氣調(diào)庫及氣調(diào)庫設(shè)備

1、氣調(diào)設(shè)備的選用和安裝調(diào)試

   (1)制氮降氧設(shè)備

   利用制氮機(jī)產(chǎn)生的95％--98％純度的氮?dú)?，置換(稀釋)氣調(diào)庫中的氣體，降低庫內(nèi)氧氣濃度，在小型氣調(diào)庫內(nèi)也可以用于排除過量的二氧化碳、乙烯或其它氣體。

   目前氣調(diào)庫使用的制氮機(jī)分碳分子篩物理吸附式和中空纖維膜分離式兩種，都以空氣為原料。前者利用雙塔中的碳分子篩對氧、氮分子的不同的吸附速率，通過加壓吸附氧，減壓解析氧，不斷地在雙塔中變壓切換制氮，后者是利用高分子材料制成的中空纖維膜，具有結(jié)構(gòu)簡單、容易操作、制氮速度快、無易損運(yùn)動部件、體積小、重量輕、噪音低等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種新型高效的制氮設(shè)備。

   常見的中空纖維膜制氮機(jī)由配套的空壓機(jī)、儲氣罐、膜制氮機(jī)三部分組成。制氮機(jī)的核心部件是中空纖維膜組。它由上萬根乃至數(shù)十萬根直徑在50--500μm的中空纖維并列成束，兩端浸固環(huán)氧樹脂，形成膜濾芯，放入一外殼內(nèi)。當(dāng)壓縮空氣通過空心纖維時，由于氧、水蒸氣透過膜的速率快，形成富氧排到大氣中，而大部分氮?dú)庥捎谕高^膜的速率慢，而留在膜內(nèi)，形成較高純度的成品氣，其純度可利用純度控制閥調(diào)節(jié)，純度越高，流量越小?？諌簷C(jī)的供氣壓力一般在1．0--1．2Mpa，含油量低于5PPm。制氮機(jī)本身有三級過濾系統(tǒng)，經(jīng)過過濾后的壓縮空氣要求含油量低于0．01PPm，灰塵顆粒小于0.01μm。

   一座氣調(diào)庫選用多大的制氮機(jī)，首先要考慮滿足庫中**的氣調(diào)間的降氧要求，即在果品進(jìn)庫后，1--3天的時間內(nèi)達(dá)到氣調(diào)參數(shù)的要求，同時也要兼顧全庫的間數(shù)和總?cè)萘俊?/span>

   目前，制氮機(jī)向氣調(diào)間充氮一般采取開式置換(稀釋)方式，將95％--97％純度的氮?dú)鈴臍庹{(diào)間的上部進(jìn)氣口打入，被置換的氣體從與進(jìn)氣口成對角線布置的排氣口排出到大氣中，整個過程是一個不斷稀釋的動態(tài)過程，庫內(nèi)的氧含量呈自然對數(shù)級下降，直至降至規(guī)定的指標(biāo)。

   還有一種稱為脫氧制氮的降氧設(shè)備，它的原理與分子篩制氮類似，所不同的是利用真空脫附和閉式循環(huán)，本身不配大空壓機(jī)，節(jié)省電能。此種設(shè)備不像前兩種設(shè)備有明確的產(chǎn)氮?dú)饬康闹笜?biāo)，而只標(biāo)明能適應(yīng)多大的庫容。由于運(yùn)行時真空度接近-0．1Mpa，不但要求真空泵要有很高的技術(shù)水平，對整個機(jī)器系統(tǒng)，包括閥門等部件的密封性要求也很高，設(shè)備比中空纖維膜制氮機(jī)要大，價格也較貴，運(yùn)行中電能雖然省了一些，但要經(jīng)常更換昂貴的專用真空泵用油，整個運(yùn)行費(fèi)用也不低。由于在閉式循環(huán)中，脫去了部分氧氣，抽出的庫氣比排入的體積要大一些，容易使氣調(diào)庫形成負(fù)壓，對庫房氣密要求較嚴(yán)。

   (2)二氧化碳脫除機(jī)

