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果蔬冷藏间温度场和速度场的耦合关系探析

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第24卷　增刊安徽理工大学学报(自然科学版)Vo l.24　Supplement2004年5月Journal of A nhui U niv ersit y of Science and T echno lo gy (N atur al Science)M ay.2004果蔬冷藏间温度场和速度场的耦合关系探析张保生(安徽理工大学资源开发与管理工程系,安徽　淮南　232001)摘　要:本论文应用有限元分析软件ANSYS/FLOT RAN 对果蔬冷藏间的温度场和速度场进行了计算机数值模拟。

通过对各模拟方案的结果进行比较和分析,得到了冷藏间温度场和速度场的耦合关系,从而为果蔬冷藏间温度场和速度场的求解提供理论指导。

关键词:冷藏间;温度场;速度场;耦合中图分类号:TB6 文献标识码:A 文章编号:1672-1098(2004)S0-0032-04收稿日期:2004—03—30作者简介:张保生(1978-),男,山东金乡人,在读硕士,研究方向为暖通空调。

0　前言在果蔬冷库中,通过控制冷藏间的温度来抑制果蔬的生命活动,从而使之长期保持新鲜状态,是果蔬冷藏成败的关键;同时还须调节冷藏间的风流速度以降低果蔬的干耗,以避免果蔬因大量失水而导致其表皮起皱、皴裂,是提高果蔬的冷藏品质所必需的。

因此,对果蔬冷藏间的温度场和速度场进行求解,对于保证果蔬的冷藏效果是至关重要的。

求解果蔬冷藏间的温度场和速度场有两种方法:耦合求解法和分步求解法。

耦合求解法是对速度场和温度场进行耦合求解,它考虑了温度场和速度场的相互作用,尤其是温度场对速度场的影响;分步求解法则认为速度场决定温度场,但温度场不对速度场产生任何影响。

也就是说,在冷风机启动的瞬间,其速度场就已经确定了,后来冷藏间温度场的变化并不改变原来的速度场,而只是以原来的速度场为基础的温度场,因此,可以先求出冷藏间速度场的分布,再在速度场的基础上研究其温度场的分布。

这两种求解方法的实质在于,温度场和速度场的耦合关系是怎样的。

如果温度场和速度场的耦合性不强,即温度场对速度场的影响较弱,那么就可以使用分布求解法,并且能够得到较精确的结果;反之,则必须对温度场和速度场进行耦合求解。

本文将应用有限元分析软件AN SYS /FLO-TRAN 对冷藏间的温度场和速度场进行计算机数值模拟,通过对各模拟方案的结果进行比较和分析,来讨论冷藏间温度场和速度场的耦合关系。

1　数值模拟方案的设计本文选取某果蔬冷库冷藏间的一个剖面进行研究。

为了减少不必要因素的干扰,重点分析冷藏间温度场和速度场的耦合关系,此冷藏间设定为不装货物的空库。

冷藏间剖面宽6.6m ,高7.8m 。

由风口喷出的冷空气以17°的仰角贴着顶棚射流,沿冷藏间上部吹至左墙面,经由左墙和地板后,通过回风边界回风,并且通过监测回风边界的回风温度来控制冷藏间的温度分布(见图1)。

图1　冷藏间剖面示意图不加载温度荷时和加载温度载荷时的速度场分布图2　速度场等值云图对比图增刊 张保生:果蔬冷藏间温度场和速度场的耦合关系探析 图3　不同温度下速度场等值云图对比图 安徽理工大学学报(自然科学版) 第24卷 速度场是温度场的载体,对温度场的分布起着决定性的作用,所以,在模拟方案设计中主要考察温度场对速度场的影响情况。

