果蔬保鮮冷庫基本原理
果蔬保鮮冷庫利用水在固液相變時釋放或吸收大量潛熱的特點,果蔬保鮮冷庫以水為基質(zhì)在冬季以冰的形態(tài)體現(xiàn)出來,同時利用其凍結(jié)時釋放的大量潛熱,維持庫內(nèi)果蔬不受凍害;夏季再以這些冰為冷源,維持果蔬貯藏所必須的低溫、高濕條件。
果蔬保鮮冷庫技術(shù)要點
(1)特點①不用制冷設(shè)備,僅用幾臺風(fēng)機,投資小,維護管理費用少,與普通的利用氯利昂或氨制冷的機械制冷庫相比節(jié)電90%以上,且沒有任何污染。②庫內(nèi)冷源來自冰水,低溫穩(wěn)定、濕度高、保鮮品質(zhì)好、保鮮期長。③自動化程度高,管理方便。④適宜在年平均氣溫低于13~C,冬季最低氣溫在-8°C以下的地區(qū)建庫,氣溫越低效果越好。
(2)性能指標(biāo)①不用任何機械制冷設(shè)備,利用自然冷源,在夏季庫外氣溫高達(dá)40°C以上、冬季庫外氣溫降至—18°C左右的地方,庫內(nèi)溫度始終能保持在2-3°C的低溫狀態(tài)。②在年平均氣溫為-2-13°C的地區(qū)都可建成這種完全沒有機械制冷的利用自然冷源的保鮮貯藏庫。③庫內(nèi)溫度周年可保持在果蔬保鮮需要的低溫,溫度可在1-10°C自動調(diào)節(jié)。④庫內(nèi)相對濕度一直可保持在90%以上,這對普通機械冷庫來說幾乎是不可能達(dá)到的。
(3)規(guī)模形式①貯藏庫容量: 100-5000噸。②貯藏品種:蘋果、梨、桃、葡萄、菜花、青椒等各種瓜果蔬菜。③建筑面積:150-10000平方米,按貯藏量計算,1平方米建筑面積可貯藏果蔬0.7-10噸。④建筑形式:因為保鮮庫要利用自然冷源,所以要根據(jù)建庫立地條件,在氣候較冷或有可利用山洞的地方能大大節(jié)約建庫開支。⑤管理人員:因為沒有復(fù)雜的制冷設(shè)備,溫度可自動調(diào)節(jié),貯藏果蔬 100-5000噸的庫只需2-8名管理人員。
(4)適用范圍適用于我國北方等高寒地區(qū)的果蔬保鮮貯藏,對內(nèi)蒙古與黑龍江等寒冷地域,該庫也可用來貯藏魚、肉等動物食品。
應(yīng)用情況
1993年初該項目在河北省饒陽縣建成貯量為1200噸的世界上第1座利用自然冷源大型果蔬保鮮庫,并于1995年通過了河北省科委組織的技術(shù)鑒定。鑒定指出:采用該先進技術(shù)建立的ZL1200型保鮮庫是世界上第1座,也是唯一的一座貯量超過1000噸的大型利用自然冷源的果蔬貯藏保鮮庫。該貯藏保鮮庫與同等規(guī)模的普通機械制冷保鮮庫相比,可以節(jié)約電量90%以上,而且無污染、運轉(zhuǎn)成本低、操作方便、穩(wěn)定性好,特別適用于我國北方地區(qū)廣泛使用。
效益估算
以貯藏1000噸果蔬計算為例。
(1)工藝設(shè)計及設(shè)備計算機自動控制系統(tǒng)、風(fēng)門、若干風(fēng)扇、貯水槽。
(2)建筑工程建筑護圍結(jié)構(gòu)類似一般冷庫,分地下式或地上式。按用戶要求可分為若干貯藏條件不同的貯藏室。貯藏庫(長x寬X高)為40米X30米X14米,管理控制室為20立方米,進出貨棚為80立方米。
(3)投資估算總投資概算397萬元,其中固定資產(chǎn)投資219萬元,其他建設(shè)費用18萬元,流動資金160萬元。當(dāng)年投入70%,第2年投入 30%。
(4)經(jīng)濟效益估算成本估算為 92.54萬元,其中蔬菜、水果等原料 70.0萬元,能耗0.3萬元,工人工資 3.24萬元年。年銷售收入為180.0萬元,百元投資產(chǎn)值增長率為46.4%,投資效益率36.9%,投資回收期為2.71年,投入產(chǎn)出比為1:11.2。
果蔬冷庫
1、冷庫圍護結(jié)構(gòu)
冷庫通過圍護結(jié)構(gòu)的跑冷量與冷藏庫圍護結(jié)構(gòu)單位熱流量成正比。因此,應(yīng)多在減少的冷藏庫圍護結(jié)構(gòu)單位熱流量指標(biāo)方面下工夫。要降低圍護結(jié)構(gòu)單位熱流量,一是保溫材料熱導(dǎo)率要小,二是圍護結(jié)構(gòu)層要厚。但厚度一般不宜太厚,否則會出現(xiàn)增加建造成本和浪費空間等問題。因此,要在合適的厚度范圍內(nèi)選取保溫材料。通常情況下要求保溫材料熱導(dǎo)率小、吸水率低、耐低溫性能好,成本不能過高等。
