本文從果蔬保鮮冷鏈倉儲環(huán)境要素進(jìn)行分析，確定冷鏈倉儲軟硬件配置過程的系統(tǒng)性考慮，通過案例分析與系統(tǒng)配置，尋求合理的果蔬保鮮冷鏈倉儲解決方案。

蔬菜水果是人們賴以生存的主要食品與營養(yǎng)來源之一，在保鮮貯藏過程中，其營養(yǎng)組分與色澤等等都會發(fā)生各種各樣的變化，需要控制不利因素所造成的保質(zhì)期縮短、腐敗變質(zhì)發(fā)生、營養(yǎng)成分流失、風(fēng)味色澤變差及質(zhì)地變劣等影響，需要建立一個(gè)適合果蔬保鮮貯藏的冷鏈倉儲環(huán)境。

冷鏈倉儲是以冷凍工藝學(xué)為基礎(chǔ)、以制冷技術(shù)為手段的低溫倉儲過程。適合果蔬保鮮貯藏的冷鏈倉儲環(huán)境，主要指溫度、濕度和氣體成分及其控制要素等軟硬體系。我們希望通過研究和分析果蔬保鮮工藝、冷鏈倉儲過程及其控制因子，完善冷鏈倉儲過程中的包裝與存儲形式、儲運(yùn)與管理手段、溫濕度監(jiān)控及機(jī)組運(yùn)營控制體系、冷鏈數(shù)據(jù)管理平臺等高效運(yùn)營模式，有效改善和優(yōu)化冷鏈倉儲管理流程，并使之符合相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)，使企業(yè)在營運(yùn)成本和質(zhì)量控制間找到最佳的平衡點(diǎn)，以充分保障果蔬品質(zhì)，保證食品安全，調(diào)劑產(chǎn)銷，均衡上市，降低流通損耗。

一、果蔬特性與保鮮貯藏方法

結(jié)合果蔬產(chǎn)品的特性，現(xiàn)階段主要有四種果蔬保鮮貯藏的方法：普通冷藏、氣調(diào)貯藏、減壓貯藏和冰溫貯藏，接下來我們逐一進(jìn)行介紹。

1.溫度特性

溫度是最重要的果蔬保鮮冷鏈倉儲環(huán)境要素，既影響果蔬的各種理化過程，又影響微生物的活動。冷藏果蔬產(chǎn)品的品質(zhì)變化，主要取決于控制溫濕度的可變化范圍，存儲果蔬的溫度變化，甚至果蔬物品表面溫度與內(nèi)在溫度間的溫度梯度都會對其品質(zhì)產(chǎn)生影響。

一般來說，溫度升高，果蔬的呼吸作用、蒸騰作用、水解作用、后熟老化作用等都會增強(qiáng)，并且缺氧呼吸的比重增大，一些果蔬的躍變高峰提早出現(xiàn)，對于有呼吸高峰期的果蔬，抑制或推遲高峰期的出現(xiàn)就可控制后熟，延長貯藏期限；在適當(dāng)?shù)牡蜏貤l件、冷卻方法和單元包裝要求等條件下，果蔬的各種代謝環(huán)節(jié)之間仍保持原有的協(xié)調(diào)平衡，可獲得最合理的貯藏保鮮環(huán)境條件；溫度經(jīng)常變動，對果蔬保鮮貯藏是有害無益的，對果蔬和微生物的新陳代謝都有刺激性促進(jìn)作用，溫度的變動又會引起空氣濕度的波動，所以果蔬保鮮貯藏時(shí)力求溫度是合適低溫的、相對穩(wěn)定的。

普通冷藏，又叫低溫貯藏，是指在0℃～10℃之間的環(huán)境條件下進(jìn)行貯藏的方法。這種方法是依靠低溫作用抑制微生物的繁殖，并減弱果蔬的生理活動，達(dá)到減緩其呼吸用的目的。冷藏庫是使用最普遍的低溫貯藏設(shè)施，適宜貯藏的果蔬種類較多，具有不受自然條件的限制、簡單易行、可進(jìn)行長期貯藏等優(yōu)點(diǎn)。