首先,比较在不同的送风速度下,加载温度载荷时的速度场和不加载温度载荷时的速度场的区别(见图2)。

由图2可以看出,流体的速度场基本上可以分为三个区域:靠近顶棚、左墙、地板等固定壁面的为边界区,边界区的内侧为主流区,位于速度场中心位置的为中心区。

(1)不加载温度载荷时,速度场中心区的范围比加载温度载荷时大,而且加载温度载荷时中心区的形状变“扁”。

(2)不加载温度载荷时,速度场的边界区在冷藏间的左下角是不连续的,受主流区的影响较大;而加载温度载荷时,边界区在冷藏间的左下角则是连续的,受主流区的影响较小。

(3)不加载温度载荷时,风口下方的涡旋较大;而加载温度载荷时,此处涡旋变小。

(4)以上三条结论,送风速度越小越显著,随着风速的增大而逐渐变得不明显。

因此,送风速度越小,温度场对速度场的影响越大;反之,速度场对温度场的依赖程度则越小。

对上述结论作进一步的分析,比较回风温度的变化对于低风速的速度场和高风速的速度场的影响有什么不同。

如图3所示,模拟方案5中,送风速度均为3 m/s(低风速),而回风温度不同;模拟方案6中,送风速度均为7m/s(高风速),回风温度也不同。

当温度场变化(即回风温度变化)时,送风速度低的那一组速度场变化剧烈,而送风速度大的那一组速度场变化不明显。

也就是说,送风速度越小,温度场对速度场的影响越大;而送风速度越大,速度场对温度场的依赖程度越小。

总而言之,对于果蔬冷藏间而言,当送风速度较低时,温度场和速度场的耦合性较强;反之,当送风速度较大时,温度场和速度场的耦合性较弱。

2　模拟结果分析冷藏间温度场和速度场的耦合关系取决于温度对流体性质的影响程度。

当流体经过冷或热的表面时,其密度就会随温度的变化而变化。

而密度的变化最终会导致冷藏间密度场的不均匀,因而引起的重力差异将产生对流体流动的驱动力,这种流动称为自然对流的浮力驱动流动[1]。

浮力的影响可以通过格拉晓夫数与雷诺数之比来判别:G rRe2∞浮力惯性力(1)将Gr和Re的表达式Gr=T g L32Re=uL代入式(1)可得G rRe2=T g Lu2(2)式中:Gr为格拉晓夫数;Re为雷诺数; T为流体和物体表面的温度差;g为重力加速度; 为体积膨胀系数;L为特征长度;u为流体速度; 为运动粘度。

由式(2)可知,当流体低速流过冷或热的表面时, T较大而u较小,Gr与Re2的比值增大。

当此数值接近或超过1.0时,由式(1)可知,浮力将对流体流动产生较大的影响,温度场和速度场的耦合性较强。

反之,当流体速度高或流体与物体表面温差较小时,此数值也较小,浮力的影响就可以不考虑,温度场和速度场的耦合性也较弱。

在果蔬冷藏间中,流体与固定壁面(顶棚、左墙、地板等)的温差较大,且固定壁面处的速度值均设为零,速度场边界区的流速较低,因而浮力驱动力的影响较大。

而浮力驱动力的存在又增强了边界区的流动能量,因此,加载温度载荷时边界区是连续的,而不加载温度载荷时边界区是间断的。

由于速度场的边界区是连续的,使得主流区的流动受涡旋尤其是冷藏间左下角涡旋的影响较小,从而主流区的能量损失也就较小,因此,加载温度载荷时风口下方的涡旋变小甚至消失。

3　结论综上所述,当送风速度较小时,温度对流体性质的影响较大,浮力的影响不可忽略,因而冷藏间温度场和速度场的耦合性较强,必须对冷藏间的温度场和速度场使用耦合求解法才能得到精确的解。

