重要资料 第四章农产品贮藏技术Word格式.docx
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通风贮藏库建造时，设置了较为完善的隔热层和通风系统，可以利用气温的变化，根据库内产品的需要，以通风换气方式，获得相对适宜和稳定的温度。
其温度调节效果比窖藏更为明显，且操作较方便，可长期使用，但其仍然受制于自然冷源，难以实现控温的自如与恒定。
（一）通风贮藏库的类型
根据通风贮藏库在地层中的位置，可将其分为地上式、地下式和半地下式三种类型。
显然地上式主要受气温影响，秋季易降温，比较适于南方。
地下式主要受地温影响，温度较稳定，比较适于寒冷地区。
半地下式两者特性兼而有之，需作具体分析。
从通风贮藏库内部平面结构区分，主要有分列式（图4-4）和联结式（图4-5）两种类型。
它们的共同点是均设有中央走廊，寒风通进中央走廊，不直接吹入贮藏室，中央走廊也可用作分级、包装、预贮和进行某些理化处理的场所。
在温暖地区，则不设中央走廊，每个库均设向外开启的库门，门内再设缓冲间。
图4-4分列式通风贮藏库平面示意图
图4-5 联接式通风贮藏库平面示意图
按分列式的要求，中央走廊两侧平行修建的库房互不相连，相邻的两个库房有间隙可在墙上开通风口，而联结式相邻两库房共用一道侧墙，比之前者，通风效果较差。
（二）建造通风库的基本要求
通风库应建在地势较高，地层较干燥，春季地下水位低于库底1m以上，环境开阔，通风良好，交通方便的地方。
通风库平面通常为长方形，长度与宽度可按实际情况确定，库内高度宜在4m以上，以利于空气畅通。
我国各地所建果蔬通风库库容多在100～200t，粮食通风库多在？
通风贮藏库库身延长方向应根据最低气温和冬季风向而定。
一般而言，寒冷地区应南北方向延长，以减小寒风直接吹袭面，防止库温过低；
温暖地区应东西方向延长，以减小阳光直射面，增大冬季迎风面。
（三）通风贮藏库的隔热结构
通风贮藏库与外界发生热交换的房顶、墙面、门、窗、及通风设施均应进行良好的隔热处理，才能较长期地维持温度相对稳定。
1隔热材料的种类与性能
材料的隔热性能一般用热阻率（R）或导热系数（λ）来表示,λ=1/R。
表4–1所列为常用材料的热阻率。
表4—1 各种材料的隔热性能
材料名称
导热系数
[w/（m·
k）]
热阻率
[（m·
k）/w]
材料名称
导热系数
[w/（m·
热阻率
[（m·
聚氨脂泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料
聚氯乙烯泡沫塑料
膨胀珍珠岩
加气混凝土
泡沫混凝土
软木板
油毛毡
芦苇
创花
铝瓦楞板
0.023
0.041
0.043
0.035—0.047
0.093—0.140
0.163—0.186
0.058
0.067
43.48
24.39
23.26
28.57—21.28
10.75—7.14
6.13—5.38
17.24
14.93
锯末
炉渣
木料
砖
玻璃
干土
干沙
水
冰
雪
秸草杆
0.105
0.209
0.790
0.291
0.872
0.582
2.326
0.465
0.070
9.52
4.78
1.27
3.44
1.15
1.72
0.43
2.15
14.29
从表4-1可知，许多常用的天然物料，建筑材料都有一定的隔热性能，而聚氨酯泡沫塑料等合成材料的隔热性能则非常好。
在通风贮藏库设计中，隔热材料的选择需考虑材料的热阻率、来源、耐用性和所需费用等多个方面，实践中，常将几种材料配合使用。
根据测算与经验，通风贮藏库墙体的隔热能力相当于7.6cm厚的软木板的隔热能力即可。
即是说7.6cm厚软木板的热阻为1.31m2·
k/w，如墙体各层材料的总热阻值达到1.31m2·
k/w,就符合库房的隔热要求。
例如：
某通风贮藏库的墙体为两层砖墙中间填充13cm厚炉渣层，外墙厚37cm内墙厚24cm，则：
外墙热阻R1＝
×
1.27＝0.47（m2·
k/w）
内墙热阻R2＝
1.27＝0.30（m2·
炉渣层热阻R3＝
4.78＝0.62（m2·
