机械冷藏应注意什么？

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（WilliamCullen）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。

原理

在自然情况下热能总是从高温物体传向低温物体。冷藏就是借助人工制冷的方式将果实释放的热量不断转移到库外，以稳定地维持库内的低温状态。目前，人工制冷最广泛利用的是物态变化制冷，即利用沸点低，冷凝点低的制冷剂，令其汽化以吸收大量热量。一般制冷剂为液氨、氟利昂12和22。氨制冷剂沸点-33.4℃，汽化时每千克液氨吸热1367.28焦尔，制冷效率较高，价格低廉。但具有刺激性，浓度达到0.5%时，对人体有害，超过16%时会引起爆炸，与水接触后会腐蚀金属；氟利昂12沸点为-29.8℃，汽化时每千克吸热167.43焦尔，潜热较氨低，制冷能力较小，但无臭、无毒、无腐蚀作用、不燃烧爆炸，得到广泛应用。氟利昂22沸点-40.80℃，潜热高，制冷能力大，又具有氟利昂12的优点，但价格较高，应用上有一定局限性。制冷剂在密闭机械制冷系统中，经蒸发汽化、压缩、冷凝液化等过程，可以循环往复地使用（见图）。以压缩机和膨胀阀为界，此系统可分为高压区和低压区。液态制冷剂在高压状态下通过膨胀阀之后进入蒸发器，压力骤减，迅速由液态变为汽态，并吸收周围空气中的热量，汽化的制冷剂被抽回压缩机中，经过加压的高压汽态制冷剂被送到冷凝器，高温高压汽态制冷剂在冷凝器中通过外部介质（水、空气）的冷却而又变成高压液态回到贮液器中，同时外部介质带走它的热量，以液态制冷剂再经过膨胀阀送进蒸发器即完成一次循环。如此循环往复，即可将蒸发器周围空气（冷库内）中的热量传递给外界环境（水或空气），使库内空气温度下降达到预定的低温。制冷系统的制冷能力以每小时被冷却介质所带走的热量来表示即：千卡/小时。

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：①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；②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；③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。（王文宏 李震三）

表2

表3

表3