反之,当送风速度较大时,温度对流体性质的影响较小,浮力的影响可以忽略,冷藏间温度场和速度场的耦合性也就较弱,可以对温度场和速度场使用分步求解法进行求解。

(下转第40页)增刊 张保生:果蔬冷藏间温度场和速度场的耦合关系探析 Identification on surface subsidence effect by shield tunneling FA N G Jiang-hua,LIU Hai-yan,JIA NG Y u-song(D ept.of Civil Engineer ing,A nhui U niver sity o f Science and T echnolog y,Huaina n,A nhui232001,China)Abstract:The influence of surface subsidence o n gr ound building,caused by shield tunneling is con-cerned by m ore people,but the key of this problem is to pre-estim ate the sur face subsidence.Activ e cal-culatio n metho ds of identificatio n abo ut surface subsidence by shield tunneling are g eneralized,such as the empirical form ula o f Peck ho rizontal sink and r evise form ula,the num ber analysis metho d,the mod-el ex periment metho d,the intelligence decisio n theories m ethod.Finally,the pro blems invo lved in the surface subsidence research in shield tunneling engineering in china and outside co untries are studied, and some substance sugg estions are put fo rw ar d.Key words:shield method ex ecution;surfa ce subsidence;identificatio n(上接第35页)对所研究的冷藏间来说,当送风速度大于4m/s时,可以使用分步求解法对温度场和速度场进行求解;而当送风速度小于4m/s时,则必须使用耦合求解法才能得到精确的结果。

参考文献:[1]　皮茨,西索姆.葛新石译.传热学[M].北京:科学出版社,2002.Discussion on the Coupling of T emperature Field andVelocity Field in Greenstuffs SpringhouseZHA N G Bao-sheng(Dept.o f Resour ces Ex plor atio n and M a nag ement Engineer ing,A nhui U niv ersit y o f Science and T echno lo gy,Huainan, A nhui232001,China)Abstract:The temper ature field and velocity field inside gr eenstuffs spring house w as numerically simu-lated by ANSYS/FLOTRAN softw are.T hrough analyzing and com paring the results of simulation plans,the coupling relation o f tem perature field and v elo city field w as achieved w hich could instruct to co mpute the temperature field and velocity field inside spr ing house.Key words:spr ingho use;temper atur e field;velocity field;coupling 安徽理工大学学报(自然科学版) 第24卷。

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果蔬速冻

果蔬速冻

原料选择：合适的种类、品种，适当的成熟度，新鲜 的状态。
原料的预冷：原料在采收之后，速冻之前需要进行降 温处理，这个过程称预冷，通过预冷处理降低果蔬的 田间热和各种生理代谢，防止腐败衰老。预冷的方法 包括冷水冷却、冷空气冷却和真空冷却。

清洗：清洗前不得进入其他车间（污染农药较重的： 化学试剂洗涤） 切分的目的： 1、大小、规格一致，质量均匀，包装整齐。 2、工艺参数便于统一，便于工艺处理。 漂烫和冷却：通过漂烫可以全部或部分地破坏原料中 氧化酶的活性，起到一定杀菌作用。对于含纤维较多 的蔬菜和适于炖炒的种类，一般进行漂烫。漂烫的时 间和温度根据原料的性质、切分程度确定，通常是 95～100℃，几秒至数分钟。而对于含纤维较少的蔬菜， 适宜鲜食的，一般要保持脆嫩质地，通常不进行漂烫。 烫漂：热水法、蒸汽法、微波法、红外线法等。冷却： 立即10℃左右

1.冷冻量的要求 降温：物料温度→冰点→冻藏温度（原始初温 →冷藏温度） 应排除的热量 保温：防止外来热源

2.应排除的热量 （1）初温→冰点 释放热c1m△t1 （2）液态→固态 释放热Qm （3）冰点→冻藏温度 释放热c2m△t2

维持冷藏库低温贮存需消除的热量 包括墙壁、地面和库顶的漏热 其他热源 实际应用时： 冷冻量＝（1＋2＋3）＊（1＋10％）
对鱼进行冷冻 可控条件 保藏
以氨为冷媒的 可控条件 吸收式冷冻机 以氨为冷媒的 可控条件 压缩式冷冻机 牛羊肉冻结机 可控条件 国与国间的输 送
（二）我国冷冻食品的发展现状和前景展望
1、历史：起步较晚 建国后 : 引进技术发展生产 20世纪70年代: 果蔬速冻加工逐步发展 80-90年代 : 在我国外贸商品出口比重大 21世纪:有更大的发展 2、目前存在的优势和主要问题 （1）优势：市场需求量大，在发展中国家发展速度迅猛， 有利于食品工业化生产的进一步发展。 （2）存在的问题：1）发展的不平衡 2）加工工艺和设 备上的不足、技术上、管理上的欠缺、技术人员的缺 乏和从业人员素质差等。 3、发展前景： 机遇与挑战并存。抓住机遇，迎接挑战!
冰箱果蔬电场保鲜技术研究

