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              关于苹果产地低成本高效率保鲜技术方案的商榷

              时间:10-12-10来源:网络 作者:佚名 收藏

              苹果采后保鲜技术,严格地来说涵盖了采后处理、贮藏保鲜及运输保鲜这三个环节。这三个环节共同构成苹果保鲜技术体系,缺乏其中之一或者其中之一达不到苹果保鲜的基本要求,就可能导致苹果新鲜度不可逆转的损失。在我国现阶段,考虑我国基本国情、生产力水平、果农及企业的经济承载能力等因素,我们提出了产地低成本高效保鲜技术。所谓产地低成本、高效贮藏保鲜就是以气调贮藏(CA)保鲜效果为参照,充分利用自然资源、科技资源及人力资源,在保证既定保鲜质量标准的前提下,降低设施和运行成本。概括地说就是通过组装式恒温库开发,机械制冷库、自然通风库、土窑洞改造,降低设施建设投资;应用新技术(涂膜保鲜、1-MCP 处理、产地预冷技术、临界低温高湿保鲜技术等)、新材料(硅窗袋、气调保鲜袋),提高保鲜效果;采用节能措施(利用自然冷源),降低运行成本。
              一、我国苹果采后处理与贮藏保鲜的现状与问题
              在世界发达国家,苹果采用无创伤机械采收,采后24 小时内及时预冷、入库,气调贮藏,冷链运输,甚至冷柜销售。美国苹果气调贮藏、冷链运输占到苹果总贮藏量的90%,英国占80%。我国是苹果生产大国,但不是强国,在苹果的产业链上采后处理、贮藏贮运保鲜是最薄弱的环节。
              1、贮藏设施标准低,不能满足苹果贮藏的基本条件
              2008/09 年全国苹果产量约3000 万吨,占世界总产量的49.70%。贮藏能力900-1000 万吨,约占总产量的30%。其中,气调贮藏量能力约100 万吨,约占贮藏能力的10%;机械制冷的恒温贮藏约400 万吨,约占贮藏能力的40%;自然通风库、冷凉库、土窑洞、地窖及普通仓房存放等简易贮藏约500 万吨,占贮藏能力的50%以上。这种贮藏方式设施标准低,保鲜效果差,影响产业整体效益及农民增收。一是温度控制程度低,库温高,波动大,稳定性差。二是受地域限制,自然冷源不足。除辽西、陕北、陇东等地外,大多数地域苹果采收季节(10 月下旬~11 月中旬)的旬平均在0℃以上。三是贮藏期短,一般贮藏期在11 月上旬~翌年2 月下旬。

