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果蔬气调冷库安装设计和使用方法


  果蔬气调冷库安装用于商业贮藏在国外已有近70年的发展史,在一些发达国家已基本普及,如美国气调冷库贮藏的果品高达75%,法国约占40%,英国约占30%。我国果蔬气调贮藏技术起步较晚,在商业上应用仅是近几年的事情,随着全球经济一体化和我国国民经济的发展,人们对果蔬保鲜的质量要求将会越来越高,果蔬气调贮藏必然会在我国有更快的发展。为此,对果蔬气调库及其使用中应注意的几个问题作一简述。


   1.气调冷库安装建筑


    气调冷库安装是在果蔬冷库的基础上发展起来的,一方面与果蔬冷库有许多相似之处,另一方面又与果蔬冷库有较大的区别,主要表现在:


  (1)气调冷库安装时容积大小。在欧美国家,气调库贮藏间单间容积通常在50~200t之间,比如英国苹果气调库贮藏单间的容积大约为100t,在欧洲约为200t,但蔬菜气调库的单间容积通常在200~500t之间,在北美单间容量更大,一般在600t左右。根据我国目前的情况,以30~100t为一个开间,一个建库单元最少2间,但一般不超过10间。


   (2)气调冷库安装必须具有良好的气密性。这是气调冷库安装建筑结构区别于普通果蔬冷库的一个最重要的特点。普通冷库对气密性几乎没有特殊要求,而气调库对于气密性来说至关重要。这是因为要在气调库内形成要求的气体成分,并在果蔬贮藏期间较长时间地维持设定的指标,减免库内外气体的渗气交换,气调冷库安装就必须具有良好的气密性。为此,在气调冷库门安装、气密层施工过程中,一定要认真细致,发现可疑部位应及时检查和补救。对于由砖混结构的土建库而建造的气调库,如出现大面积的突起或脱落,往往是由于维护结构表面不干燥引起,在施工前,一定要注意维护结构的干燥性。


   气调冷库安装施工质量验收的一个重要方面是气密性试验。目前广泛应用的是压力测试法。它有测试方法简便,测试仪器简单,结果直观等优点。压力测试法又有正压法和负压法之分,通常采用正压法,以避免采用负压法测试导致气密层脱落。迄今,国际上对气调冷库安装的气密性测试还未形成统一的标准,我国目前也没有发布气调冷库安装气密测试的国家标准。但采用正压测试法,统计“半降压时间”,是国外常用的气密性试验标准和结果的表示方式。所谓半降压时间,是指从计时起,试验压力下降到起始压力的一半时所需要的时间。世界各国现有的气密标准中,最高的要求是:试验压力为294Pa(30mmH2O),半压降时间等于或超过30min为合格,否则为不合格,此标准只有意大利等少数国家的部分厂商采用。意大利FCE公司近几年在我国冷库安装的组合式气调库的气密实验合格范围为:冷库内加压至30mmH2O,经30min库内压力降至不低于4.4mmH2O为合格。


   (3)气调冷库安装的安全性。在气调冷库安装的建筑设计中还必须考虑气调库的安全性。这是由于气调冷库是一种密闭式冷库,当库内温度升降时,其气体压力也随之变化,常使库内外形成气压差。据资料介绍,当库外温度高于库内温度1℃时,外界大气将对维护库板产生40Pa压力,温差越大,压力差越大。此外,在气调设备运行、加湿及气调冷库安装的气密性试验过程中,都会在维护结构的两侧形成气压差。若不将压力差及时消除或控制在一定范围内,将对维护结构产生危害。为此,通常在气调冷库安装上装置有平衡袋和安全阀,以使压力限制在设计的安全范围内。气压平衡袋(简称气调袋)的体积约为库房容积的0.5%~1.0%,采用质地柔软不透气又不易老化的材料制成。国外推荐的安全压力数值为±190Pa 。所以,每间冷库房还应安装一个气压平衡安全阀(简称平衡阀),在库内外压差大于190Pa时,库内外的气体将发生交换,防止冷库体结构发生破坏。平衡阀分干式和水封式两种,直接与库体相通。在一般情况下平衡袋起调节作用,只有当平衡袋容量不足以调节冷库安装内压力变化时,平衡阀才起作用。此外,在一些国家如荷兰,通过给贮藏室定期充氮气,使气调袋一直处于半膨胀状态,保持恒定的正压,有助于减少大气渗漏到贮藏室中。


   (4)气调库一般应建成单层建筑。一般果蔬冷库根据实际情况,可以建成单层或多层建筑物,但对气调库来说,几乎都是建成单层地面建筑物。这是因为果蔬在库内运输、堆码和贮藏时,地面要承受很大的荷载,如果采用多层建筑,一方面气密处理比较复杂,另一方面在气调冷库安装后使用过程中容易造成气密层破坏。较大的气调库的建筑高度一般在7m左右。


   2.气调冷库安装时制冷设备及温度传感器的配置


   (1)制冷系统。气调冷库安装的制冷设备大多采用活塞式单级压缩制冷系统,以氨或氟利昂-22作制冷剂,冷库内的冷却方式可以是制冷剂直接蒸发冷却,也可采用中间载冷剂的间接冷却,后者用于气调库比前者效果理想。因为中间载冷剂更便于控制供给冷风机的液体温度,仅需在供液管道上装一个回流的行程控制三通阀,就能满足同时实现不同冷库房内不同温度的要求。为了减少库内所贮物品的干耗,性能良好的气调库要求传热温差为2~3℃,也就是说气调库蒸发温度和贮藏要求温度的差值为2~3℃,这要比普通冷库小得多。只有控制并达到蒸发温度和贮藏温度之间的较小差值,才能减少蒸发器的结霜,维持库内要求的较高相对湿度。所以,在气调库设计中,相同条件下,通常选用冷风机的传热面积都比普通果蔬冷库冷风机的传热面积大,即气调库冷风机设计上采用的所谓“大蒸发面积低传热温差”方案。


   (2)气调冷库安装的温度传感器的配置。一个设计良好的气调库在运行过程中,可在库内部实现小于0.5℃的温差。为此,需选用精度大于0.2℃的电子控温仪来控制库温。温度传感器的数量和放置位置对气调库温度的良好控制也是很重要的。最少的推荐探头数目为:在50t或以下的贮藏库中放3个,在100t库中放4个,在更大的库内放5个或6个,其中一个探头应用来监控库内自由循环的空气温度,对于吊顶式冷风机,探头应安装在从货物到冷风机入口之间的空间内。其余的探头放置在不同位置的果蔬处,以测量果蔬的实际温度。
 
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