冰箱果蔬电场保鲜技术研究

冰箱果蔬电场保鲜技术研究Research on electric field preservation technology of refrigerator fruitand vegetable费玲 胡海梅FEI Ling HU Haimei长虹美菱股份有限公司 安徽合肥 230601Changhong Meiling Company Limited Hefei 230601摘要研究电场对冰箱果蔬保鲜效果的影响，并探寻果蔬保鲜最适场强分布区域。

实验结果显示，冰箱的电场环境对油菜和西红柿贮藏过程中的贮藏损失、呼吸强度及色泽的变化具有显著的影响。

综合来说，电场冰箱保鲜层第2层（S2，距电场保鲜放电源约40cm，电场强度分布范围约为50～300v/m）的样品保鲜效果最优，更为适合短期内贮藏果蔬。

关键词电场；保鲜；冰箱AbstractThe effect of electric field on the fresh-keeping effect of refrigerator fruits and vegetableswas studied, and the optimal field distribution area of fruit and vegetable preservation wasexplored. The experimental results show that the electric field environment of the refrigeratorhas a significant effect on the storage loss, respiratory intensity and color change during thestorage of rapeseed and tomatoes. In general, the second layer of the electric field refrigeratorfresh-keeping layer (S2, about 40cm away from the electric field preservation power supply,the electric field intensity distribution range is about 50℃300v/m), the sample has the bestfresh-keeping effect, and is more suitable for storing fruits and vegetables in a short period oftime.KeywordsElectric field; Preservation; Refrigerator中图分类号：TM925.21DOI:10.19784/ki.issn1672-0172.2020.01.004如果您对本文内容感兴趣请联系作者胡海梅huhaimei818@ 1 引言电场用于果蔬保鲜的研究是近年来兴起的一门新兴技术，相对于冷藏低温保鲜、气体调节保鲜、化学保鲜等贮藏方法而言，其优点是投资少、可以保存较好品质等，因此具有广阔的开发前景。

果蔬贮藏方法和原理

果蔬贮藏方法和原理

机械冷藏是在利用良好隔热材料建筑的仓库 中，通过机械制冷系统的作用，将库内的热 传送到库外，使库内的温度降低并保持在有 利于延长产品贮藏期的温度水平。
冷库一般由冷冻机房、贮藏库、缓冲间和包装场四 部分组成。果蔬冷库一般采用冷风机降温，不采用 盘管式降温。中小型冷库一般用氟利昂作为制冷剂， 大型冷库则多用氨制冷。目前水果冷藏一般采用氨 制冷。
气体调节贮藏通常都与低温贮藏配合起来。 目前，大型现代化苹果气调库均安装有乙烯 脱除机。
（一）、薄膜大帐封闭系统
大帐法是将果蔬放在事先已作好的长方形货架上，或 者放在统一规格的塑料箱内，每个帐内贮藏果蔬约 3000～4000千克，可依不同种类果蔬灵活掌握。当货 架上或塑料箱内的果蔬温度与库内温度一致时，罩上 事先用无毒的聚乙烯薄膜制作好的塑料大帐。为了避 免帐内壁上附着的凝结水滴到蔬果蔬上而引起腐烂， 在货架或箱垛的上方用一拱形支架将大帐支起。
用鼓风设备从大帐一端的通风口补充外界的
（三） 对微生物生长的影响
高同和时衰CO提 老2浓高 ，度因CO能而2降浓也低度提多和高种降了腐低果败O蔬2性浓的细度抗菌能病的抑能活制力性成。。熟
（四）气体调节环境对其它一些物质代谢的 影响
乙醛和乙醇的含量较低，有机酸的变化没规 律，不饱和脂肪酸的合成受到抑制，淀粉向 糖的转化也受到抑制，果蔬的褐变减轻等。
包 括 人 工 气 调 贮 藏 ( CA) 和 自 发 气 调 贮 藏(MA)。
气调库贮藏设备主要有隔热、制冷等方面的结构和 设备，基本与常规冷库相同，只是为了调气，密封 程度要好。
库内的气体成分、贮藏温度和湿度能够根据设计水 平自动精确控制。参数检测和调控设备主要有：各 种探测器，加湿器，二氧化碳洗涤器，制氮机，乙 烯脱除机，PLC 电脑控制系统等。
果蔬气调保鲜和冰温保鲜的实验研究

