一、機(jī)械制冷原理及設(shè)備

    新鮮果蔬入庫初期，向庫內(nèi)釋放大量田間熱，同時由于自身的呼吸也會產(chǎn)生熱量，再加上庫體漏熱，機(jī)械、照明及工作人員等都會產(chǎn)生熱能，這些熱能都需依靠制冷系統(tǒng)將其排出庫外，才能保持庫內(nèi)的低溫。這些熱量的排出是利用致冷劑的狀態(tài)變化來完成的。所謂致冷劑是指在制冷循環(huán)系統(tǒng)中，能膨脹蒸發(fā)吸收熱量而產(chǎn)生制冷效應(yīng)的物質(zhì)。這些物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，吸收周圍的熱量，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。如氨在-33℃時汽化，每千克可吸收1 365kJ熱量，氟里昴-12在-30℃時汽化，每千克可吸收167kJ的熱量。汽化了的致冷劑再經(jīng)壓縮，冷卻液化進(jìn)行氣態(tài)和液態(tài)的反復(fù)循環(huán)，從而達(dá)到不斷降低庫內(nèi)環(huán)境溫度，達(dá)到貯藏果蔬所需的溫度條件。

    在整個制冷系統(tǒng)中，主要設(shè)備由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等部分組成，即所謂制冷系統(tǒng)四大件，每個部件由封閉的管道連接成為循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑在內(nèi)部循環(huán)。制冷劑工作開始，氣態(tài)制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高壓氣體，再經(jīng)冷凝器冷凝成高壓液態(tài)，這種液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥迅速減壓，再經(jīng)蒸發(fā)器時，吸收周圍環(huán)境的熱量而汽化，再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮進(jìn)入下一個循環(huán)。

    在制冷循環(huán)中，蒸發(fā)器是冷庫內(nèi)起降溫作用的主要設(shè)備，其在冷庫內(nèi)的降溫方式有兩種：自然對流式和強(qiáng)制通風(fēng)式。

    自然對流式是將蒸發(fā)器安裝在近天棚處，由于冷空氣的下沉，熱空氣上升而發(fā)生自然對流，使庫內(nèi)溫度降低。這種方法雖然節(jié)省了通風(fēng)設(shè)施，但冷熱空氣交換慢，降溫速度也較慢，而且?guī)靸?nèi)降溫分布也不均勻。

    強(qiáng)制通風(fēng)式是將蒸發(fā)器與鼓風(fēng)機(jī)配合使用，利用鼓風(fēng)機(jī)使冷空氣流動速度加快，這樣，雖然加快了降溫速度，但同時也增大了果蔬的水分蒸發(fā)，所以在鼓風(fēng)的同時，應(yīng)加大庫內(nèi)濕度的調(diào)節(jié)，保證適宜的溫濕度條件。

    二、耗冷量的計算

    冷庫必須具備足夠冷卻貯藏果蔬在規(guī)定范圍內(nèi)的制冷能力，這就是冷庫的耗冷量。冷庫的耗冷量分為四個部分即庫體傳入熱量Q1、貯藏產(chǎn)品含熱Q2、通風(fēng)換氣熱Q3、操作管理熱Q4。

    1.庫體傳入熱 指庫房四壁和庫頂及庫底等圍護(hù)結(jié)構(gòu)和外界溫差引起的庫內(nèi)外冷熱交換所需的耗冷量，也稱漏熱。其計算方法為：

    Q1=kF△t

    K為庫體的導(dǎo)熱系數(shù)