2.濕度特性

果蔬保鮮冷鏈倉儲環(huán)境中，相對濕度的高低，一方面影響果蔬的蒸騰作用，另一方面也影響微生物的活動，從而降低蒸騰作用。對于防止果蔬的萎蔫皺皮來說，應(yīng)保持高濕度。但空氣濕度越高，越有利于微生物活動，也就越容易引起果蔬發(fā)病腐爛，因此在實(shí)際控制的果蔬保鮮冷鏈倉儲環(huán)境條件中，必須全面系統(tǒng)考慮，兼顧溫濕度影響，將濕度維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃?。并且，為了防止果蔬出汗，必須減小或消除溫差，獲得相對穩(wěn)定的冷鏈倉儲溫度。

3.氣體成分特性

改變冷鏈倉儲環(huán)境中空氣的組成，適當(dāng)降低O2的分壓或適當(dāng)增高CO2的分壓，都有抑制植物體呼吸強(qiáng)度、延緩后熟老化過程、阻止水分蒸發(fā)、抑制微生物活動等作用，獲得減低損耗、延長貯藏期的效果。

氣體的最佳組成，因果蔬種類和品種而有不同，還隨果實(shí)的發(fā)育階段、生理狀態(tài)及貯藏溫度而有變化。對于一般果蔬，大約保持O2濃度為2%～5%，CO2與O2濃度相當(dāng)或稍高比較合適；針對果蔬自身釋放揮發(fā)物應(yīng)當(dāng)建立合適的空氣凈化措施，以減少其有害濃度和不利影響。氣調(diào)和冷藏相結(jié)合，是當(dāng)前國內(nèi)外果蔬貯藏的主要方法之一。

氣調(diào)貯藏，就是在低溫貯藏的基礎(chǔ)上，通過控制和改變貯藏庫內(nèi)的空氣成分、濃度及溫度，實(shí)現(xiàn)有效抑制果蔬呼吸和防止產(chǎn)生有害氣體（如乙烯）、在一定程度上減少蒸發(fā)作用和微生物生長，對呼吸躍變型果蔬有推遲呼吸躍變啟動的效應(yīng)，使果蔬維持最低的生命活動，以延長果蔬的新鮮狀態(tài)，還有一定的果蔬保硬效果，從而達(dá)到延長其儲藏期的目的。

減壓貯藏，又稱低壓貯藏、負(fù)氣壓貯藏或真空貯藏，是在冷藏和氣調(diào)貯藏的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的一種特殊的氣調(diào)貯藏方法。其在低壓條件下，可以抑制果蔬的呼吸作用，降低空氣中氧氣的含量、阻止果蔬貯藏期間乙烯、乙醇等有害氣體的積累，從而延長果蔬貨架期。

4.冰溫貯藏與細(xì)胞特性

冰溫是指從0℃開始，到生物體凍結(jié)溫度（即冰點(diǎn)）為止的溫域。生物細(xì)胞中溶解了糖、酸、鹽類、多糖、氨基酸、肽類、可溶性蛋白質(zhì)等許多成分，冰點(diǎn)要低于純水，處于-0.5℃至-3.5℃內(nèi)，在這樣狹窄的冰溫庫控制溫度帶內(nèi)，庫內(nèi)平均溫度波動要小于1℃，庫內(nèi)最大溫差要小于1℃，甚至能精準(zhǔn)控制在儲存果蔬的特定溫度帶上，這對于冰溫控制技術(shù)來講硬件要求還是很高的。而細(xì)胞中各種天然高分子物質(zhì)及其復(fù)合物以空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)存在，使水分子的移動和接近受到一定阻礙而產(chǎn)生凍結(jié)回避。

因此，果蔬在0℃與凍結(jié)點(diǎn)之間的狹小溫度帶內(nèi)仍能保持細(xì)胞活性，且其呼吸代謝被抑制、衰老也減慢。在這一溫域保存儲藏果蔬，可以使其保持剛剛收獲時(shí)的新鮮度。因此，該技術(shù)成為僅次于冷藏、冷凍的第三代保鮮技術(shù)。

