【摘要】：冷鏈物流是保存食品質量及安全的重要手段。在去年,快速發(fā)展冷鏈物流保障體系,促進食品安全等意見在國務院辦公廳發(fā)布。其中明確指出中國冷鏈物流存的關鍵問題在于“最先一公里”及“最后一公里”,預冷被視為其中至關重要的一環(huán)。其中,壓差預冷技術因其預冷速度快、適用果蔬范圍廣等優(yōu)勢顯得尤為重要。本文針對現(xiàn)有資源大多投入到壓差預冷庫的建設,而壓差預冷設計細節(jié)及預冷技術薄弱等問題做了較為深入的研究。以生菜這類球型果蔬為例,建立了生菜壓差預冷的物理模型及數(shù)值仿真模型,并采用CFD仿真模擬軟件對預冷過程進行模擬。模擬了其在不同風機壓力、回風通道不同間距等不同參數(shù)條件作用下回風通道流場的分布情況;模擬了在不同送風溫度策略、不同送風速度的環(huán)境下生菜預冷過程。并通過北京市農林科學院蔬菜研究中心劉升研究員團隊設計并建造的高濕變風量壓差預冷庫對理論模型進行了實驗驗證。實驗結果與模擬結果趨于一致,驗證了模型的可靠性。并建立了預冷時間、預冷能耗、失重率、預冷均勻性的預冷庫設計優(yōu)化及生菜預冷效果評價體系。以下,將壓差預冷庫的優(yōu)化設計一并歸為壓差預冷技術。在優(yōu)化壓差預冷庫設計方面,針對于不同風機壓力環(huán)境下對回風通道流場分布的影響進行了研究。風機壓力參數(shù)根據(jù)不同型號的T35-11型軸流風機進行選取。結果表明,當選擇全壓483Pa的T35-11-4型號風機時,回風通道流場分布更加密集且均勻。當選擇全壓237Pa的T35-11-2.8型號風機時,流場分布不均勻,且有明顯衰減。得出風機壓力越小流場越紊亂,并意味著換熱效率越低,預冷越緩慢。針對于在風速等其他參數(shù)一致,碼垛方式為縱向排列的情況下,回風通道間距的不同對回風通道流場分布的影響進行了研究。原間距設計為600mm,設定方案將其分為間距600mm、500mm、400mm、300mm共4種。結果表明,在用標準集裝箱改造的固定尺寸的壓差預冷庫中,其他參數(shù)一致的情況下,回風通道間距越窄(進風通道間距越寬)其流場分布更加緊密且均勻,意味著換熱系數(shù)越大,換熱效率越高,預冷速度越快,預冷效率越高。在優(yōu)化壓差預冷技術方面,將預冷過程以半冷卻溫度為界限劃分為兩個預冷區(qū)段。目標將生菜從初溫20℃預冷至5℃,且每個區(qū)段均分別采用4℃、2℃、0℃的送風溫度,共9種預冷策略。結果表明,半冷卻溫度之前,送風溫度的不同對生菜預冷時間的影響很小,4℃的送風溫度相比較于0℃的送風溫度,預冷時間僅延長30min。因此在半冷卻溫度之前選擇4℃的送風溫度。半冷卻溫度之后,由于預冷終溫為5℃,若選用4℃的送風溫度會極大的延長生菜的預冷時間,且能耗過大,因此不予考慮。綜合分析得出,相對于傳統(tǒng)策略全程采用0℃的送風溫度,半冷卻溫度前后分別選擇4℃與2℃的送風策略,其所花費的預冷時間適宜,且能耗最低,實際生產中具有綠色環(huán)保節(jié)能減排的實際意義,因此選其為最佳策略。針對送風速度的不同對生菜預冷效果的影響進行研究。1.5m/s、1m/s、0.76m/s的生菜預冷用塑料筐進口送風速度分別對應實驗用壓差預冷庫軸流風機50Hz、40Hz、30Hz的風機頻率及軸流風機出口風速16m/s、12m/s、7.5m/s。結果表明,送風速度越大,預冷時間越短,預冷均勻性越好,且在預冷能耗方面無明顯區(qū)別,較大的風速并不會增加單次預冷的能源消耗。對于生產實際中也有一定的指導意義。綜上,在以標準集裝箱改造的固定尺寸的壓差預冷庫中,碼垛方式為預冷用塑料筐縱向排列,預冷以生菜為代表的球型果蔬時,當回風通道間距為300mm,送風速度及壓力較大,預冷終溫為5℃,變送風溫度方式采用半冷卻溫度前后為4℃變?yōu)?℃的策略,預冷效率越高且能耗最低。該模式為實際生產提供了一個先進的思維理念,在以節(jié)能減排、綠色環(huán)保為重要努力方向的當今農業(yè)具有一定的指導意義。
【學位授予單位】：上海海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TS255.3
【圖文】：

上海海洋大學碩士學位論文的預冷技術大致分為壓差預冷、冷水預冷、真空預冷及。不同的果蔬適合不同的預冷方式，亦需要考慮預冷量不同果蔬具有不同成熟季節(jié)等問題。預冷冷的應用在中國最為普遍。僅需要保證所配備的風機的風速和風壓條件，將產生的冷空氣壓迫至預冷產品及近，與果蔬進行自然對流換熱從而完成預冷過程[11]。

圖 1-2 壓差預冷Fig. 1-1 Forced-air precooling預冷效率高，預冷速度是普通冷庫預冷的 2～10 倍；冷卻均勻率高，簡單易操作；兼做冷藏庫；不同預冷溫度、環(huán)境要求果蔬皆適合。收容能力比預冷通風庫低，單次預冷量為其 550%～65%；時間較長，需培養(yǎng)專業(yè)人士。水預冷預冷產品提前放置于準備好冷水中，而冷水則成為帶走果蔬介，這種預冷方式被成為冷水預冷。冷水不僅去除了預冷產

圖 1-3 冷水預冷Fig. 1-3 Cold water precooling優(yōu)點：預冷迅速、傳傳遞性能優(yōu)異；預冷時間一般在10min～30min；適用于胡蘿卜類蔬菜，龍眼類水果。不存在果蔬預冷失重率、預冷迅速、裝置造價低廉、通過機械傳動的方式升級其控制系統(tǒng)可節(jié)約人力資源；缺點：循環(huán)使用的冷水必要進行殺菌處理，否則容易滋生微生物，污染食品以保證果蔬品質；不同產品進行預冷時需重新制備冷水；浸過水的蔬菜不利于長時間保鮮；須配置配套恒溫貯藏庫。2.4 真空預冷

【參考文獻】

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本文編號：2787034