果蔬保鮮氣調(diào)庫氣體檢測系統(tǒng)方案

果蔬保鮮氣體檢測系統(tǒng)方案
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  氣調(diào)庫又稱氣調(diào)貯藏是當(dāng)今*的果蔬保鮮貯藏方法。它是在冷藏的基礎(chǔ)上，增加氣體成分調(diào)節(jié)，通過對貯藏環(huán)境中溫度、濕度、二氧化碳、氧氣濃度和乙烯濃度等條件的控制，抑制果蔬呼吸作用，延緩其新陳代謝過程，更好地保持果蔬新鮮度和商品性，延長果蔬貯藏期和保鮮期（銷售貨架期）。通常氣調(diào)貯藏比普通冷藏可延長貯藏期0.5-1倍；氣調(diào)庫內(nèi)儲藏的果蔬，出庫后先從"休眠"狀態(tài)"蘇醒"，這使果蔬出庫后保鮮期（銷售貨架期）可延長21~28天，是普通冷藏庫的3~4倍。

  目錄

  1、氣調(diào)庫技術(shù)概述

  基本概述

  傳統(tǒng)的果蔬貯藏保鮮方法有簡易貯藏、通風(fēng)庫貯藏、輻射保鮮、化學(xué)保鮮、冷庫貯藏。簡易貯藏、通風(fēng)庫貯藏設(shè)備簡單、投資少，但貯藏效果差，貯藏期短，腐爛損失嚴(yán)重。輻射及化學(xué)保鮮在部分水果上有一定適用性，但存在輻射及化學(xué)殘留污染，不是所有果蔬都能應(yīng)用。

  氣調(diào)貯藏能在適宜低溫條件下，通過改變貯藏環(huán)境氣體成分、相對濕度，zui大程度地創(chuàng)造果蔬貯藏zui甲環(huán)境，其效果表現(xiàn)在以下方面：氣調(diào)貯藏營造的低氧(一般O2含量為l%-5%)、適當(dāng)CO2濃度能有效地抑制呼吸作用，減少果蔬中營養(yǎng)物質(zhì)的損耗，同時抑制病原菌的滋生繁殖，控制某些生里病害的發(fā)生；清除貯藏環(huán)境氣體中的乙烯，以抑制其對果蔬的催熟作用，延緩后熟和衰老過程；增加環(huán)境氣體中的相對濕度，以降低果蔬的蒸騰作用，從而達(dá)到果蔬*貯藏保鮮的目的。

  經(jīng)過氣調(diào)貯藏的果蔬所具有的特點

  (1)很好地保持果蔬原有的形、色、香味；

  (2)果實硬度高于普通冷藏；

  (3)貯藏時間延長；

  (4)果實腐爛率低、自然損耗(失水率)低；

  (5)延長貨架期。由于果蔬*受低02和高C02的作用，當(dāng)解除氣調(diào)狀態(tài)后果蔬仍有一段很長時間的“滯后效應(yīng)”或休眠期；(6)適于長途運輸和外銷。果蔬質(zhì)量明顯改善，為外銷和運銷創(chuàng)造了條件；(7)許多果蔬能夠達(dá)到季產(chǎn)年銷周年供應(yīng)，創(chuàng)出良好的社會和經(jīng)濟效益。

  氣調(diào)庫的構(gòu)成

  ：氣調(diào)庫一般由氣密庫體、氣調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、壓力平衡系統(tǒng)以及溫度、濕度、O2、CO2，氣體自動檢測控制系統(tǒng)構(gòu)成。 氣調(diào)庫的特點：

  按照氣調(diào)庫儲藏技術(shù)的要求，氣調(diào)庫既具有冷藏庫的冷藏功能，又具有構(gòu)造形式和管理使用上的*之處。1）氣密性這是氣調(diào)庫在構(gòu)造上區(qū)別與冷藏庫的一個zui主要的特點。它不僅要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱以減少外界對庫溫的影響，而且還要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)密閉以減少庫內(nèi)外氣體的交換，維護(hù)庫內(nèi)較穩(wěn)定的氣體成分。

