【中國制冷網(wǎng)】：氣調保鮮（CONTROLLEDATOMSPHERE）簡(jiǎn)稱(chēng)CA,是指通過(guò)人為調節和控制存儲庫內的氣體成分，抑制儲藏物的水分蒸發(fā)，減少有害氣體成分，降低儲藏物的呼吸，降低儲藏物的新陳代謝速率，使儲藏物的變化變小，延緩儲藏物的后成熟（包括其的自身的化學(xué)反應）過(guò)程，使儲藏物長(cháng)時(shí)間保持進(jìn)庫時(shí)的狀態(tài)，達到保鮮的目的。

    氣調貯藏（CONTROLLEDATOMSPHERESTORAGE）是目前大家所共識的先進(jìn)的果蔬保鮮的方法,它是在維持果蔬生理狀態(tài)的情況下,控制環(huán)境中氣體成分來(lái)保持果蔬“鮮”度。通常它采用降低存儲空間中的氧氣濃度和調節二氧化碳濃度,來(lái)抑制所貯藏果蔬的呼吸,減少果蔬體內物質(zhì)消耗，使得我們所存儲的果蔬“休眠”,延長(cháng)貯藏期,持久保鮮。當然，氣調貯藏也對溫度和濕度進(jìn)行控制。

    我們z*常見(jiàn)的方法是果蔬的冷藏保鮮，低溫可以降低果蔬的“活動(dòng)”強度,并可以抑制“蒸騰”作用和微生物的生長(cháng)。而對某些果蔬而言,即使其貯藏溫度處于z*低的安全溫度,其呼吸“強度”仍然很高。正常大氣中氧含量約為20.9%,我們知道，果蔬的呼吸要消耗果蔬的內部營(yíng)養物質(zhì),所以延長(cháng)果蔬貯藏期的關(guān)鍵之一是降低呼吸“強度”。而氣調保鮮則是在低溫保鮮的基礎上,調節空氣中氧與二氧化碳的含量,即改變貯藏環(huán)境的氣體成分,降低氧的含量,適當提高二氧化碳的含量。這樣的貯藏環(huán)境能更好地保持果蔬如同采摘時(shí)的那樣新鮮度,減少損失,延長(cháng)保鮮期,延緩果蔬的后熟,抑制老化,延遲或減輕敗壞,無(wú)污染,達到抑制果蔬呼吸強度延緩衰老和變質(zhì)過(guò)程的目的。貯藏環(huán)境中氣體成分的變化對果蔬采摘后生理有顯著(zhù)的影響。

    低氧條件還可以減少乙烯的生成量。我們知道，乙烯是一種果蔬催熟劑,減少乙烯濃度對推遲果蔬后熟是十分有利的，同時(shí)，也在一定程度上抑制了微生物的生長(cháng)。乙烯濃度直接影響果蔬成熟，所以有效脫除存儲空間中乙烯、減少乙烯濃度對某些果蔬推遲“后熟”是十分有利的。二氧化碳的濃度大小可影響乙烯與果蔬的結合,而濃度過(guò)高又可能促使果蔬的衰老,也容易出現“凍傷”，所以，適當度的二氧化碳可以減緩呼吸作用,從而延緩果蔬的后熟和衰老。

    實(shí)踐表明，采用氣調貯藏能有效的抑制果蔬的呼吸作用,延緩衰老,達到果蔬保鮮的目的，使得果蔬的存儲期大大延長(cháng)。它大概有這樣一些優(yōu)點(diǎn)

    1.能很好地保持儲藏物原有的形態(tài)、質(zhì)地、色澤、風(fēng)味和營(yíng)養成分。

    2.貯藏保鮮時(shí)間長(cháng)，比一般冷藏方式要長(cháng)出至少10倍以上。

    3.減少貯藏期間的損失（氣調損耗<5%，普通冷藏損耗15-20%）。

    4.由于氣調保鮮貯藏長(cháng)期受低氧和高二氧化碳的作用，當解除氣調狀態(tài)后，仍會(huì )有一段時(shí)間的“滯后效應”（休眠期）。所以氣調保鮮貯藏的貨架期可為普通冷藏的5倍。

    5.可有效抑制細菌和微生物的滋生、繁殖，有利于食品安全。

    6.氣調貯藏具有貯藏時(shí)間長(cháng)，貯藏效果好等許多優(yōu)點(diǎn)，從而可以使許多果蔬品種能夠達到幾乎全年銷(xiāo)售，給生產(chǎn)者和經(jīng)營(yíng)者帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。

