2.2 冷加工

2.2.1 果蔬預(yù)冷

2.2.1.1 果蔬采后生理與預(yù)冷定義

1.果蔬采后生理

果蔬采收以后，失去了水和無(wú)機(jī)物的來(lái)源，同化作用基本停止，但仍然是活體，其主要代謝過(guò)程是呼吸作用。呼吸是呼吸底物在一系列酶參與的生物氧化下，經(jīng)過(guò)許多中間環(huán)節(jié)，將生物體內(nèi)復(fù)雜有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單物質(zhì)，并釋放出化學(xué)鍵能的過(guò)程。呼吸底物在氧化分解中形成各種中間產(chǎn)物，其中一些是合成其他新物質(zhì)的原料，而新物質(zhì)的合成及細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能維持所需要能量，可由呼吸作用中的高能化合物ATP隨時(shí)提供。由于呼吸作用同各種果蔬的生理生化過(guò)程有著密切的聯(lián)系，并制約著生理生化變化，因此必然會(huì)影響果蔬采后的品質(zhì)、成熟、耐儲(chǔ)性、抗病性以及整個(gè)流通壽命。呼吸作用越旺盛，各種生理生化過(guò)程進(jìn)行得越快，采后商品壽命就越短，因此在果蔬采后流通過(guò)程中要設(shè)法抑制呼吸，但又不可過(guò)分抑制，應(yīng)該在維持產(chǎn)品正常的生命過(guò)程前提下，盡量使呼吸作用進(jìn)行得緩慢一些。

果蔬有兩種呼吸類型，即有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。以己糖作為呼吸底物時(shí)，兩種呼吸的總化學(xué)反應(yīng)式為：

不同品種果蔬，在不同溫度時(shí)呼吸所產(chǎn)生的熱量是不一樣的。果蔬溫度越高，呼吸強(qiáng)度越高，其呼吸所產(chǎn)生的熱量就越高；反之，果蔬溫度越低，呼吸強(qiáng)度越低，其呼吸所產(chǎn)生的熱量就越低。到目前為止，還非常缺乏夏季不同品種的果蔬在實(shí)際流通過(guò)程中其品溫升高的數(shù)據(jù)。流通包括如下環(huán)節(jié)：果蔬采收后的處理、裝箱、集貨、運(yùn)輸、批發(fā)市場(chǎng)批發(fā)、次日清晨整理及批發(fā)銷售。日本的石井先生1975年曾報(bào)道，夏季采收27℃品溫的豆角，沒(méi)有預(yù)冷，經(jīng)上述流通環(huán)節(jié)流通，20h后其品溫升高到41℃。

果蔬品溫為32～40℃的高溫時(shí)，會(huì)使果蔬成熟和變軟，質(zhì)地和顏色發(fā)生變化，從而導(dǎo)致果蔬加速衰老，果蔬水分蒸發(fā)引起萎蔫，細(xì)菌、真菌和酵母菌浸染引起腐爛，產(chǎn)生異味異臭，風(fēng)味喪失，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量損失并導(dǎo)致果蔬品質(zhì)降低。

2.果蔬預(yù)冷定義

果蔬預(yù)冷也稱為果蔬冷卻，是在運(yùn)輸上市、貯藏或加工以前，將采收的新鮮果蔬盡可能早地迅速去除田間熱，冷卻到果蔬的中心溫度接近于適宜貯藏溫度的過(guò)程。大多數(shù)果蔬特別是易腐果蔬采后預(yù)冷非常重要，適當(dāng)?shù)仡A(yù)冷可以減少果蔬腐爛，保持其采前的新鮮度和品質(zhì)。預(yù)冷是創(chuàng)造果蔬適宜保鮮溫度環(huán)境的第一步，在高溫下延長(zhǎng)果蔬從采收到預(yù)冷的時(shí)間必定增加腐爛，及時(shí)將果蔬預(yù)冷到所需的溫度，可以抑制腐敗微生物的生長(zhǎng)、酶的活性和呼吸作用，控制水分損失和減少果蔬釋放的乙烯。

預(yù)冷工藝的主要應(yīng)用對(duì)象是園藝農(nóng)產(chǎn)品，特別是果蔬、花卉和菌類，是冷鏈物流的第一個(gè)環(huán)節(jié)，稱為“最先一公里”，其突出特點(diǎn)是快速冷卻。大多數(shù)果蔬冷庫(kù)是專門設(shè)計(jì)用來(lái)貯藏果蔬商品，冷庫(kù)的制冷量和空氣流速均不足以快速預(yù)冷果蔬。因此，預(yù)冷通常需要獨(dú)立進(jìn)行操作，并需要專業(yè)預(yù)冷裝備。

2.2.1.2 果蔬預(yù)冷方法

常用的預(yù)冷方法有以下幾種：空氣預(yù)冷（冷庫(kù)預(yù)冷、壓差預(yù)冷）、冷水預(yù)冷、蒸發(fā)預(yù)冷（真空預(yù)冷、水蒸發(fā)冷卻）、冰或冰漿預(yù)冷，方法雖然不同，但都可以迅速將果蔬中的熱量傳遞到冷卻介質(zhì)如空氣、水或冰中，預(yù)冷所需要的時(shí)間一般為20min至24h。

果蔬的冷卻速度取決于以下四個(gè)因素：

1）果蔬和冷卻介質(zhì)的對(duì)流換熱，特別是圍繞或通過(guò)果蔬或其包裝容器的冷卻介質(zhì)流速和果蔬與冷卻介質(zhì)的接觸程度。

2）果蔬和冷卻介質(zhì)的溫差。

3）冷卻介質(zhì)的種類和熱物性。

4）果蔬的熱導(dǎo)率。

半冷卻時(shí)間和八分之七冷卻時(shí)間是將果蔬和冷卻介質(zhì)的溫差分別降低一半和八分之七時(shí)所需要的時(shí)間，八分之七冷卻時(shí)間相當(dāng)于三個(gè)半冷卻時(shí)間的總和。從理論上講，半冷卻時(shí)間和八分之七冷卻時(shí)間是獨(dú)立的，與果蔬的初溫?zé)o關(guān)，而且在整個(gè)冷卻過(guò)程中保持不變。因此，一旦測(cè)定出某一果蔬在某一冷卻方式下的半冷卻時(shí)間，就可以估算出冷卻所需要的時(shí)間，而不用考慮果蔬和冷卻介質(zhì)的溫度。對(duì)于非冷敏性果蔬，八分之七冷卻時(shí)間得到的預(yù)冷溫度結(jié)果更接近于果蔬貯藏和運(yùn)輸所需要的溫度，因此常用于商業(yè)化果蔬預(yù)冷實(shí)踐中。

