基于荔枝降温特性的蓄冷喷淋预冷车设计

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenliu2009
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预冷是农产品冷链物流的重要环节。为实现荔枝产地快速预冷,搭建了荔枝喷淋预冷试验平台,研究了不同预冷方式对荔枝降温特性及贮藏品质的影响,分析了喷淋温度、喷淋流量、荔枝层数等工艺参数对荔枝冷却过程的影响,探讨了喷淋预冷后荔枝表面残留水的去除方法;并结合市场“小投入,高效率”的需求,设计了蓄冷喷淋预冷车,能够精准到达产地快速预冷。主要研究内容与结果如下:(1)为掌握不同预冷方式对荔枝降温特性及贮藏品质的影响,以“淮枝”荔枝为试验材料,采用浸泡、喷淋、冷库预冷处理,记录预冷过程荔枝果实温度变化,然后进行25 d贮藏试验,对比分析了3种预冷方式对荔枝降温特性及贮藏品质的影响。结果表明:喷淋预冷上层荔枝果实温度下降最快,中层次之,下层最慢;浸泡预冷下层荔枝果实温度下降最快,预冷速率显著大于中上层(P<0.05);冷库预冷中间处的荔枝果实预冷速率显著(P<0.05)小于左右两侧;喷淋、浸泡、冷库预冷7/8预冷时间分别为7.54 min、11.77 min、119.51 min,达到7/8预冷时间预冷均匀度σ分别为0.12、0.081、0.305。喷淋预冷能保持较高的好果率、果皮含水率,贮藏10 d,好果率与果皮含水率分别为82.5%、75.49%;喷淋、浸泡预冷处理的荔枝果实质量损失率与果皮褐变指数显著(P<0.05)小于冷库预冷;喷淋预冷有利于维护荔枝鲜艳红色,贮藏25d,L*、a*、b*分别为29.80、24.09、13.76,预冷方式对TSS、TA含量无显著(P>0.05)影响。(2)为探寻荔枝喷淋预冷传热机理,利用非稳态导热理论对荔枝冷却过程进行分析,通过解析法推导出傅里叶级数解,采用该模型对预冷时间进行了预测与试验验证。结果表明:在喷淋温度(5±0.5)℃,喷淋流量6 L/(s·m2)的条件下对初始温度为26.94℃的荔枝果实进行预冷,传热系数h为250.6W/(7)m2?K(8)、毕渥数Bi为7.96;预冷至25、22、19、16、13、10、7℃时所需的预测时间相较试验值,平均误差EMD为9.66%,均方根误差ERMSE为12.53%,预测结果和试验结果能较好吻合。(3)为掌握喷淋预冷工艺参数对荔枝降温特性的影响,搭建了荔枝喷淋预冷试验平台,以“淮枝”荔枝为试验材料,研究了喷淋温度、喷淋流量、荔枝层数对荔枝果实喷淋预冷降温特性的影响。结果表明:喷淋温度越低,冷却系数越大,7/8预冷时间越短,果实温度均匀性越差,选择(5±0.5)℃,能够保持较好预冷均匀性和较快的预冷速度;喷淋流量增大,冷却系数先增大后趋于稳定,7/8预冷时间先缩短后趋于平缓,与喷淋流量呈二次函数关系,果实温度均匀性提高,临界喷淋流量为5.9 L/(s·m2);多层荔枝堆叠时,果实离喷头越近,冷却系数越大,7/8预冷时间越短,果实温度均匀性越好,相对预冷时间与层数呈二次函数关系,临界预冷层数为4;正交试验,最优参数组合为喷淋温度5℃,喷淋流量5 L/(s·m2),荔枝层数3。(4)为研究晾干方式对荔枝贮藏品质的影响,搭建了通风晾干试验平台,以“淮枝”荔枝为试验材料,研究了通风风速对晾干过程的影响,对比分析了通风晾干、冷库晾干和自然晾干3种晾干方式对荔枝贮藏品质的影响。结果表明:通风晾干过程分四个阶段,阶段一,以去除荔枝表面液滴为主;阶段二,去除荔枝表面液滴与薄层水膜蒸发同步进行;阶段三,以荔枝表面薄层水膜蒸发为主;阶段四,荔枝表面薄层水膜蒸发与果皮失水同步进行。晾干速率与晾干时间呈二次函数关系,综合考虑晾干各阶段荔枝果皮失水情况及风机能耗选取通风风速为6 m/s,通风时间为24.53 min。通风晾干能保持荔枝较高的果皮含水率,维护荔枝果皮结构,抑制果实失水,降低果实质量损失率和褐变指数;贮藏10 d,通风晾干与冷库晾干均能保证85%以上的好果率,且无显著性差异(P>0.05)贮藏前期通风晾干和冷库晾干均能减小荔枝果实质量损失率、保持较高的好果率,但后期通风晾干方式的效果更显著。(5)根据荔枝产地分散、上市时间集中的特点,结合荔枝喷淋预冷降温特性及通风晾干对荔枝表面残留水的影响,设计了蓄冷喷淋预冷车,为荔枝预冷技术与装备的优化提供参考。
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