二、依據(jù)果蔬品種特性確定處理工藝

處理工藝條件的控制要素包括：冷鏈倉儲的工藝水平、包裝條件和清潔衛(wèi)生程度等。以某裝配式氣調(diào)庫為例，其主要性能指標(biāo)為：庫內(nèi)溫度-2℃～15℃可調(diào)，相對濕度為RH75%～95%可調(diào)，O2含量為1%～10%可調(diào)，CO2含量為1%～10%可調(diào)，乙烯含量為10PPM以下，庫體氣密指標(biāo)（國內(nèi)）限定壓力為10mm水柱，10分鐘后殘留水柱高度不少于5mm，庫體氣密指標(biāo)（國外）限定壓力25mm水柱，30分鐘后殘留水柱高度不少于8mm。

冷庫出口到出貨臺之間是貨場，作用主要是進(jìn)出貨物的通道及貨物的整理挑選；制冷系統(tǒng)采用乙二醇水溶液的間接冷卻方式，相比于直接蒸發(fā)式系統(tǒng)具有溫度調(diào)節(jié)靈活的特點(diǎn)，庫內(nèi)使用冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行制冷，氣調(diào)間使用落地式冷風(fēng)機(jī)；氣調(diào)系統(tǒng)中，采用了中空纖維膜制氮機(jī)、二氧化碳脫除機(jī)和離心式噴霧加濕器，各氣調(diào)間用氣調(diào)站進(jìn)行集中調(diào)節(jié)分配；貨場空調(diào)采用一次回風(fēng)的送風(fēng)方式，把新風(fēng)和室內(nèi)回風(fēng)在風(fēng)柜處理后由風(fēng)道送出。

大白菜、蒜黃、蔥、菠菜等適宜的保鮮溫度通常為-1℃～1℃，相對濕度通常為90%～95%；柿子椒、菜豆、黃瓜、番茄等適宜的保鮮溫度就偏高一點(diǎn)，通常為7℃～13℃，相對濕度需控制在85%～95%；蘋果的保鮮溫度控制在-1℃～1℃，相對濕度為85%～90%；柚子的冷庫庫溫需控制在0℃～10℃，根據(jù)不同品種的柚子調(diào)節(jié)具體的保鮮溫度，相對濕度通常為85%～90%；梨子的冷庫庫溫通常為0.5℃～1.5℃，相對濕度為85%～90%。

果蔬保鮮貯藏的工藝參數(shù)是具有廣譜性的，必須依據(jù)特定的果蔬品種品質(zhì)、庫房設(shè)備配置、冷鏈管理及其運(yùn)營模式等去合理制定和實(shí)施。

三、庫房特性及冷加工能力

以某電商變溫庫為例，設(shè)計(jì)中需要考慮庫房應(yīng)用及其未來發(fā)展，不局限于果蔬保鮮貯藏的工藝條件，而確定為變溫庫，庫溫為-25℃～-18℃/0℃～5℃，每間庫房尺寸為24.4m×48.9m×8.8m（凈高），每間公稱容積約10270m3，貨架采用4層橫梁5層貨結(jié)構(gòu)的橫梁式，底層置地，可存放1988托貨物，按照1210標(biāo)準(zhǔn)托盤（1200mm×1000mm）設(shè)計(jì)，含托盤高度為1650mm，主要貯藏禽類、牛羊肉及水產(chǎn)品或果蔬等、采用電動叉車進(jìn)行作業(yè)；

當(dāng)用作凍結(jié)物冷藏間時(shí)，計(jì)算庫容約2000噸（計(jì)算密度取600kg/m3，每托按1t考慮，按照散堆計(jì)算庫容約3100噸），每日進(jìn)貨量100噸（按庫容的5％考慮）、進(jìn)貨溫度-12℃（冷庫溫度-25℃時(shí)最大進(jìn)貨溫度-15℃），經(jīng)24小時(shí)降至-25℃～-18℃。

當(dāng)用作冷卻物冷藏間時(shí)，計(jì)算庫容約1250噸（計(jì)算密度按照箱裝蘋果350kg/m3，每托按0.63t考慮、按照散堆計(jì)算庫容約2200噸），每日進(jìn)貨量125噸（按庫容的10％考慮）、進(jìn)貨溫度25℃、經(jīng)24小時(shí)降至0℃、庫內(nèi)配6臺BHDF362－HGC吊頂式冷風(fēng)機(jī)（在-8℃蒸發(fā)溫度，房間溫度0℃，霜層3mm時(shí)制冷量為63.5kw）。