  2、安全性

  這是隨氣密性而伴生的要求。氣調(diào)庫在降溫，回溫以及氣調(diào)過程中，因庫內(nèi)溫度，壓力變化會在圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)產(chǎn)生壓差。如壓差不及時消除或控制在一定范圍內(nèi)，將引起庫體的損壞。既要保證庫體的氣密，又要保證其安全是氣調(diào)庫的又一特點。

  3、庫內(nèi)空間高

單層建筑現(xiàn)代氣調(diào)庫幾乎都是單層地面建筑，庫內(nèi)空間高。這種*的建筑形式是以氣密性和安全性為前提而形成的

4、快進(jìn)整出

  這是氣調(diào)庫在使用管理上的又一大特點，快進(jìn)是對貨物入庫時間的要求以便使其盡早處于氣調(diào)儲藏狀態(tài)。一旦儲藏結(jié)束，庫內(nèi)的貨物在短期內(nèi)出完，不能采用氣調(diào)的時間，使氣調(diào)狀態(tài)盡早形成。

  5、高堆裝滿

  這是使用管理上的又一大特點。除留出必要的檢查通道外，貨物在庫內(nèi)應(yīng)盡可能高堆滿裝，時庫內(nèi)剩余的空隙小，減少氣體的處理量，加快氣調(diào)的速度，縮短氣調(diào)的時間，使氣調(diào)狀態(tài)盡早的形成。

  2、 氣調(diào)庫庫體

  氣調(diào)庫庫體不僅要求具有良好的隔熱性，減少外界熱量對庫內(nèi)溫度的影響，更重要的是要求具有良好的氣密性，減少或消除外界空氣對庫內(nèi)氣體成分的壓力，保證庫內(nèi)氣體成分調(diào)節(jié)速度快，波動幅度小，從而提高貯藏質(zhì)量，降低貯藏成本。氣調(diào)庫庫體主要由氣密層和保溫層構(gòu)成。氣調(diào)保鮮庫按建筑可分為3種類型：裝配式、磚混式、夾套式。裝配式氣調(diào)庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用彩鍍聚氨脂夾心板組裝而成，具有隔熱、防潮和氣密的作用。該類庫建筑速度快，美觀大方，但造價略高，是目前國內(nèi)外新建氣調(diào)庫zui常用的類型。氣調(diào)庫采用專門的氣調(diào)門，該門應(yīng)具有良好的保溫性和氣密性。另外，在氣調(diào)庫封門后的*貯藏過程中，一般不允許隨便開啟氣調(diào)門，以免引起庫內(nèi)外氣體交換，造成庫內(nèi)氣體成分的波動，為便于了解庫內(nèi)果蔬貯藏情況，應(yīng)設(shè)置觀察窗。氣調(diào)庫建好后，要進(jìn)行氣密性測試。氣密性應(yīng)達(dá)到300Pa，半降壓時間不低于20-30min。

  3、氣調(diào)系統(tǒng)

要使氣調(diào)保鮮冷庫達(dá)到所要求的氣體成分并保持相對穩(wěn)定，除了要有符合要求的氣密性庫體外，還要有相應(yīng)氣體調(diào)節(jié)設(shè)備、管道、閥門所組成的系統(tǒng)，即氣調(diào)系統(tǒng)。整個氣調(diào)系統(tǒng)包括脫氧機或制氮系統(tǒng)、二氧化碳脫除系統(tǒng)、乙烯脫除系統(tǒng)、溫度、濕度及氣體成分自動檢測控制系統(tǒng)。

  1、脫氧機

  是目前zui為*的氣調(diào)庫降氧設(shè)備，其工作原理是采用壓力低于24KPa的風(fēng)機進(jìn)行循環(huán)脫氧，再使用真空泵解析活化，電機采用變頻調(diào)速技術(shù)。這種技術(shù)往往被人們誤以為是VSA制氮機。脫氧機與VSA制氮機的zui大區(qū)別在于，VSA制氮機仍然使用壓縮空氣為動力源（盡管壓力較低），這種含油氣源仍然將導(dǎo)致VSA制氮機原料的失效，而脫氧機使用的是無油微壓風(fēng)機，原料不存在油污染的情況，其循環(huán)風(fēng)量是VSA制氮機的5倍以上，這種降氧設(shè)備比膜制氮機、PSA制氮機效率高40%，比VSA制氮機高30%，比制氮機節(jié)能40%國外現(xiàn)有意大利和德國少數(shù)幾個公司掌握了脫氧機技術(shù)，國內(nèi)只有天津捷盛公司的脫氧機取得技術(shù)上的突破，其降氧能力甚至略高于國外品牌，工藝較為成熟，在大量的氣調(diào)庫中使用。