              2、苹果采后处理条件不足,处理率低采后处理是保证贮藏质量、促进果品营销,提高产品增值的重要环节。未经处理(清洗、打蜡、分级)的水果,携带果园的病虫侵染源和农药残留,不仅不符合商品卫生和出口检疫要求,而且包装后容易腐烂,烂损率在25%以上。我国7 个苹果主产省份的采后处理生产线不足300 条,机械化采后处理能力不足200 万吨,约占苹果总量的6.6%。更为担心的是这一问题没有引起苹果生产者及行业主管部门的高度重视。
              3、苹果采后预冷环节缺失,设备与技术缺乏
              苹果采收季节,一般气温在25℃左右,果实不仅有自身释放的呼吸热,还持有大量的田间热。采后应及时散热降温,这样可以降低呼吸代谢,减少营养和水分损失,延长贮藏寿命。在我国,往往忽视了预冷这一环节,即使恒温冷库和气调库贮藏也不进行预冷,而是将果实直接入库贮藏。因果实入贮量大,温度需要5-7 天才能缓慢降到适宜的贮藏温度,呼吸消耗过大,影响品质。绝大多数果农没有贮藏设施,将苹果采摘后混堆在地头,少则十天半月,多则二至三个月。在这期间,苹果随产地气温昼夜变化,风吹雨淋、呼吸消耗,使苹果的糖度、硬度至少下降一个百分点,重量损失5%以上,商品率下降10%-15%。
              二、产地低成本高效保鲜技术方案
              苹果是一种季产年销的水果,产地贮藏是国内外普遍推崇的科学合理的保鲜方法。产地贮藏保鲜的关键所在是如何能够把采收、采后处理、预冷及贮藏紧密地联结起来,最大可能地压缩各个环节之间的时差。而压缩时差的关键在于解决千家万户果农或专业合作社的贮藏设施问题。但是,多数苹果主产县地处边远地区,经济欠发达,果农或专业合作社的经济承载能力有限。为了降低设施成本,上世纪70-90 年代主要采取土窑洞、自然通风库贮藏。随着人们消费水平的不断提高,对苹果的贮藏质量要求愈来愈高,纯粹的土窑洞、自然通风库贮藏,设施标准低,保鲜效果差,要么被改造,要么被淘汰。因此,研究开发适合果农和专业合作社的小型高效苹果贮藏设施是当务之急。
              1、装配式苹果恒温贮藏库建设方案
              随着材料科学和制冷技术的发展,一种小型高效装配式恒温贮藏库在我国果蔬保鲜行业兴起。装配式恒温贮藏库,温度控制在5℃~-5℃之间??馊菰?0-500t,建库投资在5-50 万元之间,是一种集果蔬1-MCP 处理、预冷及贮藏保鲜为一体的综合性低成本贮藏设施。具有工艺结构简单,安装调试方便;占地面积小,选址不受限制,果园及场院皆可修造;建库投资少、功率小,运行费用低;智能型自动温控,设备在给定的温度范围内完全自动化运行,不需人工管理,只要有电就行,具有‘傻瓜’式使用的优点。适合产地果农或专业合作社使用。在一些省份,这种设备已经列入财政补贴范围,农民购买可享受15~30%的财政补贴。
              (1)结构与材质。装配式恒温库,通常由库板+构件+钢架+制冷设备等四种部分组成。
              A、主体为库板+构件+钢架结构。墙体及库顶为聚氨酯彩钢夹心板,偏心搭钩连接,密封胶密封。厚度δ=100 ㎜、容重P=40kg/m³,保温性能良好;
              B、地面采用平铺式聚苯乙烯保温板加砼筋现浇工艺。自下至上依次为:三七灰土(δ=150 ㎜)垫层夯实—厚聚氯乙烯薄膜防潮层1层—厚150 ㎜,容重P=18kg/m³聚苯乙烯泡沫板保温层铺1 层—厚聚氯乙烯薄膜防潮层1 层→ 100×100×1 钢丝网片1 层—100mm 混凝土现浇层。
              C、库门聚氨脂彩钢为专用保温门。
              (2)外形规格、库容与造价装配式苹果恒温贮藏库外形规格及库容量,按库内面积0.5~0.6T/m2 计,可分为五种规格。
              (3)冷库设计温度与冷量配置
              A、保鲜冷库温度行业标准:5℃~-5℃;
              B、苹果最佳贮藏温度为0℃±0.5℃ ;
              C、存放果蔬时密度以200 ㎏/m³计;
              D、围护结构两侧温差修正系数为:Q=1.102w/m³;
              E、操作热流量(照明、操作人员、库门开启)为2.3w/m³;
              F、保鲜冷库制冷负荷的冷量常数约为30w/m²

              表1 装配式苹果恒温贮藏库外形规格、库容与造价
              规格(m(宽×长×高)           库容(吨)               适合果园规模(亩)     主机功率( kw)          风机功率( kw)       造价(万元)