   水果在氣調(diào)過程中，一般要求二氧化碳的濃度控制在1--5％的范圍內(nèi)。水果的呼吸作用將提高庫內(nèi)二氧化碳的濃度，濃度過高將導(dǎo)致二氧化碳中毒，并產(chǎn)生一系列不良癥狀，最終腐爛變質(zhì)。這時必須使用二氧化碳脫除機(jī)(又稱洗滌器)將庫內(nèi)多余的二氧化碳脫除掉，達(dá)到氣調(diào)參數(shù)要求的范圍。

   現(xiàn)在國內(nèi)外生產(chǎn)的二氧化碳脫除機(jī)，均采用活性炭作為吸附劑?；钚蕴坑媚举|(zhì)果殼或煤為原料，經(jīng)干餾炭化、活化等工藝，具有非常發(fā)達(dá)的微孔。含高二氧化碳的庫氣用風(fēng)機(jī)抽入活性炭罐內(nèi)吸附，經(jīng)過數(shù)分鐘吸附飽和后，用空氣脫附再生。如此循環(huán)使用，脫附的二氧化碳?xì)怏w送入大氣中?，F(xiàn)代的二氧化碳脫除機(jī)，用可編程序控制器PLC對吸附和再生進(jìn)行自動控制。如果脫除機(jī)有兩個活性炭罐，可使兩者的吸附和再生交替進(jìn)行?；钚蕴课蕉趸嫉牧渴菧囟鹊暮瘮?shù)，并與二氧化碳的濃度成正比。通常以0℃，3％的二氧化碳濃度為標(biāo)準(zhǔn)，用其在24小時內(nèi)的吸附量作為主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

   二氧化碳脫除機(jī)的選型，必須滿足整個氣調(diào)庫脫除二氧化碳的要求，在氣調(diào)庫為0--2℃溫度條件下，多數(shù)水果二氧化碳的釋放量為3--10mg／kg·h左右，一座千t庫24小時二氧化碳釋放量為72--240kg，可按**二氧化碳釋放量來選擇機(jī)型。

   二氧化碳脫除機(jī)一般采用電控氣動三通閥來控制活性炭罐程序的切換，需要配用小型空壓機(jī)作氣動源，機(jī)上裝有保護(hù)及運(yùn)行定時控制裝置，并裝有計算機(jī)控制接口，可對整個氣調(diào)庫的各氣調(diào)間實(shí)現(xiàn)自動連續(xù)巡回脫除作業(yè)。為此，跟制冷調(diào)節(jié)站相似，氣調(diào)庫也安裝有氣調(diào)調(diào)節(jié)站，調(diào)節(jié)站分為進(jìn)氣和回氣兩個自動或手動閥門組，自動閥門采用電控氣動閥來控制二氧化碳脫除機(jī)的進(jìn)回氣；手動閥用來控制制氮機(jī)的進(jìn)排氣。

   大中型氣調(diào)庫的輸送管道較長，一股采用UPVC塑料管粘接，口徑在70--110mm之間，安裝二氧化碳脫除機(jī)時，輸氣管道應(yīng)向氣調(diào)庫傾斜1--3°，以防冷凝水流回脫除機(jī)，污染活性炭，降低性能，甚至失效。脫除機(jī)在長期的工作過程中，氣動閥要動作幾十萬次，壓縮空氣應(yīng)保證是清潔的。

   在一些小型庫和試驗(yàn)裝置中，也有用消石灰等化學(xué)方法脫除二氧化碳，這些脫除劑是不能再生的。

   (3)乙烯脫除裝置

   乙烯(C2H4)是果品本身新陳代謝的產(chǎn)物，外部環(huán)境中煙囪排放的煙霧，汽車尾氣，某些工廠的廢氣中也含有一定數(shù)量的乙烯。它是一種能促進(jìn)水果呼吸，加快成熟衰老的植物激素。對乙烯非常敏感的果品，如獼猴桃、香蕉等，必須把貯藏條件下的乙烯濃度脫至閾值以下，一般達(dá)0．02PPm的水平；蘋果、梨等采用低乙烯氣調(diào)貯藏，貯藏效果會大大提高；對乙烯不敏感的果品，氣調(diào)貯藏不必安裝乙烯脫除裝置，

