不同预冷温度对番茄压差预冷效果的影响

高治国 王伟锋

山东建筑大学热能工程学院

不同预冷温度对番茄压差预冷效果的影响

高治国 王伟锋

山东建筑大学热能工程学院

温度是影响果蔬压差预冷速度和品质的重要参数之一。将番茄按照不同预冷温度分成四组（10℃、5℃、3℃、0℃）进行压差预冷试验，分析了不同预冷温度对番茄半冷却时间、7/8冷却时间、冷却均匀性以及失重率的影响。结果表明，预冷温度越低的番茄，其半冷却时间、7/8冷却时间、冷却均匀度、失重率均减小。预冷温度为0℃和3℃两组在冷却时间、冷却均匀度、失重率相差较小，基本趋于一致，进一步降低预冷温度，对番茄预冷效果影响基本不大。考虑到实际情况，建议番茄的预冷温度在0～3℃为宜。

番茄压差预冷预冷温度冷却均匀度半冷却时间7/8冷却时间失重率

0 引言

压差预冷适用于所有的果蔬，尤其对于番茄这样的球形果菜，预冷速度快，均匀性好，7/8冷却时间是冷库强制通风预冷的1/4～1/8[1～2]。在预冷过程中，温度是影响果蔬预冷效果的一个重要因子，本试验主要研究不同预冷温度对番茄预冷效果的影响。

1 材料和方法

1.1 材料和设备

试验选择番茄作为材料，选取大小均匀、无病虫及损伤、成熟度一致的番茄，直径约为6～8cm，重量约为150～200g。

静压箱：1000mm×600mm×600mm。

压差风机：型号Y90S-2，口径250mm，最大转速2840r/min，最大风量240m3/h，B级绝缘。

温度巡检仪：预冷过程温度由JTRG-II型建筑热工温度与热流自动巡检仪进行采集。

风机变频控制器：选用LG-SV005iP5-4NE型变频控制柜进行控制；冷库库温采用KIBNT-DJ-40综合控制器进行控制。

风速仪：型号为QDF-2B，测试范围0.05～5m/s，测试误差5≤%，响应时间≤3秒。

测温元件：主要有铜-康铜热电偶完成，技术参数为：测温范围-50～150℃；热响应时间τ0.5<30s；允许偏差△τ为±1℃。

1.2 实验方法

1）将番茄平行排放在静压箱中，8行5列5层，共计200个番茄。

2）选取四组不同预冷温度的番茄作为试验材料，四种预冷温度分别是10℃，5℃，3℃，0℃。

3）番茄目标温度设定为3℃，待番茄中心温度达到3℃时，结束预冷。

2 结果与分析

2.1 不同预冷温度番茄降温曲线

如图1所示，随着降温时间的延长，番茄的温度逐渐降低。4种不同预冷温度的番茄达到目标温度所需要的时间分别为：180m in，150m in，140m in，130m in。番茄的预冷温度越低，达到目标温度所需要的时间越短，能耗就越低。

2.2 不同预冷温度对番茄冷却时间的影响

在预冷过程中通常采用半冷却时间和7/8冷却时间来衡量预冷速度。

半冷却时间是指果蔬温度与冷风温度的差值为果蔬预冷温度与冷风温度差值的1/2时所对应的冷却时间[3]。

7/8冷却时间是指果蔬温度与冷风温度的差值为果蔬预冷温度与冷风温度差值的1/8时所对应的冷却时间[3]。

式中：t为果蔬温度，℃；为冷风温度，℃；t0为果蔬预冷温度，℃。

半冷却时间和7/8冷却时间和衡量预冷速度的一个重要指标。如图2所示，冷风温度平均为1.4℃，番茄不同预冷温度对其半冷却时间和7/8冷却时间有一定的影响。4种不同预冷温度的番茄达到半冷却时间分别为：115min，82min，72m in，64m in；7/8冷却时间分别为：168min，140m in，128m in，120min。预冷温度越低，半冷却时间和7/8冷却时间越短，预冷温度0℃与预冷温度3℃、预冷温度5℃、预冷温度10℃半冷却时间和7/8冷却时间分别相差8min，18min，51m in和8min，20m in，48m in。降温初始，由于番茄与冷库的温差较大，主要是带走番茄的显热，所以降温较快，后期降温是逐步带走番茄内的潜热，时间比较长，降温幅度比较缓和。