果蔬气调保鲜和冰温保鲜的实验研究

收稿日期：2005-01-21.作者简介：刘兴业（1978-），硕士研究生，研究方向：果蔬保鲜和自动控制.果蔬气调保鲜和冰温保鲜的实验研究刘兴业1，张福阳2，甄襰1，廖吉香1（1.哈尔滨商业大学土木与制冷工程学院，黑龙江哈尔滨150076；2.中商铁菜蔬有限公司，北京100801）摘要：介绍了果蔬的气调保鲜和冰温保鲜原理，根据原理对减压保鲜和冰温保鲜进行了实验研究，测得了两种保鲜方式下部分果蔬的保鲜参数，最后对两种保鲜方法作了技术和经济比较，指出其优缺点.关键词：果蔬保鲜；气调保鲜；减压保鲜；冰温保鲜中图分类号：TS205.7文献标识码：A文章编号：1672-0946（2005）06-0772-04Sdudy on controlled atmosphere fresh -keeping and freezing pointfresh -keeping of fruits and vegetablesLIU Xing-ye 1，ZHANG Fu-yang 2，ZHEN Bing 1，LIAO Ji-xiang 1（1.School of Construction and Refrigeration ，Harbin University of Commerce ，Harbin 150076，China ；2.ZhongShangTeCaiShu Ltd.，Beijing 100801，China ）Abstract ：This paper introduces the principle of controlled atmosphere fresh-keeping and freezing point fresh-keeping.According to their principles ，carries on the experiment research for con-trolled atmosphere fresh-keeping and freezing point fresh-keeping ，and measure the fresh-keeping parameter of some fruit and vegetable in two kinds of fresh-keeping pares the technique and economies of two kinds of fresh-keeping method ，and points out advantages and disadvantages of two methods.Key words ：fruit and vegetable fresh-keeping ；controlled atmosphere fresh-keeping ；low press fresh-keeping ；controlled freezing point fresh-keeping 我国是水果、蔬菜的生产大国，果蔬产业已是种植业中仅次于粮食的大产业，但果蔬保鲜贮运技术却非常落后，仅有少量果蔬使用冷藏或气调保鲜.全国各地大量果蔬没有经过任何保鲜措施就直接进入市场，这样每年因运输贮存不当直接腐烂、变质造成的损失很大，经统计竟高达总产量的35%以上，尤其是黑龙江省，因冬季来的较早，其损失还要超过这个比例，所以果蔬保鲜问题是我国急待解决的大问题，目前已被国家列入重点公关项目.现在国外许多发达国家已经开始在水果、蔬菜营销前，即从田间收下来之后，就要立即作降温处理，然后按规定在保鲜温度、湿度等环境下进行贮藏与运输，直到销售给顾客，这就实现了无污染、质量好、损失小的供销保鲜链.而在我国，一般仍采用传统的果蔬贮藏方法，很少进行商品化处理，致使果蔬贮藏时间短、品质差，果品外观、水分、营养成分、口感均达不到保鲜的要求.气调和冰温保鲜技术可以解决果蔬科学保鲜的问题，本文下面就着重介绍这两种保鲜技术的原理及最新的实验结果.