在对果蔬呼吸代谢速率的影响。,据测定，温度每升高10，呼吸代谢的速率将增大1倍左右。可以用温度系数Q10来表示温度对果蔬呼吸代谢速率影响的大小，其定义为：,根据果蔬的种类、品种和所处温度范围的不同Q10有差异。大量研究证实，对于跃变型果实，温度越高呼吸强度越大，呼吸高峰出现的时期越早。呼吸高峰之后，果实的色泽、风味、硬度等指标达到最佳食用品质，随后便进入衰老阶段。非跃变型果蔬不出现呼吸高峰，但随温度升高，呼吸强度加大，更多地消耗果蔬中积累的有机营养成份，不利于贮藏保鲜。,在一定范围内果蔬的呼吸强度随着温度的降低而减弱，延迟呼吸高峰的出现，推迟了衰老期，从而延长了贮藏期。贮藏温度发生波动也会引起呼吸强度的增加而影响贮藏寿命。贮藏温度的经常波动还会导致空气中的水分在果蔬表面结成水珠，这就容易导致霉菌的生长繁殖而导致腐烂的发生。低温贮藏可以抑制病原微生物的生长。乙烯对大部分果实具有催熟作用。当乙烯积累到一定浓度时，即会导致果实的过熟和衰老。而乙烯产生的速度和作用与温度密切相关，果实采收后快速降温（预冷）并维持在一个适宜温度（冷藏），可以抑制乙烯促进衰老的作用。温度是决定水分蒸发快慢的因素之一，在一定的相对湿度下，温度低，水分蒸发慢，可减缓果蔬的萎蔫和衰老过程。,2果蔬贮藏对温度的要求,果蔬根据种类、品种、原产地、栽培成熟季节等的不同，最适宜的贮藏温度也不相同。原产于热带、亚热带的果蔬，如香蕉、葡萄柚、橙、柑桔、鳄梨、番茄、菜豆等在温度低于12.5的温度下就可能发生生理失调，葡萄柚处在低于10的温度下，香蕉处在低于11，绿熟期番茄在8以下的温度下即会遭受冷害，从而削弱了果实抗病性，缩短了贮藏时间。原产于温带、亚温带的果蔬如苹果、白梨、大白菜、蒜苔、菠菜等对0左右的低温有较强的耐受力，适宜在较低温度中贮藏。同一种类不同品种的水果、蔬菜最适宜的贮藏温度也不尽相同。如甘薯中的泽黄西品种比波多利哥品种冷敏性强。品种间的冷敏性差异还与栽培地区气候条件有关，温暖地区栽培的产品比冷凉地区栽培的产品对冷更敏感，夏季生长的比秋季生长的冷敏性高。另外，水果和蔬菜的成熟度也是确定适宜贮藏温度的考虑因素。,部分果蔬的气调贮藏条件,（二）湿度条件,1湿度对果蔬贮藏的影响,新鲜水果和蔬菜的含水量高达85%96%。产品采后的蒸腾作用引起组织失水萎蔫，造成失鲜、失重，严重的能破坏果蔬正常代谢过程，使组织内水解过程加快，细胞膨压下降造成机械结构特性改变，必然影响果蔬的耐贮性和抗病性。一般果蔬损失其原有重量5%的水分时，就明显呈萎蔫状态。因此，在果蔬贮运过程中防止水分蒸发是非常重要的。果蔬的种类、品种、果型大小、形态结构、化学成分等是影响水分蒸发的内在因素。贮藏环境中空气流动速度、温度和相对湿度（RH）是影响果蔬失水的外界因素。,2果蔬贮藏对湿度的要求和调控,果蔬细胞中含水量很高，由于渗透压作用，大部分游离水容易蒸发，小部分结合水不易蒸发。因为果蔬的水中溶解了不同的溶质，果蔬内部的相对湿度（RH）小于100%。所以，新鲜果蔬不能使周围空气的含水量达到饱和，大部分果蔬与环境空气达到平衡的相对湿度为97%。,果蔬贮藏中水分的散发量S与各环境因素的相互关系可以用式表示：,各种果蔬的Ma值不同，如桃的Ma=600s/m左右，李的Ma=2300s/m。而Mb值主要取决于贮藏环境的风速，风速小Mb值大。,（三）气体条件,1O2、CO2对果蔬生理活动的影响,在一定的温度下，通过调节贮藏环境的气体成分可以达到比单纯冷藏更好的贮藏效果。