關于農產品“最先一公里”產地預冷的分析及探究

在農產品冷鏈物流中，產地預冷是生鮮產品流通的重要環節之一，也是全程冷鏈的第一步，更是推動農業發展的重要支柱。多種因素的互相疊加和影響導致目前我國農產品冷鏈物流的發展遲緩、地區間差異較大。重視產地預冷的發展可以有效地減少生鮮產品在低溫物流中的損失，擴大經濟效益。

1 農產品冷鏈物流簡述

根據國家統計局的數據可以看出，2015—2019年間，我國主要的農產品總產量由109 205萬噸增加到了117 041萬噸，且呈逐年增加的趨勢。如表1所示，其中2015—2019年我國主要農產品總產量的同比增長率分別為 0.75%、2.42%、 1.43%、2.40%[1]。運輸過程中的損耗過于巨大，由此使得農產品冷鏈物流的重要性不斷凸顯。

表1 2015—2019年我國主要農產品總產量 萬噸

1.1 農產品冷鏈運輸分析

我國是農業生產大國，隨著人們生活質量的不斷提升，交通運輸能力的飛速發展，終端消費者對于生鮮食品的質量要求也越來越高。但是我國的農產品冷鏈運輸起步較晚，各階段配套設施不足、模式相對單一，因此造成了巨大的流通損失[2]。因此，非常有必要對我國農產品冷鏈物流進行全方位的剖析探討，總結教訓、積累經驗，促進農產品冷鏈物流的蓬勃發展。

1.2 我國農產品冷鏈存在的問題

包含農產品在內的大部分鮮活產品的全程冷鏈流程如圖1所示，從收獲采摘開始，經歷預冷、運輸、儲藏、加工、銷售幾個環節。接下來對每個不同的環節中存在的問題進行分析。

圖1 農產品全程冷鏈流程圖

產地預冷是全程冷鏈概念的最先一步，也被稱作“最先一公里”。我國各大主要產地的源頭保鮮基本是空白狀態，各大企業正在開展各角度、多方面的考察和投資，但總體上大規模、成體系的應用形式還未成熟，行業標準參差不齊。若果蔬采摘后缺失預冷環節，則會很大程度上影響食物的品質。

在物流運輸階段，鮮活農產品在冷鏈流通階段的損耗非常嚴重，損耗率已經超過30%，甚至更高[3]。冷藏保溫車占貨運汽車的比例僅約0.7%。我國冷藏車的種類很多，以機械式冷藏車、LNG冷藏車和PCM冷藏車為主[4]。不同廠家的冷藏保溫車質量良莠不齊且冷藏保溫車在運輸過程中缺乏智能化溫度監控，無法保證運輸全程在保鮮的合理溫區進行。

在儲藏方面，果蔬等農產品的季節性特征比較強，必須在當季進行合理的低溫儲藏，而大多數原產地缺失相應的保障性冷庫，保鮮不及時會導致果蔬快速腐爛，降低產品的品質。國內的儲藏型冷庫大多采用老式土建結構，其安全設施多數老化或不完善。制冷設備間的配置不合理，機器能耗較高。冷庫內的貨架多為固定式的，很多農村小型冷庫甚至沒有設置貨架，貨物在地上隨意堆放。大部分冷庫管理混亂，管理水平低，只注重對機房的看守而忽視了其他部分的重要性。冷庫儲藏信息化、智能化管理起步晚，應用較少。

在加工階段，我國對易腐農產品的低溫加工作業的普及率偏低，產品種類單一，對很多種類的果蔬都未形成完整的產業鏈集群；且末端配送如低溫住宅配送等還處于起步階段，大部分終端銷售場所還采用棉被、冰瓶等低端方式進行降溫保鮮。

2 產地預冷的起源與概念

預冷的概念最先起源于1904年美國農業部的Powell及其研究團隊。在1970年初，我國的學者也開始著手對部分試驗性農產品進行相關的預冷研究，但由于國內的研究起步較晚，缺少實驗經驗和數據資料等因素，當時的預冷技術并不成熟，很難得到應用推廣。20世紀80年代后，中國農科院開始研究食品的保鮮，20世紀90年代開展了對應設備的研發。進入21世紀，人們對農產品預冷保鮮的研究逐漸豐富[5]。王強等研究了果蔬等農產品產地預冷的必要性和迫切性，同時也對常見的預冷方式、預冷成果進行了介紹，并提出具體的解決方案[6]。隨著時代的發展，我國在產地預冷方面的研究逐漸成熟，與發達國家的差距正在逐步縮小。

2.1 “最先一公里”的提出

2015年“最先一公里”的概念首次提出。從那之后，這個熱詞在新聞媒體和大眾的視角內不斷出現[7]。自2010年國家下發了《農產品冷鏈物流發展規劃》以來，國內就將重點放在了冷藏運輸和儲存環節，而作為冷鏈第一公里的農產品預冷環節被業內忽視[8]。農產品是保障人民群眾正常生產、生活的基本品，必須重視農產品的冷鏈物流配送，從產地預冷開始，走好第一步。

