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            果蔬從產地到餐桌 無縫銜接的冷鏈技術

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            2020/8/20

              Cold Chain冷鏈,是冷凍冷藏供應鏈的簡稱,它與我們的生活息息相關。食品中的牛奶、肉品、水產、速凍食品與蔬果等食品,從產地到餐桌的過程中,必須經過層層的保管、搬運與配送,來維持冷鏈食品食材的新鮮與安全。冷鏈技術與管理是核心關鍵。

              果蔬冷鏈的流程和果蔬的呼吸作用

              果蔬冷鏈與我們的生活息息相關,一條優良的冷鏈始于高品質的產品。對于果蔬來說,其產品必須經過恰當的采收,及時從農田送出并進行預冷。采收后的農產品通常是貯存在冷藏庫中,直到它們被運輸至下一個地點。在運輸途中可以將農產品在不同地點(包括冷藏配送中心)卸下,然后和其它產品一起送往商家,如零售商店、餐飲店或批發市場等,直至被消費者購買。在上述的整個流程中,每個步驟都是非常重要的,尤其是從一個環節到下一個環節銜接時的控制處理對于最后能否為消費者提供高品質的產品起到了至關重要的影響。(圖1)

            (圖1 果蔬冷鏈中的主要環節) 

              比如在果蔬冷鏈流程中,采收之后到運輸至下一地點的銜接過程就十分重要。果蔬在采收之后,雖然離開了原來的母體和栽培環境,但它仍然是活著的有機體,還在進行一系列的生命活動。其中,呼吸作用是果蔬采收之后最主要的生命活動之一,也是生命存在的最明顯標志。

              果蔬的呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種。有氧呼吸是指在氧氣的參與下進行的呼吸作用,結果是將基本營養物質氧化成二氧化碳和水,并釋放出大量的熱。而當環境中氧氣含量不足時,就會出現無氧呼吸,它是指糖、有機酸等營養物質被分解成乙醛、乙醇等不完全氧化產物并釋放出二氧化碳和少量能量的過程。

              呼吸作用的強弱可以用呼吸強度來表示。呼吸強度是指在一定的溫度下每千克果蔬在一定的時間內吸入的氧氣或呼出的二氧化碳的量。呼吸強度的大小是影響果蔬耐藏力大小的主要因素。在正常情況下,呼吸作用小,消耗的營養成分就少,耐藏力就高;反之,耐藏力就低。一般來說,呼吸強度低的果蔬比呼吸強度高的果蔬更耐藏。影響呼吸作用的外界因素主要有溫度、相對濕度、氣體成分、電離輻射、機械損傷、病蟲害、植物激素等。這里將針對溫度、濕度和氣體成分三個因素進行詳細講解。


              ■■ 溫度的影響

              溫度是影響植物呼吸作用的最主要因素。在5~35℃之間,溫度每上升10℃,呼吸強度就增大1~1.5倍。因此低溫貯存可以降低果蔬的呼吸強度,減少果蔬的呼吸消耗。對于呼吸高峰型的果蔬(呼吸高峰型果蔬:從生長停止到開始進入衰老之間的時期,呼吸速率突然升高的一些果蔬,如蘋果、香蕉、番茄、酪梨、芒果等),降低溫度,不但可降低其呼吸強度,還可延緩其呼吸高峰的出現。并非貯存溫度越低,貯存效果就越好。每一種果蔬都有它最適宜的貯存溫度,即貯存最適溫度。在此溫度下,最能發揮果蔬所固有的耐藏性和抗病性;低于這個溫度,就可能導致冷害。如在0℃中蘋果可以貯存得很好,而大多數的南方水果并不適宜這種低溫貯存。

              乙烯能明顯促進植物呼吸、加劇果蔬衰老。低溫環境不僅可減少果蔬的乙烯產生量,減弱植物的呼吸作用,而且還可以抑制乙烯加劇果蔬衰老的生理作用。除此之外,低溫環境還能抑制病原菌的生長,減緩水分的蒸發,這些對保持果蔬的良好品質都是有益的。因此,應盡可能維持適宜的低溫來貯存果蔬。