  2、制氮系統(tǒng)

  制氮機大體上經(jīng)歷了催化燃燒制氮→碳分子篩吸附制氮、中空纖維膜分離制氮、以及真空低壓吸附脫氧制氮（即VSA）的發(fā)展過程。目前普遍采用碳分子篩、中空纖維膜分離制氮及VSA制氮。

  2．碳分子篩吸附制氮機碳分子篩制氮是采用變壓吸附原理制氮，由于氧分子與氮分子的動力學(xué)直徑不同，氧分子的擴散速度比氮分子快數(shù)百倍。而吸附量與壓力成正比，利用氧、氮短時間內(nèi)吸附量差異甚大的特點，由程序控制器按特定的時間程序在兩個塔之間進(jìn)行快速切換，結(jié)合加壓氧吸附、減壓氧解吸的過程，將氧從空氣中分離出來。碳分子篩制氮機具有制氮純度高(可達(dá)到99．9%)、設(shè)備簡單、價格低的特點，但設(shè)備中閥門多，切換頻繁，每年每只閥門需開關(guān)20-40萬次，設(shè)備噪聲大。因此要求保證閥門的質(zhì)量，否則會影響設(shè)備的可靠性。

  2．2中空纖維膜分離制氮機膜分離制氮是利用氧氣與氮氣透過中空纖維膜壁的速度差異特點，將氧氣從空氣中分離出來。中空纖維膜制氮機是目前氣調(diào)貯藏使用zui廣泛的設(shè)備。它由壓縮機、貯罐、冷干機、過濾器、加熱器、中空纖維膜及管、閥組成。具有以下特點：(1)設(shè)備簡單、占地少、易安裝；(2)只需開動空壓機即可得到富氮空氣；(3)濃度可在95%-99%之間調(diào)節(jié)，使用靈活，能快速啟動停車；(4)安全可靠，分離器無運動部件，可連續(xù)穩(wěn)定工作；(5)分離過程無相變、無壓力損失、能耗低；(6)易小型化；(7)投資小。

  2．真空低壓吸附脫氧制氮機制氮機是采用CMS活性碳吸附再生的原理來吸附大氣中的O2并向庫內(nèi)注入高純度氮氣。由二個裝滿CMS活性碳的罐體、泵組、閥件、管路及控制單元組成。具有以下特點：（1）低壓（0.8bar)運行，比同性能的PSA及膜制氮機節(jié)能80%左右。（2）降氧效果提高30%以上，可將氣調(diào)庫內(nèi)氧氣含量控制在1%以下，甚至可以達(dá)到0.3%（3）維護(hù)成本低。穩(wěn)定可靠。設(shè)備中的主要活性炭吸附模塊壽命長達(dá)2-3年以上。（4）與庫體止漏系統(tǒng)配合更有效防止氣調(diào)庫氣體泄漏。（5）氣調(diào)庫氣體內(nèi)循環(huán)。更有效的節(jié)約運行成本。

  3、二氧化碳脫除系統(tǒng)

  主要用于控制氣調(diào)庫中二氧化碳含量。*依靠果蔬呼吸時所釋放的二氧化碳，增加氣調(diào)庫內(nèi)二氧化碳濃度，適量的二氧化碳對果蔬起保護(hù)作用，使貯藏保鮮效果良好。但是，二氧化碳濃度過高，則會對果蔬造成傷害，因此脫除(洗滌)過量的二氧化碳，調(diào)節(jié)和控制好二氧化碳濃度，對提高果蔬貯藏質(zhì)量非常重要；通常的二氧化碳脫除裝置大體上有4種形式：(1)消石灰脫除裝置；(2)水清除裝置；(3)活性碳清除裝置；(4)硅橡膠膜清除裝置?；钚蕴记宄b置是利用活性碳較強的吸附力，對二氧化碳進(jìn)行吸附，待吸附飽和后鼓入新鮮空氣，使活性碳脫附，恢復(fù)吸附性能，是當(dāng)前氣調(diào)庫脫除二氧化碳普遍采用的裝置。二氧化碳脫除系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)貯藏果蔬的呼吸強度、氣調(diào)庫內(nèi)氣體自由空間體積、氣調(diào)庫的貯藏量、庫內(nèi)要求達(dá)到的二氧化碳?xì)怏w成分的濃度確定脫除機的工作能力。

