真空预冷技术原理及应用.PDFVIP

真空預冷技術原理及應用 文圖/ 林棟樑 前言 新鮮農產品採收後仍具有生命力，其呼吸作用、蒸散作用及其他許多生理變化仍繼續在 進行，這些現象通常會加速產品老化、萎凋及黃化等。低溫可抑制引起產品劣變的生理變化 進行，及減緩病原菌滋生，因此降低溫度及適當的溫度管理在園產品保鮮處理上是一項很重 要的工作。所謂「預冷」是指在短時間內將產品降溫，通常須在數分鐘到數小時內達到所需 的低溫，由於需掌握時效，因此預冷處理實際上包含許多在不傷害產品情形況下快速降溫的 技術，而不是只有單純的降溫手段。如集貨至運輸或貯藏前短時間內大量產品的降溫技術。 經過預冷後的產品基本上溫度已經降至合理程度，接下來的其他溫度管理措施才可接著進 行，例如在低溫中進行較長期的貯藏，或進行低溫運輸以減少運輸期間的損耗。 預冷作業大都已是獨立於冷藏之外的一項作業，而且需要一些特別的設備來完成，並在 特定的空間中來進行。目前已被實際採用的預冷方法可分為下列幾項：冰水預冷，室內風冷， 壓差預冷，真空預冷以及碎冰預冷等。不同的預冷方式各有其優缺點，通常須依作物種類、 操作方便性及設備成本等考量，選擇適當的預冷方式。本文將只針對真空預冷之原理、特性 及其應用作進一步的介紹。 真空預冷的降溫原理 圖1為真空預冷設備之模式圖，主體結構為可棧板堆積的真空槽，另須具有真空幫浦以 降低倉內壓力。在真空幫浦之前有一冷凍機組是用來凝結幫浦抽出的氣體中之水氣，由於水 氣的蒸發會使真空幫浦的負荷加大，因此在真空幫浦之前先行擬結以提高真空幫浦效能。 處理時將產品以起重機作業，放入真空槽中，起動冷凍機組，然後抽氣降低槽內壓力， 在正常大氣壓力下(760毫米水銀柱)，水的沸點是100℃，隨著壓力降低，水的沸點降低，當 TAO 壓力降至4.6毫米水銀柱之壓力終點時，水的沸點降低至0℃，水沸騰時由液態變為氣態帶 走大量的熱，產品溫度亦迅速降低。由於真空預冷是靠水分蒸發帶走大量的熱，故產品每降 低6℃約須失水1％，預冷完成時通常須失水2～4％，由於真空預冷所失去的水分是自產品 表面均勻的散失，只要失水率在5％以下，產品因真空預冷所造成的萎凋情況並不明顯。雖 然如此，採收後仍應在產品尚未萎凋前儘速預冷，有時甚至必須在產品表面灑水來加強預冷 降溫效果及減少失水失重。 真空預冷之應用 以恆資公司提供的商業預冷機操作為例，每次蔬菜處理量約800公斤，進行短期非結球 型葉菜類真空預冷處理，預冷時真空槽中壓力在6分鍾後降至100 Torr(毫米水銀柱)以下， 到10分鐘時降至10 Torr以下，如前所述，此時水的沸點已接近0℃(圖2)。測量真空槽中 產品的溫度變化如圖3，在8分鍾前，溫度幾乎沒有降低，但在8～10分鐘時，兩分鐘內溫 1 度迅速由27℃左右降至5℃以下，之後再加上回壓時間，整個處理過程應在15～20分鐘內完 成一批產品的預冷作業。 900 800 700 600 ) r r o 500 壓力 T ( 力 壓 400 300 200 100 0 0 5 10