保鮮運輸用液氮充注氣調的溫度調節性能優化

摘 要：為解決保鮮運輸用液氮充注氣調產生的果蔬低溫傷害問題，建立了液氮充注氣調試驗裝置，通過改變液氮罐出液閥孔徑、汽化盤管長度、橫管開孔方向、開孔隔板開孔率、通風風速、回風道長度等因素，研究各因素對液氮充注溫度調節性能的影響，優化液氮充注氣調的溫度調節性能。結果表明：當液氮罐出液閥孔徑為1.5 mm，汽化盤管長度為4 m，橫管開孔吹向風機，開孔隔板開孔率為4.03%，通風風速為8 m/s，回風道長度為1.5 m，廂體內氧氣體積分數自20.95%降至5%時，液氮氣調的溫度調節性能較優，開孔隔板出氣口大溫差僅為1.3℃，開孔隔板出口處與回風道內的大溫差僅為2.72℃。液氮充注氣調在43 min內可快速將廂體內氧氣體積分數由20.95%降至5%，還可利用液氮的冷量為保鮮環境降溫。研究結果對果蔬液氮氣調保鮮運輸車的設計具有一定的參考價值。關鍵詞：溫度，運輸，優化，保鮮，氣調，液氮  液氮罐

氣調保鮮運輸有利于延長果蔬保鮮周期、保障果蔬品質，是公認的有效、先進的保鮮運輸方法之一[1]。文獻[2]對果蔬保鮮運輸所采用的氣調類型和特點進行了分析。文獻[3-6]針對制氮氣調的控制、保鮮效果進行了分析。然而由于氣調效率或成本等問題，國外的氣調保鮮運輸技術與裝備不適合中國果蔬國內市場運輸。因此，需結合中國國情，開發氣調效率高且成本低的保鮮運輸技術與裝備。

液氮充注作為一種氣調方式，具有氣調效率高、成本低、設備壽命長且易維護等優點，可滿足果蔬國內氣調運輸需求，市場前景廣闊且適于開展工業化生產。文獻[7-9]針對液氮充注氣調保鮮運輸車的通風系統、加濕系統和氣調控制系統進行了研究。然而，由于液氮冷量大、溫度低，液氮充注氣調易造成保鮮運輸車廂內局部溫度過低，對果蔬產生凍害。

為解決液氮充注對果蔬造成的低溫傷害問題，需研究保鮮運輸用液氮充注氣調的溫度調節性能。國內外對保鮮運輸用液氮溫度調節性能的研究較少。液氮溫度調節性能與液氮流量、汽化盤管長度、通風風速和回風道長度等因素有關。所以本研究搭建了保鮮運輸用液氮充注氣調試驗平臺，在液氮罐出液閥孔徑、汽化盤管長度、橫管開孔方向、開孔隔板開孔率、通風風速和回風道長度等方面對液氮溫度調節性能進行了優化，為液氮充注氣調保鮮運輸車的設計提供了依據。

1、保鮮運輸用液氮充注氣調的溫度調節性能優化之試驗裝置及方法

2、保鮮運輸用液氮充注氣調的溫度調節性能優化之結果與分析

結論與討論

1）當運輸廂體內氧氣體積分數自20.95%降至5%時，開孔隔板處的平均溫度隨汽化盤管長度的增加而升高，隨風速的增加而升高，隨回風道長度的增加而升高，隨液氮罐出液閥孔徑的增大而降低；開孔隔板開孔率對開孔隔板處平均溫度影響不大（P=0.065），隨著開孔率的增加，開孔隔板處的溫度差增大；有無橫管對開孔隔板處平均溫度影響較大，橫管開孔方向對開孔隔板處平均溫度影響不大（P=0.081），但對開孔隔板處溫度差影響較大。

2）當液氮罐出液閥孔徑為1.5 mm，汽化盤管長度為4 m，橫管開孔朝向風機，開孔隔板開孔率為4.03%，通風風速為8 m/s，回風道長度為1.5 m，廂體內氧氣體積分數自20.95%降至5%時，液氮氣調的溫度調節性能較優，開孔隔板出氣口大溫差僅為1.3℃，開孔隔板出口處與回風道內的大溫差僅為2.72℃。采用液氮充注氣調可在43 min內將廂體內氧氣體積分數由20.95%降至5%，氣調速度快，便于生產操作。液氮罐

值得討論的是，保鮮運輸用液氮充注氣調系統的設計，還應綜合考慮運輸果蔬的品種及運輸參數等因素，本課題組正在對此進行深入地相關研究。