冷卻方法、包裝類型、包裝和碼垛方式都會(huì)影響果蔬的冷卻速率。

1.空氣預(yù)冷

空氣冷卻包括冷庫(kù)通風(fēng)預(yù)冷和壓差通風(fēng)冷卻。空氣冷卻時(shí)容易造成水果和蔬菜失水，但在高濕空氣條件下可以抑制失水，因此目前常使用95%或以上相對(duì)濕度的空氣預(yù)冷。

（1）冷庫(kù)通風(fēng)預(yù)冷

冷庫(kù)通風(fēng)預(yù)冷又稱普通冷卻或冷庫(kù)預(yù)冷，是將帶有包裝的果蔬放在冷庫(kù)中進(jìn)行冷卻。像蘋果、柑橘和梨就可以在做短期或長(zhǎng)期貯藏的冷庫(kù)中進(jìn)行預(yù)冷，目前國(guó)內(nèi)許多果蔬生產(chǎn)企業(yè)都是采用此方法進(jìn)行果蔬預(yù)冷。使用此種方法時(shí)，配置足夠制冷量，并保證庫(kù)內(nèi)各處冷卻均勻，且空氣以1～2m/s的流速在包裝容器周圍和包裝容器間循環(huán)，這時(shí)冷卻效果最好。必須注意包裝箱要堆碼合理，且留有風(fēng)道，以保證氣流能從包裝箱外的風(fēng)道穿過(guò)。冷卻間每天或每隔一天進(jìn)出貨一次，高效冷卻需要18～24h或更長(zhǎng)的時(shí)間。冷庫(kù)通風(fēng)預(yù)冷的缺點(diǎn)是冷卻速度及效率都低。

（2）壓差通風(fēng)預(yù)冷

壓差通風(fēng)預(yù)冷是通過(guò)風(fēng)機(jī)在包裝箱的兩側(cè)形成正壓和負(fù)壓所產(chǎn)生的壓力差進(jìn)行的冷卻。使用此種方法時(shí)包裝箱必須開孔，每側(cè)開孔面積至少大于包裝箱側(cè)面積的5%，強(qiáng)制冷風(fēng)穿過(guò)包裝箱內(nèi)流動(dòng)，空氣和果蔬直接強(qiáng)制對(duì)流換熱來(lái)加速果蔬的冷卻降溫。如果需要快速冷卻時(shí)須增大制冷系統(tǒng)的制冷量，并提高每個(gè)貨堆的風(fēng)速和流量。壓差通風(fēng)預(yù)冷比冷庫(kù)通風(fēng)預(yù)冷的預(yù)冷速度快2～10倍，雖然比冷水預(yù)冷和真空預(yù)冷的預(yù)冷速度慢，但是解決了不適于用冷水預(yù)冷和真空預(yù)冷的果蔬預(yù)冷問(wèn)題。壓差通風(fēng)預(yù)冷幾乎適用于所有的果蔬，對(duì)草莓、葡萄、甜瓜和番茄等果蔬預(yù)冷效果最好，也適用于黃瓜、青椒和菜花的預(yù)冷。

2.冷水預(yù)冷

水是一種優(yōu)異的冷卻介質(zhì)，在同等條件下其冷卻效果大大優(yōu)于空氣。果蔬冷水預(yù)冷是一種快速有效的預(yù)冷方法，但是果蔬的包裝容器要耐濕。冷水預(yù)冷可用冷水沖、冷水噴淋或?qū)⒐呓菰诶渌衼?lái)進(jìn)行冷卻降溫。盡管在水冷開始時(shí)由于果蔬的溫度較高會(huì)使水溫發(fā)生變化，但制冷系統(tǒng)只要具有足夠的制冷能力就可將水溫保持在1℃左右。目前通常使用的冷水預(yù)冷方式是噴淋式冷水預(yù)冷和沉浸式冷水預(yù)冷兩種方式，兩種方式都包含水流動(dòng)系統(tǒng)和傳送帶傳送果蔬系統(tǒng)。在傳送帶冷水預(yù)冷機(jī)中，果蔬產(chǎn)品經(jīng)過(guò)預(yù)冷機(jī)時(shí)，用冷水噴淋或?qū)a(chǎn)品浸泡在冷水中，可在包裝箱中放一層或多層果蔬產(chǎn)品，預(yù)冷機(jī)可以400～600L/（m2·min）的水流量從頂部噴淋冷水，對(duì)裝在托盤上盛滿果蔬的塑料箱或包裝箱進(jìn)行冷卻，托盤可碼1～3層高，冷水從頂部的噴嘴中噴出。裝在托盤板條箱中的芹菜和甜玉米及塑料箱中的青花菜常用這種方式進(jìn)行冷水預(yù)冷。裝在托盤板條箱中的果蔬冷水預(yù)冷速度比零散無(wú)包裝的單體果蔬產(chǎn)品冷水預(yù)冷速度要慢，因?yàn)榘鍡l部分阻擋水穿過(guò)它直接接觸包裝箱內(nèi)的果蔬產(chǎn)品。

冷水預(yù)冷常出現(xiàn)的問(wèn)題是冷水預(yù)冷機(jī)中的冷水溫度不夠低、水流速度不合適和果蔬在水中冷卻時(shí)間不足。直徑7.6cm的桃子在1.6℃水中停留30min，可將其溫度從32℃降到4℃，而同樣條件下，直徑為5.1cm的桃子在15min內(nèi)可冷卻到同樣的溫度。冷水預(yù)冷機(jī)使用的水通常是循環(huán)使用的，這樣就會(huì)導(dǎo)致果蔬腐敗微生物的積累，存在污染隱患，因此冷水預(yù)冷機(jī)中常加入次氯酸鹽溶液作為殺菌劑，并且每天采用清水沖洗干凈。

適用于冷水預(yù)冷的常見果蔬有蘿卜、胡蘿卜和馬鈴薯等根菜類蔬菜，還有網(wǎng)紋甜瓜、蘋果、梨、櫻桃、荔枝、龍眼、蘆筍、青花菜、芹菜、菜豆、豌豆、甜玉米等果蔬。

3.真空預(yù)冷

真空預(yù)冷是一種蒸發(fā)式冷卻，將果蔬放在氣密的容器中，迅速抽出空氣和水蒸氣，使水分在真空容器的低壓下蒸發(fā)，果蔬產(chǎn)品因表面水分的蒸發(fā)而冷卻。當(dāng)容器中的壓力下降時(shí)，蒸發(fā)可以連續(xù)進(jìn)行，如果壓力下降到610.6Pa（或4.6mmHg），果蔬將蒸發(fā)冷卻到0℃。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101.325kPa（或760mmHg）下，水的沸點(diǎn)是100℃，蒸發(fā)潛熱為2256.28kJ/kg；而當(dāng)壓力下降到610.6Pa（或4.6mmHg），水的沸點(diǎn)近0℃，蒸發(fā)潛熱為2834.20kJ/kg。真空預(yù)冷過(guò)程中，溫度每降低5℃，失水為重量的1%。因此在真空預(yù)冷過(guò)程中允許果蔬的失水范圍為1.5%～5%，若失水超過(guò)5%，真空預(yù)冷裝備應(yīng)增設(shè)噴霧加濕功能。

