毕业设计（论文）食品冷藏链技术应用现状与前景分析.doc

郑州科技学院专科毕业设计（论文）题 目 食品冷藏链技术应用现状与前景分析姓 名 专 业 食品加工技术 学 号 201211016 指导老师 郑州科技学院食品科学与工程学院二一五年四月目录中文摘要.1Abstract.2前 言.31食品冷藏链技术.4 1.1原理.4 1.2 特点.42. 冷藏链相关设备.5 2.1冷藏链.5 2.1.1含义.5 2.1.2基本流程.5 2.1.3形成.6 2.2设备.6 22.1分类.6 2.2.2 节能措施.73. 食品冷藏技术领域及状况.7 3.1 技术领域.7 3.2状况.7 3.2.1国外先进国家状况.7 3.2.2国内状况.8 3.2.3原因分析.84. 冷藏链建设的迫切性.85.发展冷藏链必须解决的问题.86食品冷藏链设备的技术与市场预测.9结 论.10致 谢.11参考文献.12食品冷藏技术应用现状与前景分析摘要 食品冷藏链主要是面向于食品等领域，直接和人民生活相联系，它包括食品加工、保鲜贮藏和流通运输三大类，本文了食品冷藏链所涉及的技术领域及相互之间的内在联系，在分析了食品冷藏链在国内外的现状的基础上，展望了食品冷藏链技术与发展前景1。食品冷藏链设备在有很大的市场前景，只要投入力量，摸清当前市场产品的现状，提高食品冷藏链设备自动控制水平以提高食品质量，将会给带来新的增长点。关键词：食品冷藏链 现状 前景预测  AbstractChain of food refrigeration, transportation and storage is nearly connected with the living of people. It includes food processing, storage and transportation. The technologies and the relations among these technologies are introduced in this paper. Based on the application status quo, an analysis is made to forecast the development of this technology and its application and market. The technology and the equipment of the chain of refrigeration, transportation and storage are very important for food industry. The development of this technology will improve the living of people and accelerate the.Development of national economy.Key words food; refrigeration; storage; present situation; forecast. 前言食品冷藏链是在20世纪随着科学及时技术的进步、制冷技术的发展而建立起来的一项系统工程，是建立在食品冷冻工艺学的基础上，以制冷技术为手段，包括使易腐品从生产者到消费者之间的所有环节，即贯穿于从原料（采摘、捕捞、收购等）、生产、加工、运输、储藏、直至销售流通的整个过程中的连续的低温环节，以始终保持合适的低温条件，确保食品的质量，减少食品的损耗。这种连续的低温环节即称为冷藏链。20世界50年代，各种冷冻食品开始在发达国家以商品的形式出现，经过数十年的努力，各类低温食品的冷藏链才逐渐趋于完善。