保鲜运输用液氮充注气调的温度调节性能优化

摘 要：为解决保鲜运输用液氮充注气调产生的果蔬低温伤害问题，建立了液氮充注气调试验装置，通过改变液氮罐出液阀孔径、汽化盘管长度、横管开孔方向、开孔隔板开孔率、通风风速、回风道长度等因素，研究各因素对液氮充注温度调节性能的影响，优化液氮充注气调的温度调节性能。结果表明：当液氮罐出液阀孔径为1.5 mm，汽化盘管长度为4 m，横管开孔吹向风机，开孔隔板开孔率为4.03%，通风风速为8 m/s，回风道长度为1.5 m，厢体内氧气体积分数自20.95%降至5%时，液氮气调的温度调节性能较优，开孔隔板出气口大温差仅为1.3℃，开孔隔板出口处与回风道内的大温差仅为2.72℃。液氮充注气调在43 min内可快速将厢体内氧气体积分数由20.95%降至5%，还可利用液氮的冷量为保鲜环境降温。研究结果对果蔬液氮气调保鲜运输车的设计具有一定的参考价值。关键词：温度，运输，优化，保鲜，气调，液氮  液氮罐

气调保鲜运输有利于延长果蔬保鲜周期、保障果蔬品质，是公认的有效、先进的保鲜运输方法之一[1]。文献[2]对果蔬保鲜运输所采用的气调类型和特点进行了分析。文献[3-6]针对制氮气调的控制、保鲜效果进行了分析。然而由于气调效率或成本等问题，国外的气调保鲜运输技术与装备不适合中国果蔬国内市场运输。因此，需结合中国国情，开发气调效率高且成本低的保鲜运输技术与装备。

液氮充注作为一种气调方式，具有气调效率高、成本低、设备寿命长且易维护等优点，可满足果蔬国内气调运输需求，市场前景广阔且适于开展工业化生产。文献[7-9]针对液氮充注气调保鲜运输车的通风系统、加湿系统和气调控制系统进行了研究。然而，由于液氮冷量大、温度低，液氮充注气调易造成保鲜运输车厢内局部温度过低，对果蔬产生冻害。

为解决液氮充注对果蔬造成的低温伤害问题，需研究保鲜运输用液氮充注气调的温度调节性能。国内外对保鲜运输用液氮温度调节性能的研究较少。液氮温度调节性能与液氮流量、汽化盘管长度、通风风速和回风道长度等因素有关。所以本研究搭建了保鲜运输用液氮充注气调试验平台，在液氮罐出液阀孔径、汽化盘管长度、横管开孔方向、开孔隔板开孔率、通风风速和回风道长度等方面对液氮温度调节性能进行了优化，为液氮充注气调保鲜运输车的设计提供了依据。

1、保鲜运输用液氮充注气调的温度调节性能优化之试验装置及方法

2、保鲜运输用液氮充注气调的温度调节性能优化之结果与分析

结论与讨论

1）当运输厢体内氧气体积分数自20.95%降至5%时，开孔隔板处的平均温度随汽化盘管长度的增加而升高，随风速的增加而升高，随回风道长度的增加而升高，随液氮罐出液阀孔径的增大而降低；开孔隔板开孔率对开孔隔板处平均温度影响不大（P=0.065），随着开孔率的增加，开孔隔板处的温度差增大；有无横管对开孔隔板处平均温度影响较大，横管开孔方向对开孔隔板处平均温度影响不大（P=0.081），但对开孔隔板处温度差影响较大。

2）当液氮罐出液阀孔径为1.5 mm，汽化盘管长度为4 m，横管开孔朝向风机，开孔隔板开孔率为4.03%，通风风速为8 m/s，回风道长度为1.5 m，厢体内氧气体积分数自20.95%降至5%时，液氮气调的温度调节性能较优，开孔隔板出气口大温差仅为1.3℃，开孔隔板出口处与回风道内的大温差仅为2.72℃。采用液氮充注气调可在43 min内将厢体内氧气体积分数由20.95%降至5%，气调速度快，便于生产操作。液氮罐

值得讨论的是，保鲜运输用液氮充注气调系统的设计，还应综合考虑运输果蔬的品种及运输参数等因素，本课题组正在对此进行深入地相关研究。