不同預(yù)冷溫度對番茄壓差預(yù)冷效果的影響

高治國 王偉鋒

山東建筑大學熱能工程學院

不同預(yù)冷溫度對番茄壓差預(yù)冷效果的影響

高治國 王偉鋒

山東建筑大學熱能工程學院

溫度是影響果蔬壓差預(yù)冷速度和品質(zhì)的重要參數(shù)之一。將番茄按照不同預(yù)冷溫度分成四組（10℃、5℃、3℃、0℃）進行壓差預(yù)冷試驗，分析了不同預(yù)冷溫度對番茄半冷卻時間、7/8冷卻時間、冷卻均勻性以及失重率的影響。結(jié)果表明，預(yù)冷溫度越低的番茄，其半冷卻時間、7/8冷卻時間、冷卻均勻度、失重率均減小。預(yù)冷溫度為0℃和3℃兩組在冷卻時間、冷卻均勻度、失重率相差較小，基本趨于一致，進一步降低預(yù)冷溫度，對番茄預(yù)冷效果影響基本不大。考慮到實際情況，建議番茄的預(yù)冷溫度在0～3℃為宜。

番茄壓差預(yù)冷預(yù)冷溫度冷卻均勻度半冷卻時間7/8冷卻時間失重率

0 引言

壓差預(yù)冷適用于所有的果蔬，尤其對于番茄這樣的球形果菜，預(yù)冷速度快，均勻性好，7/8冷卻時間是冷庫強制通風預(yù)冷的1/4～1/8[1～2]。在預(yù)冷過程中，溫度是影響果蔬預(yù)冷效果的一個重要因子，本試驗主要研究不同預(yù)冷溫度對番茄預(yù)冷效果的影響。

1 材料和方法

1.1 材料和設(shè)備

試驗選擇番茄作為材料，選取大小均勻、無病蟲及損傷、成熟度一致的番茄，直徑約為6～8cm，重量約為150～200g。

靜壓箱：1000mm×600mm×600mm。

壓差風機：型號Y90S-2，口徑250mm，最大轉(zhuǎn)速2840r/min，最大風量240m3/h，B級絕緣。

溫度巡檢儀：預(yù)冷過程溫度由JTRG-II型建筑熱工溫度與熱流自動巡檢儀進行采集。

風機變頻控制器：選用LG-SV005iP5-4NE型變頻控制柜進行控制；冷庫庫溫采用KIBNT-DJ-40綜合控制器進行控制。

風速儀：型號為QDF-2B，測試范圍0.05～5m/s，測試誤差5≤%，響應(yīng)時間≤3秒。

測溫元件：主要有銅-康銅熱電偶完成，技術(shù)參數(shù)為：測溫范圍-50～150℃；熱響應(yīng)時間τ0.5<30s；允許偏差△τ為±1℃。

1.2 實驗方法

1）將番茄平行排放在靜壓箱中，8行5列5層，共計200個番茄。

2）選取四組不同預(yù)冷溫度的番茄作為試驗材料，四種預(yù)冷溫度分別是10℃，5℃，3℃，0℃。

3）番茄目標溫度設(shè)定為3℃，待番茄中心溫度達到3℃時，結(jié)束預(yù)冷。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預(yù)冷溫度番茄降溫曲線

如圖1所示，隨著降溫時間的延長，番茄的溫度逐漸降低。4種不同預(yù)冷溫度的番茄達到目標溫度所需要的時間分別為：180m in，150m in，140m in，130m in。番茄的預(yù)冷溫度越低，達到目標溫度所需要的時間越短，能耗就越低。

2.2 不同預(yù)冷溫度對番茄冷卻時間的影響

在預(yù)冷過程中通常采用半冷卻時間和7/8冷卻時間來衡量預(yù)冷速度。

半冷卻時間是指果蔬溫度與冷風溫度的差值為果蔬預(yù)冷溫度與冷風溫度差值的1/2時所對應(yīng)的冷卻時間[3]。

7/8冷卻時間是指果蔬溫度與冷風溫度的差值為果蔬預(yù)冷溫度與冷風溫度差值的1/8時所對應(yīng)的冷卻時間[3]。

式中：t為果蔬溫度，℃；為冷風溫度，℃；t0為果蔬預(yù)冷溫度，℃。

半冷卻時間和7/8冷卻時間和衡量預(yù)冷速度的一個重要指標。如圖2所示，冷風溫度平均為1.4℃，番茄不同預(yù)冷溫度對其半冷卻時間和7/8冷卻時間有一定的影響。4種不同預(yù)冷溫度的番茄達到半冷卻時間分別為：115min，82min，72m in，64m in；7/8冷卻時間分別為：168min，140m in，128m in，120min。預(yù)冷溫度越低，半冷卻時間和7/8冷卻時間越短，預(yù)冷溫度0℃與預(yù)冷溫度3℃、預(yù)冷溫度5℃、預(yù)冷溫度10℃半冷卻時間和7/8冷卻時間分別相差8min，18min，51m in和8min，20m in，48m in。降溫初始，由于番茄與冷庫的溫差較大，主要是帶走番茄的顯熱，所以降溫較快，后期降溫是逐步帶走番茄內(nèi)的潛熱，時間比較長，降溫幅度比較緩和。

