园艺产品贮藏运销学第四章.ppt
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1、第一节 常温贮藏第二节 机械冷藏第三节 气调贮藏第四节 减压贮藏第五节 物理贮藏第六节 食品生物保鲜,第四章 农产品贮藏方式与管理,第一节 常温贮藏一、常温贮藏的方法1、沟坑式(french storage)2、窑窖式(cellar or cave storage)3、通风库贮藏(ventilation storage)4、其他贮藏方式二、常温贮藏方式的管理,返回,沟坑式贮藏法是在选择好符合要求的地点,根据贮藏量的多少挖沟或坑,将产品堆放于沟坑中,然后覆盖上土、秸秆或塑料薄膜等,随季节改变(外界温度的降低)增加覆盖物厚度。,一、常温贮藏的方法,1、沟坑式(french storage),返回,
2、2、窑窖式(cellar or cave storage)即在山坡或地势较高的地方挖地窖或土窑洞,也可采用人防设施,将新鲜园艺产品散堆或包装后堆放在窑窖内。产品堆放时注意留有通风道,以利通风换气和排除热量。,返回,指在有较为完善隔热结构和较灵敏通风设施的建筑中,利用库房内、外温度的差异和昼夜温度的变化,以通风换气的方式来维持库内较稳定和适宜贮藏温度的一种贮藏方法。,3、通风库贮藏(ventilation storage),返回,4、其他贮藏方式 包括 缸藏(jar storage)冰藏(ice storage)冻藏(freeze storage)假植贮藏(fake plant storage)
3、挂藏(hang storage),返回,常温贮藏是利用环境温度的变化来调节贮藏场所温度的,且相对湿度会随温度的改变而变化,选择具体的简易贮藏方法时应充分考虑当地的地形地貌、气候条件和需贮藏对象的生物学特性;同时在贮藏前或贮藏中采用防腐剂、被膜剂或植物生长调节物质等处理以提高贮藏效果和减少产品的腐烂损失。常温贮藏以温度管理最为重要。,二、常温贮藏方式的管理,通风时间的长短和通风量以贮藏空间温度降至最低和最大限度地排除湿热空气为原则。通风可由建造过程中设置的通风系统自然进行也可强制进行。在贮藏环境的温度达到规定要求后的维持、稳定阶段,根据外界温度下降的速度和程度及时增加沟坑的覆盖物厚度、缩短通风时
4、间或减少通风量来维持通风库和窑窖内温度的稳定,防止因温度太低对产品造成伤害。贮藏环境会因相对湿度太低而造成产品失重,贮藏期间需采用一定方法进行增湿,如沟坑覆盖物上喷水、通风库地坪撒水、空气喷雾等。常温贮藏期间还应做好病虫和鼠害的预防工作,以免造成损失。此外,必须重视常温贮藏过程中的产品检查。,返回,第二节 机械冷藏,贮藏设施的发展现状 机械制冷的基本原理 冷藏库的建设和管理,1.制冷与低温温区的划分,通过123来分界温区,一、贮藏设施的发展阶段,制冷的温度范围是从环境温度开始,一直可达接近绝对零度即0,2.制冷技术的发展历史,3.低温技术的发展历史,世界上果蔬保鲜贮藏设施的发展阶段:第一阶段,
5、即初始阶段,人们利用各种天然低温条件来贮藏果蔬,以延长其保鲜贮存期,如地窖、冰窖、窑洞、半埋式通风库等简易方法。第二阶段是在果蔬贮藏设施中引进了机械制冷技术,可以人工地控制贮藏温度,使得果蔬保鲜贮藏的期限和质量有了跃进式的提高。由此而诞生了各种不同结构形式(砖温结构库体、夹芯绝热库板加钢结构组合式库体等)的高温库。同时,配合塑料大棚加硅窗的应用,开始探索自然气调技术的应用。,第三阶段是根据不同果蔬的生化特点制定相应的气调冷藏工艺,就能最大限度地延长果蔬的保鲜期。据此将高温库进行严格地气密性处理后,再配置人工气调系统,就能成为目前世界上流行的最先进的果蔬保鲜贮藏技术装备气调库。,二、机械制冷的基