  4、乙烯脫除系統(tǒng)

  乙烯是果蔬在成熟和后熟過程中自身產(chǎn)生并釋放出來的一種氣體，是一種促進(jìn)呼吸、加快后熟的植物激素，對采后貯藏的水果有催熟作用。在對乙烯敏感的水果貯藏中，應(yīng)將乙烯去除。因此果蔬貯藏中既要設(shè)法抑制乙烯產(chǎn)生，又要消除貯藏庫內(nèi)乙烯積累。目前普遍采用且相對有效的方法為高錳酸鉀化學(xué)除乙烯法和空氣氧化去除法?；瘜W(xué)除乙烯法是在清洗裝置中充填乙烯吸收劑，常用的乙烯吸收劑是將飽和高錳酸鉀溶液吸附在碎磚塊、蛭石或沸石分子篩等多孔材料上，乙烯與高錳酸鉀接觸，因氧化而被清除。該方法簡單，費用極低，但除乙烯效率低，且高錳酸鉀為強氧化劑，會灼傷皮膚。目前，空氣氧化去除法是利用乙烯在催化劑和高溫條件下與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水的原理去除乙烯，與高錳酸鉀去除法相比其投資費用高，但因具有以下明顯優(yōu)點為人們所接受：

  (1)除乙烯效率高，可除去庫內(nèi)氣體中所含乙烯量的99%，可將貯藏間內(nèi)乙烯濃度控制在l-5μL/L；(2)減少水果霉變，在去除乙烯同時，能對庫內(nèi)氣體進(jìn)行高溫殺菌消毒；(3)一機多用，去除乙烯同時，還能除掉水果釋放的芳香氣體，減輕這些氣體對水果產(chǎn)生催熟作用的不良影響。

  注：除對乙烯敏感的水果（主要為亞熱帶、熱帶水果）：獼猴桃、香蕉等外，蘋果、梨等溫帶水果不需要乙烯脫出設(shè)備。

  目前較為*的臭氧除乙烯技術(shù)正逐步取代高溫催化型乙烯機，這種除乙烯技術(shù)zui大的優(yōu)勢是在低溫狀態(tài)下工作，不會引起庫溫的波動，同時耗電僅為500瓦，是高溫催化型乙烯機能耗的1/105、自動檢測控制系統(tǒng)氣調(diào)庫內(nèi)檢測控制系統(tǒng)的主要作用為：對氣調(diào)庫內(nèi)的溫度、濕度、O2、CO2氣體進(jìn)行實時檢查測量和顯示，以確定是否符合氣調(diào)技術(shù)指標(biāo)要求，并進(jìn)行自動(人工)調(diào)節(jié)，使之處于zui甲氣調(diào)參數(shù)狀態(tài)。在自動化程度較高的現(xiàn)代氣調(diào)庫中，一般采用自動檢測控制設(shè)備，它由(溫度、濕度、O2、CO2)傳感器、控制器、計算機及取樣管、閥等組成，整個系統(tǒng)全部由一臺*控制計算機實現(xiàn)遠(yuǎn)距離實時監(jiān)控，既可以獲取各個分庫內(nèi)的O2、CO2、溫度、濕度數(shù)據(jù)，顯示運行曲線，自動打印記錄和啟動或關(guān)閉各系統(tǒng)，同時還能根據(jù)庫內(nèi)物料情況隨時改變控制參數(shù)。*控制計算機采用Windows界面，使用操作人員可以方便直觀地獲取各方面的信息。

  6、制冷系統(tǒng)