              ■■ 濕度的影響

              環境濕度對呼吸作用也有很大的影響。新鮮果蔬中含有大量水分,如果貯存環境的濕度過低,會使果蔬蒸發失水較多,原來不溶于水的物質被水解成糖,為呼吸作用提供了更多的基質,因而會加強果蔬的呼吸強度。但若環境濕度過高會導致果蔬的腐敗率增高,所以選擇一個合適的濕度保存果蔬至關重要。


              ■■ 氣體成分的影

              響果蔬的有氧呼吸作用需要吸收氧氣和放出二氧化碳。因此,氧氣是果蔬呼吸的必要條件,而二氧化碳是呼吸作用的產物,所以一定程度上降低氧氣濃度、增加二氧化碳濃度可以抑制果蔬的有氧呼吸,從而延緩果蔬的衰老過程。如香蕉貯存于20℃正??諝庵械暮粑鼜姸?,比貯存于5%濃度的二氧化碳和3%濃度的氧氣中高近5倍。但若氧氣濃度過小,會使果蔬必須在消耗大量的營養物質后才能產生足夠的能量去維持果蔬的生命活動。另外,無氧呼吸也會產生對細胞有毒害作用的乙醛和酒精,積累過多對果蔬造成傷害,降低其品質。
            生鮮果蔬食品低溫宅配用冷藏、冷凍裝置

              低溫配送很貴,若運輸溫控品質不佳,將導致蔬菜、水果、魚及肉品等東西壞掉,嚴重影響食品的安全及身體的健康。將對溫度敏感的貨物送達最終用戶的手中并保障貨物的新鮮,除了普通的物流設備、設施和嚴格的管理程式外,冷藏、冷凍裝置發揮著至關重要的作用。冷藏、冷凍裝置必須在運輸過程中不間斷地提供冷量(或熱量),以保證貨物終始維持在可控溫度范圍內。
              目前低溫宅配主要通過冷藏冷凍車(主要是廂式貨車及輕型客車改裝車及其它機動車輛改裝車)的方式,也有將貨物直接用保溫盒進行包裝,并夾入冰袋、冰盒而與普通貨物一起運送的方式。與冷藏冷凍車進行配合使用的冷藏、冷凍裝置主要有機械式製冷機組和蓄冷系統:
            冷藏冷凍車用制冷機組

            (圖2 冷藏冷凍車制冷機組的主要構成)

              冷藏冷凍車制冷機組主要由壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥構成。製冷機組的工作原理與一般的單級蒸氣壓縮式製冷原理類似,依靠外界動力(主要有車載柴油引擎、機組自載柴油引擎直接機械動力及電力等)驅動壓縮機使冷媒在系統中不斷循環,冷媒流經蒸發器時,通過蒸發吸收廂體中的熱量(熱負荷),然后通過廂體外部的冷凝器釋放熱量,不停地循環往復,從而實現連續製冷的效果。(圖2)

              冷藏冷凍車制冷機組按動力來源可分為獨立式自驅動(圖3)和非獨立式車驅動(圖4)。獨立式機組有自帶的柴油引擎,來驅動製冷系統,因其無需借助車輛的柴油引擎動力,在車輛停止、故障時均可運行,而且其制冷(制熱)能力不會因車輛柴油引擎速度的變化而變化,一般來說能更可靠更穩定地控制貨物溫度,它更適用于大批量且對溫度要求較高的貨物的長途配送和宅配的前端集中配送。而非獨立式機組本身沒有柴油引擎,主要依靠車輛的柴油引擎做為動力來源,因此,其要求車載柴油引擎有足夠馀量給冷藏機組提供動力,并在柴油引擎艙內有足夠的安裝空間以安裝制冷壓縮機。而且制冷機組也往往會因車輛的故障而停止工作,影響貨物的安全。但相對獨立機組來說,其品質更輕,噪音更低,生產工藝簡單,價格低廉,隨著國內卡車製造與品質水準越來越高,以及眾多車輛廠相繼開發了冷藏冷凍車專用底盤,目前非獨立機組已成為城市配送、宅配的主流。