    不同的果蔬的存儲條件是不同的。比如，蘋(píng)果的存儲一般為：2～4%的O2，3～5%的CO2，0～5℃的存儲溫度和90～95%的相對濕度（可存儲12個(gè)月）；梨的存儲一般為：2%的O2，1%的CO2，-1～+1℃的存儲溫度和85～95%的相對濕度（可存儲6～12個(gè)月）；臍橙的存儲一般為：18%的O2，1%的CO2，7～9℃的存儲溫度和85～95%的相對濕度（可存儲6個(gè)月）…。所以，在氣調庫的設計中要針對不同的存儲物來(lái)確定它的各個(gè)參數的控制和設備的選擇。有必要的時(shí)候，要對所要儲藏的果蔬做相應的模擬實(shí)驗來(lái)確定它們合適的存儲條件和控制參數。

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    氣調庫與傳統冷庫有相似之處，又與傳統冷庫有較大的區別。主要為：

    1．氣調庫一般設計為多室的的形式（適合批量進(jìn)出貨），單間貯量通常在50～200t之間，高度應該適當（提高單位面積的存儲量）。

    2．氣調庫必須具有更好的氣密性。普通冷庫一般適合多次儲存頻繁出貨的形式，而氣調庫運行模式一般為一次進(jìn)貨/一次出貨的形式。這是因為保持氣調庫內形成要求的氣體成分，并在果蔬貯藏期間較長(cháng)時(shí)間地維持設定值，減免庫內外“串氣”。

    3．氣調庫是一種更密閉式冷庫，當庫內溫度升降時(shí)，其氣體壓力也隨之變化，庫內外會(huì )形成一定氣壓差。所以氣壓平衡安全裝置的設置是必要的。不然，容易使得庫體受壓滲氣而破壞“氣調”狀態(tài)。

    4．氣調貯藏要求果蔬入庫速度快，裝滿(mǎn)后封庫調節庫內的空氣成分，讓果蔬在z*短的時(shí)間內進(jìn)入“氣調”狀態(tài)。平時(shí)管理中也不可能像普通冷庫那樣“隨便”進(jìn)出貨物，否則庫內的氣體成分就會(huì )經(jīng)常變動(dòng)，從而減弱或失去氣調貯藏的作用。果蔬出庫時(shí)，z*好一次出完或在短期內分批出完。

    5．氣調庫貯藏的貨物為果蔬，為了減少干耗，傳熱溫差小是維持庫內要求的較高相對濕度是一個(gè)有效的方法。

    6．不同的果蔬的存儲條件需要調節存儲空間的空氣成分，調節空氣成分的設備要根據不同的果蔬的存儲條件進(jìn)行合理配置，果蔬氣調貯藏的關(guān)鍵是控制庫內氣調參數，以保持果蔬的新鮮程度，延長(cháng)貯藏時(shí)間。因此，準確掌握被貯果蔬產(chǎn)品的（z*適）氣調參數，（氮氣、氧氣、二氧化碳氣體的百分比含量）十分重要，它在很大程度上決定著(zhù)氣調貯藏的成敗和效果。

    氣調庫的庫體形式也可以是多樣的，有土建形式，也可是庫板拼裝式的…。但由于氣調庫有以上的特點(diǎn)，貯藏的時(shí)間又較長(cháng)，在氣調庫的庫體設計時(shí)就要注意選擇合適的形式和材料。目前由于成本等諸多因素的考慮，氣調庫采用聚苯乙烯彩鋼板的建筑板材拼裝式的較多。但聚苯乙烯本身的吸水率較高，對濕度要求較高的氣調庫來(lái)講，使用效果和使用壽命將受到一定的影響。聚苯乙烯彩鋼板的建筑板拼接后的氣密性也不易處理。拼裝式氣調庫采用聚氨脂彩鋼庫板較妥，它的吸水率、保溫效果和拼接后的氣密性都遠好于聚苯乙烯彩鋼板的建筑板。氣調庫的庫門(mén)選擇也是關(guān)鍵，如果氣調庫的庫門(mén)氣密性不好，容易“滲氣”導致所需“氣調”狀態(tài)破壞。