6、本原理,机械冷藏指的是利用致冷剂的相变特性,通过制冷机械循环运动的作用产生冷量并将其导入有良好隔热效能的库房中,根据不同贮藏商品的要求,控制库房内的温、湿度条件在合理的水平,并适当加以通风换气的一种贮藏方式。,2.1 制冷剂的发展、应用与选用原则,1.热力学性质方面,2.迁移性质方面,2.1.1作为制冷剂应符合的要求,3.物理化学性质方面,4.其它,原料来源充足,制造工艺简单,价格便宜。,2.1.2 制冷剂命名,制冷剂按其化学组成主要有三类,字母“R”和它后面的一组数字或字母,表示制冷剂,根据制冷剂分子组成按一定规则编写,1.无机化合物,2.氟里昂和烷烃类,编写规则,制冷剂的简写符号,3.非共
7、沸混合工质,4.共沸混合工质,5.环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物,简写符号规定:环烷烃及环烷烃的卤代物用字母“RC”开头,链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头,其后的数字排写规则与氟里昂及烷烃类符号表示中的数字排写规则相同。,表1-4 制冷剂符号举例,沸点-33.3,凝固点-77.9 单位容积制冷量大粘性小,传热性好,流动阻力小 毒性较大,有一定的可燃性,安全分类为B2 氨蒸气无色,具有强烈的刺激性臭味 氨液飞溅到皮肤上会引起肿胀甚至冻伤 氨系统中有水分会加剧对金属腐蚀同时减小制冷量 以任意比与水互溶但在矿物润滑油中的溶解度很小 系统中氨分离的游离氢积累至一定程度遇空气爆炸 氨液比重比矿物
8、润滑油小,油沉积下部需定期放出 在氨制冷机中不用铜和铜合金材料(磷青铜除外),2.1.3 常用制冷剂,1.无机物,2.氟利昂,(1)R12(二氟二氯甲烷 CF2Cl2),(2)R134a(四氟乙烷 CH2FCF3),(3)R11(一氟三氯甲烷 CFCl3),(4)R22(二氟一氯甲烷 CHF2Cl),3.碳氢化合物,(1)R600a(异丁烷 i-C4H10),(2)R290(丙烷 C3H8),沸点和凝固点比R600a低,蒸气压较高和容积制冷量比R600a大,其他制冷特性及安全特性均与R600a相似。,4.混合制冷剂,(1)共沸制冷剂,共沸制冷剂特点:,2.2 机械冷藏库的制冷系统 机械冷藏库的
9、制冷系统是指由致冷剂(refrigerant)和制冷机械(refrigerated machine)组成的一个密闭循环制冷系统。制冷机械是由实现制冷循环所需的各种设备和辅助装置组成,致冷剂在这一密闭系统中重复进行着被压缩、冷凝和蒸发的过程。,制冷构成循环的四个基本过程是:制冷剂液体在低压(低温)下蒸发,成为低压蒸气 将该低压蒸气提高压在普通高压蒸气 将高压蒸气冷凝,使之成为高压液体 高压液体降低压力重新变为低压液体,返回到从而完成循环。,制冷系统是一个密闭的循环回路.压缩机工作时,向一侧加压而形成高压区,对另一侧有抽吸作用而成为低压区.节流阀为高压区和低压区的另一个交界点。从蒸发器进入压缩机的
10、工质为气态,经加压后压力增至Pk,同时升温至Tf,工质仍为气态。这种高压高温的气体,在冷凝器中与冷却介质(通常为水或空气)进行热交换,温度下降至Tc而液化,压力仍保持为Pk。以后,液态工质通过节流阀,因受压缩机的抽吸作用,压力下降至Po,便在蒸发器中气化吸热,温度降为To,并与蒸发器周围介质热交换而使后者冷却,最终两者温度平衡为Tr,完成一个循环。,制冷系统基本结构图,1 压缩机 2 高压避震管 3 单向阀 4 冷凝器 5 冷凝压力调节阀 6 储液瓶 7 手阀 8 干燥过滤器 9 液管电磁阀 10 视液镜 11 膨胀阀 12 分布头 13 蒸发器 14 蒸发压力调节阀 15 吸气过滤器 16