较低的O2和较多的CO2能有效地抑制果蔬的呼吸代谢速度，延缓成熟、衰老过程。同时，对某些病原微生物的生长发育也有显著的抑制作用。,低O2对果蔬的生理活动影响主要表现在：降低呼吸强度和有机营养物质的氧化；减少和控制乙烯的产生，阻延成熟、衰老过程；抑制果蔬体内叶绿素的降解；降低抗坏血酸的损失和不溶性果胶化合物的水解速度；改变了不饱和脂肪酸的比例。,因为CO2会溶解于细胞中或与某些成分结合，贮藏环境中保持较高的CO2浓度，会对细胞产生一定的生理影响：降低导致成熟的合成反应（如蛋白质、色素的合成）；抑制某些酶的活动；减少挥发性物质的产生；干扰有机酸的代谢，导致琥珀酸的积累；减弱果胶物质的水解；抑制叶绿素的合成和果实的脱绿，特别是早采果实的脱绿；改变各种糖的比例。,2果蔬贮藏保鲜对O2、CO2的要求,水果、蔬菜采后贮藏中要进行呼吸代谢来维持其正常的生命活动，保持生鲜状态。呼吸作用吸入O2放出CO2，消耗其体内储存的有机营养物质，伴随着呼吸代谢机体产生微量乙烯等物质加快成熟和衰老进程。所以，控制环境中O2供给量，减弱果蔬的呼吸作用，又不致过分缺O2造成无氧呼吸，不但可以减少果蔬有机营养物质的消耗，保持其正常的生命代谢，还能延缓成熟衰老的时间。,环境中O2及CO2的浓度调节不当，容易引起无氧呼吸，严重时造成低氧过高CO2的伤害，使果蔬表皮组织局部塌陷、褐变、软化、不能正常成熟，产生酒精味和异味。产品种类、品种或贮藏温度不同时，造成伤害的O2的临界浓度可能不同。1%3%的O2浓度一般是安全浓度。据研究，当果蔬周围的O2浓度为1%3%时，细胞中溶解的O2浓度可达到510-6mol/L时，细胞色素C能够得到所利用的大部分O2，可维持正常的呼吸。各种果蔬对CO2的敏感性差异很大，结球莴苣在浓度为1%2%CO2中短时间就可受害，而青菜花、洋葱、蒜苔等短时期内CO2浓度超过10%也不致受害。,3.乙烯对果蔬生理活动的影响,乙烯在常温常压下呈气态，是一种调节生长发育和成熟衰老的植物激素。所有果实在发育期间都会产生微量乙烯。乙烯有促进果实成熟和衰老的作用，可以促进未成熟跃变型果实呼吸高峰提早出现，引起相应的成熟变化，在跃变型果实成熟以前，一旦经外源乙烯处理，果实内源乙烯便有自动催化作用，加速果实成熟，但乙烯浓度的大小对呼吸高峰的峰值没有影响。而对非跃变型果实进行外源乙烯处理时，在一定的浓度范围内，乙烯浓度与呼吸强度呈正比，而且在果实的整个发育过程中每施用一次乙烯都会有一个呼吸高峰出现。乙烯还可以加快叶绿素的分解，使果蔬由绿变黄，促进衰老和品质下降。例如，用气密性塑料薄膜包装青香蕉，在袋内放置用饱和高锰酸钾处理过的珍珠岩吸收乙烯，可以延缓香蕉成熟。乙烯还会促进植物器官的脱落及食用部分质地变化、硬度下降、嫩茎变老，造成大白菜、甘蓝等叶菜类蔬菜脱叶、脱帮。可见，果蔬贮藏环境中，及时排除产品产生的内源乙烯对延长贮藏时间，提高贮藏质量具有十分重要的意义,二、果蔬贮藏保鲜方式,果蔬的贮藏保鲜方式，按温度调控手段的不同，可分为自然冷却贮藏和人工冷却贮藏两种。自然冷却贮藏利用自然条件进行降温贮藏，如沟藏、窖藏、通风库贮藏等，人工冷却贮藏则利用机械制冷达到降温贮藏的目的，如冷藏库、气调库贮藏等。按气体成分的不同，可分为常态气体贮藏、自发气调贮藏（MA）和人工气调贮藏（CA）等。,（一）简易贮藏简易贮藏是利用气候的寒暑变化和土壤层温度变化平稳缓慢的自然特性，在土壤中开沟挖窖来进行贮藏的方式，包括沟藏、窖藏等。