对于食品冷藏链的实现条件及基本要求，1985年美国人阿萨德提出了证明冷冻食品品质的3T概念2，即：时间（Time）、温度（Temperanure）、容许变质（Tolerance）。后来又有人补充了3P，即原料（Product）、处理工艺（Processing）、包装（Package）;3C,即：冷却（Cool）、清洁（Clean）、小心（Care）。这些条件都是低温食品加工及流通环节必须遵循的技术理论依据。1. 食品冷藏链技术1.1原理食品变质的原因，主要是由于食品外部的微生物和内部的酶所引起的，低温能够抑制微生物的繁殖和降低酶的活性。在一定范围内，温度越低，这种效果就越明显。将食品放在低温下一般能保存较长的时间而且还不会变质，这就是食品冷藏的基本原理3。一、冷却，即食品温度的降低没有引起食品中水分的结冰； 二、冻结，即食品温度的降低使其中的水分大部分结冰。一般植物性食品，其腐烂的原因主要是呼吸作用的影响，例如蔬菜和水果在储藏时，虽然不在地里继续生长，但他们仍然是个有生命的生物，还有呼吸作用。呼吸作用能够抵抗微生物的入侵。在植物呼吸过程中的氧化作用，能把微生物分泌的水解酶氧化成无害物质，使植物的细胞不受其害，从而阻止了微生物细菌的入侵。呼吸作用能控制机体内酶的作用，防止外界微生物的入侵引起食品的腐烂和发酵。但食品呼吸作用也要消耗体内物质，使活体逐渐衰老和干枯。所以，要长期储藏植物性食品，必需维持它们的活性状态，还要减弱呼吸作用。低温能够减弱蔬菜和水果类食品的呼吸作用，延长储藏时间；不过温度太低，会使它们冻死，因此要有合适的冷藏温度4。鱼、肉家禽等动物性食品在储藏时是无生命的，物体内部的细胞已经死亡，所以不能控制引起食品变质的酶作用，也不能抵抗引起食品腐败的微生物作用。低温可以抑制酶的作用，也能阻止微生物的繁殖和生长，使食品内部的化学作用变慢，在较长时间内能维持新鲜状态。因此，动物性食品的储藏温度越低，保存的时间就越长。但是在冻结温度以上是不能取得明显效果的，因此必须在冻结点以上储藏才有效5。 综上所述，对于植物性食品来说，保持适当的温度以控制呼吸作用，一般存放在电冰箱冷藏室下部或果蔬冷藏的高温冷库中（此处温度在0以上）；对于动物性食品来说，保持足够低的温度（-6-18）以抑制微生物和酶的作用，放置在电冰箱的冷冻室或低温冷库中可保存较长时间，短时间储藏可放置在电冰箱冷藏室的上部。1.2特点食品的保鲜、贮存有多种，如：干燥、腌制、熏制、真空保存、添加防腐剂和低温贮藏等，现在采用得最为广泛的是低温贮藏法。随着技术的进步，冷凝技术得到迅猛的发展，其设备的种类、用途都在扩大。长期的应用结果表明，冷藏时因食品后熟、腐败速度较快，不可能实现食品的长期贮存；冷冻虽然能长期贮存食品，但由于食品的一部分细胞死亡，且在解冻时出现汁液流失，不能保持食品的原有风味。随着人类生活水平的提高，消费者希望能吃到新鲜可口的、具有天然风味的食品，这一要求大力推进了工作者对食品贮藏方法的不懈，速冻技术和冰温技术就是其重要成果之一。速冻食品是指：在-35-40的环境中，在30min内快速通过-1-5的最大冰结晶生成带（即在食品中心温度通过所需的时间不得超过30min），在40min内将食品95%以上的水分冻成冰，即食品中心温度达到-18以下。 冰温食品是指：把食品放置在"冰温带"（0以下、冰点以上的温度区域）内进行加工、贮藏和流通6，此类食品称为冰温食品，也即，食品的冷藏链为冰温链。 传统的"冷藏链"定义为从生产时间和地点到销售时间和地点之间，用于易腐食品加工、贮藏、运输、销售的各种冷藏工具和冷藏作业过程的总和。然而这个链并没有考虑从销售时间、销售地点到消费者之间搬运和贮藏环节，所以"冷藏链"的定义，应该将终止时间、地点（销售时间和地点）予以扩大到"家庭消费"。这不仅仅是概念的变化，而是扩大了该产业的领域。