园艺产品贮藏运销学 第四章

2.2 机械冷藏库的制冷系统 机械冷藏库的制冷系统是指由致 冷剂(refrigerant)和制冷机械(refrigerated machine)组成的一个密闭循环制冷系统。 制冷机械是由实现制冷循环所需的各 种设备和辅助装臵组成，致冷剂在这 一密闭系统中重复进行着被压缩、冷 凝和蒸发的过程。

SO2和CO2在历史上曾经是比较重要的制冷剂。 SO2毒性大，但作为重要制冷剂曾有60年历史。
CO2在使用温度范围内压力特高，致使机器极为笨重，但 它无毒使用安全。曾在船用冷藏装置中作制冷剂达50年 之久，1955年才被氟里昂所取代。
2.1.1作为制冷剂应符合的要求 1.热力学性质方面
(1) 工作温度范围内有合适的压力和压力比。 蒸发压力≧大气压力 冷凝压力不要过高 冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大 (2) 单位制冷量q0和单位容积制冷量qv较大。 (3) 比功w和单位容积压缩功wv小，循环效率高。 (4) 等熵压缩终了温度t2不能太高，以免润滑条件恶化 或制冷剂自身在高温下分解。
4、其他贮藏方式
二、常温贮藏方式的管理
一、常温贮藏的方法
1、沟坑式(french storage)
沟坑式贮藏法是在 选择好符合要求的地点， 根据贮藏量的多少挖沟 或坑，将产品堆放于沟 坑中，然后覆盖上土、 秸秆或塑料薄膜等，随 季节改变(外界温度的 降低)增加覆盖物厚度。
2、窑窖式(cellar or cave storage)
通风时间的长短和通风量以贮藏空间温度降至最低和最
大限度地排除湿热空气为原则。通风可由建造过程中设置的
通风系统自然进行也可强制进行。 在贮藏环境的温度达到规定要求后的维持、稳定阶段， 根据外界温度下降的速度和程度及时增加沟坑的覆盖物厚度 、缩短通风时间或减少通风量来维持通风库和窑窖内温度的 稳定，防止因温度太低对产品造成伤害。贮藏环境会因相对 湿度太低而造成产品失重，贮藏期间需采用一定方法进行增 湿，如沟坑覆盖物上喷水、通风库地坪撒水、空气喷雾等。
制冷的温度范 围是从环境温 度开始，一直 可达接近绝 对零度即0Ｋ
图1-17
低温温度范围
2.制冷技术的发展历史
人工制冷的方法是随着工业革命而开始的。 空气制冷机的发明比蒸气压缩式制冷机稍晚。 空调技术的应用起始于1919年。
3.低温技术的发展历史
1908年，Onnes最先液化了氦气
1911年，超导电性首次被发现
制冷构成循环的四个基本过程是：
①制冷剂液体在低压（低温）下蒸发，成 为低压蒸气 ②将该低压蒸气提高压在普通高压蒸气 ③将高压蒸气冷凝，使之成为高压液体 ④高压液体降低压力重新变为低压液体， 返回到①从而完成循环。
制冷系统是一个密闭的循环回路.压缩机工作时, 向一侧加压而形成高压区,对另一侧有抽吸作用而 成为低压区.节流阀为高压区和低压区的另一个交 界点。从蒸发器进入压缩机的工质为气态，经加 压后压力增至Pk，同时升温至Tf，工质仍为气态。 这种高压高温的气体，在冷凝器中与冷却介质(通 常为水或空气)进行热交换，温度下降至Tc而液化， 压力仍保持为Pk。以后，液态工质通过节流阀， 因受压缩机的抽吸作用，压力下降至Po，便在蒸 发器中气化吸热，温度降为To，并与蒸发器周围 介质热交换而使后者冷却，最终两者温度平衡为 Tr，完成一个循环。
1942年，德国V-2武器试验成功，低温技术军事应用开始 1961年，土星V号是首个用液氢液氧混合推进剂的飞行器 我国的低温研究工作从20世纪50年代开始。制冷与低温 技术已广泛应用于工农业各个部门及一切科学领域
世界上果蔬保鲜贮藏设施的发展阶段:
第一阶段，即初始阶段，人们利用各种天然低 温条件来贮藏果蔬，以延长其保鲜贮存期，如地 窖、冰窖、窑洞、半埋式通风库等简易方法。 第二阶段是在果蔬贮藏设施中引进了机械制冷 技术，可以人工地控制贮藏温度，使得果蔬保鲜 贮藏的期限和质量有了跃进式的提高。由此而诞 生了各种不同结构形式(砖温结构库体、夹芯绝热 库板加钢结构组合式库体等)的高温库。同时，配 合塑料大棚加硅窗的应用，开始探索自然气调技 术的应用。
2.迁移性质方面
(1) 粘度、密度尽量小。 (2) 导热系数大，可提高传热系数，减少传热面积。
3.物理化学性质方面
(1) 无毒、不燃烧、不爆炸、使用安全。 (2) 化学稳定性和热稳定性好。 (3) 对大气环境无破坏作用。
4.其它
原料来源充足，制造工艺简单，价格便宜。