   脫乙烯的方法常用高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑，以氧化鋁，分子篩等多孔性材料做載體，制成一次性使用的復(fù)合材料，放入庫內(nèi)，包裝箱或閉路循環(huán)系統(tǒng)中，將乙烯脫除。

   隨著氣調(diào)技術(shù)的發(fā)展，近年來又研制出基于高溫催化原理的高效除乙烯裝置。乙烯在250℃的高溫中與催化劑的作用下能生成二氧化碳和水。氧化反應(yīng)是在一個從外到里能形成15℃--250℃溫度梯度的電熱裝置內(nèi)進(jìn)行的。它能

   (2)脫除量是在0℃庫溫，二氧化碳濃度為3％時測得。使除乙烯裝置的進(jìn)、出口溫度不高于15℃，而裝置中心的氧化溫度可達(dá)250℃。同樣，這種新型乙烯脫除裝置一般也采用閉環(huán)系統(tǒng)。

   (4)自動控制設(shè)備

   氣調(diào)庫在整個貯藏期內(nèi)都必須精確測量和控制各間庫的氣體成分。某間庫房，測出氧超標(biāo)，就應(yīng)開啟制氮機(jī)，充氮降氧，直到氮含量達(dá)到工藝參數(shù)設(shè)定值。如果二氧化碳超標(biāo)，就應(yīng)打開這間庫的出回氣閥門，開啟二氧化碳脫除機(jī)脫除二氧化碳，直至庫內(nèi)二氧化碳達(dá)到設(shè)定值。為了提高氣調(diào)庫運(yùn)行管理的自動化程度，目前國內(nèi)外氣調(diào)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)都設(shè)計制造出相應(yīng)的自動控制設(shè)備，使上述工作大部分實(shí)現(xiàn)了自動化。用一臺計算機(jī)可控制30左右間氣調(diào)間，每間氣調(diào)間都可以按果品的品種設(shè)定各自的氣調(diào)參數(shù)，并進(jìn)行自動巡回檢測，每間庫，每天至少要采樣檢測六次以上。由于采用較大容量的采樣泵，氣樣的輸送距離可達(dá)100m。開發(fā)出氣調(diào)庫計算機(jī)專用軟件，對于超過設(shè)定值的氣調(diào)間，自動開啟調(diào)節(jié)站的出回氣閥門和脫除機(jī)，定時或定量地進(jìn)行二氧化碳脫除。也可利用顯示器監(jiān)控整個氣調(diào)工藝流程，用鼠標(biāo)進(jìn)行控制，所有設(shè)定和實(shí)時測定的氧、二氧化碳、溫度、濕度等數(shù)據(jù)都具有顯示儲存、查詢、報警、打印等功能。數(shù)據(jù)采集可以按配置設(shè)備的要求進(jìn)行，也可按照設(shè)定的周期進(jìn)行，查詢功能可按用戶的要求按一定時間間隔刷新，為整個氣調(diào)庫的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。

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   4、相關(guān)測試儀器

   (1)奧氏(0RSAT)氣體分析儀

   可用于氧氣和二氧化碳濃度的檢測。其檢測原理是：取一定量(體積)的被測氣體，用兩種不同的液態(tài)吸收劑分別吸收其中的氧和二氧化碳，根據(jù)氣體量(體積)的變化，求出被測氣體中氧和二氧化碳的濃度。

