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　　Foodjx導(dǎo)讀：1船舶冷藏技術(shù)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
　　
　　我國(guó)船舶現(xiàn)有食品冷藏系統(tǒng)的設(shè)置基本是基于食品自給力不大于30天設(shè)計(jì)的，只適合船舶近海航行，已不適應(yīng)遠(yuǎn)洋航行的需求。從目前船舶冷藏庫(kù)的設(shè)置來(lái)看，一般設(shè)-18℃的低溫庫(kù)，+2℃的高溫庫(kù)和10℃~15℃的糧食庫(kù)，庫(kù)內(nèi)的溫度波動(dòng)為±2℃。庫(kù)內(nèi)設(shè)置冷風(fēng)機(jī)，采用啟/停控制的方法實(shí)現(xiàn)溫度控制，冷風(fēng)機(jī)的設(shè)置也一般不作區(qū)域負(fù)荷匹配性和優(yōu)化氣流組織方面的考慮；制冷裝置一般僅設(shè)較少級(jí)別的負(fù)荷調(diào)節(jié)控制，未采用壓縮機(jī)變頻控制或并聯(lián)壓縮機(jī)多級(jí)能調(diào)技術(shù)，zui終嚴(yán)重影響了庫(kù)溫的控制精度。
　　
　　近年來(lái)，為了改善冷藏效果，新造船舶也嘗試設(shè)置了一些氣調(diào)庫(kù)，力求解決果蔬長(zhǎng)期保存過(guò)程中存在的問(wèn)題，但因處于船舶應(yīng)用的起步階段，未能針對(duì)船舶上的應(yīng)用開(kāi)展系統(tǒng)的研究。目前氣調(diào)庫(kù)的應(yīng)用存在的不足主要表現(xiàn)為：1）仍然沿用了普通冷藏±2℃的控溫精度，嚴(yán)重影響了氣調(diào)庫(kù)的保鮮效果；2）未能針對(duì)不同的果蔬食品設(shè)置不同的溫區(qū)，也未能進(jìn)行不同氣調(diào)比例的配置；3）未能對(duì)庫(kù)內(nèi)氣體泄漏和進(jìn)庫(kù)操作安全性進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，也未開(kāi)展氣調(diào)庫(kù)船舶上使用安全性管理的研究；4）未能針對(duì)多種食品進(jìn)貨狀態(tài)設(shè)定針對(duì)性的預(yù)處理流程。
　　
　　總之，船舶上的食品儲(chǔ)藏技術(shù)是從普通陸用冷藏技術(shù)跨越式的直接進(jìn)入了氣調(diào)保鮮技術(shù)，未能進(jìn)行船舶用食品保鮮技術(shù)的合理選擇，安全設(shè)計(jì)，食品分類儲(chǔ)藏和食品進(jìn)出庫(kù)及日常管理等方面要求的全面研究，尚未形成能滿足于自給45天左右食品保存的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和其他相關(guān)要求。
　　
　　此外，冷藏系統(tǒng)也未就食品的特定進(jìn)庫(kù)狀態(tài)和庫(kù)內(nèi)擺放特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，因此需重點(diǎn)改進(jìn)食品進(jìn)出庫(kù)通道，貨柜和食品進(jìn)庫(kù)預(yù)處理等方面的針對(duì)性設(shè)計(jì)，為了保證更好的延長(zhǎng)食品保存期，建議進(jìn)行食品進(jìn)庫(kù)前的預(yù)處理或冷庫(kù)設(shè)必要的預(yù)處理流程。
　　
　　2冰溫冷藏技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
　　
　　冰溫技術(shù)是繼冷藏和氣調(diào)保鮮技術(shù)發(fā)展起來(lái)的第三代食品保鮮技術(shù)，于上世紀(jì)70年代起源于日本并在日本得到迅速發(fā)展。它是利用零度至食品凍結(jié)點(diǎn)這一溫區(qū)（一般為-1℃~-3℃）保存鮮活食品的保鮮技術(shù)。和傳統(tǒng)保鮮技術(shù)相比，它具有的優(yōu)點(diǎn)：1）不破壞細(xì)胞；2）zui大限度地抑制有害微生物的活動(dòng)；3）zui大限度地抑制呼吸作用，延長(zhǎng)保鮮期；4）提高食品品質(zhì)。在冰點(diǎn)溫度附近，為阻止生物體內(nèi)冰晶形成，動(dòng)植物會(huì)自動(dòng)從體內(nèi)不斷地分泌大量的不凍液以降低冰點(diǎn)，不凍液的主要成分是葡萄糖，氨基酸，天冬氨酸等，從而使食品品質(zhì)得以提高。
　　