設(shè)置為-8℃系統(tǒng)（變溫庫用作冷卻物冷藏間）時(shí)，制冷機(jī)械負(fù)荷264kw，配合1臺BSCR2180－XM多機(jī)頭并聯(lián)中溫螺桿機(jī)組（由2臺HS7471-90-40P圧縮機(jī)組成），在36/-8℃時(shí)，Q0=336.4kw，配1臺SPL-780蒸發(fā)式冷凝器、標(biāo)準(zhǔn)移熱量780kw/臺。

設(shè)置為2℃系統(tǒng)時(shí)，制冷熱負(fù)荷為462kw,同期利用系數(shù)取0.9，制冷機(jī)械負(fù)荷416kw，配1臺BRR4160－SM中溫活塞并聯(lián)機(jī)組（由4臺4GE－30Y－40P壓縮機(jī)組成），在36/2℃時(shí)，Q0=465.2kw，配1臺SPL－1000蒸發(fā)式冷凝器，標(biāo)準(zhǔn)移熱量1000kw/臺。如圖1。

四、溫濕度監(jiān)控及機(jī)組運(yùn)營控制系統(tǒng)

果蔬保鮮貯藏的冷鏈倉儲環(huán)境中，對溫濕度的要求很高，這都離不開冷庫的恒溫恒濕環(huán)境，各冷間溫度實(shí)現(xiàn)自動檢測、控制，庫內(nèi)冷風(fēng)機(jī)可根據(jù)蒸發(fā)器結(jié)霜情況，周期性自動或手動指令熱氟融霜，并提前自動啟閉對應(yīng)排水管內(nèi)電加熱器，其中1臺冷風(fēng)機(jī)在融霜時(shí)，要保證其它多臺冷風(fēng)機(jī)在制冷，從而保障物品的安全存放。

冷庫溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，是集合GPS/溫度檢測技術(shù)、電子地圖和無線傳輸技術(shù)的開放式定位監(jiān)管平臺，系統(tǒng)采用無線自組網(wǎng)通訊技術(shù)，搭載精準(zhǔn)的溫濕度傳感器，形成實(shí)時(shí)感知的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，提供冷庫全程實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警服務(wù)及其調(diào)度控制系統(tǒng)等。通過該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對冷庫溫度數(shù)據(jù)的采集傳輸、記錄和超限報(bào)警、控制及其運(yùn)營，從而為冷庫管理人員提供了一個(gè)高效、靈活的管理工具。

五、影響果蔬保鮮貯藏的軟硬件因素

1.倉儲設(shè)備

倉儲設(shè)備的數(shù)量、質(zhì)量及其在庫房內(nèi)的布局與控制管理模式、貯運(yùn)工具等對果蔬保鮮貯藏有著積極影響。針對冷藏冷凍手段與工藝選擇適合的冷鏈倉儲設(shè)備，以確保冷鏈倉儲環(huán)境符合環(huán)境溫度、濕度、氣體成分、衛(wèi)生等要求；同時(shí)，冷鏈倉儲設(shè)備要與貨物信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、自動化等現(xiàn)代倉儲物流服務(wù)相結(jié)合，形成完整的果蔬保鮮冷鏈倉儲設(shè)備及其管理體系。

倉儲設(shè)備品質(zhì)的優(yōu)劣性及其管理的規(guī)范化，會影響果蔬在果蔬保鮮冷庫中的保鮮期。因?yàn)槔鋷鞄靸?nèi)溫度濕度環(huán)境頻繁波動，會加快水果蔬菜的新陳代謝速度，從而加快果蔬的腐敗、變質(zhì)等。

倉儲設(shè)備品質(zhì)差、制冷慢、隔熱保溫性能差、貨架布局及存儲貨品阻礙冷空氣正常流動等，都會造成庫內(nèi)溫度波動頻繁與溫度分布不均勻，是不利于果蔬長期保鮮的。而如果冷庫管理不規(guī)范，出入庫開門時(shí)間長，也容易造成庫溫波動，或者沒有定期抽檢剔除腐敗變壞的果蔬，在庫內(nèi)密閉環(huán)境下一定會造成其他優(yōu)質(zhì)果蔬的交叉感染而腐敗變質(zhì)。

