气调库又称气调贮藏库,是当今最先进的果蔬保鲜贮藏方法。它是在冷藏的基础上,增加气体成分调节,通过对贮藏环境中温度、湿度、
二氧化碳、氧气浓度和
乙烯浓度等条件的控制,抑制果蔬
呼吸作用,延缓其新陈代谢过程,更好地保持果蔬新鲜度和商品性,延长果蔬
贮藏期和保鲜期(销售
货架期)。通常
气调贮藏比普通冷藏可延长贮藏期0.5—1倍;气调库内储藏的果蔬,出库后先 从
休眠状态苏醒,这使果蔬出库后保鲜期(销售货架期) 可延长 21~28 天,是普通
冷藏库的4-5倍。
技术概述
(1)很好地保持果蔬原有的形、色、香味;
(2)果实硬度高于普通冷藏;
(4)延长
货架期。由于果蔬长期受低氧气和高
二氧化碳的作用,当解除气调状态后果蔬仍有一段很长时间的“
滞后效应”或
休眠期;
(5)适于长途运输和外销。果蔬质量明显改善,为外销和运销创造了条件;
(6)许多果蔬能够达到季产年销周年供应,创出良好的社会和
经济效益。
库体
气调库库体不仅要求具有良好的隔热性,减少外界热量对库内温度的影响,更重要的是要求具有良好的
气密性,减少或消除外界空气对库内气体成分的压力,保证库内气体成分调节速度快,
波动幅度小,从而提高贮藏质量,降低贮藏成本。气调库库体主要由气密层和
保温层构成。气调保鲜库按建筑可分为3种类型:装配式、砖混式、夹套式。装配式气调库
围护结构选用彩镀聚氨脂
夹心板组装而成,具有隔热、防潮和气密的作用。该
类库建筑速度快,美观大方,但造价略高,是国内外新建气调库最常用的类型。气调库采用专门的气调门,该门应具有良好的保温性和气密性。另外,在气调库封门后的长期贮藏过程中,一般不允许随便开启气调门,以免引起库内外
气体交换,造成库内气体成分的波动,为便于了解库内果蔬贮藏情况,应设置
观察窗。气调库建好后,要进行气密性测试。气密性应达到300Pa,半降压时间不高于20—30min。
优越性
1.
气调保鲜贮藏库属于
高温库的范畴,被保鲜的食品不会结冰,保留食品原有的新鲜度和风味不变,营养也不会丢失,且安全环保,无污染;
2.在相同的保鲜品质和温度条件下,气调保鲜贮藏库的保鲜时间是冷库的3~5倍,有些食品甚至可达数十倍,是冷库所无法比拟的;
3.气调保鲜贮藏库运行温度在0~12℃,比普通
低温冷库(运行温度-25~-18℃)高18~37℃,在相同的保鲜时间内,气调保鲜贮藏库的
电耗远远小于普通冷库;
4.气调保鲜贮藏库采用惰性情气体隔离空气,可以有效抑制食品细胞的呼吸而后成熟,不仅延长了保鲜时间,而且增加了食品出库后的
货架期,使食品出库后在较长时间内新鲜销售成为可能;
5.气调保鲜贮藏库采用了气体成分和浓度调节
控制技术,不仅可以有效抑制
C2H4等催熟成分的生成和作用,而且具有降氧、调炭、抑菌、消除农药毒副作用的功能;
6.气调保鲜贮藏库采用了加湿技术,不仅可以保持食品自身的水份不会丢失,而且使食品的色泽、质地都不会改变,既减少了食品的储存损失,又保留了食品原有的品质。
7.气调保鲜贮藏库采用了现代化机电控制技术,将先进的
自动化控制设备及
网络传输技术与传统机电产品相结合,使系统具有了可靠性、
经济性、
合理性、
先进性及远程控制性能的特征,将会很快成为现代食品保鲜贮藏的主流技术。
气调系统
要使气调库达到所要求的气体成分并保持相对稳定,除了要有符合要求的气密性库体外,还要有相应气体调节设备、管道、阀门所组成的系统,即
气调系统。整个气调系统包括脱氧机或
制氮系统、
二氧化碳脱除系统、
乙烯脱除系统、温度、湿度及气体成分
自动检测控制系统。
制氮系统
制氮机大体上经历了
催化燃烧制氮→
碳分子筛吸附制氮、中空纤维膜分离制氮、以及真空低压吸附脱氧制氮(即VSA)的发展过程。普遍采用碳分子筛、中空纤维膜分离制氮及VSA制氮。
二氧化碳脱除系统
主要用于控制气调库中
二氧化碳含量。完全依靠果蔬呼吸时所释放的
二氧化碳,增加气调库内二氧化碳浓度,适量的二氧化碳对果蔬起保护作用,使贮藏保鲜效果良好。但是,二氧化碳浓度过高,则会对果蔬造成伤害,因此脱除(洗涤)过量的二氧化碳,调节和控制好二氧化碳浓度,对提高果蔬贮藏质量非常重要;通常的二氧化碳脱除装置大体上有4种形式:(1)
消石灰脱除装置;(2)水清除装置;(3)
活性碳清除装置;(4)
硅橡胶膜清除装置。活性碳清除装置是利用活性碳较强的吸附力,对二氧化碳进行吸附,待吸附饱和后鼓入