真空預(yù)冷所用真空罐的大小差異很大，小型移動(dòng)真空預(yù)冷裝置只能裝幾個(gè)托盤，而大型固定的真空預(yù)冷裝置，一次可預(yù)冷數(shù)噸果蔬，通常是兩個(gè)大型的真空罐交替使用或同時(shí)使用。目前真空預(yù)冷裝置普遍使用旋轉(zhuǎn)真空泵來(lái)減壓。

真空預(yù)冷非常適用于表面積與體積之比較大的葉菜類蔬菜預(yù)冷，真空冷卻速度和終溫受蔬菜表面積和體積之比及蔬菜組織失水的難易度和容器抽真空速度的影響。蒸發(fā)面積大的葉菜類蔬菜如生菜、菠菜和歐芹預(yù)冷速度快，蔬菜溫度從20℃降到0℃只需要30min左右的時(shí)間。如果真空預(yù)冷機(jī)裝有預(yù)先加濕和噴霧裝置，就能防止果蔬組織失水。還有一些蔬菜也可使用真空冷卻，如蘆筍、青花菜、花椰菜、甘藍(lán)、芹菜、抱子甘藍(lán)、蔥、蘑菇。表面積與體積之比很小的產(chǎn)品如水果、果菜類和根莖類蔬菜不適于真空冷卻，可選用其他冷卻方法。采用真空預(yù)冷的適宜包裝方式是能夠適當(dāng)通風(fēng)、允許水分蒸發(fā)的纖維板箱或塑料薄膜。

4.加冰預(yù)冷和流態(tài)冰預(yù)冷

（1）加冰預(yù)冷

包裝中加冰預(yù)冷是一種古老傳統(tǒng)的預(yù)冷方法，就是在運(yùn)輸容器或包裝箱中加入冰屑或細(xì)碎的冰塊。加冰預(yù)冷適用于那些與冰接觸不會(huì)產(chǎn)生傷害的水果和蔬菜，如菠菜、羽衣甘藍(lán)、青花菜、花椰菜、抱子甘藍(lán)、胡蘿卜、甜玉米和網(wǎng)紋甜瓜。要將果蔬從35℃降到2℃，需要融化占果蔬產(chǎn)品重量38%的冰。雪花冰或碎冰一般加在包裝箱的頂部，以降低果蔬溫度和在運(yùn)輸過(guò)程中保證產(chǎn)品新鮮度。目前頂部加冰只是作為上述幾項(xiàng)基本預(yù)冷方法（壓差預(yù)冷、冷庫(kù)通風(fēng)預(yù)冷、冷水預(yù)冷水、真空預(yù)冷）的輔助措施，常用于木板箱包裝的甜玉米、芹菜、其他葉菜和事先包裝在薄膜袋中的蘿卜和胡蘿卜及聚苯乙烯泡沫箱包裝的青花菜和蘆筍。

（2）流態(tài)冰預(yù)冷

流態(tài)冰是一種特殊的冰水混合物，比熱容大且流動(dòng)性好，特別是流態(tài)冰中冰晶顆粒小、無(wú)尖銳表面，不損傷果蔬表面，果蔬外觀保持好。因此，流態(tài)冰既可以直接對(duì)果蔬進(jìn)行預(yù)冷又可以制取低溫高濕空氣對(duì)果蔬進(jìn)行預(yù)冷，更多的用于青花菜、甜玉米、櫻桃、芹菜等果蔬。根據(jù)果蔬與流態(tài)冰或與由流態(tài)冰降溫處理的低溫高濕空氣間傳熱傳質(zhì)規(guī)律，得出流態(tài)冰的流速、含冰率、冰粒直徑等參數(shù)對(duì)預(yù)冷空氣的溫度分布、濕度分布、流場(chǎng)分布等參數(shù)的影響，強(qiáng)化預(yù)冷過(guò)程的傳熱傳質(zhì)，提高果蔬預(yù)冷速度，降低流態(tài)冰消耗，降低預(yù)冷能耗。在保證實(shí)現(xiàn)果蔬預(yù)冷節(jié)能的同時(shí)，一方面通過(guò)流態(tài)冰蓄冷降低設(shè)備的裝機(jī)容量、降低能耗、降低初始投資，另一方面通過(guò)流態(tài)冰蓄冷實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的“削峰填谷”，降低流態(tài)冰預(yù)冷裝備的運(yùn)行費(fèi)用。

2.2.1.3 果蔬預(yù)冷的作用

果蔬預(yù)冷是使用設(shè)置在果蔬種植基地的果蔬預(yù)冷裝備或設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)的。預(yù)冷為新鮮果蔬特別是易腐果蔬上市流通提供了保障，只有種植生產(chǎn)者得到了實(shí)惠，才能吸引種植生產(chǎn)者引入果蔬預(yù)冷裝備和設(shè)施，果蔬產(chǎn)地預(yù)冷才能不斷得到發(fā)展和完善。除了種植生產(chǎn)者，果蔬預(yù)冷對(duì)市場(chǎng)銷售和消費(fèi)者同樣能帶來(lái)益處。

1.種植生產(chǎn)者方面得到的益處

1）幾乎沒(méi)有不能銷售的果蔬產(chǎn)品及質(zhì)量不符合要求的退換商品。

2）銷售的地域和范圍擴(kuò)大。

3）銷售價(jià)格上升。

4）可以促進(jìn)果蔬新品種引入。

2.市場(chǎng)銷售方面得到的益處

1）根據(jù)銷售能力，有計(jì)劃地按需采購(gòu)果蔬產(chǎn)品。

2）減少流通中需要處理的果蔬垃圾。

3.消費(fèi)者方面得到的益處

1）可以吃到新鮮、味美、有營(yíng)養(yǎng)的高品質(zhì)果蔬。

2）保障果蔬品質(zhì)安全，有利于消費(fèi)者的身體健康。

2.2.1.4 果蔬預(yù)冷行業(yè)現(xiàn)狀概述

我國(guó)是世界第一果蔬生產(chǎn)大國(guó)，2018年我國(guó)蔬菜和水果產(chǎn)量分別達(dá)7.03億t和2.57億t，由于采后處理和冷鏈裝備及技術(shù)缺乏，特別是專業(yè)化預(yù)冷設(shè)施嚴(yán)重匱乏，大約80%的果蔬是未經(jīng)預(yù)冷而在高溫或常溫狀態(tài)下流通的，導(dǎo)致果蔬采后流通損失嚴(yán)重，目前水果流通腐損率為11%左右，蔬菜流通腐損率為20%以上，經(jīng)濟(jì)損失巨大，果蔬品質(zhì)和安全得不到保證，有效供給不足，無(wú)效供給過(guò)剩。在占比20%的預(yù)冷果蔬中，大部分的預(yù)冷是采用普通冷藏庫(kù)完成的，冷卻效率低，速度慢，效果差，能耗高，無(wú)法達(dá)到果蔬預(yù)冷工藝的要求，嚴(yán)重影響了果蔬在流通過(guò)程中的品質(zhì)。目前出口的生鮮果蔬，預(yù)冷率100%，采用全程冷鏈來(lái)滿足出口果蔬品質(zhì)要求。