   奧氏儀是一種原始型手工檢測儀，需攜帶笨重易碎各種液瓶、量筒和多種試劑，操作麻煩，精度受人為影響較大，現(xiàn)在已很少采用了。

   (2)氧電極氧氣測試儀

   氧電極的工作原理是基于極譜電極原理(Polarographicelectrode)。由一定濃度電解質(zhì)溶液中的電流—電壓曲線證實(shí)，在-0．5-- -0．8范圍內(nèi)，電流與氧的濃度成正比。氧電極傳感器以鉑為陰極(氧檢定極)，陽極為鉛或銀，聚四氟乙烯薄膜將陰極端與電解質(zhì)隔開。氧的滲透量與薄膜內(nèi)外的氣體分壓成正比。此傳感器亦稱氧電池，是一種電化學(xué)擴(kuò)散限制型金屬電池。這種傳感器制成的氧氣測試儀，分辨率高達(dá)0.1％，測試精度為0.2％。儀器出廠前用含氧量為4％左右的高精度標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行標(biāo)校，使用中用空氣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)校對(21．0％)。傳感器的壽命在兩年以上。

   (3)紅外二氧化碳測試儀

   由于二氧化碳分子的高度對稱性，在兩種拉伸振動間產(chǎn)生耦合作用，結(jié)果使得拉伸振動在特定波長上可發(fā)生強(qiáng)烈的紅外吸收。當(dāng)一定強(qiáng)度的紅外光通過一定濃度的待測混合氣體時，入射強(qiáng)度與透過后的剩余強(qiáng)度差與二氧化碳濃度有一定關(guān)系。基于此原理制成二氧化碳傳感器稱為二氧化碳紅外傳感器。用這種傳感器生產(chǎn)的二氧化碳測試儀，分辨率可達(dá)0．1％，測試精度可達(dá)0．2％，出廠時用標(biāo)準(zhǔn)二氧化碳濃度氣體進(jìn)行標(biāo)校，使用時用空氣進(jìn)行標(biāo)校(空氣中含二氧化碳為300ppm)，這時儀器的輸出顯示應(yīng)調(diào)整為0．0％。傳感器的壽命為10年。

       (4)乙烯測試儀

   乙烯濃度的測盤量要求達(dá)到0．01ppm，只能選擇性能良好的氣相色譜儀，并與溫控器、載氣源、輔助氣源、信號放大器、積分器及記錄儀合成一個分析系統(tǒng)，才能完成氣體分析，并得到直觀的圖像數(shù)據(jù)。氣相色譜用的檢測器多達(dá)幾十種，氣調(diào)庫使用氣相色譜儀常采用氫焰離子化檢測器。氣樣用注射器采集并注入色譜儀中的氣化室中。所得到的色譜圖必須和已知的純樣品的色譜圖相比較后才能得到精確的結(jié)果，氣相色譜儀是一種精密的分析儀器，應(yīng)由專業(yè)人員操作。

   5、氣調(diào)貯藏指標(biāo)的確定

   氣調(diào)庫和氣調(diào)設(shè)備是氣調(diào)的硬件，氣調(diào)工藝參數(shù)則屬于軟件，沒有可靠的參數(shù)是不可能達(dá)到氣調(diào)的預(yù)期效果的，嚴(yán)重的還會使果品品質(zhì)下降，甚至爛果爛菜，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。各種果品氣調(diào)儲藏要求的溫度、濕度、氧、二氧化碳、乙烯的濃度各不相同，為獲得**的數(shù)據(jù)，農(nóng)、林、商、貿(mào)等科研部門、大專院校及氣調(diào)貯藏單位都進(jìn)行了大量的研究，由于果品品種繁多，產(chǎn)地各異，每一品種都需要用幾種氣調(diào)參數(shù)試驗(yàn)貯存。在長期的氣調(diào)貯存過程中進(jìn)行比較、篩選，工作量很大。為此國內(nèi)外廠商都研制出各種形式氣調(diào)試驗(yàn)設(shè)備，這種設(shè)備，可大可小，可土可洋，應(yīng)本著科學(xué)適用原則選用。

   6．氣調(diào)庫的管理

   氣調(diào)庫不僅在貯藏條件、庫房結(jié)構(gòu)和設(shè)備配置等方面不同于普通果疏冷藏厙，對運(yùn)行管理方面也要嚴(yán)格得多。不單表現(xiàn)在貯藏階段，而且還涉及到果蔬采后處理的全過程，運(yùn)行管理的任一環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)差錯，都會影響氣調(diào)貯藏的整體優(yōu)勢和效果。運(yùn)行管理工作的優(yōu)劣直接關(guān)系到果蔬的貯藏質(zhì)量，還關(guān)系到庫房建筑結(jié)構(gòu)和人身安全。