    F 為庫體暴露的面積

    △t為庫內(nèi)外溫差

    2.貯藏產(chǎn)品含熱 指果蔬產(chǎn)品的田間熱和呼吸熱所需的耗冷量：

    Q2=田間熱+呼吸熱

    呼吸熱=呼吸強(qiáng)度（CO2mg?kg-1?h-1）×10.9J/mgC02×果蔬重量（kg）

    田間熱=W?△T?C

    W為果蔬產(chǎn)品重量

    △t為果蔬產(chǎn)品需降低的度數(shù)，即入庫前的溫度減去應(yīng)該降低到的溫度

    C為果蔬產(chǎn)品的比熱容

    3.通風(fēng)換氣熱量 指由庫外熱空氣帶進(jìn)庫內(nèi)的熱量所需的耗冷量。

    Q3=每小時通風(fēng)換氣的次數(shù)×冷庫容積×單位體積空氣的含熱量

    4.操作管理熱量 包括照明、機(jī)械、工作人員等在庫內(nèi)產(chǎn)熱所消耗的冷量。

    （1）照明Q41=360kJ/h?l00W

    （2）機(jī)械Q42=3 600kJ/h?1 000W

    （3）工作人員在不同庫溫下放熱值為Q43

    溫度/℃ 10 4 0 -12 -18

    自然放熱/kJ 775 900 1 005 1 382 1 486

    Q4=Q41+Q42+Q43

    綜上，庫體總耗冷量Q=Q1+Q2+Q3+Q4

    三、冷藏庫的管理

    （一）預(yù)冷降溫

    果蔬在入庫前要進(jìn)行預(yù)冷，以除去田間熱降低呼吸強(qiáng)度，減輕制冷循環(huán)系統(tǒng)的負(fù)荷。同時避免引起庫內(nèi)溫度波動太大發(fā)生生理病害。果蔬預(yù)冷的方法是采用夜間攤晾或在冷庫的串堂內(nèi)進(jìn)行，待果蔬品溫和庫溫相接近時再入庫貯藏，切忌果蔬高溫入庫。

    （二）入庫堆碼

    果蔬產(chǎn)品入庫時要注意堆碼形式，在堆與堆之間，堆與墻壁之間，堆與庫頂之間都應(yīng)留有一定的空間，保證冷風(fēng)的暢通循環(huán)。果蔬堆碼的要求是：

    1.堆垛與庫墻之間的距離：強(qiáng)制通風(fēng)式冷庫為8-12cm，自然對流式冷庫50-60cm。

    2.堆垛頂部與天棚之間距離不小于25cm，在蒸發(fā)器或冷風(fēng)吹出口處2m內(nèi)不堆碼果蔬，以免影響冷空氣對流或使果蔬遭受凍害。

    3.庫房底與堆垛之間應(yīng)加木墊，木墊高度8-l0cm。

    4.堆垛內(nèi)相鄰包裝箱之間留出不小于1cm的空隙，堆與堆之間留有1.5-2m的距離，保證叉車等機(jī)械運(yùn)行。

    果蔬堆碼的方法在生產(chǎn)上主要采用：品字形堆碼法，又稱“一壓二”和“一壓四”堆碼法，這樣既能保證堆碼的穩(wěn)定性，牢固性，又滿足冷氣在果蔬間的循環(huán)。

    （三）溫度控制

    果蔬采收入庫后，應(yīng)盡快降到貯藏保鮮所要求的適宜溫度，同時保持恒定，避免溫度的上下波動。不同果蔬貯藏zui適溫度不同，在實(shí)際生產(chǎn)中要認(rèn)真做好溫度的管理，保證果蔬的保鮮效果。

    果蔬入庫后溫度的變化受以下因素的影響：

    1.未經(jīng)預(yù)冷的果蔬，所帶田間熱較大，果蔬品溫高，呼吸強(qiáng)度大，要達(dá)到適宜的低溫需制冷機(jī)工作量大，同時快速降溫還會引起某些果蔬產(chǎn)生生理病害。

    2.致冷劑的工作效能要與冷庫的貯藏量相當(dāng)，若貯藏量過大時，會增加制冷機(jī)的負(fù)荷，降溫效果不理想。

    3.冷藏庫本身的隔熱性能，直接影響庫溫的變化。要求采用的隔熱材料應(yīng)具有足夠的隔熱效果，保持庫內(nèi)恒定的低溫。

    4.庫內(nèi)蒸發(fā)器上由于受庫內(nèi)濕度的影響會出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，影響冷卻效應(yīng)，因此，要采取沖霜措施，保證蒸發(fā)器內(nèi)致冷劑和庫內(nèi)環(huán)境進(jìn)行正常的冷熱交換。