11、曲轴箱压力调节阀 17 低压避震管 18 热气电磁阀 19 热气旁通阀 20 油压差控制器 21 高低压力控制器 22 单低压力控制器,制冷机械 制冷机械是由实现循环往复所需要的各种设备和辅助装置所组成,其中起决定作用并缺一不可的部件有压缩机(compressor)、冷凝器(condenser)、节流阀(control valve)(膨胀阀、调节阀)和蒸发器(evaporator)。由此四部件即可构成一个最简单的压缩式制冷装置,所以它们有制冷机械四大部件之称。,压缩机冷凝蒸发器回热器节流阀蒸发器膨胀容器组成,低温系统,风冷式冷凝器,空气冷凝器,除此之外的其他部件是为了保证和改善制冷机械的工作状
12、况,提高制冷效果及其工作时的经济性和可行性而设置的,它们在制冷系统中处于辅助地位。这些部件包括贮液器、电磁阀、油分离器、过滤器、空气分离器、相关的阀门、仪表和管道等。,2.3 冷藏库房的冷却方式 冷藏库房的冷却方式有直接冷却和间接冷却两种方式。,间接冷却指的是制冷系统的蒸发器安装在冷藏库房外的盐水槽中,先冷却盐水而后再将已降温的盐水泵入库房中吸取热量以降低库温,温度升高后的盐水流回盐水槽被冷却,继续输至盘管进行下一循环过程,不断吸热降温。用以配制盐水的多是氯化钠(NaCl)和氯化钙(CaCl2)。随盐水浓度的提高其冻结温度逐渐降低,因而可根据冷藏库房实际需要低温的程度配制不同浓度的盐水。盘管多
13、安置在冷藏库房的天花下方或四周墙壁上。制冷系统工作时盘管周围的空气温度首先降低,降温后的冷空气随之下沉,附近的热空气补充到盘管周围,于是形成库内空气缓慢的自然对流。采用这种冷却方式由于降温需时较长,冷却效益较低,且库房内温度不易均匀,故在新鲜园艺产品冷藏专用库中很少采用。,直接冷却方式指的是将制冷系统的蒸发器安装在冷藏库房内直接冷却库房中的空气而达降温目的。这一冷却方式有两种情况即直接蒸发和鼓风冷却。前者有与间接冷却相似蛇形管盘绕库内,致冷剂在蛇形盘管中直接蒸发。它的优点是冷却迅速,降温速度快。缺点是蒸发器易结霜影响致冷效果,需不断除霜;温度波动大、分布不均匀且不易控制。这种冷却方式不适合在大
14、、中型园艺产品冷藏库房中应用。,鼓风冷却是现代新鲜园艺产品贮藏库普遍采用的方式。这一方式是将蒸发器安装在空气冷却器内,借助鼓风机的吸力将库内的热空气抽吸进入空气冷却器而降温,冷却的空气由鼓风机直接或通过送风管道(沿冷库长边设置于天花下)输送至冷库的各部位,形成空气的对流循环。这一方式冷却速度快,库内各部位的温度较为均匀一致,并且通过在冷却器内增设加湿装置而调节空气湿度。这种冷动方式由于空气流速较快,如不注意湿度的调节,会加重新鲜园艺产品的水分损失,导致产品新鲜程度和质量的下降。,三、冷库建筑,3.1 冷库建筑的特点及分类 1、冷库建筑的特点 工作条件是内冷外热,库内空气的状态变化是降温去湿。隔
15、热性、缝隙性、坚固性、防火性、耐水性及抗冻性,对冷库建筑的设计和施工应满足如下三项要求:1)保冷,不得跑冷和漏冷 2)严防库内、外空气因热、湿交换而产生各种破坏作用 3)严防地下土壤冻结引起地基与地坪冻膨现象,为了实现上述要求,通常采取如下措施:1)保冷。冷库的墙壁、地板和库顶都敷设一定厚度的保温隔热层,同时采取减少太阳热辐射的方法。2)防止空气的热、湿交换和建筑材料的冻融循环,采用隔汽防潮材料,设置空气幕、穿堂和走道,避免“冷桥”等。3)防冻。地坪架空,通风加热,油管加热,通电加热(耗电量大,把多层冷库的地下室用作高温库房或生活用房等。,2冷库的分类(1)按冷库的用途分类1)生产性冷库。肉类