2. 冷藏链相关设备 2.1冷藏链 21.1含义冷藏链7是指食品从产地进行冷加工后冷藏运输至冷藏库贮存，然后通过冷藏销售柜由市场进入家用冰箱。世界各国都十分重视食品冷藏链，它表示了食品从生产到消费的各个环节，都必须采用冷藏方法来保存。食品从采集、加工、冷冻、运输、贮藏、零售到消费者等各个环节构成了完整的食品冷藏链，它的各个环节均需要不同型式的制冷装置。一条完整的食品冷藏链：食品从产地送到冷库（一般在食品产地附近）进行冷冻加工后，经由带有冷藏装置的运输设备（冷藏汽车、冷藏火车、冷藏船、冷藏集装箱等），运送到各个地区的超市、企业、食堂等，最后到达消费者冰箱里。对于交通运输上的“冷藏链”，由我的工作经验给出一点解释。目前，物流这个词涵盖了很多方方面面，包括运输、仓储、分拣、包装、供应链等等，未来将会有更多的物流服务会越来越充斥这个市场，这也是迎合市场的一种需求供应。冷藏链就属于物流里面运输这个项目下面的一个具体操作分支。详细内容就是为一些需要冷藏的物品提供运输服务，这其中又包括陆运、空运、海运等，从接受客户单位的委托开始调度并完成从始发站到目的站的整个冷藏运输流程，就称为冷藏链了，一般简称为冷链，也可以说成是冷链运输。可以说“冷藏链”是指完成这个流程的单位和部门人员，而操作的这个过程是不是就可以理解为“冷藏运输”了。就工作内容和项目给大家提供的一点点解释，不知道这个理解是不是完全正确，请各位高人再补充或者修改。至于食品加工贮藏冷藏链，是指果蔬在贮藏、运输、销售环节中都是处在0以上的低温环境，各个环节共同构成了的这个冷藏链。与此相近的冷冻链，是指果蔬在贮藏、运输、销售环节中都是处在0以下的低温环境，各个环节共同构成了冷冻链。2.12基本流程基本流程为产地采集及产后处理、预冷冷加工产地集货、冷藏产地批发冷藏运输销地集货销地加工、批发、配送零售、消费，可以适用于果蔬、肉、禽、蛋、水产品、奶、花卉，乃至血浆、生物制剂等的生产、采收、运输和销售等各环节，是保证这些易腐产品长期贮藏、运输及消费过程中品质、安全及卫生的最重要的技术手段。2.1.3形成冷藏链主要是指易腐食品从产地进行冷加工后冷擦运输至冷擦库贮存，然后通过冷藏销售柜由市场进入家用冰箱。世界各国十分重视食品冷藏链，它是表示易腐食品在从生产到消费各环节中，不断采用冷藏方法来保存食品。这种易腐食品从采集、加工、冷冻、运输、贮藏、零售到消费者等各个环节构成了完整的食品冷藏链，它的各个环节均需要不同型式的制冷装置。一个国家其冷藏链的完善程度，从客观上标志这个国家的农、林、牧、副、渔业发展的态势。冷藏链过程中新采用的各种型式的制冷装置越先进说明其冷冻、冷藏事业越发达。相对而言，我国冷藏链的形式还比较落后，这主要是由于我国还未真正形成冷藏链，致使每年腐败变质的食品达30%以上，有些食品在树上、海上由于没有冷加工、冷贮藏能力而就他处理，或由于没有专用制冷装置造成严重的经济损失，这些情况屡见不鲜。因此，大力发展农、林、牧、副、渔业的同时，还应开发更多的制冷装置使冷藏链早日完善8。2.2设备2.21分类在冷冻食品加工企业中，食品速冻设备正在逐渐普及，国外先进的冻结技术和设备也被普遍采用9。按冻结方式分类，速冻设备可分为:空气循环式、接触式和喷淋式。空气循环式又可分为:隧道式、螺旋式和流态化装置;接触式有平板冻结器、搁架冻结器等方式;喷淋式则主要采用将液氮、二氧化碳液体喷淋在食品表面，靠液体蒸发快速带走食品内的热量，达到快速降温的目的。由于液氮、二氧化碳液体制取需要特殊的设备和工艺，得来不易，如果没有便利的条件，势必会加大食品加工成本，如果是一些附加值特别高的产品，为提高冻结速度，降低冻结温度，采用这种方法值得，但对于利润越来越少的大众化食品来说，很难推广。排除喷淋式冻结以后，采用电制冷方式进行冻结就成了大家的首选。