　　食品的冰點(diǎn)均較接近0℃，冰溫帶普遍較窄，使冰溫冷藏系統(tǒng)的控溫精度要求很高，一般為±0.5℃，控溫基準(zhǔn)點(diǎn)也接近0℃。這些使得冰溫冷藏技術(shù)對(duì)制冷系統(tǒng)的要求大大提高。
　　
　　但冰溫冷藏與傳統(tǒng)冷藏相比可增長(zhǎng)（2~10）倍的貯藏期限，并可長(zhǎng)期活體保存生鮮食品，且冰溫冷藏保存使生鮮產(chǎn)品更美味，營(yíng)養(yǎng)增加。為傳統(tǒng)冷藏，冷凍和冰溫冷藏的差異比較。
　　
　　目前，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)已從技術(shù)引進(jìn)，研究發(fā)展，進(jìn)入了推廣應(yīng)用階段。例如，在家用冰箱上已大量推廣應(yīng)用（即"零度不結(jié)冰技術(shù)"），而且以西門(mén)子為代表的冰箱廠商還研發(fā)出了真空和冰溫保鮮相結(jié)合的真空冰溫保鮮冰箱。在大型冷庫(kù)上也有不少典型的應(yīng)用實(shí)例，例如在上海崇明島上建立的大陸地區(qū)的*個(gè)冰溫糧庫(kù)，已成功用于儲(chǔ)藏崇明長(zhǎng)江農(nóng)場(chǎng)的有機(jī)大米；北京市平谷區(qū)的桃產(chǎn)業(yè)果品保鮮與加工冰溫示范工程，作為北京市科技重大項(xiàng)目已成功實(shí)現(xiàn)了大桃保質(zhì)，保鮮三個(gè)月，磨盤(pán)柿保鮮4個(gè)月的目標(biāo)。而且，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)冰溫保鮮技術(shù)進(jìn)行了更深入的研究，出現(xiàn)了超冰溫技術(shù)，冰膜儲(chǔ)藏技術(shù)，真空冰溫技術(shù)和冰溫氣調(diào)技術(shù)等多種更*的保鮮技術(shù)。
　　
　　3冰溫技術(shù)在船舶上的應(yīng)用探討
　　
　　為了提高船舶（船舶靠岸節(jié)能至*研討）上的冷藏水平，實(shí)現(xiàn)大型補(bǔ)給船自給能力45天左右的食品供給需求，需對(duì)現(xiàn)有的船舶用冷藏技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和更新?？紤]到氣調(diào)保鮮在船舶上應(yīng)用的安全性問(wèn)題，氣調(diào)設(shè)備尺寸較大，運(yùn)行管理復(fù)雜和運(yùn)行成本較高等缺陷，可以把能克服上述問(wèn)題的冰溫冷藏技術(shù)引入到船舶應(yīng)用上來(lái)。
　　
　　結(jié)合冰溫冷藏本身的技術(shù)要求和船舶冷藏應(yīng)用的特殊性，根據(jù)食品中，長(zhǎng)期冷藏保鮮的需求，要做好冰溫冷藏的設(shè)計(jì)，必須重點(diǎn)做好以下四個(gè)方面的工作：
　　
　　1）冰溫庫(kù)具有較寬的溫區(qū)設(shè)定功能，以滿足食品進(jìn)庫(kù)預(yù)處理，出庫(kù)后處理和冰溫保存的需求，建議溫控區(qū)域的可設(shè)定范圍為-3~+5℃，并編制特定的控制流程；2）庫(kù)內(nèi)氣流組織應(yīng)開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高庫(kù)內(nèi)流場(chǎng)的均勻性；3）制冷量供給和庫(kù)內(nèi)溫度控制必須采用高精度控制技術(shù)，確保實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量精度±0.1℃，控制精度±0.5℃的水平；4）冰溫儲(chǔ)藏的要求對(duì)冷藏裝置的性能改進(jìn)提出了較高要求，但為了控制初投資和運(yùn)行成本，還需力求zui大限度的不改變普通冷藏系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)形式。
　　
　　要實(shí)現(xiàn)上述幾個(gè)方面的技術(shù)要求，重點(diǎn)需解決以下五個(gè)方面的技術(shù)問(wèn)題：
　　
　　1）改進(jìn)冷藏裝置的制冷量供應(yīng)技術(shù)，擴(kuò)展制冷負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍，提高制冷負(fù)荷調(diào)節(jié)精度對(duì)于大型冷庫(kù)，往往存在以下幾種情況：（1）需設(shè)置不同功能的多個(gè)庫(kù)溫區(qū)，甚至在同一庫(kù)內(nèi)設(shè)置多個(gè)溫區(qū)；（2）每次進(jìn)貨的食品種類，狀態(tài)不盡相同；（3）在一個(gè)較長(zhǎng)的食品儲(chǔ)藏周期內(nèi)，食品的各種活性作用也隨著時(shí)間推移發(fā)生較大的變化；（4）船舶航行范圍較大，所處氣候條件變化大。