   搞好氣調(diào)庫的運(yùn)行管理，關(guān)鍵在于管理和操作人員的素質(zhì)。氣調(diào)庫的管理人員必須具有良好的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)、高度的責(zé)任心及組織管理才干和從事經(jīng)營的能力，

   (1)適時采摘

   把握好果蔬的成熟度和最適采收期，對它的氣調(diào)貯藏至關(guān)重要。采摘過早，成熟度不夠，不僅影響食用品質(zhì)，還會影響貯藏。這是由于過早采摘，果蔬內(nèi)糖生成量較少，不耐貯藏；未成熟采后水分蒸發(fā)快，貯藏中失水多，而且果蔬體內(nèi)抗病機(jī)制尚未健全，在貯藏中易發(fā)生生理病害；采摘過遲，果蔬已完全成熟，雖然其風(fēng)味、質(zhì)地和營養(yǎng)已達(dá)到較完美程度，食用性好，但它的生理代謝已進(jìn)入后成熟期，內(nèi)源乙烯被激發(fā)生成，內(nèi)存的營養(yǎng)物質(zhì)消耗加快，這些因素都降低了其耐貯性。同樣，它的抗病性也在下降，易在貯藏中發(fā)生病害。

   果蔬的采摘期，可以通過色澤、果形、口感香味等感觀測定；硬度、重量、含水量等物理測定；含糖量，含酸量及淀粉含量等化學(xué)測定和觀察果蔬生長期內(nèi)的氣象、施肥等方面的情況進(jìn)行綜合評定。有條件的還可以測定果蔬的呼吸強(qiáng)度，作為成熟度的指標(biāo)。

   采收時**選擇陰天或晴天的上、下午。雨天、霧天、晴天有露水的早晚和氣溫高的中午都不宜采收。采收時要注意輕摘輕放，不能暴曬和雨淋。

   (2)及時入庫

   受果蔬收獲期集中的限制，入庫時工作量很大，必須做好周密的計劃和安排，做到采收后及時入庫。入庫前先進(jìn)行空庫降溫，果蔬經(jīng)清洗、篩選、分裝后入庫。采用空庫降溫，可預(yù)先將圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱排除，加速果蔬田間熱的散發(fā)并盡快降低果蔬溫度及呼吸熱的產(chǎn)生。

   在氣調(diào)間進(jìn)行空庫降溫和入庫后的預(yù)冷降溫時，應(yīng)注意保持庫內(nèi)外的壓力平衡，不能封庫降溫，只能關(guān)門降溫。尤其是入庫后的降溫，一定要等果蔬溫度和庫溫達(dá)到并基本穩(wěn)定在貯藏溫度時才能封庫，在降溫時就急于封庫，會在圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)產(chǎn)生壓差，對結(jié)構(gòu)安全造成威脅。

   當(dāng)庫內(nèi)溫度基本穩(wěn)定后，應(yīng)速封庫降氧，進(jìn)行調(diào)氣作業(yè)。一般來講氣調(diào)間的降氧速度越快越好，考慮到在降氧的同時，也應(yīng)使二氧化碳的濃度升到**植。而二氧化碳濃度的增加靠果蔬自身的呼吸，所以不必將庫內(nèi)氧的濃度一下子降到**植，而應(yīng)高出2--3個百分點(diǎn)，再利用果蔬的呼吸消耗掉這部分氧氣。

   (3)加強(qiáng)貯期管理

   從降氧結(jié)束到出庫前的整個時期，稱為氣調(diào)狀態(tài)的穩(wěn)定期。這個階段的主要任務(wù)是維持庫內(nèi)貯藏參數(shù)的在基本穩(wěn)定，包括溫濕度和氣體成分；主要目標(biāo)是使所貯果蔬長期保持氣調(diào)貯藏狀態(tài)。