库墙总热阻R＝R1+R2+R3=0.47+0.30+0.62=1.39（m2·
因为R＞1.31，所以此库墙隔热能力达到要求。
库顶因日照时间长，照射面积大，故库房顶的隔热能力应比库墙提高25%，要求达到1.64m2·
k/w以上。
2库墙的建造
库墙的常见形式是夹层墙，内外为砖墙中间夹层填入干燥的稻壳、炉渣等，应分层填紧密，以防下沉。
夹层内的两个墙面上，还应涂沥清，挂油毡等，防止外部水气进入夹层时，填充材料受潮隔热能力下降。
另外还可在库墙内侧铺贴软木板，聚酰胺泡沫塑料板等高性能隔热材料，并对其作防潮处理。
3库顶的建造
（1）人字型库顶 在人字形屋顶架内，下部设天花板，天花板上铺放质轻高效的保温材料，如蛭石、锯末、谷壳等。
地上式和半地下式通风贮藏库多用人字形库顶。
（2）平顶 大型通风贮藏库多采用平顶，平顶夹层中填充隔热材料。
（3）拱形顶 用砖或混凝土砌成拱形顶，顶上覆土，多为地下式通风贮藏库采用。
4库门
一般用二层木板中间填充锯末、谷壳、软木板、泡沫塑料等做成，库门两表面用金属薄板隔汽。
库门须与门框紧密闭合，防止漏冷。
（四）通风系统设置
通风系统一般由进、排气窗或进、排气筒组成。
通过进排气系统向库内引入冷空气，发生冷、热气流对流，热气流上升由排气装置排出，从而使库内降温。
1进、排口设置原则
进、排气口的设置对通风降温效果影响极大，一般应按下述原则进行：
（1）进、排气口的气压差越大，气流交换速度越快，降温效果越好，因此进气口一般开设于库的下部或基部，排气口则开设于库的上部或顶部。
为了进一步改善气流循环，应设法增大进、排气口的垂直距离，尽量提高气压差，因此生产上常在库顶安置高于库顶的排气筒，而在库底以下开设地下风道，虽增加了修建费用，但却有效地加快了库内气流运动的速度，降温效果更好。
图4-6所示即为有地下风道和排气筒的的通风贮藏库。
图4-6 设地下通风道的地上式通风贮藏库示意图
（2）气窗数量
对某一库房，在总的通风面积不变时，气口面积较小，数量较多；
反之面积较大则数量越少，前者的通风效能较好。
气口的面积适于在25cm×
25cm～40cm×
40cm之间。
气口应合理地分散设置以使全库通风均匀。
真正要对某一库房的通风量和通风面积进行计算，涉及的因素很多，但经验表明，500t以下的贮藏库，每50t产品的通风面积应不小于0.5m2。
在自然通风条件下，每1000m3的库容进、排气口的总面积可按6m2计算。
（3）在温暖地区，由于要充分利用冬季自然低温对库内降温，故进气窗和地下通风道的喇叭口应正对冬季主导风向，且要保证气流来路上无障碍，气流在地下风道中畅通无阻。
2通风持续的时间
一般在进行通风降温时，当库内、外温度基本达到均衡，即可停止通风。
也可根据库内容积按下式计算；
T＝
（4-1）
式中 T------通风持续的时间，min;
V-------通风贮藏库的容积,m3;
A-------进气口面积，m2;
C--------通风时的气流速度，m/min。
经时间T后，基本上将库内空气更换了一次。
第二节 低 温 贮 藏
低温贮藏是一个广义的概念，从食品贮藏角度考虑，常常把用人为方式获得的一定的低温环境，称为冷藏，习惯所指就是机械冷藏。
常规的机械冷藏温度可在零上十几度到零下35℃间变动，包含了冷却贮藏与冷冻贮藏。
但果蔬与粮油籽粒多不能进行冷冻贮藏，所以本节主要讨论冷却贮藏。
寒冷地区利用天然冰块缓慢融解吸热形成的低温环境保藏食物已有漫长的历史，此即为有关书籍所称之“冰藏”，由于无能源消耗，将其纳入常温贮藏范畴。
为了使食品低温贮藏的品质得到进一步的提高，减少失水、氧化、褐变、冷害、冻害等不良生理变化，在低温生物学理论研究的新成果和食品冷藏冷冻技术升级与突破的支撑下，形成了新的食品冷藏理念，如冰温保藏、湿冷保藏、微冻保藏和玻璃化保藏等，同时技术上日臻成熟并逐步形成独立、完整的技术体系。
机械制冷技术是获得恒定低温的主要方式，自从其向世以来的100多年间，食品已经成为其最为主要的应用领域。
一 常规机械冷藏
（一）机械制冷的原理与设备
1机械制冷的原理
在机械冷藏库中配备安装制冷设备，通过制冷设备的工作，使制冷剂循环不已地发生气态-液态互变，不断吸收库内热量并将其传递到库外，从而使库内降温，并维持所需要的恒定低温。