2.3 不同预冷温度对番茄冷却均匀度的影响

冷却均匀性采用反映温度参数离散程度的无量纲数σ[4]表示。

冷却均匀度是反映温度参数离散程度的无量纲数，主要验证温度场的均匀性。冷却均匀度越小，则表明温度场越均匀，越稳定，储运过程中果蔬温度波动较小，越有利保持果蔬品质。图3所示为预冷结束后4种不同预冷温度番茄的冷却均匀度。预冷结束时4种不同预冷温度番茄的冷却均匀度分别为：0.44，0.24，0.14，0.12。随着预冷温度的降低，冷却均匀度呈现下降趋势，由此看出，预冷温度越低的番茄，冷却均匀度越小。预冷温度0℃和预冷温度3℃的冷却均匀度非常接近，说明由预冷温度0℃与预冷温度3℃的冷却均匀度降幅已经很小，两者的温度场都已经比较稳定。在实践中番茄预冷温度选取0～3℃进行预冷，冷却均匀性较好。

2.4 不同预冷温度对番茄失重率的影响

失重率是影响果蔬品质的一个重要因素，一般果蔬失重率的商品性界限为5%，当果蔬的失重率达到5%时，就不具有商品性，尤其叶菜类蔬菜更为明显。当果蔬的失重率过多时，果蔬萎蔫皱缩，口感、脆度、颜色、风味等都会受到严重影响。

式中：W为失重率；W1为预冷前的番茄重量，g；W2为压差预冷结束时的番茄重量，g。

如图4所示，番茄预冷过程中冷库内空气的相对湿度曲线较平缓，平均为65.5%。4种不同预冷温度的番茄预冷结束时的失重率分别为：1.22%，0.90%，0.68%，0.61%。预冷温度越低，预冷结束失重率就越小，这是由于预冷温度越低，番茄的呼吸强度相对弱小，呼吸作用减弱，消耗有机物和水分的速度减小，另外预冷温度越低，达到目标温度所需时间越短，也减少了了番茄的失重率。随着预冷温度的降低，失重率的降幅逐渐缓和，预冷温度0℃与预冷温度5℃和预冷温度10℃失重率差距相对较大，与预冷温度3℃的失重率相差较小，这说明预冷温度0℃和预冷温度3℃失重率基本趋于一致，再进一步降低预冷温度，对番茄失重率影响基本不大。所以番茄预冷前，预冷温度在0～3℃，失重率较小且较稳定，对之后储运影响不大。

3 结论

温度是影响果蔬预冷速度的一个重要因子。试验选择4组不同预冷温度的番茄进行预冷测试，结果发现，预冷温度0℃与预冷温度5℃、预冷温度10℃在冷却时间、冷却均匀度、失重率相差均较大，但与预冷温度3℃在冷却时间、冷却均匀度、失重率相差均不大，降幅较小，基本趋于一致，预冷温度越低的番茄，其半冷却时间、7/8冷却时间、冷却均匀度、失重率均减小。再进一步降低预冷温度，对番茄的影响基本不大。在考虑到实际情况的基础上，建议番茄的预冷温度在0～3℃之间为宜。

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[3]王强,刘凤珍,连添达.葡萄差压通风预冷影响参数的实验研究[J].农业工程学报,2006,22(4):212-215

[4]魏季瑄.数理统计基础及其应用[M].成都:四川大学出版社, 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

高治国（1977～），男，硕士研究生；山东济南市历城区凤鸣路1000号山东建筑大学热能学院（250101）；E-mail:gaozhiguogzg@163.com