    （四）濕度調(diào)節(jié)

    果蔬冷藏保鮮過程中，要保持一定濕度，才能達(dá)到較好的保鮮效果。冷庫內(nèi)增濕的方法有以下幾種：

    1.在冷庫地面撒濕鋸末。

    2.將草簾或麻袋用水潮濕后掛在四周庫墻上或直接覆蓋在果蔬上。

    3.采用噴霧方式，向庫內(nèi)直接灑水。

    4.在庫房內(nèi)設(shè)置較大的盛水容器，冷庫內(nèi)濕度過大時可在庫內(nèi)放置干石灰、氯化鈣等吸濕劑吸收部分水分。

    （五）氣體調(diào)節(jié)

    冷庫內(nèi)貯藏的果蔬，通過自身的呼吸作用，放出二氧化碳、乙烯和芳香氣體等，這些氣體積累到一定濃度就會影響果蔬的保鮮效果，二氧化碳還會造成生理病害，因此必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)換氣，排出這些不良?xì)怏w，引入部分新鮮空氣。通風(fēng)換氣可依靠通風(fēng)窗（孔）利用夜間或凌晨進(jìn)行，也可通過排風(fēng)扇等機(jī)械將庫內(nèi)不良?xì)怏w排出。

    （六）果蔬出庫

    果蔬出庫時，一般要進(jìn)行升溫處理，防止果蔬直接從低溫狀態(tài)下出庫造成果蔬表面結(jié)露，微生物生長繁殖加快，腐爛率升高，表面色澤發(fā)暗。升溫應(yīng)緩慢進(jìn)行，不能過快，一般掌握在0.5℃/h，升溫結(jié)束時果蔬的品溫應(yīng)比外界氣溫低3-5℃為宜。

    果蔬出庫后，要及時對庫房進(jìn)行清掃，全面消毒。

    （七）其他日常管理

    果蔬在貯藏期間，應(yīng)定期進(jìn)行抽樣檢查，每10-15天抽查一次，全面檢查果蔬品質(zhì)，并測定呼吸強(qiáng)度變化，記錄檢查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施處理。

    冷庫貯品要按進(jìn)庫時間、預(yù)貯期、果蔬種類品種等分別堆碼，嚴(yán)禁混堆混放，做到*庫者先出庫。

    四、機(jī)械冷藏庫的綜合利用

    機(jī)械冷藏庫是一種投資比較大的貯藏設(shè)施，在使用期間要盡量做到綜合利用，全面提高冷庫的利用率，減少空庫時間，提高經(jīng)濟(jì)效益。綜合利用的有效途徑有以下幾種：

    （一）對貯藏溫度和濕度相近的果蔬，做到長短結(jié)合，邊貯邊銷，zui大可能的利用冷庫的有效面積。但一種果蔬不得影響或催熟另一種果蔬，以免造成損失。

    （二）利用不同果蔬成熟時間差異，合理制定貯藏計劃，提高冷庫利用率。例如，蒜薹每年4-5月份成熟，而大量水果一般在9-10月份成熟，可利用它們在時間上的差異，在4-5月份安排蒜薹進(jìn)庫貯藏至8月份出庫，再安排其他水果入庫貯藏至第二年3-4月份，使冷庫常年運(yùn)轉(zhuǎn)。但在貯藏一種新的果蔬之前要注意*清掃，清除異味和病菌，防止對新入庫果蔬造成不良影響。

    （三）在冷庫的基礎(chǔ)上，采用塑料大帳、塑料袋等形式，進(jìn)行氣調(diào)貯藏，提高貯藏保鮮效果，也是提高冷庫經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。

    （四）將冷庫管道稍加改造，增加鹽水槽等輔助設(shè)備，即可生產(chǎn)冷飲、冷食，也可提高制冷設(shè)備的利用率。