  制冷系統(tǒng)是實現(xiàn)機械制冷所必須的機器、設(shè)備及連接這些機器、設(shè)備的管道、閥門、控制元件等所組成的封閉循環(huán)系統(tǒng)。氣調(diào)庫的制冷系統(tǒng)與普通冷庫的制冷系統(tǒng)基本相同。但氣調(diào)庫制冷系統(tǒng)具有更高的可靠性，更高的自動化程度，并在果蔬氣調(diào)貯藏中長時間維持所要求的庫內(nèi)溫度。一般采用氨制冷系統(tǒng)或氟利昂單級壓縮直接膨脹供液制冷系統(tǒng)。

  7、加濕系統(tǒng)

  與普通果蔬保鮮冷庫相比，由于氣調(diào)貯藏果蔬的貯藏期長，果蔬水分蒸發(fā)較高，為抑制果蔬水分蒸發(fā)，降低貯藏環(huán)境與貯藏果蔬之間的水蒸氣分壓差，要求氣調(diào)庫貯藏環(huán)境中具有zui甲的相對濕度，這對于減少果蔬的干耗和保持果蔬的鮮脆有著重要意義。一般庫內(nèi)相對濕度能保持在90%-95%之間。

  常用的氣調(diào)庫加濕方法有以下幾種：

  (1)地面充水加濕；

  (2)冷風(fēng)機底盤注水；

  (3)噴霧加濕；

  (4)離心霧化加濕；

  (5)超聲霧化加濕。

  8、氣調(diào)庫壓力平衡系統(tǒng)

  在氣調(diào)保鮮冷庫建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中還必須考慮氣調(diào)庫的安全性。由于氣調(diào)庫是一種密閉式冷庫，當(dāng)庫內(nèi)溫度降低時，其氣體壓力也隨之降低，庫內(nèi)外兩側(cè)就形成了氣壓差。

  據(jù)有關(guān)資料介紹，當(dāng)庫內(nèi)外溫差l℃時，大氣將對圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生40Pa的壓力，溫差越大壓力差也越大。若不把壓力差及時消除或控制在一定的范圍內(nèi)，將會使庫體損壞。為保證氣調(diào)庫安全性和氣密性，并為氣調(diào)庫運行管理提供必要的方便條件，氣調(diào)庫應(yīng)設(shè)置壓力平衡系統(tǒng)：安全閥、緩沖貯氣袋。安全閥是在氣調(diào)庫密閉后，保證庫內(nèi)外壓力平衡的*安全設(shè)施，它可以防止庫內(nèi)產(chǎn)生過大的正壓和負(fù)壓，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其氣密層免遭破壞。

氣調(diào)庫在運行期間會出現(xiàn)微量壓力失衡，緩沖貯氣袋的作用就是消除或緩解這種微量壓力失衡。當(dāng)庫內(nèi)壓力稍高于大氣壓力時，庫內(nèi)部分氣體進(jìn)入緩沖貯氣袋，當(dāng)庫內(nèi)壓力稍低于大氣壓時，緩沖貯氣袋內(nèi)的氣體便自動補入氣調(diào)間。貯氣袋是把庫內(nèi)壓力的微量變化，轉(zhuǎn)換成貯氣袋內(nèi)氣體體積的變化，使庫內(nèi)外的壓差減小或接近于零，消除和緩解壓差對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用力。緩沖貯氣袋是由氣密性好且具有一定抗拉強度的柔性材料制成。

9、庫氣檢測系統(tǒng)

正常大氣中氧含量為20.9%，二氧化碳含量為0.03%，而氣調(diào)貯藏則是在低溫貯藏的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)空氣中氧、二氧化碳的含量，即改變貯藏環(huán)境的氣體成份，降低氧的含量至2%～5%，提高二氧化碳的含量到0～5%，乙烯氣體可以刺激躍變型果實提早出現(xiàn)呼吸躍變促進(jìn)成熟。有一些水果在貯藏中自身產(chǎn)生乙烯氣體，而乙烯氣體反過來又促進(jìn)呼吸躍變，刺激呼吸強度提高，當(dāng)然還有溫度濕度等也會影響水果、蔬菜等呼吸。所以要實時檢測庫里面的氣體成分，從而達(dá)到自動控制脫氧系統(tǒng)、制氮系統(tǒng)、二氧化碳脫除系統(tǒng)、乙烯脫除系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)等，比人工控制更加精準(zhǔn)。

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