1.3 我国预冷的发展趋势

预冷做为冷链中重要一环节, 对果蔬贮、运、销的质量产生重要影响。经过预冷的果蔬可显著降低流通过程中的损耗, 延长运输半径和货架期。在田间地头进行的预冷, 可将刚采收的果蔬快速散去田间热, 降低果蔬的呼吸强度, 保障果蔬品质, 延缓成熟衰老的速度[9]。有些品种的果蔬高温下一天的营养消耗相当于低温下的10~20d。预冷具有以下优越性, 减少后续贮运、制冷设备功率配备, 从而减少投资, 减少微生物繁殖、病虫害发生、乙烯产生、库温波动, 并且能够延缓果蔬成熟、利于果蔬保鲜[10,11]。前些年果蔬预冷重要性并没有被产、贮、销等相关领域的人们所意识, 根据资料调查显示, 目前我国90%以上的果蔬不经过任何低温处理就直接进入流通领域[12-14]。对预冷环节的忽视, 是造成农产品流通更大损失、浪费严重的主要原因。

随着人们消费水平的提升, 对新鲜果蔬产品品质要求越来越严, 同时也促进了我国冷链物流产业的发展。不断完善贮、运、销各个环节的环境监测系统, 预冷也将得到行业内人士的共鸣。预冷在整个果蔬、冷链流通过程中的保鲜起着极为重要的作用。

2 预冷定义及分类

预冷是指将货物温度迅速降到适宜温度的工艺过程[15]。对果蔬而言, 预冷速度快慢直接影响果蔬的品质保持, 不同果蔬适用的预冷方式也不尽相同。预冷不仅能够保持果蔬品质, 减少果蔬的流通损失, 而且也减少了下游冷链装备的制冷负荷, 节省后期投资, 预冷是保障果蔬远距离销售质量安全的有效手段。根据预冷装备工作原理的不同, 预冷方式通常分为水冷、风冷和真空预冷, 也有采用蓄冷材料 (如:冰) 的。

表1列举了常见的预冷方式及其特点, 对比各种预冷方法可知, 真空预冷投资高;水冷和冰冷预冷速度快, 但易造成果蔬染菌而腐烂, 使用范围受果蔬本身特性及经济效益限制;风预冷尤其差压预冷, 虽然预冷速度不及水冷、冰冷和真空预冷, 但投资较小, 预冷速度较快, 适用范围广。

2.1 风冷预冷

风冷预冷是利用机械制冷设备对果蔬进行强制风循环冷却的一种方式。风冷预冷的优点是使用方便、易操作、成本低, 适用于大部分果蔬。缺点是降温速度相对较慢, 需要特定的包装材料, 容易造成果蔬失水。生产中常用的有普通冷库预冷、专用强风设备 (设施) 预冷和差压设备预冷。

2.1.1 冷库预冷

冷库预冷又称冷库风冷却法, 是将装有果蔬的容器放在冷库内, 依靠冷风机吹出的冷风进行冷却。该方法简单易行, 但冷却速度慢, 一般需要1~3d才能冷却到预定温度;初期投资较大。

2.1.2 强风设备 (设施) 预冷

强风预冷是采用专用预冷设备 (设施) 通过高速送风, 风机将冷风直接吹到需要冷却的果蔬表面的预冷方式。由于空气流动量增大, 与冷库预冷相比, 明显加快了果蔬的冷却速度, 冷却所需时间是普通冷库的一半以下。受货物堆码方式不同的影响, 冷风在流动过程中容易产生短路现象, 造成货物冷却不均匀。

表1 各种预冷方式特点对比Table 1 Characteristics of various pre cooling methods

差压预冷是冷风预冷的一种, 指在具有一定制冷能力的空间内, 将货物按规则排好, 利用挡风帘 (苫布) 将留有的风道覆盖, 通过一侧风机向外排风, 在空间内产生局部负压, 受压力不平衡影响引起空气流通对果蔬进行冷却。此方式对货物冷却均匀、冷却速度快。差压预冷可以在货物包装和两端形成压力差, 使冷空气有效地流经箱内, 明显提高果蔬的预冷速度。在货堆的上方容易造成冷风短路的地方加装挡板, 促使冷风通过指定路径流向果箱内, 明显提高了通过预冷物的有效风量, 加快了预冷速度。差压预冷时间为4~6h, 预冷过程失水量可控制在2%以下[16]。