实际上，无论是预冷设备，还是冻结设备，在电制冷系统中，都是蒸发器。这种蒸发器和其他系统的蒸发器有许多不同之处:1)安全性:由于这些蒸发器一般都放置在人群密集的地方，一般是在加工车间内，一旦出现泄漏，除会造成极大的财产损失之外，还存在着人身安全隐患。2)可靠性:速冻设备是冷冻食品加工企业的必备设备，也是决定产品质量和产量的关键设备，可靠性直接影响公司的效益。速冻设备的重要性决定了设备的经济性直接影响企业的经济效益。受蒙特利尔公约的限制，在大型制冷系统中广泛采用的、制冷性能可与氨接近的R22 已经限制使用。所以，在国内的大部分大型食品加工企业中，一般都采用氨作为制冷剂，由于氨泄露将会导致食品产品报废，重则影响人身安全，一般建议采用以下几种措施:将速冻设备隔离;单独为速冻设备更换工质(但目前还没有更理想的替代物)。采取预防措施:相信专家，选择真正专业的、具备相关资质的厂家合作;在制冷系统中配置预防装置;在速冻设备间增加泄漏检测仪器，增加消防喷头;车间布置时考虑安全通道。2.2 .2节能措施1)尽可能降低冷凝温度。在一般的食品冷冻加工系统中,采用蒸发式冷凝器或水冷式冷凝器,冷凝效果要大大好于空气冷却。2)尽可能提高蒸发温度。加大冷间蒸发器的面积是提高蒸发温度的一个有效措施。除此之外,准确确定3个温度差:蒸发温度与冷间温度;冷间温度与货物温度,货物表面温度与中心温度。这也要求速冻设备制造厂家给产品采用最科学合理的传热方式。3)尽可能采用自动系统。自动系统是最优化的系统,在保证制冷效果的前提下,自动系统可以最大程度地降低输入功率,同时可以有效改善人为因素影响产品质量的状况。4)能量综合利用。如热回收、冷回收技术10。3. 食品冷藏技术领域及状况3.1 技术领域  食品贮藏关键技术:食品贮藏工艺，制冷技术(设备、系统设计），隔热层（保温板）技术，空气幕，设计技术。相关技术：机械设计、制造，自动控制技术，传感器技术，外观设计，制冷剂、发泡剂替代技术。核心技术：制冷技术，隔热层技术,食品贮藏技术,空气幕技术。相关设备：大中小型冷藏，冷冻，冰温库，陈列，展示柜，零售冷藏柜。流通设备关键技术：制冷技术，蓄冷技术，隔热层（保温板）技术。相关技术：汽车技术，加工技术，新材料技术。核心技术：制冷技术，蓄冷技术。相关设备：冷藏保温车，集装箱，冷藏保温箱，保温盒（袋）加工设备。加工设备关键技术：食品加工工艺制冷技术，冰温技术，蓄冷技术，解冻技术（高湿度空气解冻，喷淋冲击解冻）。相关技术：机械设计，制造 自动控制，传感器外观设计，包装材料与机械，电解冻技术（红外解冻、电阻型解冻、高频解冻、微波解冻、高压静电解冻）。核心技术：食品加工工艺，制冷技术，机械设计、制造。相关设备: 速冻机、差压预冷设备，解冻设备，干燥设备，发酵设备。特殊设备关键技术：制冷技术，空气调节，气调贮藏（CA贮藏）。相关技术：机械设计，外观设计，货币识别。核心技术：制冷技术，货币识别，机械设计。相关设备：鲜花展示（销售）柜，自动售货机，小型制冰机，冷饮机11。3.2状况3.2.1国外先进国家状况：食品工业投资占工业总投资的比率：8%10%；冷冻冷藏能力：世界总量为5100万t；冷藏运输能力：美国：冷藏车16万辆，保温车6万辆，冷藏保温挂车和半挂车厢万辆；日本：冷藏保温车12万辆，近年来年产量一般为2万台左右，其中冷藏保温车占25%，保温汽车占40%50%：冷藏运输率：欧、美、日等发达国家：80%90%；前苏联和东欧国家：50%左右;发展中国家：一般只有10%20%12。3.2.2国内状况：食品工业投资占工业总投资的比率：3%；冷冻冷藏能力：500万t（冷藏：140，冷冻360）；冷藏运输能力：冷藏列车：6792辆冷藏汽车：20000辆冷藏船：10万t，冷藏集装箱：10000个，我国保温冷藏车的年产量为15002000辆，其中冷藏汽车占10%20%；冷藏运输率：目前全国调运易腐货物约4000万t，其中：铁路运输率：25% 公路运输率：15% 水路运输率：1% 空运运输率：0.1%13。