常用的冷庫保溫材料有稻殼、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酷硬質(zhì)泡沫塑料等。稻殼取材方便,但熱阻較小,易吸濕,且用量大,庫體建造費工費時,成本折算其實不低于聚苯乙烯;聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)廠家眾多,購取方便,熱阻較大,價格適中,建造安裝方便;聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料熱阻最大,保溫性能最好,但價格高。
2、冷庫圍護結(jié)構(gòu)的防潮和隔汽
對冷庫圍護結(jié)構(gòu)采取防潮隔汽措施也是必要的,否則會使保溫材料的保溫性能變差。這也就是冷庫庫體剛開始使用時保溫性能不錯,可是用一段時間以后保溫效果變差的原因。由于水蒸氣是從高溫側(cè)向低溫側(cè)滲透,因此,防潮隔汽層應(yīng)設(shè)在隔熱層溫度高的一側(cè)。
3、冷庫的蒸發(fā)壓力和溫度
蒸發(fā)器_蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力是相對應(yīng)的,知道了蒸發(fā)壓力后,可通過查表得出蒸發(fā)溫度。在冷庫庫房溫度一定的條件下,將溫差(蒸發(fā)溫度與庫房溫度的差)縮小,蒸發(fā)溫度可以相應(yīng)地提高,冷庫制冷機的制冷量就會有所提高,也就是循環(huán)效率提高了,相應(yīng)地也節(jié)省了電能。
4、冷庫融霜操作
一般來說,當(dāng)壓縮機蒸發(fā)器表面上的霜層對空氣的阻力尚不顯著,通過蒸發(fā)器空氣的流量尚未減少之前,霜層的影響尚不嚴(yán)重,可不必融霜;當(dāng)空氣的流量明顯減少時,應(yīng)進行融霜。
空氣的濕度越大、蒸發(fā)器溫度與冷庫的庫溫差越大,越容易在蒸發(fā)器上結(jié)霜,結(jié)合保鮮工藝,盡量采用包裝化冷藏可以減少果蔬的干耗,減少蒸發(fā)器的融霜次數(shù),實際也起到了冷庫節(jié)能的作用。
5、冷庫儲藏溫度和冷庫庫房利用率
不同的果蔬儲藏溫度不同,每種果蔬也都有適合其儲藏的溫度范圍。在不影響果蔬品質(zhì)的情況下,節(jié)能冷庫應(yīng)選用較高的儲藏溫度。冷庫庫溫高了,制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度也相應(yīng)的提高,制冷機的制冷量就會有所提高,循環(huán)效率也當(dāng)然的提高了。提高冷庫庫溫更重要的是還可以減少通過庫體向外的傳熱量。節(jié)能冷庫庫房利用率是果蔬實占容積與庫房有效容積的比值。對于微型冷庫的容積利用率一般不低于0.3,當(dāng)然也不能太高,否則出現(xiàn)降溫困難。對于所要儲藏的果蔬的容積變化較大時,應(yīng)分隔成兩個或更多的冷庫冷藏間。另外要選擇合理的儲藏周期,這對冷庫的節(jié)能是不言而喻的。
果蔬冷庫節(jié)能的方法
冷庫耗能的因素主要包括冷庫制冷系統(tǒng)的性能,制冷劑的選型,壓縮機冷凝器和蒸發(fā)器的選型,冷庫的規(guī)模及平面布局,冷庫隔熱層的類型和厚度,冷庫進出貨物的次數(shù),冷庫外門的隔熱性能等,要提高冷庫制冷效率則所有的因素都應(yīng)該考慮進去。
節(jié)能冷庫降低能耗的途徑通常分為兩部分:1)減少冷庫冷負(fù)荷,(2)冷庫設(shè)備選型。
果蔬冷庫的節(jié)能
果蔬微型冷庫指的是由組成冷庫的庫板、制冷機組、蒸發(fā)器等在工廠預(yù)先制造好,在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地現(xiàn)場安裝后成為裝配冷庫或土建冷庫或半裝配半土建冷庫,且?guī)烊菀话阈∮?00m3,以用于保鮮貯藏的冷庫。按設(shè)計溫度分類,果疏微型冷庫屬于高溫冷庫。微型冷庫由制冷系統(tǒng)、庫房、控制系統(tǒng)等組成。