麥當(dāng)勞、肯德基等美國(guó)在我國(guó)的快餐食品公司，是我國(guó)最主要結(jié)球生菜的采購(gòu)集團(tuán)，隨著全球一體化，結(jié)球生菜的產(chǎn)品質(zhì)量要求也與全球接軌。2002年開始，麥當(dāng)勞的結(jié)球生菜鮮切加工供貨商要求其中國(guó)結(jié)球生菜種植者，必須提供的是產(chǎn)地及時(shí)預(yù)冷、低溫貯藏和低溫冷藏車運(yùn)輸?shù)睦滏湵ｕr結(jié)球生菜，在鮮切蔬菜加工廠交貨時(shí)的結(jié)球生菜內(nèi)部中心溫度低于4℃。在此背景下，北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心在張家口張北縣主持設(shè)計(jì)和建造了30t/d結(jié)球生菜壓差預(yù)冷庫(kù)和恒溫保鮮庫(kù)，2003年7月15日上午9點(diǎn)以后采收結(jié)球生菜總量8.8t，結(jié)球生菜品溫高達(dá)26～27℃，共504箱，平均每箱重約17.5kg，盡管結(jié)球生菜初始溫度較高，但經(jīng)過(guò)4.5h預(yù)冷降溫，結(jié)球生菜品溫均低于3℃，最低為1.5℃，完善了結(jié)球生菜產(chǎn)地壓差預(yù)冷及冷鏈流通保鮮技術(shù)。北京結(jié)球生菜種植生產(chǎn)和流通企業(yè)提供品溫4℃低溫冷鏈物流結(jié)球生菜，冷鏈流通率達(dá)到100%，冷鏈流通腐損率低于3%，減少流通腐損率20%以上，年均提供冷鏈生菜2000t以上。并且，成功地采用壓差預(yù)冷技術(shù)替代真空預(yù)冷技術(shù)在產(chǎn)地進(jìn)行葉菜類蔬菜預(yù)冷，為企業(yè)節(jié)省投資70%。

江蘇和天津產(chǎn)地預(yù)冷青花菜是在冷水池中加入大冰塊，用冰將井水降溫使其接近0℃，青花菜裝入塑料筐中，人工將塑料筐浸入冰水池中預(yù)冷青花菜；海南也采用同樣方法預(yù)冷豇豆。

自2013年到2015年，北京市農(nóng)林科學(xué)院在“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題支持下，研發(fā)了接觸式冷水冷卻裝備，并在廣州市對(duì)荔枝進(jìn)行產(chǎn)地冷水預(yù)冷和冷鏈流通，將荔枝從品溫21℃通過(guò)冷水預(yù)冷降至3℃，冷水預(yù)冷時(shí)間12min，預(yù)冷后的荔枝用冷藏集裝箱運(yùn)往全國(guó)各地銷售和出口。通過(guò)冷水預(yù)冷保持了荔枝的新鮮品質(zhì)，流通損耗低于5%。2013年山東省果樹研究所等單位聯(lián)合研制出1t/h噴淋式冷水預(yù)冷機(jī)，相繼在山東煙臺(tái)臺(tái)上村和北京通州區(qū)沙古堆聚隆農(nóng)業(yè)合作聯(lián)合社進(jìn)行了生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)備改進(jìn)定型后在朝陽(yáng)區(qū)張格莊鎮(zhèn)批發(fā)市場(chǎng)、煙臺(tái)芝罘區(qū)的蔚林農(nóng)業(yè)、煙臺(tái)棲霞恩然莊園進(jìn)行了示范應(yīng)用，并推廣到五蓮、厲家寨、泰安等櫻桃產(chǎn)區(qū)，及河南、陜西、四川等省份的櫻桃產(chǎn)區(qū)。

2.2.1.5 果蔬預(yù)冷裝備現(xiàn)狀

我國(guó)果蔬預(yù)冷技術(shù)研究始于20世紀(jì)80年代中期。1986年北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心依托日本無(wú)償援助項(xiàng)目，建立了蔬菜采后示范體系，為在我國(guó)實(shí)現(xiàn)30種蔬菜周年供應(yīng)提供配套的蔬菜采后處理分級(jí)、包裝、預(yù)冷、冷藏、冷藏運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)分配及上市流通等蔬菜采后商品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)措施，以減少采后流通損耗。

在果蔬壓差預(yù)冷裝備方面，北京市農(nóng)林科學(xué)院從1988年開始引進(jìn)日本集裝箱式壓差預(yù)冷裝備至1998年，進(jìn)行了蔬菜壓差預(yù)冷工藝的研究，1998年至2007年是消化吸收階段，1999年在北京市朝陽(yáng)區(qū)王四營(yíng)鄉(xiāng)主持設(shè)計(jì)建造了國(guó)內(nèi)首座40t/d果蔬壓差預(yù)冷庫(kù)和恒溫保鮮庫(kù)；2002年在張家口市張北縣主持設(shè)計(jì)建造了30t/d結(jié)球生菜壓差預(yù)冷庫(kù)和恒溫保鮮庫(kù)；2007年在浙江省平湖市主持設(shè)計(jì)建造了20t/d蘆筍壓差預(yù)冷庫(kù)和恒溫保鮮庫(kù)。2008年至2019年在消化吸收的基礎(chǔ)上進(jìn)入了集成創(chuàng)新階段，將原來(lái)引進(jìn)的果蔬壓差預(yù)冷用通風(fēng)裝置，增加了噴霧加濕系統(tǒng)，創(chuàng)制出一種果蔬蒸發(fā)式壓差預(yù)冷裝置和果蔬高濕壓差預(yù)冷用通風(fēng)裝置（ZL 200920317005.1）；在蒸發(fā)式壓差預(yù)冷裝置基礎(chǔ)上配置蒸發(fā)器，創(chuàng)制出一種分體式果蔬高濕壓差預(yù)冷裝置（ZL 201020513098.8）；在分體式果蔬高濕壓差預(yù)冷裝置基礎(chǔ)上配置制冷壓縮冷凝機(jī)組，創(chuàng)制出一種一體機(jī)式果蔬壓差預(yù)冷裝置（ZL 201120203066.2）；通過(guò)對(duì)壓差預(yù)冷通風(fēng)裝置的風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)速和風(fēng)量調(diào)控，可以對(duì)果蔬壓差預(yù)冷過(guò)程的各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，提高預(yù)冷效率，降低壓差預(yù)冷過(guò)程的能耗，由此創(chuàng)制出一種高效節(jié)能型果蔬高濕壓差預(yù)冷用通風(fēng)裝置（ZL 201020513238.1）和可移動(dòng)雙壁面吸入式壓差預(yù)冷通風(fēng)裝置（ZL 201320260024.1）。北京市農(nóng)林科學(xué)院在壓差預(yù)冷裝置集成創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，與大連冷凍機(jī)股份有限公司合作，設(shè)計(jì)創(chuàng)制出40ft車載移動(dòng)式果蔬集裝箱壓差預(yù)冷裝置（ZL 201220426143.5）；與山東神州制冷設(shè)備有限公司、煙臺(tái)萬(wàn)德嘉制冷空調(diào)設(shè)備有限公司合作，分別創(chuàng)制出20ft移動(dòng)式果蔬集裝箱高濕變風(fēng)量壓差預(yù)冷裝置（ZL 201520763070.2）和7m移動(dòng)式果蔬集裝箱雙溫區(qū)壓差預(yù)冷裝備（ZL 201620578073.3）。