   為維持庫內(nèi)貯藏參數(shù)的穩(wěn)定，必須管理好制冷設(shè)備、加濕設(shè)備、氣調(diào)設(shè)備及管道閥門，各種控制設(shè)備；氣調(diào)庫的密封性，氣調(diào)袋、平衡安全閥也都應(yīng)保持良好狀態(tài)。建立氣調(diào)庫的使用管理制度，設(shè)備和系統(tǒng)的操作規(guī)程就顯得十分必要。操作人員應(yīng)經(jīng)常巡視設(shè)備和庫房，檢查和了解設(shè)備的運(yùn)行情況和庫內(nèi)貯藏參數(shù)的變化情況，作好設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)記錄和溫濕度、氣體成分的記錄，繪成圖表，這樣可以直觀地了解庫內(nèi)貯藏參數(shù)的變化情況，及時發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)備的各種異常狀態(tài)。制冷機(jī)、各種配套的空壓機(jī)的潤滑油、各種過濾器、閥門管道的密封部位，電動機(jī)的啟動和保護(hù)裝置、傳感器、儀表及各水封部位都是應(yīng)重點(diǎn)檢查的地方。各種易損易耗的零部件應(yīng)按設(shè)備使用說明書的規(guī)定，定期檢查更換。

   果蔬從入庫到出庫，始終做好整個貯藏期果蔬的質(zhì)量監(jiān)測也是非常重要的，每間氣調(diào)庫(間)都應(yīng)有樣品果蔬箱，放在庫門或技術(shù)走廊觀察窗門能看見和伸手可拿的地方，一般半個月抽樣檢查一次，包括硬度、糖份、含水量、形態(tài)等主要指標(biāo)。在每年春季，庫外氣溫上升時，果蔬也到了氣調(diào)貯藏的后期，抽樣檢查的時間間隔應(yīng)適當(dāng)縮短。由于觀察窗門處的隔熱效果較差，樣品果蔬的貯藏質(zhì)量比庫內(nèi)大批果蔬的質(zhì)量稍差，樣品沒有問題，庫內(nèi)大批果蔬一般就不會有問題。需要特別指出，整個貯期必須嚴(yán)格監(jiān)視果蔬的凍、病害的發(fā)生。

   (4)貯后的管理

   包括果蔬出庫、分級挑選包裝、發(fā)運(yùn)，以及貨架期的質(zhì)量監(jiān)測。氣調(diào)間里的果蔬在出庫前一天應(yīng)解除氣密狀態(tài)，停止氣調(diào)設(shè)備的運(yùn)行。采取自然換氣的方法，使氣調(diào)間的氣體恢復(fù)到空氣成分，但仍要維持氣調(diào)間的溫濕度，操作人員才能入庫作業(yè)。由于果蔬入庫時時間都比較緊迫，來不及仔細(xì)挑選分級，出庫時則必須嚴(yán)格的挑選分級，將各種傷殘病次果挑出，分級包裝發(fā)運(yùn)。

   果蔬出庫后，應(yīng)隨機(jī)取樣進(jìn)行貨架期的觀察和監(jiān)測。質(zhì)量監(jiān)測要在比較穩(wěn)定的溫濕度下進(jìn)行，這樣才能排除外界因素的影響，在同等條件下比較出不同貯藏期和不同品種之間貨架期的差別。沒有恒溫恒濕條件，在常溫下也可以做，但可比性較差。

   (5)氣調(diào)庫及設(shè)備的年檢大修

   氣調(diào)庫及設(shè)備經(jīng)一個貯季后(一般都在半年以上)，必須進(jìn)行年檢大修，管理人員應(yīng)制定出詳細(xì)的檢修計劃。氣密破損的部位在修復(fù)后應(yīng)重新進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。各種機(jī)器設(shè)備、管道閥門、控制儀器儀表、電氣部件等均應(yīng)按說明書的要求進(jìn)行年檢大修。經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)后，應(yīng)恢復(fù)到原有的性能，為下一貯季做好準(zhǔn)備。

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