第21卷第6期2005年12月哈尔滨商业大学学报（自然科学版）Journal of Harbin University of Commerce （Natural Sciences Edition ）Vol.21No.6Dec.20051几种先进的果蔬保鲜方法1.1气调保鲜1.1.1气调保鲜原理气调贮藏（Controlled Atmosphere）简称CA，是指在特定的空气环境中的冷藏方法［1］.低温贮藏有利于果蔬的保鲜，但若辅以贮藏环境中气体成分的调节，则会有更好的效果.大气中氧含量为20.9%，二氧化碳含量为0.03%，气调贮藏是在低温贮藏的基础上，调节贮藏环境中氧、二氧化碳及一些特殊气体的含量，以达到更好地贮藏果蔬的目的，如贮藏环境中的低氧含量能够有效地抑制呼吸作用，在一定程度上减少蒸发作用和微生物生长，对呼吸跃变型果蔬有推迟呼吸跃变启动的效应，还有一定的果蔬保硬效果［2］.正确的利用气调保鲜技术就可以延缓果蔬衰老，保持水果的硬度、保持蔬菜的绿色、减轻或缓解果蔬的某些生理失调、控制果蔬虫害的发生.但若工艺条件不合理，就会对贮藏的果蔬产生有害的影响.如过低的氧浓度会引起马铃薯黑心症状；当氧气浓度低于1%时，由于发酵作用会使果蔬失去原有的风味，这些都称为CA伤害，由此可见，确定果蔬气调贮藏保鲜工艺条件是气调贮藏成功与否的关键.根据国内外部分资料和一些实验数据，本文总结出了部分果蔬气调贮藏保鲜的工艺条件.见表1.气调保鲜主要是采用充氮降氧、减压气调等几种方式，其中减压气调技术是气调技术研究中的一个重要内容.减压保鲜是利用减压（真空）方法控制O2的含量，使果蔬处于低压状态进行保鲜的方法.大气中O2和CO2的总和约占21%，这其中CO2含量仅占0.03%，所以氧的含量可以近似等于21%，如果把果蔬库中气体抽出大部分，使其压力降为10kPa，则库中氧的含量就只有2.1%了，而且是均匀分布，这样低氧保鲜就得以实现.可以说，该方法比过去其他气调方法控制氧含量更精确、技术更先进了.1.1.2气调保鲜实验研究为了证明减压保鲜的先进性，本文自制了一套减压保鲜装置，装置的主体是厚度为100mm的不锈钢箱体，主要设备及器材有智能化控制仪，美优乐压缩冷凝机组，真空泵，压力表，温度控制器，湿度控制器，盛水盘等.原理图如下图1所示.表1推荐气调保鲜贮藏条件果蔬名称贮藏温度/℃相对湿度/%氧含量/%贮藏期/d 苹果090～953150梨090～95 2.5～390樱桃0～290～952～328桃-1～090～95242李子090～95314～42柑桔385～9010180哈密瓜3～4803120香蕉13～14954～521～28胡萝卜185～903300花椒菜092～952～340～60芹菜195390黄瓜1490～93515～20马铃薯6～890～952～3240生菜195310香菜195390草莓090～951～210番茄6～8903～1035菠菜0901021白菜09510120～150组装好实验装置后，把油豆角等果蔬放入减压箱中，将箱盖加压密封后，关闭手动开关阀，然后按豆角等果蔬的保鲜规范在智能化控制仪上设定温度、湿度与氧浓度值，当压力达到设定值时，由压力传感器经控制仪发出信号，电磁阀22D1闭合，真空泵停机，当箱中温度达到设定值时，由温度传感器经智能化控制仪发出信号，制冷机则停止制冷.经过一段时间后，应将箱内气体换掉，适当补充空气的同时压力增大，当增大到超过设定值时，压力传感器发出信号，第2次启动电磁阀22D1和真空泵减压，由于换气和果蔬自身新陈代谢而使温度升高，这样温度传感器发出信号，启动制冷机，始终保证温度控制精度为±0.5℃；盛水盘中的水随压力降低逐渐蒸发，保鲜箱中湿度不断增大，湿度传感器将湿度值反馈给控制仪，当湿度低于设定值时，控制仪控制启动真空泵，减压加湿.这样就形成了闭环控制.运用这种方法，本文对油豆角等10个果蔬品种进行了实验，最终得出了一些数据，见表2.