山东烟台的苹果贮藏沟、四川的吊金窖、西北黄土高原的窑藏等都是简易贮藏的示例。（二）通风库贮藏通风贮藏库是有较好隔热性能的永久性建筑，它利用库内外温度的差异和昼夜温度变化，以灵活的通风系统调节、维持库内温度。,（三）机械冷藏机械冷藏是在有良好隔热性能的库房中装置冷冻机械设备，通过压缩机制冷等人工调控措施，控制库内的温度、湿度等环境条件。由于机械冷藏库的应用，使许多水果和蔬菜得以较长期贮藏和长途运输，实现不分寒暑、周年贮藏水果蔬菜，尤其是在温暖的南方更具有广泛的应用价值。四）气调贮藏气调贮藏是人为地调节或利用贮藏物自身呼吸作用来调节贮藏环境中O2、CO2的含量，降低贮藏物的代谢作用速度和乙烯产生，抑制微生物的活动，而达到延缓贮藏物衰老、败坏，延长贮藏时间提高保鲜质量的贮藏方式。（五）减压贮藏减压贮藏（hypobaric storage），或称低压贮藏，是蔬菜水果以及其他许多食品保藏的又一个技术创新，是气调冷藏的进一步发展。减压贮藏是把贮藏场所的气压降低，造成一定的真空度，一般降至10.1325kPa（1/10大气压）甚至更低。,（六）果蔬运输中的保鲜措施运输中的环境条件和保持果蔬品质的关系十分密切，果蔬在运输中对环境温度、湿度、气体条件的要求与贮藏时相类似。但由于运输是运动状态，果蔬所受振动的影响也较大。一方面容易造成机械伤，同时，振动会刺激呼吸急剧上升，内含物消耗增加，风味下降，加速品质变劣速度。果蔬运输中的保鲜措施涉及采后预冷、分级包装、温度与湿度及气体成分管理、堆码装卸技术、运输工具、道路选择等各个方面。果蔬运输的基本要求是：缩短运输时间，减少水分、营养物质的损失和不适环境造成的损伤；采用适宜的包装，轻装轻卸，减少果蔬机械损伤和因机械损伤导致的微生物侵染；进行温度与湿度、气体条件的管理，防冻防热。目前，发达国家普遍采用冷藏集装箱长途调运果蔬。如果在冷藏集装箱基础上，加设气密层，调节车箱内的气体成分，就是冷藏气调集装箱，比冷藏集装箱的效果更好。但因技术要求及成本较高目前尚未大规模应用。,第二节 通风贮藏库的环境调控,通风贮藏库根据立体布置的不同可分为地上式、半地下式和地下式三种不同形式。可根据地区气候条件和地下水位高低选择采用。地上式是将库体建于地面之上，通风条件较好，但受气温影响较大，对建筑隔热保温要求较高。地下式的库体全部埋于地下，只有库顶露出地面，保温性能较好，但通风性能较差。为了便于温度管理，我国东北适于采用地下式，华北多用半地下式，南方温暖地区宜用地上式。,通风贮藏库的排列方式,一、通风系统的设置,通风系统是通风贮藏库结构中的重要组成部分。借助通风系统排除果蔬贮藏中呼吸作用产生的呼吸热，使库内维持较低的温度，并调节库内气体成份环境。通风主要是靠冷热空气的对流作用完成的，所以要求设置有足够面积的进气口和出气口，使库内形成冷热空气的顺畅对流，以达到冷却降温的目的。通风贮藏库的通风系统可以根据地区气候条件、风向和风速设置成不同的形式。,（一）通风系统的类型,1屋顶烟囱式通风系统,屋顶烟囱式通风系统是在通风库顶部每隔一定距离（56m）开设一个高出库顶1m以上的烟囱式出气口，排除库内热空气，在库内最低位置即库墙的基部设进气口或导气窗，与库外安置的进气筒连接，导入冷空气。,通风贮藏库的通风系统及排气筒（右）的构造（上角为横剖面）A.屋顶烟囱通风 B.屋檐小窗通风 C.混合式通风 D.地道式通风,2屋檐小窗式通风系统,屋檐小窗式通风系统是在库墙顶部屋檐处开设小窗（一般沿库的纵向每隔5m左右开设一处）。