图4-8为制冷系统示意图。
图4-8 单级制冷系统示意图
2制冷设备
（1）制冷压缩机：
目前广泛应用的是压缩式制冷机，按其机械结构可分为活塞式和旋转式，前者更常用。
压缩机是制冷系统的心脏。
当来自蒸发器的低压气态制冷剂被抽吸进入气缸后，通过压缩成为高压气体，经排气阀送入冷凝器。
此抽吸、压缩、排气过程由压缩机重复不断地进行，使低压气态制冷剂成为高温高压气体。
（2）冷凝器和贮液器：
高温高压的气态制冷剂在冷凝器中与水或空气进行热交换，温度降低而液化，再流入贮液器中贮存。
（3）蒸发器：
是高压制冷剂释压气化吸热完成热交换的设备。
被吸热降温的物质可以是空气、水或浓盐液，再以它们为冷媒去降低库内温度。
（4）节流阀和膨胀阀：
两者作用均为控制制冷剂流量,同时也是压力变化的转折点。
节流阀为手控阀门，膨胀阀带有温度感应部件而具有自动节流的作用。
3制冷剂
在常温常压下为液态，加压时易于液化，当由液态释压转变为气态时吸收周围环境的热量而产生制冷作用的一类物质被称为制冷剂。
制冷剂应具下述特点：
沸点低，气化潜热大；
临界压力小，易于液化；
无毒、无刺激性；
不易燃烧、爆炸；
对金属无腐蚀作用，漏气容易觉查；
来源广价格较低。
事实上，无一种物质同时具备上述特征，应用时根据具体情况选择。
果蔬冷藏库过去较多地使用氨和氟利昂系列中压制冷剂，大型库则主要用氨，现出于环保考虑,含氯的制冷剂已被淘汰，目前开发了HFC-134a等过渡性制冷剂，基于人类的可持续发展考虑，NH3、CO2、碳氢化合物等天然工质又重新受到重视。
表4-2不同冷藏设施所用制冷剂的替代情况
制冷用途
原制冷剂
替代制冷剂
大型离心式
CFC-11（氯氟化合物）
HFC-123（氢氟化合物）
冷水机组
CFC-12（氯氟化合物），Ｒ500
HFC—134ａ（氢氟化合物）
HCFC-22（氢氟氯化合物）
HFC混合制冷剂
冷库和低温冷冻冷藏机组
CFC-12（氯氟化合物）
HFC—134a（氢氟化合物）
HCFC-22（氢氯氟化合物），Ｒ502
HCFC-22,HFC或HCFC混合制冷剂
NH3（天然工质）
NH3（天然工质）
冰箱冷柜
R600a；
ＨＣ（碳氢化合物）及其混合物制冷剂
HCFC混合制冷剂
（二）机械冷藏库的建设
机械冷藏库目前是农产品贮藏上最重要的永久性设施，修建时要考虑的问题很多，但基于建库目的，库温的稳定和能耗的大小无疑是最关键的技术经济指标。
二者与隔热结构设置是否合理关系最为密切。
1冷库围护结构的热工计算简介
围护结构指库体外围及其隔热层。
当库温低于外温时，库外的热量将通过围护结构传到库内使库温升高，要阻止这一热传递，必须有一定厚度某种隔热物质层。
在热工学计算中，围护结构最重要的技术经济指标就是传热系数k或热绝缘系数M（k＝1/M），围护结构设计计算时，并非要求K值越小越好，隔热层越厚越好，K应根据具体情况合理取值，比较简便的方法是依据单位面积耗冷量控制指标计算相应的K值。
当库内温度要求在-30～10℃范围时，可直接利用下述经验公式进行计算；
K＝0.6978～0.0083△t（4-3）
式中K--------------围护结构的传热系数,［w/（m2.K）］；
△t-------------库外温度与库内温度之差,℃。
求出K值后，隔热层厚度可按下式计算
δ＝λ［
－（
+
+…+
）］（4-4）
式中 δ-----------------隔热层材料的厚度，m；
λ-----------------所用隔热材料的导热系数，［w/（m·
k）］；
K------------------围护结构的传热系数,［w/（m2·
K）］；
λ1,λ2，…,λn------------各层建筑材料的导热系数，［w/（m·
k）；
δ1,δ2,…,δn-------------各层建筑材料的厚度，m；
a1,a2-----------------围护结构外表面与内表面的放热系数,［w/（m2·
k）］，a1与a2参考表4—3取值。
表4—3 冷库围护结构的a1和a2（厚度1m）
结构部位和工作条件
a1或a2〔w/（m2·