　　
　　這些因素都會(huì)使冷庫(kù)負(fù)荷變化范圍和劇烈程度變大，要求制冷機(jī)組具有更寬廣的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍。另外，隨著庫(kù)溫控制精度要求的提高，要求制冷機(jī)組具有更細(xì)的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力和更好的負(fù)荷調(diào)節(jié)精度。
　　
　　普通的船用冷藏系統(tǒng)，采用單臺(tái)壓縮機(jī)"啟/停+卸載的能調(diào)方式實(shí)現(xiàn)制冷負(fù)荷調(diào)節(jié)，這種方式已不能滿足高精度的控制要求。為解決這一問(wèn)題，目前技術(shù)較成熟的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：（1）采用壓縮機(jī)變頻技術(shù)，根據(jù)負(fù)荷需求的不同改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)制冷能力的連續(xù)可調(diào)。
　　
　　在家用和商用制冷領(lǐng)域，壓縮機(jī)變頻技術(shù)已很成熟，應(yīng)用也很普遍，可選用的各種負(fù)荷范圍的變頻壓縮機(jī)，變頻器等品牌種類較多，使用變頻技術(shù)*可以滿足要求。
　　
　?。?）采用多壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)，即采用多臺(tái)較小制冷能力的壓縮機(jī)替代一臺(tái)大制冷量壓縮機(jī)，并且多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)接入同一制冷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展能調(diào)范圍和細(xì)化能調(diào)等級(jí)的效果。采用這種技術(shù)不僅無(wú)電磁兼容問(wèn)題，而且初投資增加不大，還可提高制冷機(jī)組的互備性，增加可靠性。采用多機(jī)頭并聯(lián)壓縮機(jī)技術(shù)，不改變傳統(tǒng)冷藏系統(tǒng)的設(shè)置形式，也不改變壓縮機(jī)的型式和使用要求，*需重點(diǎn)解決的是并聯(lián)壓縮機(jī)在船用條件下運(yùn)行穩(wěn)定性，制冷量供給和使用側(cè)（蒸發(fā)盤(pán)管）需求的匹配性問(wèn)題。
　　
　　解決運(yùn)行穩(wěn)定性可行的方案是采用在商用多機(jī)頭冷水機(jī)組上使用的油平衡技術(shù)，在并聯(lián)壓縮機(jī)之間設(shè)置壓力平衡系統(tǒng)，油分配系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行期間的壓縮機(jī)間的壓力，滑油分配平衡。這種系統(tǒng)需配置滑油儲(chǔ)藏裝置，壓縮機(jī)油位監(jiān)測(cè)裝置，壓縮機(jī)滑油供給裝置，壓縮機(jī)滑油分離裝置等設(shè)備。運(yùn)行時(shí)，通過(guò)油位監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)壓縮機(jī)的油位，當(dāng)油位低于控制低線時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟滑油供給裝置從滑油儲(chǔ)藏裝置中向壓縮機(jī)油槽內(nèi)補(bǔ)充滑油，從而實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)油位的穩(wěn)定，同時(shí)跟隨壓縮機(jī)排氣排出的滑油首*入滑油分離裝置，分離出的滑油回到滑油儲(chǔ)藏裝置，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)油位動(dòng)態(tài)平穩(wěn)并完成滑油循環(huán)。
　　