2.搬運(yùn)設(shè)備

冷庫中的搬運(yùn)功能設(shè)備和常溫庫的差不多，只不過由于冷庫的特殊環(huán)境，所以對設(shè)備有抗低溫的要求，包括設(shè)備外部材料和內(nèi)部原器件的特定選用要求。

常用的搬運(yùn)設(shè)備有拖板車、叉車、AGV、穿梭車、提升機(jī)、立庫堆垛機(jī)等。在一般的變通冷庫中，拖板車和叉車使用得比較多，隨著自動化搬運(yùn)設(shè)備不斷普及，穿梭車、AGV和堆垛機(jī)及其配套的輸送線、提升機(jī)等的使用也越來越多。

3.管理信息系統(tǒng)

果蔬保鮮貯藏的冷鏈倉儲管理系統(tǒng)，一般包括產(chǎn)品的入庫、出庫、盤點(diǎn)等功能模塊，針對第三方運(yùn)營的蔬保鮮物流中心還可以定制開發(fā)相關(guān)的功能模塊，例如：貨主管理、商品管理、板位管理、包倉管理、合約管理、彈性調(diào)價(jià)管理、結(jié)算收款、搬運(yùn)作業(yè)管理、庫區(qū)平面圖等。

4.人為條件

人為條件的控制要素包括：管理模式、快遞作業(yè)和對食品的愛護(hù)等。其中，有些因素是互相影響的，需要加強(qiáng)培訓(xùn)和規(guī)范作業(yè)行為。

5.其他條件

存儲物品的生化特性、冷卻方法和冷藏工藝條件等，如采用人工調(diào)節(jié)冷鏈倉儲環(huán)境下的O2和CO2的比例，以減緩新鮮制品的生理作用及生化反應(yīng)的速度，延長存儲物品的貨架期。

六、果蔬保鮮貯藏的鋼貨架結(jié)構(gòu)配置

如前文所說，貨架等倉儲設(shè)備對果蔬保鮮貯藏有著重要影響。在建設(shè)適合果蔬保鮮貯藏的冷鏈倉儲環(huán)境時(shí)，需要針對存儲物品的品種類別和單元化尺寸系列構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化存儲單元，預(yù)留合適的空氣對流、物流等物理規(guī)劃布局空間，分析庫區(qū)建筑樓層高度、建筑地面的承重與地面不均勻沉降要求、建設(shè)與運(yùn)營成本、存儲搬運(yùn)設(shè)備運(yùn)行效率及其可靠性配置等因素，合理確定鋼貨架結(jié)構(gòu)尺寸、節(jié)點(diǎn)形式、零部件配置等。

在鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃之初，甄別出鋼貨架制造選材特點(diǎn)、表面處理工藝、荷載作用特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)影響因素及其它細(xì)節(jié)，并依據(jù)相應(yīng)的鋼貨架設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)選型和校核評估，在沒有設(shè)計(jì)依據(jù)原理的前提下進(jìn)行必要的試驗(yàn)驗(yàn)證和評估，合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)與構(gòu)成要素，確保鋼貨架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，并評估鋼貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化與細(xì)節(jié)調(diào)整，以期滿足客戶使用的適用性。

果蔬保鮮貯藏的冷鏈貨架，一般是以駛?cè)胧截浖芎屯斜P式貨架為原型，再根據(jù)果蔬保鮮貯藏冷庫的特點(diǎn)精心打造而成；鋼貨架必須要能夠經(jīng)受住低溫、潮濕的環(huán)境。常用的冷庫貨架有：駛?cè)胧截浖?、壓入式貨架、托盤式貨架（窄巷道貨架）、層板貨架、電動移動式貨架、穿梭式貨架、自動化立體庫等。

根據(jù)果蔬保鮮庫庫區(qū)內(nèi)的功能分區(qū)與布局、存儲單元的特征等，合理規(guī)劃貨架類別、物流走向、存儲效率，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的溫度、濕度等條件進(jìn)行測試、評估，并實(shí)施合理布局及空間調(diào)整，合理模擬與分析果蔬保鮮貯藏在鋼貨架結(jié)構(gòu)體系中的一致性和冷空氣流的分布、對流均勻性及其溫度波動性要盡可能小，為客戶提供性價(jià)比合適的方案與系統(tǒng)。