小窗大小一般为25cm25cm或35cm35cm，它同时兼有进气和出气的功能（如图7-2B所示）这种通风系统通风效率较低，适合于入贮时间较晚，呼吸强度较低的果蔬贮藏。,3地道式通风系统,地道式通风系统是在库房基部或库房底部设置的经过地下道的进气口和设在库顶的出气口组成。,混合式通风系统（图7-2C）是以上几种通风方式的混合运用，以提高通风效率。另外，还可设置活动的风罩门，利用风向器改变风罩方向，借助风力来加大进排气口的风压。,4混合式通风系统,（二）各种类型通风系统的选择,通风系统的选择要根据通风库的类型（地上式、地下式、半地下式）和所处地区气温、风向、风速以及贮藏库主要用途而确定。一般而言，昼夜温差小、平均气温较高的地区适宜选用通风效率较高的通风系统，如果条件允许应尽量修建地道式通风系统。而昼夜温差较大、平均气温较高的地区可以采用通风效率稍差的通风系统以减少投资。同时，还应当考虑通风库的贮藏产品的种类。,二、必要通风量与通风断面的计算,（一）必要通风量的计算,通风库虽可周年使用，但主要入贮时间为秋季收获期，果蔬产品入库初期，带有大量的田间热和很高的呼吸热。必要通风量应满足排除多余热量，以保证较快地降低库温。,必要通风量LQ为：,应排除的热量Q由果蔬的田间热Q1、呼吸热Q2、外围护结构的传热Q3（传入为正，传出为负）及其它热量Q4组成，即：,1田间热,2呼吸热,3围护结构传热：,4其它散热量Q4,包括库内工作人员散热、照明散热及动力散热等。这些热量的计算可以参照冷库设计的有关内容进行。,（二）通风断面的计算,为了使通风库内通风均匀，清除死角，通风口间的间距不宜过大，以56米为宜。进出口的断面积可按56米开间为一个计算单元来计算通风量。一般计算通风量时仅考虑热压而不考虑风压的作用。设计通风量（自然通风量）由下式决定：,H 进出风口垂直高差，m；Ti 库内绝对气温，K；t库内外温度差，K。,式中 Aa，Ab 分别为进、出风口断面积，m2；ma，mb 分别为进、出风口或风管道流量系数。,当进出风口为孔口出流时，流量系数为：,当进风口为管嘴出流，除了要克服相当于孔口的局部阻力外，还要克服渐扩的局部阻力和管嘴的沿程阻力，即：,式中 z 整个管嘴的总局部阻力系数，由试验测得 z=0.5；管段沿程阻力系数；l，d 分别是管段长度和直径，m。当l（34）d 时，、l 可忽略不计，m=0.82。,当进出风口为管道出流时,当管段为一简单管路时，其总阻力系数为沿程阻力与局部阻力系数之和，即,整个进口或出口管道上的局部阻力系数。,通风断面的确定应使得按上述计算方法计算的设计自然通风量大于或等于由（7-3）式确定的必要通风量。,第三节 机械制冷原理、设备与系统,适宜而稳定的低温环境是延长果蔬贮藏期限，保持新鲜品质的最重要的因素。在气温较高，缺乏自然降温条件下，只有依靠人工制冷来获得必要的低温。人工冷藏可以是采集利用自然冰的冰藏，也可以是采用机械制冷的机械冷藏。机械冷藏不受外界条件的限制，可终年保证必要的低温。,一、机械制冷原理,机械制冷的原理是使经过压缩冷凝的制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收蒸发潜热而使库温降低。汽化后的制冷剂流回压缩机被压缩、冷凝再流回库内循环。由于制冷剂及设备的不同，可分为蒸汽压缩、蒸汽喷射及吸收式制冷等不同型式。