在果蔬冷水預(yù)冷裝備方面，北京市農(nóng)林科學(xué)院在“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題支持下，與紹興高金冷凍空調(diào)設(shè)備有限公司合作，創(chuàng)制出新型節(jié)能型接觸式冷水冷卻裝置（ZL 201520763940.6），該裝置采用隔熱保溫結(jié)構(gòu)，自動(dòng)控制水溫和傳送帶速度，預(yù)冷效率高，節(jié)能效果顯著，實(shí)現(xiàn)了用機(jī)械冷水預(yù)冷裝置代替人工操作的傳統(tǒng)冰水池冷水預(yù)冷果蔬，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)開發(fā)了果蔬噴淋式冷水冷卻裝置（ZL 201620269474.0）。

2013年，山東省果樹研究所和山東龍口凱祥有限公司聯(lián)合研制出1t/h噴淋式冷水預(yù)冷機(jī)（ZL201620929150.5、ZL201620929201.4），2014年在煙臺(tái)市福山區(qū)張格莊鎮(zhèn)臺(tái)上村棒師傅櫻桃合作社進(jìn)行了實(shí)際生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)，冷水預(yù)冷裝入塑料周轉(zhuǎn)箱的櫻桃，水溫控制在5℃，頂層周轉(zhuǎn)箱中櫻桃果溫從25℃降低到7℃，只需要2.5min，最底層周轉(zhuǎn)箱果溫從25℃降低到7℃，只需要3.5min。

在果蔬真空預(yù)冷裝備方面，1990年廣州制冷設(shè)備研究所設(shè)計(jì)出我國(guó)第一臺(tái)真空冷卻設(shè)備；上海錦立保鮮科技有限公司開發(fā)了一系列果蔬真空預(yù)冷裝備，包括一體式真空預(yù)冷機(jī)、雙槽雙系統(tǒng)側(cè)滑門真空預(yù)冷機(jī)、雙槽雙層真空預(yù)冷機(jī)、雙槽真空預(yù)冷機(jī)、雙門貫通式真空預(yù)冷機(jī)、電動(dòng)側(cè)滑單門真空預(yù)冷機(jī)、手動(dòng)單門真空預(yù)冷機(jī)、雙程控制真空預(yù)冷機(jī)、真空預(yù)冷實(shí)驗(yàn)機(jī)，形成了自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)。

果蔬流態(tài)冰預(yù)冷裝備是采用過(guò)冷水動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)，利用水過(guò)冷不結(jié)冰特性，并在過(guò)冷解除裝置中消除過(guò)冷，不斷產(chǎn)生細(xì)小的球狀冰晶（直徑通常只有0.2～0.8mm），由于其冰體可流動(dòng)，且冰晶細(xì)小圓滑，因此其冰晶可迅速全方位包裹蔬菜，從而達(dá)到快速均勻降溫的效果，預(yù)冷速率是普通冰的3～5倍，同時(shí)，由于其冰晶結(jié)構(gòu)特性，填充蔬菜時(shí)可保護(hù)蔬菜免受機(jī)械損傷。現(xiàn)階段研究表明，流態(tài)冰預(yù)冷技術(shù)可以快速將西蘭花降溫至0.4℃，降溫時(shí)間縮短至4h，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間1～2d，同時(shí)有效延緩貯藏期間西蘭花的葉綠素、VC、硫代葡萄糖苷和TSS含量的下降，提高CAT、POD和APX活性；延長(zhǎng)甜玉米貯藏期至28d，緩解甜玉米TSS、可溶性蛋白、可溶性淀粉、可溶性總糖和VC含量的降解，減緩甜玉米氣味和口感的變化，有效維持西蘭花和甜玉米的品質(zhì)，延長(zhǎng)貨架期。

2.2.1.6 果蔬預(yù)冷技術(shù)研究進(jìn)展

1.不同規(guī)格對(duì)番茄預(yù)冷效果和失重率的影響

大、中、小三種不同規(guī)格番茄的壓差預(yù)冷時(shí)間分別為160min、140min、120min（圖2-2）。規(guī)格越小，預(yù)冷速度越快，預(yù)冷時(shí)間越短，失重率最少；規(guī)格越大，預(yù)冷時(shí)間越長(zhǎng)，失重率越多（圖2-3）。在實(shí)際預(yù)冷操作中，為使果蔬預(yù)冷均勻，最好將其按不同規(guī)格大小分級(jí)，并分別預(yù)冷。

2.不同外包裝和預(yù)冷方式對(duì)結(jié)球生菜預(yù)冷效果和失重率的影響

塑料箱和紙箱外包裝的結(jié)球生菜壓差預(yù)冷時(shí)間分別為180min和210min，塑料箱和紙箱外包裝的結(jié)球生菜冷庫(kù)預(yù)冷時(shí)間分別為300min和390min（圖2-4）。塑料箱外包裝的結(jié)球生菜預(yù)冷速率明顯快于紙箱外包裝的結(jié)球生菜，壓差預(yù)冷明顯快于冷庫(kù)預(yù)冷。塑料箱外包裝并壓差預(yù)冷的結(jié)球生菜失重率為0.82%，紙箱外包裝并冷庫(kù)預(yù)冷的結(jié)球生菜失重率為1.04%，前者失重率明顯少于后者（圖2-5）。預(yù)冷方式對(duì)結(jié)球生菜預(yù)冷效果的影響明顯高于外包裝箱的影響。塑料箱外包裝結(jié)合壓差預(yù)冷的預(yù)冷方法效果最好。