3.2.3原因分析：食品工业投资占工业总投资的比率：宏观管理失控：法规建立滞后销售条件欠缺：缺乏冷柜和保温设备 产品质量难保：冷冻食品合格率仅为78.9%。冷冻冷藏能力：中国体制未适应市场经济需要，冷藏业的发展处于无序状态。建设冷库存在3个不平衡：重视肉类冷库建设，忽视果蔬冷库建设；重视城市经营性冷库建设，忽视产地加工性冷库建设；重视大中型冷库建设，忽视批发零售冷库建设。冷藏运输能力：我国冷藏运输是从50年代后期开始发展起来的，外贸部分为肉食出口，将苏联的"吉尔"载货汽车改装为保温汽车；60年代初，将国产解放牌汽车改装为冷藏汽车；6070年代先后进口罗马尼亚、匈牙利、意大利等国的保温车；7080年代中期，从日本、意大利、罗马尼亚等国进行了数千辆保温汽车，花费外汇数千万美元；从1979年起，通过补偿贸易形式引进罗马尼亚技术，在江苏镇压江合作生产冷藏保温车；1982年我国颁布"食品卫生法"，推动了食品的冷藏链和冷藏保温车的发展14。冷藏运输率: 大量运输采用普通棚、敞车运送，缺少冷藏流通设备。由于运输业的资源配备不合理，必须提高资金的使用率和效率，改变单一的开发投入主题，建立多渠道、多层次、多元化的投入体系15。4. 冷藏链建设的迫切性全国因食品冷藏链不完善，加之食品经营机制上的各种因素，每年有3000万t食品有待于从变质中拯救出来，易腐货物每年要损失十多亿元。按每一年减少十多亿损失计算，可建十二万t以上容量的冷库，或购置机械冷藏列车1000辆，是现有铁路运输能力的1/7。因养殖种植业的大幅度发展，而保鲜及贮藏、流通措施的发展极不协调，令食品产量与损耗率是逆向进行，产量越大亏损越多，我国人口十二亿多，食品资源非常宝贵，如不尽快改观，不仅是中国的食品工业的水平将大幅度落后于先进国家，而且将会造成资源的大量浪费16。5.发展冷藏链必须解决的问题5.1 冷藏链的建立、完善与发展与我国的社会环境、历史条件、车家政策等有着密切的关系。需要有强有力的机构，实行跨行业宏观调控，进行规划管理，相关行业需设置专门的机构管理这项工作，制定标准、规划布局、统一价格、开拓新产品。政策上应给予保鲜产业倾斜和扶持，对整个食品产业包括冷藏运输体系，应从政策、投资等方面给予优惠扶持，促进其发展。把冷藏链作为系统工程来抓，明确发展目标，统筹发展格局。5.2 立足中心城市，组建食品冷藏链中心以组建食品冷藏链中心为纽带，把供应、生产、流通和消费有机联结起来。5.3 建立食品保鲜研究中心和加速食品保鲜技术的人才培养。除研究冷藏保鲜、冷冻保鲜、速成冻保鲜技术外，还应研究冰温保鲜、气调保鲜、药品物保鲜、负离子保鲜等技术。5.4 开发实用于冷藏链各个环节的保鲜设备，如：加工设备、流通设备、贮藏设备及其它专用设备17。6食品冷藏链设备的市场预测速冻食品和冰温食品机械的发展必须有相关产业的支持和合作，并形成体系。因为冷加工食品从原料起到制成产品后，必须保持在冷藏链环境中，只有冷藏链整个环节密切配合，才能确保食品的质量，需要冷加工食品制造业、设备制造业、包装材料业、运输业与经销业等相关产业的合作，逐步形成较完善的冷藏链工业体系。