16、联合加工厂、鱼类联合加工厂等的冷库 2)分配性冷库。特点是整进零出或整进整出,具有一定的再冻能力,可满足食品作必要的复冻的需要,(2)机械冷藏库根据制冷要求不同分为高温库(0左右)和低温库(低于-18)两类,用于贮藏新鲜园艺产品的冷藏库为前者。(3)冷藏库根据贮藏容量大小划分虽然具体的规模尚未统一,但大致可分为四类:大型 10000T以上,大中型 5000-10000T,中小型 1000-5000T,小型 1000T以下。,3.2 冷藏库房的围护结构 机械冷藏库房投资费用大、使用年限长,且要求达到较高的控制温、湿度指标的要求,因而其围护结构至关重要。墙壁、天花板、地坪等均应用绝热保温材料制成,
17、导热系数:单位面积一定厚度的绝热材料在1小时温差为1的环境下的导热量,故它的值越大,材料的保温性愈差。热阻为导热系数的倒数,数值越大,保温性越好。一般冷库的库房设计中,要求达到的果蔬冷藏间的导热系数为外墙0.40-0.35,夹墙0.60-0.35,地坪0.60-1.50,天花板0.40-0.35即可。,冷藏库耗冷量计算,既是设计和维护冷库的必要计算,又是为配置合适的制冷装置提供必要的依据.冷库为了维持低温,必须将多余的热量除去,热量的来源大致有贮藏库和附属设施本身与果蔬两方面。其中来自于冷藏库的有冷库的护围结构如墙壁、地坪、天花板等的漏热,工作人员、电灯、马达等散发的热量。果蔬本身包括果蔬带有
18、的热量和呼吸热。所以总的耗冷量是上述总和。关于冷库本身的耗冷量可参阅专门的冷库设计手册。果蔬的耗冷量则有如下两方面计算。,以番茄为例计算耗冷量 番茄本身带的热量:产品热+呼吸热产品热番前贮藏重量(千克)比热/温度差此式中番茄的比热可按0.95千卡/千克计算平均果蔬的比热为0.9千卡/千克温度差为番茄入库时的温度与室内温度的差值。呼吸热呼吸强度2.5524贮藏番茄重量(吨)此处呼吸强度以单位时间和重量番茄的二氧化碳放出量表示。2.55为1吨番茄呼吸放出1毫克二氧化碳放出的热量(卡),24为一天的时间,故结果为卡/吨24小时,行人进出的门口,平移保温门,回归门,手动平移气调库门,电动/手动冷库门,
19、平开冷库门,冷库设施冷库门,小样板,天地扳,角扳,墙扳,保温扳,冷库保温扳,冷库设施保温层,3.3 冷库的布置,四、机械冷藏库的管理 机械冷藏库用于贮藏新鲜农产品时效果的好坏受诸多因素的影响,在管理上特别要注意以下方面:,(1)温度 温度是决定新鲜农产品贮藏成败的关键。冷藏库温度管理的要点是适宜、稳定、均匀及合理的贮藏初期降温和商品出库时升温的速度。通过对冷藏库房内温度的监测、温度的控制可人工或采用自动控制系统进行。,(2)相对湿度 对于绝大多数新鲜园艺产品来说,相对湿度应控制在80-95,较高的相对湿度对于控制新鲜园艺产品的水分散失十分重要。水分损失除直接减轻了重量以外,还会使果蔬新鲜程度和
20、外观质量下降(出现萎蔫等症状),食用价值降低(营养含量减少及纤维化等),促进成熟衰老和病害的发生。,(3)通风换气 通风换气是机械冷藏库管理中的一个重要环节。新鲜园艺产品由于是有生命的活体,贮藏过程中仍在进行各种活动,需要消耗氧气,产生二氧化碳等气体。其中有些对于新鲜园艺产品贮藏是有害的,如水果、蔬菜正常生命过程中形成的乙烯、无氧呼吸的乙醇、苹果中释放的-法尼烯等,此需将这些气体从贮藏环境中除去,其中简单易行的是通风换气。,(4)库房及用具的清洁卫生和防虫防鼠 贮藏环境中的病、虫、鼠害是引起果蔬贮藏损失的主要原因之一。果蔬贮藏前库房及用具均应进行认真彻底地清洁消毒,做好防虫、防鼠工作。用具(包