k）〕
屋面及外墙的外表面，无防风设施时
外墙外部紧邻其它建筑物或有防风设施时
外墙及屋顶内表面，内墙表面
1.冻结间有强力通风装置
2.冷藏间有冷风机
3.库房内无强力通风装置
冷库内楼板上下的表面
冷库地坪为土壤时
23.3
11.6
20.1
17.4
8.1
例：
某工程确定采用双层砖墙中填充软木板隔热，内、外砖墙分别厚25cm、37cm，据查库外温度为30℃，库内设计温度为0℃，试确定围护结构传热系数并计算软木板的厚度。
解：
K＝0.6978—0.0083×
（30-0）
＝0.4488［w/（m2·
.k）］
如库外无防风设施，库内无强力通风装置，查表得a1取值23.3，a2取值8.1。
查得砖的导热系数为0.79［w/（m·
软木砖导热系数0.058［w/（m·
k］，则隔热层软木板厚度
δ＝0.058［
）］≈0.074（m）
软木板厚度应≥7.4cm
冷库的总耗冷量也是冷库设计中的重要参数。
它主要由围护结构的耗冷量，贮藏产品的耗冷量，冷库进行通风换气的耗冷量和冷库运行操作过程中的耗冷量组成，具体计算方法请参考有关书籍。
2冷库围护结构的防潮隔气
隔热层必须保持干燥，否则性能将大大降低。
隔热层受潮是因为库内外蒸气压的差异。
在大多数情况下，冷库库内温度总是低于库外温度，库外水蒸气分压就会大于库内水蒸气分压；
水蒸气就会通过外墙向低压则渗透，在此过程中，如果围护结构内部某区域温度达到或低于露点，水蒸气就在此处凝结或凝固，使隔热层受潮。
科学的防潮应以专门的计算为基础，有关内容请参阅其它文献。
在作防潮设计时，下述方面应予以重视。
围护结构高温则应布置密实的材料，低温侧应布置热阻率及蒸汽渗透系数大的材料，尽量使水蒸气难进易出。
温暖地区，由于常年库外温度高于库内温度，因此应在隔热层的高温侧布置防潮层，低温侧则采用透湿性好的材料；
在寒冷地区，隔热层的双侧均应设置防潮层。
同时对冷库的屋顶、地面、墙角也要做好严格的防水工作。
（三）机械冷藏库的应用与管理
在采用机械冷藏时，温度并非越低越好，并且即便是同一种产品，所需要的低温也可能会有明显的差别，表4-4和4-5分别列举了一些果、蔬的冷藏条件，在实际应用中应根据品种、产地、成熟度、采后预处理方法、贮藏期长短等情况综合考虑并调整。
表4—4 水果的最适贮藏条件，贮藏期与特性值（美国农业手册No，66、1968）
种类
最适条件
贮藏期
冻结温度（℃）
含水率（%）
温度（℃）
相对湿度（%）
桔
柠檬
苹果
西洋梨
桃
杏
李
油桃
樱桃
欧洲型葡萄
美洲型葡萄
柿
杨梅
甜瓜
西瓜
绿果香蕉
黄果香蕉
番木瓜
菠萝
3.3—8.9
0
14.4—15.6
-1.1—4.4
-1.1－-0.6
-0.6－0
0.6－0
-1.1－0.6
-1.1
2.2－4.4
7.2－10.0
4.4－10.0
13.3－14.4
7.2
7.2－12.8
85－90
90
90－95
90
85
85－90
80－85
90－95
3－8周
8－12周
1－6周
3－8月
2－7月
2－4周
1－2周
2－3周
3－6月
2－8周
3－4月
5－7天
15天
3－7天
2－3周
2－4天
1－3周
2－4周
-1.3
-0.8
-1.4
-1.5
-1.6
-0.9
-1.0
-1.8
-2.2
-1.2
87.2
89.3
84.1
82.7
89.1
85.4
85.7
81.8
80.4
81.6
81.9
78.2
89.9
92.0
92.6
74.8
90.8
85.3
表4－5 蔬菜的最适贮藏条件，贮藏期与特性值（美国农业手册No.66，1968）
种 类
温度（℃）
绿熟番茄
完熟番茄
黄瓜
茄子
青椒
秋葵
青豌豆
扁豆
甘薯
花椰菜
花茎甘蓝
白菜
莴苣
菠菜
芹菜
荷兰芹
洋葱
蒜
胡萝卜
南瓜
春收马铃薯
秋收马铃薯
蘑菇
12.8－21.1
4.4－7.2
10.0－12.8
10.0
3.3－4.4
0
95
95
65－70
65－70
70－75
1－3周
4
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