2.1.2 制冷剂命名
制冷剂按其化学组成主要有三类
3.碳氢化合物 (1) R600a（异丁烷 i-C4H10） 沸点-11.73℃，凝固点-160℃。 毒性非常低，在空气中可燃，应注意防火防爆。 与矿物润滑油能很好互溶，与其他物质的化学 相溶性很好，与水的溶解性很差。 (2) R290（丙烷 C3H8） 沸点和凝固点比R600a低，蒸气压较高和容积制 冷量比R600a大，其他制冷特性及安全特性均与 R600a相似。
(4) R22（二氟一氯甲烷 CHF2Cl）
沸点-40.8℃，凝固点-160℃。 毒性比R12略大，无色无味，不燃不爆，安全。 溶水性稍大于R12，系统内应装设干燥器。 部分与矿物润滑油互溶。 化学性质不如R12稳定，对有机物的膨润作用更强。
对金属与非金属的作用以及泄漏特性都与R12相似。 属于HCFC类制冷剂，也要被限制和禁止使用。
甲烷 三氟二氯乙烷 五氟乙烷 四氟乙烷
乙烷
丙烷
R11 CF2Cl2 R12 CF3Br m=1,n=0,x=3,z=1 R13B1 CHF2Cl m=1,n=1,x=2 R22 CH2F2 m=1,n=2,x=2 R32 CH4 m=1,n=4,x=0 R50 C2HF3Cl2 m=2,n=1,x=3 R123 C2HF5 m=2,n=1,x=5 R125 C2H2F4 m=2,n=2,x=4 R134a C2H6 m=2,n=6,x=0 R170 C3H8 m=3,n=8,x=0 R290
无机物 氟里昂 碳氢化合物
制冷剂的简写符号 字母“R”和它后面的一组数字或字母
表示制冷剂 根据制冷剂分子组成按一定规则编写
编写规则 1.无机化合物
简写符号规定为R7( )( ) 括号中填入的数字是该无机物分子量的整数部分。
2.氟里昂和烷烃类
简写符号规定为R(m-1)(n+1)(x)B(z) 数值为零时省去写，同分异构体则在其最后加小写 英文字母以示区别。 正丁烷和异丁烷例外，用R600和R600a(或R601)表示
即在山坡或地势较高的地方挖地窖或土窑洞， 也可采用人防设施，将新鲜园艺产品散堆或包装后堆 放在窑窖内。产品堆放时注意留有通风道，以利通风 换气和排除热量。
3、通风库贮藏(ventilation storage) 指在有较为完善隔热结构和较灵敏通风设施的建 筑中，利用库房内、外温度的差异和昼夜温度的变 化， 以通风换气 的方式来维持库内 较稳定和适宜贮藏 温度的一种贮藏方 法。
第三阶段是根据不同果蔬的生化特点制 定相应的气调冷藏工艺，就能最大限度地延 长果蔬的保鲜期。据此将高温库进行严格地 气密性处理后，再配臵人工气调系统，就能 成为目前世界上流行的最先进的果蔬保鲜贮 藏技术装备——气调库。
二、机械制冷的基本原理
机械冷藏指的是利用致冷剂的相变特性，
通过制冷机械循环运动的作用产生冷量并
2.氟利昂 (1) R12（二氟二氯甲烷 CF2Cl2）
沸点-29.8℃，凝固点-158℃。 无色，有较弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。
系统里应严格限制含水量，一般规定不得超过0.001% 常用温度范围内能与矿物性润滑油以任意比互溶 不腐蚀一般金属但能腐蚀镁及含镁量超过2%铝镁合金。 对天然橡胶和塑料有膨润作用。
常温贮藏期间还应做好病虫和鼠害的预防工作，以免造成损
失。此外，必须重视常温贮藏过程中的产品检查。
第二节 机械冷藏
贮藏设施的发展现状 机械制冷的基本原理 冷藏库的建设和管理
一、贮藏设施的发展阶段
1.制冷与低温温区的划分 通过一定的方式将物体冷却到环境温度以下。 “冷”相对于环境温度而言，一般是指环境 温度至绝对零度。 通过123Ｋ来分界温区 制冷温区 低温温区 123K以上 123K以下
m=1,n=0,x=1 m=1,n=0,x=2
2.1.3 常用制冷剂 1.无机物 氨
沸点-33.3℃，凝固点-77.9℃ 单位容积制冷量大粘性小，传热性好，流动阻力小 毒性较大，有一定的可燃性，安全分类为B2 氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味 氨液飞溅到皮肤上会引起肿胀甚至冻伤 氨系统中有水分会加剧对金属腐蚀同时减小制冷量 以任意比与水互溶但在矿物润滑油中的溶解度很小 系统中氨分离的游离氢积累至一定程度遇空气爆炸 氨液比重比矿物润滑油小，油沉积下部需定期放出 在氨制冷机中不用铜和铜合金材料(磷青铜除外)
第四章 农产品贮藏方式与管理


