1.氣調(diào)庫建筑
氣調(diào)庫是在果蔬冷庫的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,一方面與果蔬冷庫有許多相似之處,另一方面又與果蔬冷庫有較大的區(qū)別,主要表現(xiàn)在:
?。?)氣調(diào)庫容積大小。根據(jù)我國目前的情況,以30~100t為一個開間,一個建庫單元最少2間,但一般不超過10間。
?。?)氣調(diào)庫必須具有良好的氣密性。這是氣調(diào)庫建筑結(jié)構(gòu)區(qū)別于普通果蔬冷庫的一個最重要的特點。為此,在氣調(diào)庫門安裝、氣密層施工過程中,一定要認(rèn)真細致,發(fā)現(xiàn)可疑部位應(yīng)及時檢查和補救。
(3)氣調(diào)庫的安全性。在氣調(diào)庫的建筑設(shè)計中還必須考慮氣調(diào)庫的安全性。這是由于氣調(diào)庫是一種密閉式冷庫,當(dāng)庫內(nèi)溫度升降時,其氣體壓力也隨之變化,常使庫內(nèi)外形成氣壓差。據(jù)資料介紹,當(dāng)庫外溫度高于庫內(nèi)溫度1℃時,外界大氣將對維護庫板產(chǎn)生40Pa壓力,溫差越大,壓力差越大。此外,在氣調(diào)設(shè)備運行、加濕及氣調(diào)庫氣密性試驗過程中,都會在維護結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成氣壓差。若不將壓力差及時消除或控制在一定范圍內(nèi),將對維護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害。為此,通常在氣調(diào)庫上裝置有平衡袋和安全閥,以使壓力限制在設(shè)計的安全范圍內(nèi)。氣壓平衡袋(簡稱氣調(diào)袋)的體積約為庫房容積的0.5%~1.0%,采用質(zhì)地柔軟不透氣又不易老化的材料制成。國外推薦的安全壓力數(shù)值為 190Pa。所以,每間庫房還應(yīng)安裝一個氣壓平衡安全閥(簡稱平衡閥),在庫內(nèi)外壓差大于190Pa時,庫內(nèi)外的氣體將發(fā)生交換,防止庫體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。平衡閥分干式和水封式兩種,直接與庫體相通。在一般情況下平衡袋起調(diào)節(jié)作用,只有當(dāng)平衡袋容量不足以調(diào)節(jié)庫內(nèi)壓力變化時,平衡閥才起作用。此外,在一些國家如荷蘭,通過給貯藏室定期充氮氣,使氣調(diào)袋一直處于半膨脹狀態(tài),保持恒定的正壓,有助于減少大氣滲漏到貯藏室中。
?。?)氣調(diào)庫一般應(yīng)建成單層建筑。一般果蔬冷庫根據(jù)實際情況,可以建成單層或多層建筑物,但對氣調(diào)庫來說,幾乎都是建成單層地面建筑物。這是因為果蔬在庫內(nèi)運輸、堆碼和貯藏時,地面要承受很大的荷載,如果采用多層建筑,一方面氣密處理比較復(fù)雜,另一方面在氣調(diào)庫使用過程中容易造成氣密層破壞。較大的氣調(diào)庫的建筑高度一般在7m左右。
2.氣調(diào)庫制冷設(shè)備及溫度傳感器的配置
(1)制冷系統(tǒng)。氣調(diào)庫的制冷設(shè)備大多采用活塞式單級壓縮制冷系統(tǒng),以氨或R22作制冷劑,庫內(nèi)的冷卻方式可以是制冷劑直接蒸發(fā)冷卻,也可采用中間載冷劑的間接冷卻,后者用于氣調(diào)庫比前者效果理想。因為中間載冷劑更便于控制供給冷風(fēng)機的液體溫度,僅需在供液管道上裝一個回流的行程控制三通閥,就能滿足同時實現(xiàn)不同庫房內(nèi)不同溫度的要求。為了減少庫內(nèi)所貯物品的干耗,性能良好的氣調(diào)庫要求傳熱溫差為2~3℃,也就是說氣調(diào)庫蒸發(fā)溫度和貯藏要求溫度的差值為2~3℃,這要比普通冷庫小得多。只有控制并達到蒸發(fā)溫度和貯藏溫度之間的較小差值,才能減少蒸發(fā)器的結(jié)霜,維持庫內(nèi)要求的較高相對濕度。所以,在氣調(diào)庫設(shè)計中,相同條件下,通常選用冷風(fēng)機的傳熱面積都比普通果蔬冷庫冷風(fēng)機的傳熱面積大,即氣調(diào)庫冷風(fēng)機設(shè)計上采用的所謂 大蒸發(fā)面積低傳熱溫差 方案。