新鲜空气,使活性碳脱附,恢复吸附性能,是当前气调库脱除二氧化碳普遍采用的装置。二氧化碳脱除系统应根据贮藏果蔬的
呼吸强度、气调库内气体自由空间体积、气调库的贮藏量、库内要求达到的二氧化碳气体成分的浓度确定脱除机的工作能力。
乙烯脱除系统
乙烯是果蔬在成熟和
后熟过程中自身产生并释放出来的一种气体,是一种促进呼吸、加快后熟的
植物激素,对采后贮藏的水果有催熟作用。在对乙烯敏感的水果贮藏中,
应将乙烯去除。因此果蔬贮藏中既要设法抑制乙烯产生,又要消除贮藏库内乙烯积累。普遍采用且相对有效的方法为
高锰酸钾化学除乙烯法和
空气氧化去除法。化学除乙烯法是在
清洗装置中充填乙烯
吸收剂,常用的乙烯吸收剂是将饱和高锰酸钾溶液吸附在碎砖块、
蛭石或
沸石分子筛等
多孔材料上,乙烯与高锰酸钾接触,因氧化而被清除。该方法简单,费用极低,但除乙烯效率低,且高锰酸钾为
强氧化剂,会灼伤皮肤。空气氧化去除法是利用乙烯在催化剂和高温条件下与氧气
反应生成二氧化碳和水的原理去除乙烯,与高锰酸钾去除法相比其投资费用高,但因具有以下明显优点为人们所接受:
(1)除乙烯效率高,可除去库内气体中所含乙烯量的99%,可将贮藏间内乙烯
浓度控制在l—5μL/L;
(2)减少水果
霉变,在去除乙烯同时,能对库内气体进行
高温杀菌消毒;
(3)一机多用,去除乙烯同时,还能除掉水果释放的芳香气体,减轻这些气体对水果产生催熟作用的不良影响。
较为先进的臭氧除乙烯技术正逐步取代高温催化型乙烯机,这种除乙烯技术最大的优势是在低温状态下工作,不会引起库温的波动,同时耗电仅为500瓦,是高温催化型乙烯机能耗的1/10
自动检测控制系统
气调库内检测控制系统的主要作用为:对气调库内的温度、湿度、氧气、
二氧化碳气体进行实时检查测量和显示,以确定是否符合气调技术指标要求,并进行自动(人工)调节,使之处于最佳气调参数状态。在
自动化程度较高的现代气调库中,一般采用自动检测
控制设备,它由(温度、湿度、氧气、二氧化碳)传感器、控制器、计算机及取样管、阀等组成,整个系统全部由一台
中央控制计算机实现远距离实时监控,既可以获取各个分库内的氧气、二氧化碳、温度、湿度数据,显示运行曲线,自动打印记录和启动或关闭各系统,同时还能根据库内物料情况随时改变
控制参数。
中央控制计算机采用Windows界面,使用操作人员可以方便直观地获取各方面的信息。
制冷系统是实现
机械制冷所必须的机器、设备及连接这些机器、设备的管道、阀门、
控制元件等所组成的封闭
循环系统。气调库的制冷系统与普通冷库的制冷系统基本相同。但气调库制冷系统具有更高的可靠性,更高的自动化程度,并在
果蔬气调贮藏中长时间维持所要求的库内温度。一般采用
氨制冷系统或
氟利昂单级压缩直接膨胀供液制冷系统。
与普通果蔬冷库相比,由于
气调贮藏果蔬的
贮藏期长,果蔬水分蒸发较高,为抑制果蔬水分蒸发,降低贮藏环境与贮藏果蔬之间的
水蒸气分
压差,要求气调库贮藏环境中具有最佳的
相对湿度,这对于减少果蔬的干耗和保持果蔬的鲜脆有着重要意义。一般库内相对湿度最好能保持在90%—95%之间。
常用的气调库加湿方法有以下几种:
(1)地面充水加湿;
气调库压力平衡系统
在气调库建筑结构设计中还必须考虑气调库的安全性。由于气调库是一种密闭式冷库,当库内温度降低时,其
气体压力也随之降低,库内外两侧就形成了气压差。
据有关资料介绍,当库内外温差l℃时,大气将对
围护结构产生40Pa的压力,温差越大
压力差也越大。若不把压力差及时消除或控制在一定的范围内,将会使库体损坏。为保证气调库安全性和气密性,并为气调库运行管理提供必要的方便条件,气调库应设置压力平衡系统:
安全阀、缓冲贮气袋。安全阀是在气调库密闭后,保证库内外压力平衡的特有
安全设施,它可以防止库内产生过大的正压和负压,使围护结构及其气密层免遭破坏。
气调库在运行期间会出现微量压力失衡,缓冲贮气袋的作用就是消除或缓解这种微量压力失衡。当库
内压力稍高于
大气压力时,库内部分气体进入缓冲贮气袋,当库内压力稍低于大
气压时,缓冲贮气袋内的气体便自动补入气调间。贮气袋是把库内压力的微量变化,转换成贮气袋内气体体积的变化,使库内外的压差减小或接近于零,消除和缓解压差对
围护结构的
作用力。缓冲贮气袋是由气密性好且具有一定
抗拉强度的柔性材料制成。