    氣調庫要求密閉，庫內溫度升降，庫內氣體壓力也將跟著(zhù)變化，庫內外會(huì )形成一定氣壓差。一旦氣壓差過(guò)大，會(huì )使庫體受壓導致“滲氣”，嚴重的會(huì )造成庫體變形破壞。曾經(jīng)聽(tīng)說(shuō)有氣調庫用氣調庫來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的，在一般冷庫里，庫內溫度升降壓力變化時(shí)，產(chǎn)生的氣壓將克服安裝在庫板上的平衡窗內的彈簧力，使得平衡窗內的閥門(mén)打開(kāi)，達到內外氣壓平衡。我們以為，氣調庫一般不宜用這樣的平衡窗，如果內外相通，庫內“氣調”狀態(tài)就“流失”了，所以就必須選擇或設計適合氣調庫的氣壓平衡安全裝置。

    溫度、濕度和空氣循環(huán)是氣調庫的重要因素，在氣調庫里，良好的空氣循環(huán)是必不可少的。在果蔬入庫初期冷卻階段，風(fēng)量可大一些，這樣冷卻速度快，每小時(shí)空氣交換次數可為30～50倍空庫容積，當溫度下降到初值的一半或更小后，空氣交換次數可控制在每小時(shí)15～20次。所以我們設計中常選用雙速冷風(fēng)機。如果采用直接蒸發(fā)式冷風(fēng)機應注意盡量縮小蒸發(fā)溫度和庫溫的差值（通常選擇3℃以下，以減少蒸發(fā)器結霜、脫水，維持較高的庫內相對濕度），所以，相對一般冷庫的蒸發(fā)器，氣調庫中的冷風(fēng)機換熱面積應適當增大。若果蔬采摘后至入庫前能夠及時(shí)預冷（比如真空預冷）保鮮效果更好。

    對某果蔬給定適宜的貯藏溫度后，溫度的波動(dòng)范圍越小越好。采用間接制冷（非直接蒸發(fā)）的方式對控制庫溫、溫差和庫內溫度均勻性較易。當然，選擇適當分辨率和精度的溫度控制器，合理布置冷風(fēng)機（或叫“氣流組織”）和溫度傳感器的數量和位置也十分重要。果蔬進(jìn)入穩定的存儲期所需的冷量并不大，而沒(méi)有預冷的情況下，入庫初期冷卻階段又需要更大的冷量來(lái)保證其冷卻能力和冷卻速度。直接蒸發(fā)的多室的的形式的氣調庫采用多壓縮機并聯(lián)的集中冷源是一個(gè)合理的方法，它可以根據各個(gè)室的不同時(shí)期所需冷量進(jìn)行自動(dòng)調配，大幅度地減少制冷機組的配置，在滿(mǎn)足使用要求的前提下，減少制冷設備的投資。單壓縮機直接蒸發(fā)的制冷系統影響庫內溫度波動(dòng)還有一個(gè)因素是壓縮機開(kāi)停的間隔（等待）時(shí)間，采用多能級并聯(lián)機組的集中冷源可以很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。用電子膨脹閥對冷風(fēng)機進(jìn)行多參數的控制可以更好地控制庫內溫度的波動(dòng)，機組運行也相對穩定、冷源“供應”連續性好（并聯(lián)制冷機組采用變頻技術(shù)效果更好），這在設計制造的氣調庫中得到很好的驗證。

    在氣調庫內貯藏的果蔬，一般不宜采用薄膜包裝來(lái)保持濕度，這是由于薄膜包裝后，人工“氣調”的作用將被“隔離”了。一般冷庫的相對濕度往往低于90%，甚至低于80%，而這樣的相對濕度除了對洋蔥、冬瓜、大蒜等少數果蔬適宜外，對大部分的果蔬來(lái)講，達不到貯藏要求的相對濕度，果蔬的水分蒸發(fā)會(huì )加快，“鮮”度將明顯降低。按照“氣調”的要求，庫內的相對適度應能調節控制在90%～95%。除了控制（減少）冷風(fēng)機換熱表面溫度與庫內空氣的溫差，氣調庫還常常需要配置加濕裝置，水氣混合式加濕、超聲波加濕和離心式加濕是目前氣調庫中常見(jiàn)的三種加濕方式。過(guò)去選擇合適的濕度控制器和適宜的濕度傳感器是難點(diǎn)（庫內溫度在0～2℃、相對濕度在90%以上時(shí)，干球溫度和濕球溫度的差值小于0.6℃）。一般的濕度傳感器在高濕的環(huán)境（相對濕度在90%以上）里易被濕汽“污染”，而無(wú)法“獲取”氣調庫濕度值，也就無(wú)從進(jìn)行濕度控制了，所以應采用適合高深度使用環(huán)境的傳感器（如DPP*：-10～60℃，＜100%）和合理安裝（避免凝露）。