,蒸汽压缩式制冷循环原理,（一）蒸汽压缩式制冷循环,以压缩机压缩制冷蒸汽作为补偿消耗功的制冷循环称为蒸汽压缩制冷循环。其主要热力设备有压缩机、冷凝器、节流阀及蒸发器等，如图7-3所示。这些设备之间用管道依次联接形成一个封闭系统，压缩机将蒸发器内所产生的低压低温制冷剂吸入汽缸内压缩，压力升高（温度也升高）到稍大于冷凝器内的压力时，将高压制冷剂蒸汽排至冷凝器；在冷凝器内，温度和压力较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却界质进行热交换而冷凝为液体；液体再经过调节阀降压降温后进入蒸发器，在蒸发器内吸收被冷却物体的热量而汽化，重新被吸入压缩机而往复循环。,（二）蒸汽喷射式制冷循环,蒸汽喷射式制冷原理,利用喷射高温工作蒸汽，对制冷剂蒸汽进行压缩补偿的制冷循环称之为喷射式制冷循环。其主要设备有引射器、冷凝器、节流阀、蒸发器及锅炉、水泵等。如图7-4所示，当一定的工作蒸汽通过喷管进行绝热膨胀时所产生的高速蒸汽流在喷管出口处造成负压，将制冷蒸汽吸入混合室混合，然后经过扩压管升压，进入冷凝器冷凝为饱和液体，一部分液体经节流阀进入蒸发器吸热蒸发降低冷室温度，余下的液体由水泵返回锅炉。,（三）吸收式制冷循环,在发生器中利用蒸汽通过管路对浓度较大的氨水溶液加热时，由于氨的蒸发温度较水低而首先蒸发，形成一定压力和温度的氨蒸汽，然后进入冷凝器中被冷却凝结成氨液，氨液经调节阀节流后压力和温度降低，再进入蒸发器中吸收被冷却介质的热量而汽化，汽化后的氨蒸汽从蒸发器进入吸收器，在吸收器中被稀的氨水所吸收，吸收时所产生的吸收热由冷却水带走。吸收的结果使溶液的浓度增加，而发生器中由于氨不断汽化的结果，使溶液的含氨量不断减少。为了使蒸发器不断工作，便将发生器中的稀溶液经调节阀降低压力，使它进入吸收器中吸收来自蒸发器的氨蒸汽而恢复其浓度，然后由溶液泵在低压下将吸收器里的溶液送入发生器，如此循环制冷。,吸收式制冷原理,二、制冷剂与冷媒,（一）制冷剂,对制冷剂性质的要求有：沸点低，蒸发时压力不过低（最好接近大气压力），冷凝温度下压力不过高，凝固点低，临界温度高（最好高于环境温度）；蒸汽比容小，导热系数大，汽化潜热大；不易燃烧爆炸，无毒，无腐蚀性；高温时不分解，不与水及润滑油起化学作用；价格低廉等等。,目前被应用的制冷剂有水、氨、某些碳氢化合物和氟利昂等,（二）冷媒（载冷剂）,冷媒又称载冷剂，是被用来将制冷装置所产生的冷量传递给被冷却物体的媒介物质。常用的冷媒有空气、水和盐水等。选择冷媒时应考虑：冰点低、比热大、对金属腐蚀性小、价格低、容易取得等因素。盐水单、丙烯乙二醇、乙酸、水和盐的混合溶液、专用的有机盐,三、制冷系统,在我国目前的食品冷藏库中，应用最广泛的是氨制冷系统和氟利昂制冷系统。制冷循环包括压缩、冷凝、膨胀、蒸发等四个工作过程。在冷库制冷系统中，只有蒸发是在库房内完成的，其它过程都是在库房绝热建筑以外的机房或设备间完成的。所以整个制冷系统包括库房系统与机房系统两个部分。,（一）氨制冷系统,1直流供液系统；2重力供液系统；3氨泵供液系统。,（二）氟利昂制冷系统,四、制冷压缩机类型及计算,制冷压缩机是压缩式制冷装置的主机，用来对制冷工质压缩作功，增加其能量，以便循环制冷。制冷压缩机有活塞式、离心式、螺杆式和刮片式。,（一）制冷压缩机类型,1活塞式制冷压缩机,活塞式压缩机是由机体、曲轴、连杆、气缸、活塞、吸排气阀等构件组成。