2.2 水冷预冷

水冷预冷是指首先通过冷却装置将水冷却到一定温度, 然后再用水对果蔬进行快速冷却的一种方式, 通常采取的方式为喷淋或浸泡, 由于冷水可以充分与果蔬接触, 所以冷却速度较快, 受使用条件的影响其适用范围只能是不怕水浸的果菜, 如胡萝卜、荔枝、豌豆、芦笋等。其优点为降温速度快、冷却均匀、无失水现象发生、设备使用简单, 并且在预冷过程中可同时利用果蔬保鲜剂保鲜处理。缺点为易引起病害, 产品对包装有着特殊要求。李健等[17]通过试验发现, 冷水预冷可延缓芒果贮藏期间硬度下降的速度, 维持果实可溶性固形物的含量, 抑制果实转黄和失水。

2.3 真空预冷

真空预冷是依据水的沸点随气压变化而变化的特点, 利用水分蒸发带走热量的原理, 降低果蔬温度。将新鲜的果蔬放在密闭的容器中, 迅速抽出空气和水蒸汽, 随着压力的持续降低, 果蔬不断地、快速地蒸发水份而冷却。蒸发走的水分通过制冷设备的冷凝器将其冷却成水, 避免过多的水分进入真空系统, 引起真空泵内润滑油雾化, 损坏真空泵。当气压降到610Pa时, 水的蒸发温度即可降为0℃[18], 通常蒸发1%的水份, 可降低温度5.6℃。由此看出真空预冷过程中会造成果蔬一定程度的水分损失, 水分蒸发的快慢与果蔬表面积大小及组织密度有直接关系, 大而疏的组织预冷速度显著, 因此该方法适用于一些表面积较大的果蔬;如娃娃菜、蘑菇、叶菜。真空预冷的优点为降温速度快、冷却均匀、干净卫生、操作方便、基本不受包装影响;缺点为投资高、适用品种少, 对果蔬造成部分失水, 尤其是对水果类预冷效果优势不明显[19]。

2.4 冰冷预冷

冰冷预冷是指将冰块与果蔬直接接触, 利用冰块对果蔬进行降温的方式。如果将果蔬的温度从35℃降到2℃, 所加冰量应占产品质量的38%。此预冷方式的优点是方便获取, 易操作, 果蔬表面潮湿、干耗低, 但缺点也较为明显, 具体表现劳动强度大, 适用范围小, 空间利用率低, 成本高。由于冰块的最高温度为0℃, 与果蔬长时间直接接触容易产生冷害, 只有一些耐低温的果蔬才能采用此种预冷方式, 如菠菜、花菜、葱、甘蓝、蒜薹等。采用覆冰预冷时温度变化不均匀, 冰块融解不均衡, 易造成运输过程中车辆的安全隐患。对于电商产业, 目前较多采用蓄冷剂冰袋预冷, 此种方式多为一次性流通使用, 容易造成较大的浪费与污染。

3 发展建议

受行业发展影响, 仍需要在行业加强对预冷重要性的宣传引导, 提高认识, 研发提高设备性能, 研究各种果蔬的预冷工艺参数和技术方法, 完善标准体系等方面开展工作。

3.1 加强设备研发

应当设计合理的冷却方式, 增大接触面积, 提高换热效率, 快速置换果蔬自身的热量。开发具有环保节能特性的新能源预冷装置, 设备具有根据能量需求进行自我调节功能。根据不同果蔬的特性, 设计生产符合实际需求的装备, 将采收的果蔬预冷到最佳状态。预冷设备作为冷链中的重要一环, 应充分考虑与上下游无缝链接设计规划。

3.2 完善标准体系

标准化平台的建设有利于管理和技术进步, 实现机械化操作, 大大提高工作效率, 对果蔬而言的标准化就是要从源头抓起, 推行标准化种植、标准化采收、标准化包装和标准化预冷, 制定预冷标准化流程指导生产。

随着我国冷链物流建设的不断完善, 预冷装备的性能不断提高, 预冷人才队伍的不断扩大, 预冷装备的应用将会得到普及, 果蔬采后流通损失也会得到有效控制。

4 小结

随着我国经济和技术的快速发展, 我国果蔬贮藏保鲜技术也在不断地发展, 物流体系已具有相对完善的体系, 但果蔬冷链物流体系的建立仍是一个长期而艰巨的过程。预冷是果蔬降温简便有效的方法, 相对于冷库设施建设、冷藏运输车的配套等高投资的冷链环节, 预冷具有设备投资少、效率高、作用显著、成本回收快等优点。目前是我国冷链物流发展的过渡阶段。结合预冷与现有的果蔬流通体系, 将各个预冷点和下游冷链设施装备进行优化联结成线, 使各个线路通过点变得贯通, 最终将由点发展为完整的网络结构, 由常温物流向低温物流过渡。随着我国冷藏库、冷藏车、冷藏船、配送车等硬件设施的逐步建成, 我国现代化的冷链物流将得以逐步形成和完善。

作者：贾连文 吕平 王达

来源：中国果菜2018年03期

果蔬冷链物流系统安全评估及优化研究

作者：杨芳　著返回搜狐，查看更多