所以发展商用制冷设备今后10年的重点包含以下内容：开发果蔬、畜禽和水产品等原料的分级清洗、整理机械及面类、肉类、蔬菜等各类前道成型设备6；集中研制各类快速冻结装置等核心关键设备，如：螺旋冻结机、钢带式速冻机、液氮喷淋装置、沉浸式冻结装置及其自动控制设备；开发冰温贮藏、运输、加工设备；国家应系统地组织技术力量开发新型制冷系统和制冷剂；开发冷冻及保温运输设备，包括各种型号带制冷系统的汽车和无制冷系统的保温车、冷藏集装箱、保温箱和用于配送用的保温盒（袋）；发展既能耐微波调理又能保持速冻食品质量的新型低温包装材料，改变当前国内包装材料简单、单一的落后局面；大力发展和推广美观大方的卧式、立式冷柜、陈列柜、展示柜、低温冰箱；开发实用的集团伙食用微波炉、解冻设备及各种快餐配送设备；有计划地建设速冻食品流通中心市场、开发仓储自动分检配送计算机管理系统；重视产品配送，加速冷冻加工食品的供给及有效的售后服务18。结论 从冷藏链发展现状来看，我国仍处于逐渐上升时期，有些技术甚至才处于起步阶段，随着国家政策的逐步完善和人民生活水平的提高，冷藏链将会在510年时间内逐步完善起来；从现在起到2010年的10年中，与冷藏链相应的速冻机、陈列柜、展示柜、低温冰箱、冷藏保温车及其配套设施将是一个大发展的黄金时期、难得的历史机遇。我们应牢牢地抓住这个时机，开发、生产相应产品，以满足市场需求。冰温技术在日本已有非常成熟的技术，而我国还未起步，随着宣传力度的增加，有望在10年内开始被中国用户接受，象变频空调器一样，一旦被宣传，将会有较大的市场。   食品冷藏链设备在中国有很大的市场前景，只要投入力量，摸清当前市场产品的现状，提高食品冷藏链自动控制水平以提高食品质量，将会给企业带来的新的经济增长点19。致谢 在本次论文设计过程中，感谢我的学校，给了我学习的机会，在学习中，老师从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。这篇论文是在老师的精心指导和大力支持下才完成的感谢所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力和信心完成这篇论文。感恩之余，诚恳地请各位老师对我的论文多加批评指正，使我及时完善论文的不足之处。谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢。参考文献1张恩平.国内外速冻调理食品的发展现状与展望J.制冷技术，1993，（2）：69.2冷饮与速冻食品工业2004年01期3孔凡真.真空冻干食品的生产机设备.食品与机械，1998（2）：24274关志强，食品冷冻冷藏原理与技术，化学工业出版社，2001年5刘北林食品保鲜与冷藏链，化学工业出版社，2004年6石文星，彦启森，马灵芝，川上恒（日）.冰温技术在食品工业中的应用.天津商学院学报，1999（3）.3944.7 冷藏链现状及进展  中国知网 引用日期2015-01-17 8食品冷藏链与食品安全 中国知网 引用日期2015-01-179顾甘泉，张东升，郑允斌.推广应用速冻技术，发展速冻食品工业.食品与机械，1999（2）：78.10忠宇;程有凯;冷库现状及冷库节能途径J;节能;2007年07期11刘先进.  食品冷藏链技术的开发及其应用J. 安徽农学通报. 2008(18)12申江;齐含飞;刘兴华;范凤敏;国外食品冷链技术研究进展A;第七届全国食品冷藏链大会论文集C;2010年13国家统计局.1996年国民经济社会发展统计公告.14 匡勇,张晨.国内外冷链物流的发展现状比较研究J. 科技和产业. 2008(08)15冷藏运输货物温度分类 .中国冷链物流网2013-03-19 引用日期2013-04-27 16刘学浩;靳新春;加快发展食品冷藏链的建设A;2006年山东省制冷空调学术年会“格力杯”优秀论文集C;2006年17蒋国玲;张银;沈海亮;宋平;浅谈我国冷藏链物流的主要问题及措施J;饮料工业;2011年06期18顾甘泉，张东升，郑允斌.推广应用速冻技术，发展速冻食品工业.食品与机械，1999（2）：78.19刘彦华.发展食品冷藏链，保护食品资源-食品产业可持续发展战略.制冷，1999（1）.