影晌果蔬冷庫能耗的因素及冷庫節(jié)能措施
1.冷庫圍護結(jié)構(gòu)
冷庫通過圍護結(jié)構(gòu)的跑冷量與冷藏庫圍護結(jié)構(gòu)單位熱流量成正比。因此,應(yīng)多在減少冷庫的冷藏庫圍護結(jié)構(gòu)單位熱流量指標(biāo)方面下功夫。要降低圍護結(jié)構(gòu)單位熱流量,一是保溫材料熱導(dǎo)率要小,二是圍護結(jié)構(gòu)層要厚。但厚度一般不宜太厚,否則會出現(xiàn)增加建造成本和浪費空間等問題。因此,要在合適的厚度范圍內(nèi)選取保溫材料。通常情況下要求保溫材料熱導(dǎo)率小、吸水率低、耐低溫性能好,成本不能過高等。
常用的冷庫保溫材料有稻殼、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酷硬質(zhì)泡沫塑料等。稻殼取材方便,但熱阻較小,易吸濕,且用量大,庫體建造費工費時,成本折算其實不低于聚苯乙烯;聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)廠家眾多,購取方便,熱阻較大,價格適中,建造安裝方便;聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料熱阻最大,保溫性能最好,但價格高。
2.冷庫圍護結(jié)構(gòu)的防潮和隔汽
對冷庫圍護結(jié)構(gòu)采取防潮隔汽措施也是必要的,否則會使保溫材料的保溫性能變差。這也就是冷庫庫體剛開始使用時保溫性能不錯,可是用一段時間以后保溫效果變差的原因。由于水蒸氣是從高溫側(cè)向低溫側(cè)滲透,因此,防潮隔汽層應(yīng)設(shè)在隔熱層溫度高的一側(cè)。
3.冷庫的蒸發(fā)壓力和溫度
蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力是相對應(yīng)的,知道了蒸發(fā)壓力后,可通過查表得出蒸發(fā)溫度。在冷庫庫房溫度一定的條件下,將溫差(蒸發(fā)溫度與庫房溫度的差)縮小,蒸發(fā)溫度可以相應(yīng)地提高,冷庫制冷機的制冷量就會有所提高,也就是循環(huán)效率提高了,相應(yīng)地也節(jié)省了電能。
4.冷庫融霜操作
一般來說,當(dāng)蒸發(fā)器表面上的霜層對空氣的阻力尚不顯著,通過蒸發(fā)器空氣的流量尚未減少之前,霜層的影響尚不嚴(yán)重,可不必融霜;當(dāng)空氣的流量明顯減少時,應(yīng)進行融霜。空氣的濕度越大、蒸發(fā)器溫度與冷庫的庫溫差越大,越容易在蒸發(fā)器上結(jié)霜,結(jié)合保鮮工藝,盡量采用包裝化冷藏可以減少果蔬的干耗,減少蒸發(fā)器的融霜次數(shù),實際也起到了冷庫節(jié)能的作用。
5.冷庫儲藏溫度和冷庫庫房利用率
不同的果蔬儲藏溫度不同,每種果蔬也都有適合其儲藏的溫度范圍。在不影響果蔬品質(zhì)的情況下,節(jié)能冷庫應(yīng)選用較高的儲藏溫度。冷庫庫溫高了,制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度也相應(yīng)的提高,制冷機的制冷量就會有所提高,循環(huán)效率也當(dāng)然的提高了。提高冷庫庫溫更重要的是還可以減少通過庫體向外的傳熱量。
節(jié)能冷庫庫房利用率是果蔬實占容積與庫房有效容積的比值。對于微型冷庫的容積利用率一般不低于0.3 ,當(dāng)然也不能太高,否則出現(xiàn)降溫困難。對于所要儲藏的果蔬的容積變化較大時,應(yīng)分隔成兩個或更多的冷庫冷藏間。另外要選擇合理的儲藏周期,這對冷庫的節(jié)能是不言而喻的。
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