,2离心式制冷压缩机,离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别，它不是利用汽缸容积减小的方式来提高汽体的压力，而是依靠动能的变化来提高汽体压力。,3螺杆式制冷压缩机,螺杆式制冷压缩机是回转式压缩机的一种。,（二）制冷压缩机的选择计算,1压缩机的选择原则,1）选择压缩机时，其制冷量应满足用户各种不同蒸发温度的冷负荷要求，制冷装置的总制冷量可由计算确定。,根据计算冷量就可确定压缩机的台数：,（2）选择制冷压缩机时，台数不宜过多，其制冷量应大小搭配，一 般不考虑备用机。（3）设计工况的冷凝压力与蒸发压力之比，以氨为制剂小于等于 8、以氟利昂为制剂小于等于10时，应采用单级压缩机，超过 该比值应选择双级压缩机。,2压缩机制冷量计算,（1）按特性曲线确定根据设计工况在特性曲线图上查得该工况下的制冷量。此法所求得的制冷量反应了机器实际运行的特性，比较符合实际。（2）按理论输汽量计算在考虑各种输汽损失后，压缩机的制冷量可由下式计算：,3）按冷量换算公式计算同一台压缩机在不同的工况下其制冷量是不相同的。压缩机上所标定的制冷量一般是指蒸发温度tZ=-15，冷凝温度tL=30的工作条件下的标准制冷量。而工况改变后的制冷量可按下式进行换算。,3压缩机消耗功率的计算（1）指示功率Ni，即汽缸内活塞压缩制冷剂所消耗的功率为：,式中：A1 理论绝热压缩功，为压缩机吸汽与排汽的比焓差，kJ/kg；G 制冷剂循环量，kg/h；i 指示效率，可按经验公式计算：,五、附属设备,（一）冷凝器冷凝器系用来将压缩机送出的高压、高温气体用水或空气进行冷却使其凝结液化。它应具备足够的强度与冷却面积，较高的传热系数，可靠的气密性等性能。,（二）蒸发器蒸发器是用于使液态制冷剂吸热蒸发的一种低压热交换器。它接受来自节流阀的液态制冷工质，使之蒸发吸收待冷却介质（水、盐水、空气等）中的热量，介质被冷却降温。,（三）其它辅助设备,1油分离器,2贮液器,3排液桶排液桶的体积应按各冷间中排液量最大的一间确定，排液桶的充满度不宜超过70%。冷间排液量即蒸发器内充入的液态制冷剂的量。,第四节 冷藏库制冷系统设计,冷藏库是用人工制冷的方法对果蔬进行贮藏，以保持果蔬食用价值的建筑物，而要达到冷藏库内的要求的低温环境，必须要进行正确的设计。,一、冷藏库耗冷量的计算,（一）冷间冷却设备负荷,式中Q1围护结构传热量，W；Q2货物热流量，W；Q3通风换气热流量，W；Q4电动机运转热流量，W；Q5操作热流量，W；P货物热流量系数，冷却间、冻结间和货 物不经冷却而进入冷却物冷藏间的货物 热流量系数P应取1.3，其他冷间取1。,（二）制冷机机械负荷,制冷机的机械负荷是决定整个冷库所需制冷量的依据。它应适应全年生产的需求，特别是能满足冷库生产高峰负荷的需要，同时还应考虑如何提高制冷机的利用率，当加工旺季并非在夏季时，则应对进行修正；库内不同温度的冷间之间的热交换，对冷分配设备是作为负荷计算的，而在同一蒸发系统中对压缩机是相互抵销的。另外考虑到各库房操作管理的不同期性以及制冷管道热流量等因素，制冷机机械负荷按下式计算：,二、管道与设备布置,氨制冷系统的管子应采用无缝钢管，其质量应符合现行国家标准流体输送用无缝钢管GB 8163的要求，应根据管内的最低工作温度选用钢号；管道的设计压力应采用2.5Mpa（表压）。氨制冷管道系统应采用专用阀门和配件，其公称压力不应小于2.5Mpa（表压），并不得有铜质和镀锌、镀锡的零配件。制冷系统管道的管径，影响着系统各部分的压力降。