・377・第6期刘兴业，等：果蔬气调保鲜和冰温保鲜的实验研究图1减压保鲜实验装置原理图表2低压保鲜贮藏条件品种贮藏温度/℃真空低压/mPa保鲜天数/d备注油豆角110.0270～90品质风味没变杏00.1490品质风味没变樱桃00.1493品质风味没变梨00.14240品质风味没变红玉苹果00.1267品质风味没变芹菜0～20.2590相对湿度98%～100%番茄10～130.25100品质风味没变青椒9.5～100.2570品质风味没变黄瓜12～130.2560品质风味没变香蕉150.256绿色不变注：此外对菠菜、生菜、青豆、青葱、水萝卜、蘑菇等蔬菜应用减压贮藏，不但保鲜期长，而且还有保色作用.表2实验数据表明，采用减压保鲜后的果蔬保鲜期比传统保鲜方式下的果蔬保鲜期大幅增长，贮藏环境压力均为常压的25%以下，而贮藏温度却有较大的差异，总体来说，水果类贮藏温度一般都接近于0℃，蔬菜类贮藏温度一般都接近于10℃，除实验误差的因素外，这种现象主要是由于水果和蔬菜的个体差异造成的.1.1.3气调保鲜优缺点气调库与单纯机械制冷冷库比较具有显而易见的优势，那就是能控制微生物生长和繁殖，抑制果蔬的生理病害（外观变色、斑点），减少果蔬损失（制冷起作用），更好地保持果蔬的组织结构、味道、香脆，但也有一次投资大（主要是增加了气调装置，库体密封要求高，要达到耐负压10t/m2）［2］，运行费用高（与机械制冷的冷库比较增加了气调装置运行费）的不足.1.2冰温保鲜1.2.1冰温保鲜原理冰温保鲜与气调保鲜有很大区别，其温度不在0℃以上，而是0℃以下，其原理是果蔬等活体内含有糖、蛋白质、醇类等不冻液体，使其冻结点降到0℃以下，处于冬眠状态，减少消耗，可以保持细胞的活体状态，延缓衰老.从上述原理可以看出，生与死的温度界限并非0℃，而是低于0℃的某个温度值（与果蔬品种不同而不同）.果蔬食品的冰点均低于0℃，当其温度高于冰点时，细胞始终处于活体状态.当食品的冰点较高时，可加入冰点调节剂（如盐、糖等）使其冰点降低.把0℃以下、冰点以上的温度区域定义为该食品的“冰温带”，简称“冰温”.冰温的机理包含2方面内容：1将食品的温度控制在冰温带内可以维持其细・477・哈尔滨商业大学学报（自然科学版）第21卷胞的活体状态；2当食品冰点较高时，可以人为加入一些有机或无机物质，使其冰点降低，扩大其冰温带［3］.1.2.2冰温保鲜实验研究为了更好地掌握果蔬冰温保鲜性质，我们对一些果蔬的冰点进行了实验研究.实验装置主体与除去压力和湿度系统的减压保鲜箱类似，采用单级压缩制冷循环系统，利用温度控制器控制箱内温度，在稳定箱内温度的同时，又保证精度为±0.5℃.原理图如图2所示.图2冰温保鲜实验原理图经过对豆角等10个果蔬品种的实验研究，我们得出了这些果蔬的冰点温度值.具体数据见下表3.表3不同果蔬食品的冰点食品冰点温度/℃豆角-2菜花-1.1橙子-2.2柠檬-2.2洋白菜-1.3～-2.0番茄-0.9洋梨-1.0～-2.0柿子-2.1香蕉-3.4生菜-0.4理论上，当生物细胞受到低温胁迫时会采用深度过冷方法来防寒，此时的生物细胞会产生一种不冻液，这种不冻液包围在原生质周围，形成一层保护，使细胞依然维持活体“冬眠”状态，有效地降低了生物体的呼吸强度，减少了耗氧和二氧化碳的生成，并且这种不冻液是使果蔬口感变佳的主要成分，也就是说，果蔬中的不冻液越多，果蔬的口感越佳.于是我们对冰温豆角又做了进一步的研究，冰温保鲜的豆角［温度为（-2±0.5）℃］洗净后直接烹饪，食用时会让人感到有异味，味道没有烹饪新鲜豆角好，但如果对豆角进行缓冻处理，随着温度的升高，达到5℃以上时烹饪，口感就有所改善，到达12℃以上后再烹饪，其味道就不会与新鲜豆角烹饪后的味道有较大的差异.如表4所示.表4冰温豆角口感度与烹饪前温度关系表烹饪前豆角温度/℃烹饪后豆角口感评价（5分制）-21-12-02-12-223242+53-63-7383+94-104114+12以上5由此可以看出，食用烹饪后的保鲜食品，其口感的优劣不仅仅与保鲜方式的优劣有关，还与保鲜后食品再加工的方式有关.发生这种变化主要是由于烹饪前温度不同，豆角细胞的存活状态不同而导致的.在-2℃时豆角细胞处与“休眠”状态，细胞的周围主要是由一种不冻液包围，这种不冻液在-2℃时还处于“凝固”状态，在发生急速的温度改变时，其成分发生了严重的破坏，这种破坏的结果就直接导致豆角出现异味.