3.不同的外包裝和開孔面積對(duì)甜玉米預(yù)冷效果的影響

開孔面積分別為2.3%和4%塑料箱外包裝的甜玉米半冷卻時(shí)間分別為101min和95min，開孔面積分別2.3%和4%紙箱外包裝的甜玉米半冷卻時(shí)間分別為105min和98min（圖2-6）。塑料箱外包裝的預(yù)冷效果好于紙箱外包裝，開孔面積較大的外包裝半冷卻時(shí)間短于開孔面積較小的外包裝。

開孔面積分別為2.3%和4%塑料箱外包裝的甜玉米八分之七冷卻時(shí)間分別為191min和173min，開孔面積分別為2.3%和4%紙箱外包裝的甜玉米八分之七冷卻時(shí)間分別為204min和182min（圖2-7）。塑料箱外包裝的甜玉米八分之七冷卻時(shí)間明顯短于紙箱外包裝，且外包裝開孔面積越大八分之七冷卻時(shí)間越短。

4.不同預(yù)冷方法對(duì)桃子預(yù)冷效果的影響

桃子由21℃初溫預(yù)冷至4.9℃，冷水預(yù)冷、壓差預(yù)冷和冷庫(kù)預(yù)冷的預(yù)冷時(shí)間分別為37min、140min和215min（圖2-8）。冷水預(yù)冷最快，壓差預(yù)冷其次，冷庫(kù)預(yù)冷最慢；冷水預(yù)冷預(yù)冷速度分別是壓差預(yù)冷和冷庫(kù)預(yù)冷的3.8倍和5.8倍，壓差預(yù)冷預(yù)冷速度是冷庫(kù)預(yù)冷的1.5倍。

5.不同預(yù)冷方法對(duì)青花菜和甜玉米預(yù)冷效果的影響

流態(tài)冰預(yù)冷青花菜時(shí)由25.6℃初溫降至0.4℃只需4h，而冷庫(kù)預(yù)冷青花菜10h后由25.6℃初溫才降低至5.6℃（圖2-9）。青花菜預(yù)冷過(guò)程中，流態(tài)冰預(yù)冷的效果遠(yuǎn)好于冷庫(kù)預(yù)冷，既節(jié)省時(shí)間，又減少失重。

甜玉米經(jīng)流態(tài)冰預(yù)冷，由初溫26.9℃降為0℃需要5h，而冷庫(kù)預(yù)冷16h后從初溫26.9℃才降至10.1℃（圖2-10）。因此，甜玉米流態(tài)冰預(yù)冷速率比冷庫(kù)預(yù)冷快得多，流態(tài)冰預(yù)冷甜玉米是一個(gè)比較適合的預(yù)冷方法。

6.雪青梨預(yù)冷效果數(shù)值分析

采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）軟件FLUENT，建立雪青梨的壓差預(yù)冷、冷庫(kù)預(yù)冷、冰水預(yù)冷仿真模型，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)比了三種預(yù)冷方式下冷卻效果的差異，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

（1）預(yù)冷仿真模型的建立

雪青梨壓差預(yù)冷和冷庫(kù)預(yù)冷仿真物理模型如圖2-11所示，冰水預(yù)冷仿真物理模型如圖2-12所示。

（2）數(shù)值計(jì)算與結(jié)果分析

模型區(qū)域網(wǎng)格劃分采用TGird非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，壓差預(yù)冷和冷庫(kù)預(yù)冷均采用κ-ε模型和SIMPLE算法，低湍流強(qiáng)度，冰水預(yù)冷采用導(dǎo)熱模型。

雪青梨的溫度從26℃初溫降至3℃，冰水預(yù)冷、壓差預(yù)冷、冷庫(kù)預(yù)冷的八分之七冷卻時(shí)間分別為1.33h、3.87h和6.8h，失重率分別為0%、0.25%和0.46%；冷卻均勻性系數(shù)分別為0.08、0.21和0.54。圖2-13所示的數(shù)值計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果相吻合，驗(yàn)證了理論模型的可靠性。

7.草莓壓差預(yù)冷研究及對(duì)其品質(zhì)影響分析

（1）模型的建立與求解

壓差預(yù)冷CFD多尺度模擬仿真，針對(duì)草莓單體尺度，探討不同預(yù)冷條件下的傳熱分析，確定掠過(guò)草莓單體表面最佳冷風(fēng)溫度、最佳冷風(fēng)速度；針對(duì)外包裝箱尺度，對(duì)壓差預(yù)冷降溫效果進(jìn)行分析及對(duì)箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，確定包裝系統(tǒng)中的最佳開孔組合及開孔率和碼垛方式；針對(duì)壓差預(yù)冷箱體尺度，對(duì)溫度場(chǎng)以及能耗進(jìn)行比較分析，確定壓差預(yù)冷最優(yōu)箱體結(jié)構(gòu)。

1）草莓壓差預(yù)冷多尺度模型和草莓單體預(yù)冷模型。草莓壓差預(yù)冷多尺度模型和草莓單體預(yù)冷模型如圖2-14所示。

2）草莓外包裝箱預(yù)冷模型。外包裝箱形狀為長(zhǎng)方體，尺寸為400mm×250mm×200mm，標(biāo)準(zhǔn)托盤規(guī)格為1200mm×1000mm，每層可擺放12個(gè)外包裝箱。草莓內(nèi)包裝塑料盒外形尺寸為190mm×110mm×90mm，每個(gè)外包裝箱恰好放置8個(gè)草莓內(nèi)包裝塑料盒，草莓隨機(jī)排列在內(nèi)包裝塑料盒內(nèi)。外包裝箱命名為Box，外包裝箱開孔命名為B-vent，內(nèi)包裝塑料盒命名為Clamshell，編號(hào)為1～8，內(nèi)包裝塑料盒開孔命名為C-vent，單個(gè)草莓內(nèi)包裝塑料盒分矩形開孔（圖2-15b）和圓形開孔（圖2-15c），外包裝箱內(nèi)擺放8個(gè)內(nèi)包裝塑料盒，由此形成草莓的商業(yè)化內(nèi)外包裝體系，如圖2-15所示。

外包裝箱開孔（B-vent）形狀為圓形孔，前后各開六個(gè)孔，分別開30mm、40mm、50mm、60mm四種直徑規(guī)格的圓孔，開孔率分別為5.3%、9.4%、14.7%和21.2%。草莓內(nèi)包裝塑料盒形狀為目前已商業(yè)化的翻蓋塑料盒形狀，塑料盒開孔（C-vent）有矩形和圓形兩種形狀，矩形孔尺寸長(zhǎng)寬分別為15mm×12mm、20mm×15mm、30mm×15mm三種規(guī)格，前后各開三個(gè)孔；圓形孔尺寸直徑分別為15mm、20mm、25mm三種規(guī)格，前后各開三個(gè)孔。其中矩形的三種規(guī)格和圓形的三種規(guī)格分別對(duì)應(yīng)的開孔率相同，開孔率分別為4.8%、8.5%和13.3%，如圖2-16所示。