　　這種技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)難度較小，重點(diǎn)是研究船用條件下的運(yùn)行穩(wěn)定性，可靠性等方面的問(wèn)題。采用了多臺(tái)壓縮機(jī)制冷量的供給實(shí)現(xiàn)了多級(jí)和控制細(xì)化，但還必須解決末端盤(pán)管中制冷劑流量的匹配控制問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。近年興起推廣應(yīng)用的電子膨脹閥技術(shù)是很好的解決途徑，蒸發(fā)盤(pán)管內(nèi)的制冷劑流量可通過(guò)電子膨脹閥實(shí)現(xiàn)按需連續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)供給和需求的匹配。這些技術(shù)均為當(dāng)今制冷領(lǐng)域逐漸興起，推廣使用的新技術(shù)，具有一定的技術(shù)*性，可實(shí)現(xiàn)較高的控制要求，但技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度不大，國(guó)內(nèi)配套和維修服務(wù)能力完備。
　　
　　2）測(cè)量和控制系統(tǒng)的測(cè)控精度需大大提高控制精度要求的提高，首先要求測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度更高，這對(duì)傳感器的合理選擇，位置設(shè)置，測(cè)量誤差傳遞控制等提出了很高要求；其次，就控制方式而言，傳統(tǒng)的啟/停兩位式控制方式不再適用。
　　
　　因此，新的控制系統(tǒng)必須具有高測(cè)量精度，高控制精度，控制連續(xù)性和較高的非線性適應(yīng)性等特點(diǎn)，就實(shí)現(xiàn)手段來(lái)說(shuō)，"高測(cè)量精度"可通過(guò)采用±0.1℃測(cè)量精度的溫度傳感器和±0.001MPa的壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，同時(shí)在庫(kù)內(nèi)多個(gè)區(qū)域設(shè)置溫度傳感器，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的比較，判斷來(lái)提取真實(shí)的參數(shù)，減小測(cè)量誤差；"高精度，非線性控制"可通過(guò)在微電腦內(nèi)設(shè)置PID或模糊控制程序?qū)崿F(xiàn)高精度和非線性控制；"連續(xù)可調(diào)"可通過(guò)采用電子膨脹閥技術(shù)實(shí)現(xiàn)制冷劑流量連續(xù)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些測(cè)量，控制，邏輯計(jì)算方法都是技術(shù)較*，比較容易實(shí)現(xiàn)的方式，國(guó)內(nèi)具有相應(yīng)的技術(shù)能力，配套和服務(wù)渠道。因此，相關(guān)的研究重點(diǎn)是結(jié)合制冷系統(tǒng)，冷庫(kù)系統(tǒng)試驗(yàn)研究這些技術(shù)綜合應(yīng)用的效果和調(diào)試，使用管理的有效方法，力求達(dá)到±0.5℃庫(kù)溫控制水平。
　　
　　3）庫(kù)內(nèi)氣流的送風(fēng)方式需改善，實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)
　　
　　解決庫(kù)內(nèi)不同區(qū)域的溫度均勻性，*溫控死區(qū)，除了需消除庫(kù)內(nèi)溫度測(cè)控偏差外，還需重點(diǎn)消除送風(fēng)氣流組織的不均勻性對(duì)庫(kù)內(nèi)溫度控制效果的影響。這一問(wèn)題的解決關(guān)鍵是減小送風(fēng)溫差，改善送風(fēng)方式，具體來(lái)說(shuō)可有兩種解決方案：（1）就送風(fēng)方式而言，若采用天花板夾層送風(fēng)，底部回風(fēng)的送風(fēng)方式效果*。據(jù)日本和國(guó)內(nèi)試驗(yàn)研究的有關(guān)報(bào)道，采用這種方式實(shí)現(xiàn)了空庫(kù)溫度波動(dòng)±0.3℃，滿庫(kù)溫度波動(dòng)±0.05℃的效果。但采用這種方式，改變了在庫(kù)內(nèi)設(shè)冷風(fēng)機(jī)的傳統(tǒng)形式，而需設(shè)置空氣處理機(jī)組，通過(guò)送，回風(fēng)管解決送回風(fēng)問(wèn)題，送風(fēng)夾層可利用傳統(tǒng)冷藏庫(kù)中布置冷風(fēng)機(jī)的空間，因此對(duì)庫(kù)內(nèi)容積的影響并不大。
　　