2.2 產地預冷的概念

預冷是指果蔬等易腐農產品從初始溫度（30℃左右）迅速降至所需要的終點溫度（0～15℃）的過程，主要的預冷對象為蔬菜、水果等需要保鮮存放的農產品。這些農產品采收后，農產品對溫度十分敏感，特別是在過高溫度或烈日下采收的產品，溫度對其影響很大。所以農產品采收后、儲藏運輸前必須盡快地除去產品所帶的田間熱。總體來說，產地預冷就是將農產品的溫度降低到適合儲藏的低溫。這樣在冷鏈的其他節點，只需要較低的冷卻能力和普通隔熱措施就可以達到減緩農產品的呼吸作用、保持農產品的新鮮度程度和品質的目的[3]。發展產地預冷，可有效地減少田間地頭造成的農產品腐爛損失，提高經濟效益。

3 產地預冷的解決方案

產地預冷方式非常多，但是由于成本及技術等各方面因素的制約，現階段主要的預冷方式有壓差預冷、真空預冷和冰水預冷。這些預冷方式不但速度快、效果好，而且造成污染的概率要遠小于傳統的制冷模式。

3.1 不同的產地預冷模式

3.1.1 壓差預冷

如圖2所示，冷庫內的壓差通風單元通過負壓吸氣，使冷空氣通過包裝箱內部直接與產品接觸，從而有效地降低產品溫度。壓差風機入口的兩側各堆放一列包裝箱，包裝箱上有許多開口或通風孔道。兩列包裝箱中間的空間用帆布覆蓋。風機啟動并抽出包裝箱內的空氣，使得包裝箱內外形成壓差。冷空氣通過被冷卻物，使被冷卻物的熱量以強制對流方式被迅速帶走，從而達到快速制冷的目的。

圖2 壓差通風循環示意圖

3.1.2 真空預冷

真空預冷系統主要由四部分組成，包含真空系統、制冷系統、排水系統、控制系統。真空預冷系統的工作原理如圖3所示，是將果蔬等農產品放入真空冷卻室，開啟真空泵使預冷室內的壓力降低至設定值，在壓力降低的同時水的沸點也會降低，此時果蔬表面及內部的水分直接汽化，這個過程吸收了環境及果蔬自身的熱量，從而實現了快速冷卻。同時，將制冷系統產生的冷量通過不同形式的載冷劑送至真空冷卻室內的低溫捕水器，使室內水蒸氣凝結流入底部的接水盤，最后將水盤內的水排出，并通過真空泵將除水后的空氣也排出[9]。

圖3 真空預冷原理圖

3.1.3 冰水預冷

如圖4所示，這種方式需要一臺冷水機組提供冷量，并配合浸泡水槽來完成一次整體循環。將采摘后的果蔬直接放置于傳送帶上通過冰水水槽，果蔬被冷卻后取出，更換下一批循環往復，從而達到大批次且不間斷的預冷效果。

圖4 冰水預冷循環示意圖

3.2 不同方案的分析與對比

三種方式的對比如表2所示[3]，其中真空預冷和冰水預冷的速度較快，均控制在一個小時以內，壓差預冷方式對于不同的農產品其降溫速度會有差異。但壓差預冷的應用范圍廣，適用于大部分品種的果蔬，真空預冷則主要用于葉菜類，冰水預冷主要用于果品、根塊類蔬菜。從耗能角度分析，冰水預冷由于其露天粗獷的方式導致耗能較高，壓差預冷能耗最低，真空預冷的能耗介于中間。

4 結 語

農產品產地預冷在國外多數農產品產地已經成為全程冷鏈中不可或缺的一部分，已經形成了完整的產業鏈并積累了寶貴的經驗。對于國內來說，產地預冷對于減少冷鏈運輸成本、完善農產品產業鏈、保障農產品食品安全以及促進鮮活農產品銷售等方面具有重要意義[5]。

我國通過新型儲藏窖、冷藏庫改善了以馬鈴薯為例的果蔬儲藏條件，有效延長了儲藏時間，提高了農產品的品質。我國通過延長農產品的儲藏期、加工期，有效地解決了大部分地區農產品采摘后損失大、品質安全隱患突出以及采摘期集中上市、價低、賣難等問題，實現了農產品的均衡供應和市場穩定[10]。這樣做使得末端消費者可以吃到新鮮、安全、放心的健康果蔬產品。由于產地預冷的發展，人們還可以發掘新品種農產品，使其銷售的地域和范圍得到擴大，增加利潤[11]。2020年后，國家已投入大量資金，在農村建成了多個相關的冷鏈物流設施。未來，國家還會每年投入大量資金來推動行業發展，相信在政策和資金的推動下，我國的農產品產地預冷會得到飛速發展。