（2）數(shù)值模擬

1）不同外包裝箱開孔（B-vent）面積對(duì)草莓預(yù)冷效果的影響。開孔率越大，降溫速度越快，當(dāng)開孔率增加到一定值時(shí)，降溫速度的加快不太明顯，開孔過(guò)大，預(yù)冷后的草莓回升溫度更快，包裝箱強(qiáng)度也受到影響，需要優(yōu)化最佳的開孔直徑和面積。草莓從25℃初溫預(yù)冷至3℃、外包裝箱開孔（B-vent）直徑分別為30mm、40mm、50mm和60mm時(shí)的草莓八分之七冷卻時(shí)間分別為180min、135min、108min和97min；開孔直徑從30mm增加到40mm，八分之七預(yù)冷時(shí)間縮短了45min，從40mm增加到50mm，八分之七預(yù)冷時(shí)間縮短了17min，從50mm增加到60mm，八分之七預(yù)冷時(shí)間縮短了11min；60mm比30mm開孔直徑的八分之七冷卻時(shí)間縮短了83min（圖2-17）。

2）不同內(nèi)包裝塑料盒開孔（C-vent）面積對(duì)草莓預(yù)冷效果的影響。在外包裝箱開孔直徑40mm前提下，模擬了不同內(nèi)包裝塑料盒開孔（C-vent）的開孔率分別為4.8%、8.5%和13.3%時(shí)的預(yù)冷效果。每種開孔率對(duì)應(yīng)圓形和矩形兩種形狀，降溫曲線如圖2-18所示。

在外包裝箱開孔（B-vent）直徑確定為40mm的前提下，內(nèi)包裝箱塑料盒開孔（C-vent）率越大，降溫速度越快，且在預(yù)冷初期降溫曲線比較陡，預(yù)冷的后期降溫曲線都趨于平緩。

（3）內(nèi)外包裝開孔設(shè)計(jì)及結(jié)果分析

1）草莓紙箱的開孔設(shè)計(jì)。草莓紙箱尺寸為400mm×250mm×200mm，紙箱開孔形狀為圓形孔，前后各開六個(gè)孔，分別為30mm、40mm、50mm和60mm四種直徑規(guī)格的圓形孔，開孔率分別為5.3%、9.4%、14.7%、21.2%，具體如圖2-19所示。

2）草莓內(nèi)包裝塑料盒的開孔設(shè)計(jì)。內(nèi)包裝塑料盒開孔有矩形和圓形兩種形狀，矩形外形尺寸長(zhǎng)寬為15mm×12mm、20mm×15mm、30mm×15mm三種規(guī)格，前后各開三個(gè)孔；圓形有直徑15mm、20mm、25mm三種規(guī)格，前后各開三個(gè)孔。其中矩形的三種規(guī)格和圓形的三種規(guī)格分別對(duì)應(yīng)的開孔率相同，開孔率分別為4.8%、8.5%和13.3%，如圖2-20所示。

3）不同外包裝箱開孔（B-vent）直徑條件下的預(yù)冷效果。預(yù)冷前，將整個(gè)外包裝箱的環(huán)境溫度降溫至0℃，外包裝箱進(jìn)風(fēng)口側(cè)風(fēng)速為1.5m/s，風(fēng)溫為0℃；在草莓內(nèi)包裝塑料盒開孔（C-vent）固定的情況下，當(dāng)外包裝箱開孔（B-vent）直徑分別為30mm、40mm、50mm、60mm時(shí)的草莓預(yù)冷降溫曲線如圖2-21所示。

從圖2-21可知，開孔越大預(yù)冷降溫效果越好，當(dāng)外包裝箱開孔（B-vent）直徑分別為30mm、40mm、50mm、60mm時(shí)的八分之七冷卻時(shí)間分別為190min、136min、120min和92min，外包裝箱開孔直徑60mm比開孔直徑30mm的預(yù)冷時(shí)間縮短了一半。

2.2.1.7 果蔬預(yù)冷行業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題

1.缺乏科學(xué)合理的產(chǎn)地預(yù)冷統(tǒng)一規(guī)劃布局

果蔬產(chǎn)地預(yù)冷體系建設(shè)是一項(xiàng)涉及果蔬生物學(xué)、制冷技術(shù)、工程熱物理、自動(dòng)控制等跨學(xué)科、技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，尤其面對(duì)我國(guó)果蔬產(chǎn)量巨大、品種繁多、預(yù)冷率很低等的具體情況，亟須有一個(gè)全國(guó)統(tǒng)一的科學(xué)合理的產(chǎn)地預(yù)冷規(guī)劃布局。

雖然國(guó)務(wù)院辦公廳的發(fā)文《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快發(fā)展冷鏈物流保障食品安全促進(jìn)消費(fèi)升級(jí)的意見》即國(guó)辦發(fā)〔2017〕29號(hào)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了聚焦農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地“最先一公里”等突出問(wèn)題，但還缺少實(shí)施落地的具體法規(guī)和政策，短期內(nèi)還無(wú)法突破產(chǎn)地預(yù)冷的瓶頸。

2.產(chǎn)地專業(yè)化預(yù)冷裝備與設(shè)施嚴(yán)重不足，自動(dòng)化程度低

我國(guó)產(chǎn)地專業(yè)化預(yù)冷裝備與設(shè)施嚴(yán)重不足。國(guó)內(nèi)果蔬預(yù)冷率約為20%，但是其中大部分果蔬預(yù)冷是通過(guò)普通冷庫(kù)實(shí)施的。比如海南省果蔬預(yù)冷都是冷庫(kù)預(yù)冷，所用冷庫(kù)基本都是氨制冷系統(tǒng)冷庫(kù)，設(shè)備陳舊老化，許多冷庫(kù)還是國(guó)內(nèi)20世紀(jì)七八十年代的水平。冷庫(kù)的配置沒(méi)有按預(yù)冷庫(kù)的設(shè)計(jì)配置制冷系統(tǒng)，基本是按照普通果蔬冷庫(kù)建造，沒(méi)有專業(yè)化預(yù)冷設(shè)施。大多數(shù)冷庫(kù)建在批發(fā)市場(chǎng)內(nèi)，需要一定的時(shí)間集貨，預(yù)冷不及時(shí)，預(yù)冷時(shí)間長(zhǎng)達(dá)24h，預(yù)冷效率低，果蔬生產(chǎn)收獲旺季不能達(dá)到快速預(yù)冷及周轉(zhuǎn)目的，預(yù)冷果蔬質(zhì)量不高。目前我國(guó)無(wú)論產(chǎn)地預(yù)冷裝備專業(yè)化程度還是數(shù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足果蔬產(chǎn)地預(yù)冷生產(chǎn)的需求。