              此外,冷藏機組按車輛保溫廂體的隔溫區數量來分,可分為單溫機組和多溫機組(雙溫或三溫)。裝有單溫機組的冷藏冷凍車只有一個溫度區,只能運輸一種或者溫度要求接近的易腐食品;而使用多溫機組,可以為冷藏車廂體多個溫度區分別進行溫度控制,以便同時裝載多種不同溫度需求的貨物。

              

            (圖3 裝有獨立機組的冷藏冷凍車)   (圖4 裝有非獨立機組的冷藏冷凍車)

            冷藏運輸蓄冷系統

              除了上述的機械制冷機組外,還有一種叫蓄冷系統,簡單地來說,蓄冷系統就是將冷量儲存于蓄冷部件內,在使用時,通過內部不停地釋放冷量而使貨物保持低溫。而非通過持續不斷的動力輸入與制冷循環。蓄冷系統主要由兩部分組成:蓄冷部件和制冷系統。蓄冷部件被放置于車廂內部,一般為密閉結構,內部充注共晶溶液,并且和制冷系統的蒸發器盤管集成。共晶溶液成分為無機鹽、防腐添加劑以及水,在一定的溫度下,共晶溶液會結晶,該溫度稱之為共晶點,不同的共晶溶液的共晶點不同。當製冷系統運行時,冷量通過蒸發器盤管傳遞給共晶溶液,降至共晶點時,溶液結晶。在運輸過程中,結晶的共晶體吸收廂內熱負荷,開始融化,釋放冷量,所以冷量是被“貯存”在該溶液中。

              這里的制冷系統類似于前面所述的機械式制冷系統也稱為“冷站”,可以靜止安裝在地面,也可以安裝在車上。如果靜止安裝,則通過結構給蓄冷部件供冷,一臺“冷站”一般可以同時給幾臺蓄冷車輛供冷。蓄冷系統的優點在于能降低運行維護成本。該系統一般用于市內低溫冷凍食品的短途配送。但是,對于特定的蓄冷系統一般不能控制溫度,也不能制熱。

             

              冷藏運輸保溫箱

              前面我們提到了用于運送大量貨物的冷藏冷凍車用冷凍機組或蓄冷系統, 而對于配送少量貨物,如近來比較流行的“門到門”生鮮配送,以及社區的牛奶等配送,是采用什么方式呢?目前比較流行是采用保溫箱,以防止在配送過程中因貨物溫度回升而使品質受到影響。而有的商家,為了更好的保證貨物的品質,還會採用在保溫箱內裝入冰袋、或冰盒等,以保證持續低溫。冰袋、冰盒一般採用塑膠包裝,內部充注蓄冷劑,蓄冷劑的成分可以是多元醇和水的混合液,它的蓄冷量往往是純水冰3到6倍,所以可以吸收更多的熱量。也有的直接采用干冰制作冰袋。冰袋和冰盒有一次性的,也有可重復利用的,把使用過的冰袋、冰盒再放回冰箱或冷凍容器內進行冷凍,即可“恢復”制冷能力。

              上述這種采用保溫箱加冰袋、冰盒的混合型的保溫方式,獲取非常方便,成本也較低,但使用起來不是很方便,必須在貨物包裝、或轉運時與貨物一起包裝,重複利用時操作比較繁瑣,且無法達到精確控溫。還有一種保溫箱,或者叫移動冷箱,類似于一個移動的冰箱,內容積為140L到915L不等,移動冷箱自帶了一個小型的機械式製冷系統,只需要將冷箱置于任一車輛內,插上車體自帶的12V或24V電源即可進行工作,從而持續地為貨物提供製冷并精確控制溫度。

             

             

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