在正常运行工况下，蒸发压力和冷凝压力是一定的。而压力的降低，会引起运行工况的改变。压力的降低值与管径的大小有关，管径越小，降压越大，故应选择合适的管径，保证降压小于允许压力降。,管道布置应符合下列要求：各种管道的挠度不应大于1/400；低压管道直线段超过100m，高压管道直线段超过50m时，应采用补偿装 置，例如伸缩弯等；管道穿过建筑物的沉降缝、伸缩缝、墙及楼板时，应采取相应的措施；排液桶、集油器和不凝性气体分离器等的降压管应接在气液分离装置的回 气入口以前，不应直接接在压缩机的吸气管上；融霜用热氨管应连接在除油装置以后，其起端应装设截止阀和压力表；氨压缩机的吸气管、排气管应从上面与总管连接，这样可避免润滑油和氨 液积聚在不工作的管道中；在管道系统中，应考虑能从任何一个设备(容器)中将氨抽走；连接氨压缩机的管道不应与建筑物结构刚性连接；连接氨压缩机和设备的管道应有足够补偿变形的弯头；供液管应避免气囊，吸气管应避免液囊；系统管道的坡度为0.1%0.5%，注意坡向。,1.设备布置应符合工艺流程、安全规程以及操作方便的要求，并需要有适当的空间，以便设备部件的拆卸和检修。同时亦应考虑到尽可能布置紧凑，充分利用机房的空间，以节省建筑面积。2.机器间内主要操作通道的宽度应为1.52.5m，压缩机突出部分到其他设备或分配站之间的距离不应小于1.5m。两台压缩机突出部位之间的距离不应小于1m，并能有抽出曲轴的可能。非主要通道的宽度不小于0.8m。3.设备间内的主要通道的宽度不应小于1.5m，非主要通道的宽度不应小于0.8m。4.水泵和油处理设备不宜布置在机器间或设备间内。,（二）机器设备的布置,第五节 果蔬的气调库贮藏,一、气调库的建筑特点,果蔬气调贮藏库是进行人工气调贮藏的设施。在其建筑结构上与普通果蔬冷藏库相比具有以下两方面的特点：库体、库门有良好的气密性；装备有O2、CO2气体的调控设备和湿度调节装置。气调库的库体结构既要满足保温隔热的要求，又要具有良好的气密性。与普通果蔬冷藏库相比增加了一个气密层。,两种气调库的结构类型(a)夹套式(b)一体式,一体式气调库可分成以下四种类型：,1半地下砖混结构库体外壳，内喷聚胺酯绝热气密层式这是一种节能型库体结构，非常适合在北方寒冷地区建造，也可以由原来的半地下果蔬冷藏库改造而得。由于是半地下式，其保温性能好，减少了制冷系统的工作时间，节约用电，可节省建库费用，但因气密性处理技术较复杂，在施工和维护时比较复杂。2砖混结构外壳，内喷聚胺酯式。这种库体结构造价较低，库体内壁需喷涂聚胺酯作气密性处理，并铺设围板加以保护，以防机械损伤，影响其气密性。3砖混结构外壳，内贴单面夹芯绝热库板式。夹芯绝热库板有装配式和装嵌组合式两种，它是将单面库板按预埋的装配螺栓，一张一张地装嵌上去，然后再用密封胶涂抹接缝；另一种是先将单面库板组合成“片”，然后再在库板和砖墙之间灌充聚胺酯使两者牢固结合。4钢结构、夹芯绝热库板组合式。这种库体结构建库周期短、性能优异、施工维护方便，与国外新型气调库库体的性能完全相同。但其造价比前几种高出很多。,二、气体调节装置,气调设备是创造气调环境条件的主要手段。通常是制造高浓度氮，通入气调库内置换其中的普通空气，获得含氧浓度低于普通空气的气体。库内二氧化碳浓度超过要求的指标时，用清除二氧化碳的设备清除。经过人为调节或自动控制，构成贮藏果蔬的适宜气体环境，即适宜的二氧化碳与氧的浓度比。,燃烧式制氮设备（氮气发生器）1.燃烧室 2.