預(yù)冷裝備與設(shè)施自動(dòng)化程度低，導(dǎo)致不能精準(zhǔn)控制預(yù)冷裝備或預(yù)冷庫(kù)內(nèi)的溫度，也不能自動(dòng)顯示庫(kù)內(nèi)溫度和預(yù)冷蔬菜的中心溫度。預(yù)冷裝備與設(shè)施機(jī)械化程度低，預(yù)冷冷庫(kù)內(nèi)搭架堆放蔬菜，且大多數(shù)冷庫(kù)蔬菜進(jìn)出靠人工搬運(yùn)，效率低。

3.預(yù)冷配套工藝不完善

預(yù)冷工藝不合理，同一間冷庫(kù)內(nèi)蔬菜預(yù)冷和冷藏功能并用。由于大量蔬菜采收上市且周轉(zhuǎn)率低，前面預(yù)冷的蔬菜還沒(méi)有及時(shí)出庫(kù)運(yùn)銷，后面急需預(yù)冷的蔬菜又進(jìn)入冷庫(kù)預(yù)冷，從而導(dǎo)致預(yù)冷過(guò)的低溫蔬菜和剛采收的高溫蔬菜冷熱交換，造成已預(yù)冷過(guò)的蔬菜重新升溫。

蔬菜預(yù)冷周轉(zhuǎn)率低，例如海南省蔬菜預(yù)冷和冷藏周轉(zhuǎn)率平均為9天。由于蔬菜屬于高度易腐的鮮活農(nóng)產(chǎn)品，加之海南氣溫高，因?yàn)椴珊蟛荒芗皶r(shí)預(yù)冷，預(yù)冷時(shí)間長(zhǎng)等原因，嚴(yán)重影響蔬菜的新鮮品質(zhì)。像歐洲、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)地區(qū)和國(guó)家的蔬菜基本是夏季當(dāng)天采收，當(dāng)天分級(jí)、包裝、預(yù)冷，預(yù)冷后直接用冷藏車運(yùn)輸上市銷售，冷庫(kù)只是冷藏暫存，這樣就很好地保證了蔬菜品質(zhì)。

不同品種的果蔬，對(duì)于具體的預(yù)冷方式、預(yù)冷速率、包裝以及碼垛方式等配套工藝有不同的要求，預(yù)冷后的品質(zhì)也會(huì)受到上述因素的影響。國(guó)內(nèi)雖然已有部分針對(duì)果蔬預(yù)冷工藝方面的研究，但是仍然缺乏預(yù)冷機(jī)理及預(yù)冷工藝等方面的系統(tǒng)性研究。

4.能耗大、成本高

首先，目前的果蔬預(yù)冷多采用冷庫(kù)預(yù)冷，能耗高，運(yùn)行成本較高，不利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和我國(guó)節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展。其次，預(yù)冷設(shè)備末期由于冷卻介質(zhì)溫度和被冷卻產(chǎn)品之間溫差已經(jīng)很小，繼續(xù)大功率運(yùn)行對(duì)于預(yù)冷效果改善不大，而且大大增加了能耗，然而現(xiàn)有的預(yù)冷設(shè)備大都是定頻，還不能很好地解決此問(wèn)題。第三，預(yù)冷裝備的設(shè)計(jì)階段對(duì)于氣流組織、溫度控制、多溫區(qū)、變頻等技術(shù)的重視程度不夠，使得果蔬預(yù)冷裝備在能源利用率方面表現(xiàn)較差。

5.若干果蔬預(yù)冷關(guān)鍵技術(shù)需要完善

（1）預(yù)冷工藝研究

預(yù)冷工藝的研究，其目的是為了保證果蔬的品質(zhì)和取得最大的經(jīng)濟(jì)效益，這就要求預(yù)冷過(guò)程應(yīng)滿足盡可能快地去除果蔬田間熱，從而有效降低果蔬的呼吸作用和新陳代謝，降低果蔬乙烯的釋放量，盡量滿足果蔬的自然屬性以及市場(chǎng)供需的要求，綜合考慮技術(shù)、成本、質(zhì)量和能耗等因素，研究適宜的預(yù)冷工藝，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

（2）真空預(yù)冷

雖然我國(guó)真空預(yù)冷技術(shù)已有一定的研究基礎(chǔ)，能夠自主設(shè)計(jì)并制造真空預(yù)冷裝備，但是仍然有一些應(yīng)用和研究的難題需要攻克。例如在應(yīng)用方面，對(duì)于不同種類的果蔬，預(yù)冷目標(biāo)溫度不同，蒸發(fā)特性要求也不同，選擇最佳的蒸發(fā)壓力、真空持續(xù)時(shí)間和預(yù)冷目標(biāo)溫度是合理使用真空預(yù)冷技術(shù)的關(guān)鍵。在技術(shù)研究方面，果蔬內(nèi)部的傳熱傳質(zhì)規(guī)律是實(shí)現(xiàn)真空預(yù)冷裝備自動(dòng)控制的基礎(chǔ)，需要對(duì)溫度隨時(shí)間的變化以及水分隨時(shí)間的變化進(jìn)行深入研究。

（3）壓差預(yù)冷

對(duì)于壓差預(yù)冷風(fēng)機(jī)風(fēng)壓和風(fēng)量的選擇、包裝箱開孔形狀和開孔面積優(yōu)化、包裝箱的碼放方式、空氣溫度和風(fēng)速、半冷卻時(shí)間和八分之七冷卻時(shí)間的影響因素、最優(yōu)風(fēng)量控制等壓差預(yù)冷技術(shù)，仍然需要系統(tǒng)深入的研究。

（4）流態(tài)冰預(yù)冷

通過(guò)典型果蔬的流態(tài)冰預(yù)冷研究，探索果蔬與流態(tài)冰或者低溫高濕空氣間的傳熱傳質(zhì)規(guī)律及流態(tài)冰的流速、含冰率、冰粒直徑等參數(shù)對(duì)預(yù)冷空氣的溫度分布、濕度分布、流場(chǎng)分布等參數(shù)的影響，強(qiáng)化預(yù)冷過(guò)程的傳熱傳質(zhì)，提高果蔬預(yù)冷速度，降低流態(tài)冰消耗，降低預(yù)冷過(guò)程的能耗。

6.果蔬產(chǎn)地預(yù)冷的信息化和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)滯后

由于我國(guó)果蔬產(chǎn)地預(yù)冷裝備與基礎(chǔ)設(shè)施的缺失和技術(shù)薄弱，果蔬產(chǎn)地預(yù)冷的信息化建設(shè)幾乎是空白。產(chǎn)地預(yù)冷的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)也剛剛起步，到目前為止只有真空預(yù)冷機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其他果蔬專業(yè)化預(yù)冷裝備和操作規(guī)程都還是空白，無(wú)法滿足果蔬產(chǎn)地預(yù)冷的市場(chǎng)化要求。