?。?)溫度傳感器的配置。一個設(shè)計良好的氣調(diào)庫在運行過程中,可在庫內(nèi)部實現(xiàn)小于0.5℃的溫差。為此,需選用精度大于0.2℃的電子控溫儀來控制庫溫。溫度傳感器的數(shù)量和放置位置對氣調(diào)庫溫度的良好控制也是很重要的。最少的推薦探頭數(shù)目為:在50t或以下的貯藏庫中放3個,在100t庫中放4個,在更大的庫內(nèi)放5個或6個,其中一個探頭應(yīng)用來監(jiān)控庫內(nèi)自由循環(huán)的空氣溫度,對于吊頂式冷風(fēng)機,探頭應(yīng)安裝在從貨物到冷風(fēng)機入口之間的空間內(nèi)。其余的探頭放置在不同位置的果蔬處,以測量果蔬的實際溫度。
3.氣調(diào)庫的主要氣調(diào)設(shè)備及輔助設(shè)備
氣調(diào)設(shè)備通俗地講,主要包括制氮設(shè)備、二氧化碳脫除設(shè)備、乙烯脫除設(shè)備和加濕設(shè)備,其中制氮設(shè)備利用率最高,所以顯得更為重要。依據(jù)制氮設(shè)備的工作原理,可以將其分為三種類型,即吸附分離式制氮類型、膜分離制氮類型和燃燒降氧制氮類型。
?。?)制氮機。我國目前在氣調(diào)庫上采用的制氮機主要有兩大類型:吸附分離式的碳分子篩制氮機和膜分離式的中空纖維膜制氮機。
?。?)二氧化碳脫除機。二氧化碳脫除裝置分間斷式(通常稱的單罐機)和連續(xù)式(通常稱的雙罐機)兩種。庫內(nèi)二氧化碳濃度較高的氣體被抽到吸附裝置中,經(jīng)活性炭吸附二氧化碳后,再將吸附后的低二氧化碳濃度氣體送回庫房,達到脫除二氧化碳的目的?;钚蕴课蕉趸嫉牧渴菧囟鹊暮瘮?shù),并與二氧化碳的濃度成正比。通常以0℃,3%的二氧化碳濃度為標(biāo)準(zhǔn),用其在24h內(nèi)的吸附量作為主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)工作一段時間后,活性炭因吸附二氧化碳即達到飽和狀態(tài),再不能吸附二氧化碳,這時另外一套循環(huán)系統(tǒng)啟動,將新鮮空氣吸入,使被吸附的二氧化碳脫附,并隨空氣排入大氣,如此吸附、脫附交替進行,即可達到脫除庫內(nèi)多余二氧化碳脫的目的。
(3)乙烯脫除機。目前被廣泛用來脫除乙烯的方法主要有兩種:即高錳酸鉀氧化法和高溫催化分解法。前一方法是用飽和高錳酸鉀水溶液(通常使用濃度為5%~8%)浸濕多孔材料(如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、氧化鋁、分子篩、碎磚塊、泡沫混凝土等),然后將此載體放入庫內(nèi)、包裝箱內(nèi)或閉路循環(huán)系統(tǒng)中,利用高錳酸鉀的強氧化性將乙烯氧化脫除。
在空氣氧化法除乙烯裝置中,其核心部分是特殊催化劑和變溫場電熱裝置。所用的催化劑為含有氧化鈣、氧化鋇、氧化鍶的特殊活性銀。變溫場電熱裝置可以產(chǎn)生一個從外向內(nèi)溫度逐漸升高的變溫度場:即由15℃ 80℃ 150℃ 250℃,從而使除乙烯裝置的氣體進出口溫度不高于15℃,但是反應(yīng)中心的氧化溫度可達250℃,這樣既能達到較理想的反應(yīng)效果,又不給庫房增加明顯的熱負荷。
?。?)加濕裝置。水混合加濕、超聲波加濕和離心霧化加濕是目前氣調(diào)庫中常見的三種加濕方式,在0℃以上的溫度下使用時,加濕效果均比較好,
4.氣調(diào)庫的合理使用及管理
?。?)合理有效的利用空間。氣調(diào)庫的容積利用系數(shù)要比普通冷庫高,有人將其描述為 高裝滿堆 ,這是氣調(diào)庫建筑設(shè)計和運行管理上的一個特點。所謂 高裝滿堆 是指裝入氣調(diào)庫的果蔬應(yīng)具有較大的裝貨密度,除留出必要的通風(fēng)和檢查通道外,盡量減少氣調(diào)庫的自由空間。因為,氣調(diào)庫內(nèi)的自由空間越小,意味著庫內(nèi)的氣體存量越少,這樣一方面可以適當(dāng)減小氣調(diào)設(shè)備,另一方面可以加快氣調(diào)速度,縮短氣調(diào)時間,減少能耗,并使果蔬盡早進入氣調(diào)貯藏狀態(tài)。
?。?)快進整出。氣調(diào)貯藏要求果蔬入庫速度快,盡快裝滿、封庫并及時調(diào)氣,讓果蔬在盡可能短的時間內(nèi)進入氣調(diào)狀態(tài)。平時管理中也不能像普通冷庫那樣隨便進出貨物,否則庫內(nèi)的氣體成分就會經(jīng)常變動,從而減弱或失去氣調(diào)貯藏的作用。果蔬出庫時,最好一次出完或在短期內(nèi)分批出完。
?。?)良好的空氣循環(huán)。氣調(diào)庫在降溫過程中,英國推薦的循環(huán)速率范圍為:在果蔬入庫初期,每小時空氣交換次數(shù)為30~50倍空庫容積,所以常選用雙速風(fēng)機或多個軸流風(fēng)機可以獨立控制的方案。在冷卻階段,風(fēng)量大一些,冷卻速度快,當(dāng)溫度下降到初值的一半或更小后,空氣交換次數(shù)可控制在每小時15~20