              5×8×3.2                                    20-25                             10~12                          3.0                                  0.5                          4.85
              6×12×3.2                                 40-45                             20~22                           4.0                                 0.5                           8.36
              8×15×3.2                                 65-70                             30~35                           7.5                                1.75                       11.80
              10×20×4                                  100-120                         50~60                        11.0                                4.5                          18.39
              12×30×4                                  200-220                       100~110                     22.0                                8.0                          43.04
              (4)制冷设备配置
              A、主机采用风冷全封闭箱式低噪音机组。
              B、库内蒸发器采用高效冷风机(自动融霜)。
              C、采用微电脑智能温控电控箱。
              (5)关于运行成本分析
              采用装配式苹果恒温贮藏库贮藏,设定11 月上旬入库,翌年3 月底出库,贮藏期5 个月. 秋冬季节平均每日运行4 小时,100%负荷。
              注:农产品贮藏全国均实行优惠电价,0.5 元/度。
              2、自然通风库改造及节本贮藏保鲜方案
              总体改造方案是库体保温处理、匹配制冷机组、装配自控风机,并设置与外界连通的可控制通风孔。自然通风库改造首先要对现有库(窑洞)进行安全评估。只对修建时进行地基处理的平顶砖混结构的自然通风库和进行砌砖加固处理的土窑洞实施改造。
              (1)库体保温处理
              土窑洞和自然通风库与大地土层相连,地温对库温产生直接影响。在我国北方大部分地区,库内年平均温度比当地外界温度只低2℃左右。要给自然通风库配置机械制冷设备,必须要对库体进行保温隔热处理。
              表2 装配式苹果恒温贮藏库运行成本
              库容(吨)          功率(kw)        日耗电量(kwh)         日耗电费(元)          月运行成本(元/吨)          贮藏期成本(元/吨.5 个月)
              20-25                   3.50                          14                            7.0                                8.04                                             42.00
              40-45                   4.50                          18                           9.0                                  6.75                                            33.75
              65-70                   9.25                          37                        18.5                                   7.92                                            39.50
              100-120            15.50                          62                        31.0                                   7.75                                            38.75
              200-220             30.00                       120                        60.0                                  7.20                                            36.00
              A、库顶及库壁处理:拱面和库侧面喷涂80mm 厚阻燃聚氨酯材料,外固定一层钢丝网,再用水泥砂浆粉面,厚度20~30mm。
              B、地面处理:与装配式简易节能苹果恒温贮藏库相同。
              (2)制冷设备配置
              在自然通风库或土窑洞式通风库内装配制冷设备,机型及功率与简易节能恒温贮藏库基本相同。
              注:包括保温处理和机械配置
              (3)装配自控风机
              装配与外界连通的可控风机。风机的动力与表3 的功率保持一致。改良式自然通风贮藏库通过自动控制系统,将机械制冷机组与自控风机联动。通风孔在利用机械制冷机组降温时自动关闭,在利用自然冷源降温时自动打开。
              (4)改良式库的运行管理要点
              设定库内控制温度为0℃±0.5℃。通过感温探头监测,外界气温处在0℃以上时,通风孔关闭,机械制冷机组开启;当外界气温在0℃以下时,机械制冷机组停止,自控风机开启,有效利用自然冷源,
              表3 自然通风备功率选配表及改造费用
                  库容(吨)         适合果园规模(亩)          主机功率( kw)               风机功率(kw)                 改造费用※(万元)
                     20-25                    10~12                           3.0                                           0.5                                            4.0
                     40-45                    20~22                          4.0                                            0.5                                           6.0
                     65-70                   30~35                           7.5                                             1.75                                         9.0
                   100-120                 50~60                          11.0                                           4.5                                          12.0
                   200-220               100~110                       22.0                                           8.0                                           30.0
              达到节能目的。
              三、有待试验研究的课题
              1、利用小型装配式恒温贮藏库进行苹果产地1-MCP 处理、预冷及贮藏保鲜三位一体工艺技术研究;
              2、土窑洞技术改造与苹果产地节能高效贮藏保鲜技术研究;
              3、机械制冷机组与利用自然冷源的强制风机联动自控及苹果产地节能贮藏保鲜技术研究;
              4、适于农户和专业合作社的苹果产地低成本高效贮藏保鲜技术研发与集成示范。
               

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