第一节
第二节
常温贮藏
机械冷藏


第三节
第四节
气调贮藏
减压贮藏


第五节
第六节
物理贮藏
食品生物保鲜
第一节
一、常温贮藏的方法
常温贮藏
1、沟坑式(french storage)
2、窑窖式(cellar or cave storage)
3、通风库贮藏(ventilation storage)
Βιβλιοθήκη Baidu
4 、其他贮藏方式
包括 缸藏(jar storage) 冰藏(ice storage) 冻藏(freeze storage) 假植贮藏(fake plant storage)
挂藏(hang storage)
二、常温贮藏方式的管理
常温贮藏是利用环境温度的变化来调节贮藏场所温度的，且相 对湿度会随温度的改变而变化，选择具体的简易贮藏方法时应充分 考虑当地的地形地貌、气候条件和需贮藏对象的生物学特性；同时 在贮藏前或贮藏中采用防 腐剂、被膜剂或植物生长 调节物质等处理以提高贮 藏效果和减少产品的腐烂 损失。常温贮藏以温度管 理最为重要。
简写符号规定：环烷烃及环烷烃的卤代物用字母“RC” 开头，链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头，其 后的数字排写规则与氟里昂及烷烃类符号表示中的数字 排写规则相同。
表1-4
制冷剂符号举例
化合物名称
一氟三氯甲烷 二氟二氯甲烷 三氟一溴甲烷 二氟一氯甲烷
分子式
CFCl3
m、n、x、z值
简写符号
二氟甲烷
4.混合制冷剂 (1) 共沸制冷剂 共沸制冷剂特点：
一定蒸发压力下蒸发时具有几乎不变的蒸发温度，而 且蒸发温度一般比组成它的单组分的蒸发温度低。 一定蒸发温度下，共沸制冷剂单位容积制冷量比组成 它的单一制冷剂的容积制冷量要大。
共沸制冷剂化学稳定性较组成它的单一制冷剂好。
在全封闭和半封闭压缩机中，采用共沸制冷剂可使电 机得到更好的冷却，电机绕组温升减小。
3.非共沸混合工质
简写符号为R4( )( ) 括号中的数字为该工质命名的先后顺序号，从00开始 若构成非共沸混合工质的纯物质种类相同，但成分含 量不同，则分别在最后加上大写英文字母以示区别
4.共沸混合工质
简写符号为R5( )( ) 括号中的数字为该工质命名的先后顺序号，从00开始
5.环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物
(2) R134a（四氟乙烷 CH2FCF3）
毒性非常低，不可燃，安全。 与矿物润滑油不相溶，但能完全溶解于多元醇酯类。 化学稳定性很好，溶水性比R12强得多，对系统干燥 和清洁性要求更高，用与R12不同的干燥剂。
(3) R11（一氟三氯甲烷 CFCl3）
沸点23.8℃，凝固点-111℃。 毒性比R12更小，安全。 水在R11中的溶解能力与R12相接近。 对金属及矿物润滑油的作用关系也与R12大致相似。 与明火接触时，较R12更易分解出光气。
将其导入有良好隔热效能的库房中，根据
不同贮藏商品的要求，控制库房内的温、
湿度条件在合理的水平，并适当加以通风
换气的一种贮藏方式。
2.1 制冷剂的发展、应用与选用原则
只有在工作温度范围内能够汽化和凝结的物质才有 可能作为制冷剂使用。 乙醚是最早使用的制冷剂。 1866年 威德豪森(Windhausen)提出使用CO2作制冷剂。 1870年 卡尔· 林德(Cart Linde)用NH3作制冷剂。 1874年 拉乌尔· 皮克特(Raul Pictel)采用SO2作制冷剂。