气体冷却室 3.丙烷流量计 4.空气流量计 5.风机,碳分子筛制氮机装置流程1.空气压缩机 2.除油塔 3.吸附塔 4.储气塔 5.真空泵,1液氮 2烃类化合物燃烧系统 3氨裂解系统 4变压吸附系统 也称为碳分子筛气调机或制氮机。5膜分离系统,膜分离制氮设备（美Permea公司）,6二氧化碳清除装置 7乙烯脱除装置,紫外线乙烯清除装置示意图,三、气调库的绝缘,气调库围护结构的绝缘包括隔热、隔水汽和防止漏气三个方面。隔热性能的好坏，不仅关系到耗冷量，而且直接影响到库温与库内气压的稳定性。一般说来气调库的隔热标准应较冷库为高。按照国外的经验，果蔬气调库围护结构传热系数K的控制标准，外墙与屋顶为0.410.35W/(m2)，地板为0.580.46W/(m2)，由技术经济水平来确定。目前我国气调库的隔热标准可参照现行冷库标准确定。,金属板隔汽、隔气预制装配式围护墙板(a)热侧金属板式 1.木龙骨 2.镀锌板或铝板 3.木板条 4.隔热层 5.木板条(b)冷热两侧金属板式 1.镀锌板或铝板 2.隔热层 3.聚乙烯外罩4.连接螺栓 5.镀锌钢板 6.封口玛碲酯,气密性试验标准图解,四、气调库的制冷,适宜而稳定的低温是气调贮藏环境的基本条件。气调库的制冷装置一般采用顶盘管系统或强制通风系统。顶盘管系统是将焊好的盘管挂在屋顶天花板下。盘管备有滴水盘以收集融霜时融化下来的水和冰块。一般在出库后或进库前冲霜一次。为使库温均匀一致，盘管应均匀布满整个天花板。顶盘管平均温度沿长度方向也要均匀。应采用足够的冷却盘管表面。据经验每20t贮藏需配备光滑管面积23m2。盘管冷却系统制作费工，但运行操作简单，运转费用较低。在永久性气调库内使用较为经济。强制通风系统由风机和翅片冷却管系统组成。风机应采用高效能的双速型，以适应负荷的变化。冷却表面必须充裕，以保证管温与库温相差值小于3。为了维持库温稳定，需常用水冲霜。,五、塑料薄膜帐与硅窗气调贮藏,随着塑料工业的兴起和发展，果蔬自发气调贮藏的容器已被各种类型塑料薄膜代替，并得到迅速推广。不少研究和生产单位选用不同配方和厚度的塑料薄膜做成袋或大帐，将水果或蔬菜封闭在袋或帐中贮藏。由于薄膜有一定透气性，在较稳定适宜的低温下，袋或帐内可以较长期地保持CO2和O2的衡定浓度和比例，符合果蔬贮藏的气调环境要求。,堆在库内的硅窗薄膜封闭集装袋1.硅窗 2.装箱产品 3.内外垫板 4.封闭薄膜,法国Marcellin等采用硅橡胶（silicone elastomer）膜嵌镶在塑料薄膜袋或帐上，构成硅橡胶窗，使CO2通过硅窗向外扩散或使O2进入袋内，比单纯用塑料薄膜更能准确地维持袋或帐内CO2和O2的浓度。硅橡胶为二甲基聚硅氧烷（dimethyl-polysiloxane），涂布在织物上形成膜，其透CO2率比相同厚度的聚乙烯膜大200300倍，比聚氯乙烯膜大20000倍，透CO2性能又比透O2高34倍，比N2高812倍。水果或蔬菜贮藏在镶有硅橡胶窗的聚乙烯薄膜袋内，由于呼吸消耗O2，袋内O2浓度降低，O2不足时可通过硅窗膜补充，过多的CO2由硅窗膜排出袋外。大量贮藏果蔬可以采用较厚的聚乙烯膜或聚氯乙烯膜（0.200.25mm）做成密封大帐，在帐的一侧或两侧嵌镶一定面积的硅橡胶膜贮藏果蔬，帐内的O2和CO2浓度，在一定程度上得到调节。,1、果蔬贮藏对温度的要求？2、果蔬贮藏保鲜对O2、CO2的要求？3、果蔬贮藏保鲜方式？4、机械制冷的原理？5、一体式气调库的类型及其特点？,思考题,