    氣體調節控制系統是氣調保鮮的關(guān)鍵。氣調庫的設備簡(jiǎn)單地說(shuō)就是兩大組成部分，一是制冷溫度/濕度系統；二是氣體調節控制系統。果蔬氣調貯藏的關(guān)鍵是控制庫內氣調參數，以保持果蔬的新鮮程度和商品性，延長(cháng)貯藏時(shí)間。因此，準確掌握貯果蔬產(chǎn)品的氣調參數，（氮氣、氧氣、二氧化碳氣體的百分比含量）十分重要，它在很大程度上決定著(zhù)氣調貯藏的成敗和效果。

    目前在氣調庫上采用的制氮機主要有兩大類(lèi)型：吸附分離式的碳分子篩制氮機和膜分離式的中空纖維膜制氮機。中空纖維膜氮氣分離式是比較先進(jìn)的氣體發(fā)生系統，通過(guò)中空纖維膜，對不同大小的氣體分子進(jìn)行選擇性的分離原理，將被壓縮空氣中的N2與O2分離，達到調節氣體組分的目的。由于其性能和質(zhì)量可靠，因而目前已被廣泛選用。

    氣調貯藏時(shí)，果蔬依然還進(jìn)行微弱的呼吸，并不斷排出CO2以及自身釋放的乙烯和芳香酯類(lèi)等催熟性物質(zhì)。這些過(guò)多的成分可以用氣體脫除系統清除。二氧化碳脫除裝置常用的分為間斷式（通常稱(chēng)的單罐機）和連續式（通常稱(chēng)的雙罐機）兩種。脫除乙烯的方法主要有兩種，即高錳酸鉀氧化法和高溫催化分解法（是否配置視存儲物而定）。

    氣調參數，庫內氣體各個(gè)成分的監測和控制是維持庫內氣體成分的關(guān)鍵。實(shí)現制冷系統（庫內冷風(fēng)機，制冷機組的溫度、壓力等），加濕系統（濕度）和氣調（O2，CO2，C2H4）參數全面持續有效的監控（和自動(dòng)記錄），是氣調庫正常運行的保證。以往見(jiàn)到的氣調庫在氣體成分調節、濕度溫度控制方面自動(dòng)化程度較低，人工操作程度高。采用的PLANT遠程管理和監控系統是基于PC機的解決方案，它通過(guò)各個(gè)設備的RS485串行端口實(shí)現網(wǎng)絡(luò )連接，將制冷系統監控集成，還可以將其他控制點(diǎn)的監控集成在一個(gè)系統中，實(shí)現溫度、濕度和各項參數的監控和報警管理，并可實(shí)現遠程監控。

    總之，在籌建或承接設計和施工一個(gè)氣調庫的時(shí)候，1，要了解所要存儲果蔬的氣調存儲特性，不同的果蔬，存儲的控制參數也不同，同時(shí)z*好要兼顧以后可多品種的存儲使用。2，氣調庫的庫體是實(shí)現“氣調”的基本保證，施工中不僅要確保保溫效果，而且要嚴防“跑氣”“串氣”的隱患存在。氣調庫一般的存儲量較大，庫體地坪的保溫和強度也要注意，選擇抗壓強度高的XPS作地坪保溫材料是一個(gè)不錯的方法。3，制冷系統和氣調設備是氣調保鮮的關(guān)鍵，要合理正確選擇和布置各種設備、管路以及各傳感器，使庫內各個(gè)地方都滿(mǎn)足“氣調”要求。4，監測和控制是實(shí)現可靠“氣調”的保障，一個(gè)好的監控系統不僅可以確?！皻庹{”和各個(gè)設備的正常運行，做到“無(wú)情況實(shí)時(shí)記錄，有情況及時(shí)報警”，而且可以大大減少人工“干預”的程度，盡可能達到自動(dòng)化運行和管理。

    值得一提的是，“氣調”適合較長(cháng)時(shí)間的果蔬保存，而且氣調庫比一般冷庫的投資要大。對于短期存儲又經(jīng)濟性不高的，采用“氣調”的意義不大，不要無(wú)謂地“追求”保鮮而額外地增加設備的投資。

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