　　（2）開(kāi)發(fā)具有均勻布風(fēng)機(jī)構(gòu)的冷風(fēng)機(jī)，優(yōu)化冷風(fēng)機(jī)的送風(fēng)均勻性，同時(shí)優(yōu)化冷風(fēng)機(jī)在庫(kù)內(nèi)的布置，改變冷風(fēng)機(jī)啟?？刂品绞?，采用冷風(fēng)機(jī)變制冷劑流量控制來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)。根據(jù)冷風(fēng)機(jī)在庫(kù)內(nèi)安裝位置的不同，建議開(kāi)發(fā)具有四周環(huán)向送風(fēng)和兩側(cè)送風(fēng)兩種形式的冷風(fēng)機(jī)，并通過(guò)在冷庫(kù)內(nèi)進(jìn)行送風(fēng)流場(chǎng)測(cè)試的試驗(yàn)研究手段，研究其送風(fēng)的均勻性，并同步完成冷風(fēng)機(jī)布置要求總結(jié)等研究?jī)?nèi)容。
　　
　　4）提高蒸發(fā)盤(pán)管融霜的自動(dòng)化水平，降低融霜對(duì)庫(kù)溫的影響
　　
　　消除庫(kù)溫的隨時(shí)間波動(dòng)特性，重點(diǎn)需解決融霜對(duì)庫(kù)溫波動(dòng)的影響問(wèn)題。研究船舶用傳統(tǒng)冷庫(kù)結(jié)構(gòu)條件下，冷風(fēng)機(jī)按需融霜技術(shù)和融霜對(duì)庫(kù)溫波動(dòng)的影響，并研究熱氣融霜的可行性和考慮設(shè)置融霜補(bǔ)充盤(pán)管的必要性。采用熱氣融霜更快速且可省去融霜電加熱管，只需增設(shè)融霜用氟利昂高壓氣體管路，就實(shí)現(xiàn)方法和控制手段方面都較簡(jiǎn)單，技術(shù)難點(diǎn)不大，因此重點(diǎn)是研究其必要性和效果。
　　
　　5）提高智能化水平，提升運(yùn)行管理能力
　　
　　由于冷庫(kù)功能和要求的提升，冷庫(kù)設(shè)備的種類，設(shè)備的復(fù)雜程度也大大提高，設(shè)備的良好管理，及時(shí)維護(hù)維修顯得更加重要和困難。為提高運(yùn)行管理能力和效率，開(kāi)發(fā)冷庫(kù)系統(tǒng)的智能化管理和冷庫(kù)主要設(shè)備故障診斷輔助修理專家系統(tǒng)是可行的解決途徑。這些技術(shù)在商用制冷設(shè)備上已有應(yīng)用，一些國(guó)內(nèi)外空調(diào)設(shè)備廠商在壓縮機(jī)，部分冷水機(jī)組內(nèi)設(shè)置了"黑匣子"，記錄設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過(guò)離線或在線的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的運(yùn)行監(jiān)控，故障診斷和維修指導(dǎo)。
　　
　　4結(jié)論
　　
　　冰溫冷藏技術(shù)可以大幅延長(zhǎng)食品保藏期并提高食品保藏品質(zhì)，船舶上的冷藏系統(tǒng)可以采用該技術(shù)以實(shí)現(xiàn)船舶食品蔬菜自給力大于45天的目標(biāo)，其技術(shù)的關(guān)鍵在于如何實(shí)現(xiàn)船舶冷藏系統(tǒng)的控溫。
　　
　　為達(dá)到±0.5℃的庫(kù)溫控制精度，研究的重點(diǎn)應(yīng)結(jié)合制冷系統(tǒng)，冷庫(kù)系統(tǒng)采用船舶上可行的技術(shù)手段以細(xì)化負(fù)荷調(diào)節(jié)并避免溫度波動(dòng)，主要包括：1）采用壓縮機(jī)變頻或者多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)技術(shù)。
　　
　　2）采用高精度的測(cè)溫，測(cè)壓技術(shù)，通過(guò)采用電子膨脹閥以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的連續(xù)可調(diào)。
　　
　　3）采用天花板夾層送風(fēng)，底部回風(fēng)以優(yōu)化氣流組織形式或開(kāi)發(fā)具有均勻布風(fēng)機(jī)構(gòu)的冷風(fēng)機(jī)，優(yōu)化冷風(fēng)機(jī)的送風(fēng)均勻性，同時(shí)優(yōu)化冷風(fēng)機(jī)在庫(kù)內(nèi)的布置，改變冷風(fēng)機(jī)啟?？刂品绞?，采用冷風(fēng)機(jī)變制冷劑流量控制來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)。
　　
　　4）研究船舶用傳統(tǒng)冷庫(kù)結(jié)構(gòu)條件下，冷風(fēng)機(jī)按需融霜技術(shù)和融霜對(duì)庫(kù)溫波動(dòng)的影響，并研究熱氣融霜的可行性和考慮設(shè)置融霜補(bǔ)充盤(pán)管的必要性。
　　
　　5）為提高運(yùn)行管理能力和效率，開(kāi)發(fā)冷庫(kù)系統(tǒng)的智能化管理和冷庫(kù)主要設(shè)備故障診斷輔助修理專家系統(tǒng)是可行的解決途徑。