21、括垫仓板、贮藏架、周转箱等)用漂白粉水进行认真的清洗,并晾干后入库。用具和库房在使用前需进行消毒处理,常用的方法有用硫磺薰蒸,福尔马林薰蒸,过氧乙酸薰蒸,0.3-0.4有效氯漂白粉或0.5高锰酸钾溶液喷洒等。以上处理对虫害亦有良好的抑制作用,对鼠类也有驱避作用。,(5)产品的入贮及堆放 新鲜园艺产品入库贮藏时,如已经预冷可行一次性入库后建立适宜贮藏条件贮藏;若未经预冷处理则应分次、分批进行。除第一批外,以后每次的入贮量不应太多,以免引起库温的剧烈波动和影响降温速度。在第一次入贮前可对库房预先制冷并贮藏一定的冷量,以利于产品人库后使品温迅速降低。入贮量第一次以不超过该库总量的l/5,以后每次以1
22、/101/8为好。商品入贮时堆放的科学性对贮藏有明显影响。堆放的总要求是“三离一隙”。,(6)冷库检查 新鲜园艺产品在贮藏过程中,不仅要注意对贮藏条件(温度、相对湿度)的检查、核对和控制,并根据实际需要记录、绘图和调整等,还要组织对贮藏库房中的商品进行定期的检查,了解园艺产品的质量状况和变化。,第三节 气调贮藏,返回,气调贮藏,一、气调贮藏的概念和原理二、气调贮藏的特点三、气调库推广前景预测 四、气调库及其主要设备五、气调贮藏条件六、气调贮藏的管理七、薄膜封闭气调法八、我国与先进国家的差距,新疆库尔勒3000吨气调冷库,山东龙口10000吨气调冷库,气调贮藏是调节气体成分贮藏的简称,指的是改变
23、新鲜园艺产品贮藏环境中的气体成分(通常是增加CO2浓度和降低O2浓度以及根据需求调节其气体成分浓度)来贮藏产品的一种方法。气调贮藏技术的科学研究,发源于19世纪的法国,1916年,英国人在前人成果的基础上,系统地研究了环境空气成分中氧和二氧化碳浓度对果蔬新陈代谢的影响,为商用气调技术奠定了基础,1928年应用于商业,50年代初得到迅速发展,70年代后得到普通应用。,一、气调贮藏的概念和原理,返回,二、气调贮藏的特点,1、鲜藏效果好2、贮藏时间长3、减少贮藏损失4、延长了货架期5、有利于开发无污染的绿色食品6、利于长途运输和外销7、具有良好的社会效益和经济效益,返回,三、气调库推广前景预测 世界
24、上果蔬保鲜贮藏设施的发展可划分为3个阶段。第l阶段,即初始阶段,人们利用各种天然低温条件来贮藏果蔬,以延长其保鲜贮存期。第2阶段是在果蔬贮藏设施中引进了机械制冷技术,可以人工地控制贮藏温度,使得果蔬保鲜贮藏的期限和质量有了跃进式的提高。第3阶段是根据不同果蔬的生化特点制定相应的气调冷藏工艺-气调库。,返回,四、气调库及其主要设备(一)、气调库的建设 长期贮藏的商业性果蔬气调库,一般应建在优质果蔬的主产区,同时还应有较强的技术力量、便利的交通和可靠的水电供排能力,库址必须远离污染源,以避免环境对贮藏的负效应。,西安华圣15000吨气调冷库,1、建筑组成 气调库一般应是一个小型建筑群体,主要包括:
25、气调库、包装挑选间、化验室、冷冻机房、气调机房、泵房、循环水池、备用发电机房及卫 生间、月台、停车场等。,2、建筑结构(1)建筑要求 气调库应有严格的气密性、安全性和防腐隔热性。其结构应能承受得住雨、雪以及本身的设备、管道、水果包装、机械、建筑物自重等所产生的静力和同时还应能克服由于内外温差和冬夏温差所造成的温度应力和由此而产生的构件。(2)围护结构 气调库的围护结构主要由墙壁、地坪、天花板组成。要求具有良好的气密、抗温变、抗压和防震功能。其中墙壁应具有良好的保温隔湿和气密性。地坪除具有保隔湿和气密功能外,还应具有较大的承载能力,它由气密层、防水层、隔热层、钢层等组成。天花板的结构与地坪相似。
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