【摘要】：冷鏈物流是保存食品質(zhì)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(jìn)食品安全等意見(jiàn)在國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布。其中明確指出中國(guó)冷鏈物流存的關(guān)鍵問(wèn)題在于“最先一公里”及“最后一公里”,預(yù)冷被視為其中至關(guān)重要的一環(huán)。其中,壓差預(yù)冷技術(shù)因其預(yù)冷速度快、適用果蔬范圍廣等優(yōu)勢(shì)顯得尤為重要。本文針對(duì)現(xiàn)有資源大多投入到壓差預(yù)冷庫(kù)的建設(shè),而壓差預(yù)冷設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及預(yù)冷技術(shù)薄弱等問(wèn)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(yù)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(duì)預(yù)冷過(guò)程進(jìn)行模擬。模擬了其在不同風(fēng)機(jī)壓力、回風(fēng)通道不同間距等不同參數(shù)條件作用下回風(fēng)通道流場(chǎng)的分布情況;模擬了在不同送風(fēng)溫度策略、不同送風(fēng)速度的環(huán)境下生菜預(yù)冷過(guò)程。并通過(guò)北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心劉升研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并建造的高濕變風(fēng)量壓差預(yù)冷庫(kù)對(duì)理論模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果趨于一致,驗(yàn)證了模型的可靠性。并建立了預(yù)冷時(shí)間、預(yù)冷能耗、失重率、預(yù)冷均勻性的預(yù)冷庫(kù)設(shè)計(jì)優(yōu)化及生菜預(yù)冷效果評(píng)價(jià)體系。以下,將壓差預(yù)冷庫(kù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)一并歸為壓差預(yù)冷技術(shù)。在優(yōu)化壓差預(yù)冷庫(kù)設(shè)計(jì)方面,針對(duì)于不同風(fēng)機(jī)壓力環(huán)境下對(duì)回風(fēng)通道流場(chǎng)分布的影響進(jìn)行了研究。風(fēng)機(jī)壓力參數(shù)根據(jù)不同型號(hào)的T35-11型軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行選取。結(jié)果表明,當(dāng)選擇全壓483Pa的T35-11-4型號(hào)風(fēng)機(jī)時(shí),回風(fēng)通道流場(chǎng)分布更加密集且均勻。當(dāng)選擇全壓237Pa的T35-11-2.8型號(hào)風(fēng)機(jī)時(shí),流場(chǎng)分布不均勻,且有明顯衰減。得出風(fēng)機(jī)壓力越小流場(chǎng)越紊亂,并意味著換熱效率越低,預(yù)冷越緩慢。針對(duì)于在風(fēng)速等其他參數(shù)一致,碼垛方式為縱向排列的情況下,回風(fēng)通道間距的不同對(duì)回風(fēng)通道流場(chǎng)分布的影響進(jìn)行了研究。原間距設(shè)計(jì)為600mm,設(shè)定方案將其分為間距600mm、500mm、400mm、300mm共4種。結(jié)果表明,在用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱改造的固定尺寸的壓差預(yù)冷庫(kù)中,其他參數(shù)一致的情況下,回風(fēng)通道間距越窄(進(jìn)風(fēng)通道間距越寬)其流場(chǎng)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(yù)冷速度越快,預(yù)冷效率越高。在優(yōu)化壓差預(yù)冷技術(shù)方面,將預(yù)冷過(guò)程以半冷卻溫度為界限劃分為兩個(gè)預(yù)冷區(qū)段。目標(biāo)將生菜從初溫20℃預(yù)冷至5℃,且每個(gè)區(qū)段均分別采用4℃、2℃、0℃的送風(fēng)溫度,共9種預(yù)冷策略。結(jié)果表明,半冷卻溫度之前,送風(fēng)溫度的不同對(duì)生菜預(yù)冷時(shí)間的影響很小,4℃的送風(fēng)溫度相比較于0℃的送風(fēng)溫度,預(yù)冷時(shí)間僅延長(zhǎng)30min。因此在半冷卻溫度之前選擇4℃的送風(fēng)溫度。半冷卻溫度之后,由于預(yù)冷終溫為5℃,若選用4℃的送風(fēng)溫度會(huì)極大的延長(zhǎng)生菜的預(yù)冷時(shí)間,且能耗過(guò)大,因此不予考慮。綜合分析得出,相對(duì)于傳統(tǒng)策略全程采用0℃的送風(fēng)溫度,半冷卻溫度前后分別選擇4℃與2℃的送風(fēng)策略,其所花費(fèi)的預(yù)冷時(shí)間適宜,且能耗最低,實(shí)際生產(chǎn)中具有綠色環(huán)保節(jié)能減排的實(shí)際意義,因此選其為最佳策略。針對(duì)送風(fēng)速度的不同對(duì)生菜預(yù)冷效果的影響進(jìn)行研究。1.5m/s、1m/s、0.76m/s的生菜預(yù)冷用塑料筐進(jìn)口送風(fēng)速度分別對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)用壓差預(yù)冷庫(kù)軸流風(fēng)機(jī)50Hz、40Hz、30Hz的風(fēng)機(jī)頻率及軸流風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速16m/s、12m/s、7.5m/s。結(jié)果表明,送風(fēng)速度越大,預(yù)冷時(shí)間越短,預(yù)冷均勻性越好,且在預(yù)冷能耗方面無(wú)明顯區(qū)別,較大的風(fēng)速并不會(huì)增加單次預(yù)冷的能源消耗。對(duì)于生產(chǎn)實(shí)際中也有一定的指導(dǎo)意義。綜上,在以標(biāo)準(zhǔn)集裝箱改造的固定尺寸的壓差預(yù)冷庫(kù)中,碼垛方式為預(yù)冷用塑料筐縱向排列,預(yù)冷以生菜為代表的球型果蔬時(shí),當(dāng)回風(fēng)通道間距為300mm,送風(fēng)速度及壓力較大,預(yù)冷終溫為5℃,變送風(fēng)溫度方式采用半冷卻溫度前后為4℃變?yōu)?℃的策略,預(yù)冷效率越高且能耗最低。該模式為實(shí)際生產(chǎn)提供了一個(gè)先進(jìn)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(dāng)今農(nóng)業(yè)具有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TS255.3
【圖文】：

上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文的預(yù)冷技術(shù)大致分為壓差預(yù)冷、冷水預(yù)冷、真空預(yù)冷及。不同的果蔬適合不同的預(yù)冷方式，亦需要考慮預(yù)冷量不同果蔬具有不同成熟季節(jié)等問(wèn)題。預(yù)冷冷的應(yīng)用在中國(guó)最為普遍。僅需要保證所配備的風(fēng)機(jī)的風(fēng)速和風(fēng)壓條件，將產(chǎn)生的冷空氣壓迫至預(yù)冷產(chǎn)品及近，與果蔬進(jìn)行自然對(duì)流換熱從而完成預(yù)冷過(guò)程[11]。

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

圖 1-3 冷水預(yù)冷Fig. 1-3 Cold water precooling優(yōu)點(diǎn)：預(yù)冷迅速、傳傳遞性能優(yōu)異；預(yù)冷時(shí)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(yù)冷失重率、預(yù)冷迅速、裝置造價(jià)低廉、通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)的方式升級(jí)其控制系統(tǒng)可節(jié)約人力資源；缺點(diǎn)：循環(huán)使用的冷水必要進(jìn)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(zhì)；不同產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)冷時(shí)需重新制備冷水；浸過(guò)水的蔬菜不利于長(zhǎng)時(shí)間保鮮；須配置配套恒溫貯藏庫(kù)。2.4 真空預(yù)冷

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2787034