2.3 不同預(yù)冷溫度對番茄冷卻均勻度的影響

冷卻均勻性采用反映溫度參數(shù)離散程度的無量綱數(shù)σ[4]表示。

冷卻均勻度是反映溫度參數(shù)離散程度的無量綱數(shù)，主要驗證溫度場的均勻性。冷卻均勻度越小，則表明溫度場越均勻，越穩(wěn)定，儲運過程中果蔬溫度波動較小，越有利保持果蔬品質(zhì)。圖3所示為預(yù)冷結(jié)束后4種不同預(yù)冷溫度番茄的冷卻均勻度。預(yù)冷結(jié)束時4種不同預(yù)冷溫度番茄的冷卻均勻度分別為：0.44，0.24，0.14，0.12。隨著預(yù)冷溫度的降低，冷卻均勻度呈現(xiàn)下降趨勢，由此看出，預(yù)冷溫度越低的番茄，冷卻均勻度越小。預(yù)冷溫度0℃和預(yù)冷溫度3℃的冷卻均勻度非常接近，說明由預(yù)冷溫度0℃與預(yù)冷溫度3℃的冷卻均勻度降幅已經(jīng)很小，兩者的溫度場都已經(jīng)比較穩(wěn)定。在實踐中番茄預(yù)冷溫度選取0～3℃進行預(yù)冷，冷卻均勻性較好。

2.4 不同預(yù)冷溫度對番茄失重率的影響

失重率是影響果蔬品質(zhì)的一個重要因素，一般果蔬失重率的商品性界限為5%，當果蔬的失重率達到5%時，就不具有商品性，尤其葉菜類蔬菜更為明顯。當果蔬的失重率過多時，果蔬萎蔫皺縮，口感、脆度、顏色、風味等都會受到嚴重影響。

式中：W為失重率；W1為預(yù)冷前的番茄重量，g；W2為壓差預(yù)冷結(jié)束時的番茄重量，g。

如圖4所示，番茄預(yù)冷過程中冷庫內(nèi)空氣的相對濕度曲線較平緩，平均為65.5%。4種不同預(yù)冷溫度的番茄預(yù)冷結(jié)束時的失重率分別為：1.22%，0.90%，0.68%，0.61%。預(yù)冷溫度越低，預(yù)冷結(jié)束失重率就越小，這是由于預(yù)冷溫度越低，番茄的呼吸強度相對弱小，呼吸作用減弱，消耗有機物和水分的速度減小，另外預(yù)冷溫度越低，達到目標溫度所需時間越短，也減少了了番茄的失重率。隨著預(yù)冷溫度的降低，失重率的降幅逐漸緩和，預(yù)冷溫度0℃與預(yù)冷溫度5℃和預(yù)冷溫度10℃失重率差距相對較大，與預(yù)冷溫度3℃的失重率相差較小，這說明預(yù)冷溫度0℃和預(yù)冷溫度3℃失重率基本趨于一致，再進一步降低預(yù)冷溫度，對番茄失重率影響基本不大。所以番茄預(yù)冷前，預(yù)冷溫度在0～3℃，失重率較小且較穩(wěn)定，對之后儲運影響不大。

3 結(jié)論

溫度是影響果蔬預(yù)冷速度的一個重要因子。試驗選擇4組不同預(yù)冷溫度的番茄進行預(yù)冷測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)冷溫度0℃與預(yù)冷溫度5℃、預(yù)冷溫度10℃在冷卻時間、冷卻均勻度、失重率相差均較大，但與預(yù)冷溫度3℃在冷卻時間、冷卻均勻度、失重率相差均不大，降幅較小，基本趨于一致，預(yù)冷溫度越低的番茄，其半冷卻時間、7/8冷卻時間、冷卻均勻度、失重率均減小。再進一步降低預(yù)冷溫度，對番茄的影響基本不大。在考慮到實際情況的基礎(chǔ)上，建議番茄的預(yù)冷溫度在0～3℃之間為宜。

[1]蔡景輝,劉斌,王艷紅,等.差壓預(yù)冷外部遮擋開孔方式數(shù)值研究及實驗驗證[J].制冷學報,2011,32(1):51-57

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[4]魏季瑄.數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].成都:四川大學出版社, 1991

The In fluen c es o f Diffe ren t Pre c oo ling Tem pe ra tu re on Tom a to Pre ssu re Pre-c oo ling Effe c ts

GAO Zhi-guo,WANGWei-feng
Schoolof Thermal Energy Engineering,Shandong Jianzhu University

Temperature isan importantparameter for the pressure pre-cooling rate and quality of fruitsand vegetables. Experimental investigations on tomato w ith different precooling temperature were conducted.The effects of different precooling temperature on half cooling time,7/8 cooling time,cooling uniform ity and weight loss of tomato were analyzed.The results show thatw ith the precooling temperature decrease,the pre-cooling time,cooling uniform ity and weight lossall reduce.These results imply that there is little differencebetween the precooling temperature0℃and 3℃at the cooling time,cooling uniform ity and weight loss,further reducing the precooling temperature w ill receive little precooling effect.Based on the actualsituation,it issuggested that the precooling temperature of tomato between 0℃to 3℃isappropriate.

tomato,pressure pre-cooling,initial temperature,cooling uniformity,half cooling time,7/8 cooling time, weight loss

1003-0344（2014）03-073-3

2013-4-1

高治國（1977～），男，碩士研究生；山東濟南市歷城區(qū)鳳鳴路1000號山東建筑大學熱能學院（250101）；E-mail:gaozhiguogzg@163.com