在豆角缓冻到12℃时，这种不冻液已经“软化”，豆角细胞活性恢复，此时与刚采摘下来的新鲜豆角的细胞基本没有分别，所以，烹饪后没有异味，口感很好.1.2.3冰温保鲜优缺点冰温储藏的优点是不破坏细胞，能抑制有害微生物的活动，使果蔬呼吸活性降低，保鲜期增长，最终提高果蔬的品质［4］.相比之下，普通冷库贮藏和（下转780页）・577・第6期刘兴业，等：果蔬气调保鲜和冰温保鲜的实验研究strategies for cross-validation of covariance structure models［J］.Multivariate Behavioral Research，1994，29（1）：1-32.［5］HAIR J F.Multivariate Data Analysis［M］.Prentice-Hall：Upper Saddle River，NJ，1998.［6］CHIN W W.The partial least squares approach for structural equation modeling［A］.Modern Methods for Business Research［C］.Mahwah：Lawrence Erlbaum Associates，NJ，1998.295-336.［7］FORNELL C，CHA J.Partial least squares［A］.Advanced Methods of Marketing Research［C］.Blackwell：Cambridge，MA，1994.52-78.［8］WOLD H.Soft modeling：the basic design and some extensions［A］.SystemsUnderIndirectObservation：Causality，Structure，Prediction ［C］.Amsterdam：North-Holland，1982.1-54.［9］BOOKSTEIN F L.The geometric meaning of soft modeling，with some generalizations［A］.SystemsUnderIndirectObservation：Causality，Structure，Prediction［C］.Amsterdam：North-Holland，1982.55-74.（上接775页）气调贮藏只能维持而不能提高果蔬原有的品质.采用冰温保鲜贮藏的果蔬在色、香、味、口感方面都优于气调保鲜，几乎和新鲜果蔬处于同等水平.其不足是0℃以下的温度不容易控制.因为一旦温度低于冰点温度，在短时间内果蔬就会冻结，成为死体；而温度高于0℃，果蔬又达不到冰温保鲜的效果，而且冰温技术要求温度精度严格控制在±0.5℃，所以控制难度较大.目前冰温保鲜比较成功的果蔬品种很多，如水蜜桃、洋梨、大白菜、菠菜、枣、蒜苔、油豆角等果蔬冰温贮藏都比较成功.2结论相对于气调技术而言，冰温技术具有很大的潜力.首先，冰温技术保鲜效果好，果蔬的品质能够保证，并且有所提高，技术上已经领先；其次，由于自动控制技术发展较快，冷库用的自控元件费用并不高，而气调技术需要气调设备，有一定的能量消耗，而且该技术对库板等材料要求很高，相比之下，冰温技术比气调技术投资少，经济上更胜一筹.气调技术已经成熟，结合我国现有国情，应该大力推广，而且还需要我们科研工作者继续研究，对它进一步完善；冰温技术虽然先进，但它发展时间不长，目前在我国还处在实验研究阶段，很多果蔬品种还需要进行更多的实验研究，更好地掌握它们的冰温特性，使冰温技术早日应用到工程实践中去.参考文献：［1］华泽钊，李云飞.食品冷冻冷藏原理与设备［M］.北京：机械工业出版社.1999.［2］尉迟斌.实用制冷与空调工程手册［M］.北京：机械工业出版社.2000.［3］石文星，彦启森，马灵芝，等.冰温技术及其在食品工业中的应用［J］.天津商学院学报，1999，20（3）：39-44.［4］冷平.冰温贮藏水果、蔬菜等农产品保鲜的新途径［J］.中国农业大学学报，1997，2（3）：79-83.・87・哈尔滨商业大学学报（自然科学版）第21卷。