冰箱保鲜技术研究

冰箱保鲜技术研究

曹端泉

中国电器科学研究院股份有限公司， 510860

摘要：文章主要是分析了果蔬保鲜的相关的原理，在此基础上讲解了精准控温技术对肉类保鲜的影响，最后探讨了风道结构优化设计，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字：冰箱；保鲜技术；果蔬

1、前言

当前随着我国经济水平的不断发展和人们生活质量的提升，人们对食材的标准也提出了更高的要求。冰箱对食材储存来说有着十分重要的作用，人们越来越注重到冰箱的保鲜技术，为此文章主要是对当前冰箱中的保鲜技术展开了研究和探讨。

2、保鲜原理

按照日本技术机构的资源调查，水是蔬菜中主要的成分，其总共占据了蔬菜的80%以上。水的存在是蔬菜完成生命活动的必要条件，是绿叶蔬菜的重要组成部分，是保持新鲜和美味的前提。当蔬菜中水分流失了，碳水化合物，维生素和蔬菜中的其他营养素也会丢失。当植物组织严重脱水时，它们更容易发生机械损坏，变黄和腐烂。因此，蔬菜的水含量与蔬菜的保存密切相关，储存温度和湿度与蔬菜的蒸腾密切相关。当温度高并且相对湿度低时，蔬菜的蒸腾会加速，细胞会损失水并加速老化。一般来说，新鲜蔬菜会在采摘后失去水，导致蔬菜质量下降。保持良好的温度和相对湿度是确保蔬菜的新鲜度的重要条件。虽然不同蔬菜的最佳储存温度是不同的，但高湿度的要求是相同的。为可以保存蔬菜，除了保持适当的温度和湿度之外，空气速度也是不可或缺的因素。一般来说，空气速度越大，效果越明显，特别是对于新鲜蔬菜，保存效果越明显，较小的蔬菜的影响越小。该研究表明，当蔬菜的空气速度保持在0.3m/s之内时，它可以有效降低水的损失，因此，蔬菜的保存也将处理可能发生的空气流量，并控制蔬菜存储环境的空气流量的大小。简而言之，为可以保存蔬菜，特别是在冰箱中，应严格控制冰箱内部环境的温度，湿度和风速。

3、精准控温技术对肉类保鲜的影响

肉类保存的关键是要能够有效保证到了肉的营养和口感。因此，肉类贮藏技术的关键是冰箱温度的精确控制。过高的温度波动会加速食材的变质和汁液的流失，大大降低保鲜效果。冰箱内的温度波动可以用温度波动来衡量，温度波动是指冰箱内某一点的温度变化。研究了不同温度波动对食品品质的影响，并对部分品牌冰箱进行了市场测试，冰箱的温度波动越大，解冻后的肉持水性更差，汁液流失多，肉的色泽也会更暗沉。因此控制冰箱中的温度波动是非常重要的。但是，如何精准的控制冰箱内的温度并降低温度波动对准确的温度控制技术提出了更高的要求。因此，对变频压缩机的应用，快速制冷，均匀的制冷，快速导热材料和行业中的其他技术仍然需要进一步研究，零度保存是使用精确的温度控制能力使冰箱的温度接近零但不低于零。食物不能冷冻，也可以抑制营养素的丧失和微生物的繁殖到最大程度。零温度保存是控制食物冻结点温度范围内的食物储存，同时也可以使用细胞来保持冻结，并且无损结构的原理和较少的营养损失可以延长保存时期。

4、控湿、气调技术对果蔬保鲜的影响

保存水果和蔬菜的关键是抑制呼吸并保持新鲜品质。采摘后，水果和蔬菜仍在进行一系列代谢活动，如水蒸发，呼吸和氧化反应。这些代谢活动将不可避免地消耗自己的营养，导致新鲜品质的下降，从而减缓水果和蔬菜的水蒸发。在冰箱中实现高湿度的方法通常用于使用保湿薄膜材料或水雾加湿模块。一般而言，保湿膜由亲水材料制成。它利用水蒸气两侧之间的浓度差的渗透性，以实现高保湿性能并防止排气通道侧的冷凝。保湿膜不仅可以实现保湿功能，还可以解决其他技术问题，如添加VC慢脱离物质，抑制水果和蔬菜的氧化，添加抗菌物质以增加抗菌功能，保湿膜可以预防细菌和两次污染。因此，保湿膜的应用可以满足用户的多样化需求。水雾加湿模块用于加湿水雾化后冰箱的内部空间，从而改善相对湿度并抑制水果和蔬菜的水蒸发。超声波雾化技术不仅解决了液态水的雾化问题，而且还解决了水质和湿度的问题，这很好的达到了冰箱间室内高湿度的要求，因此水雾化加湿在冰箱中的应用越来越成熟。

其次通过改变冰箱间室内氧气的浓度，来抑制水果和蔬菜的呼吸作用达到果蔬保存的目的。二氧化碳等气体可以抑制氧气，提高二氧化碳等气体的浓度，达到抑制氧气的浓度的目的，从而抑制水果和蔬菜的呼吸，形成低压力存储环境。低温和低氧气共同作用，能很好的抑制果蔬的呼吸或氧化，抑制果蔬和肉的分解，才可以有效的减少到了营养素的分解，实现食物保存，并通过使用狭窄空间来防止二次污染。

5、总体设计方案

5.1、结构选择与评估

为可以满足上述因素，在公司的风冷多门冰箱上设计了一个可以加湿的鲜保存室。精确控制其温度和湿度。在湿度方面，通过高效超声波加湿器模块生产5-10um超细水雾，以保持鲜保存室V的高湿度，并均匀地为果蔬供水;在温度方面，冷空气沿着特定入口管道和出口管冷却鲜保存室V腔，以实现果蔬的理想储存温度;此外，鲜保存室V腔室内辐射和微对流换热的组合冷却方法可以防止风速过高而影响对果蔬的保存。针对鲜保存室V的温度和湿度均匀性和风速的问题，提出了三种结构方案。结构A，空气入口进入水雾，并且水雾通过辐射扩散进入鲜保存室V腔室内.结构B是相似的，但加湿风扇的添加用以加速水雾的扩散，采用辐射和微对流的复合热交换方式，提高鲜保存室V的传热效率和水雾均匀性.结构C直接使用冰箱的空气完全对流冷却，并通过盖子密封果蔬抽屉。使用CFD软件分别模拟了三种模型，并建立了三维模型，进行了流动，导热和自然对流的仿真分析。使用K-8标准模型，并使用二阶Upwind算法来解决问题。结果表明，结构A的平均温度高于结构B和C的平均温度，这表明结构A的传热效率低于结构B和C，虽然结构B和C的结构是不同的，但差异不是非常明显;在温度均匀性方面，结构A仍然是最糟糕的，结构A的温度非常不均匀，结构B的温度均匀性次之，结构C的温度均匀性是最好的。

总之，在三种方案中，结构A具有最差的温度均匀性和较低的传热效率，并且结构C略好于结构B，然而，考虑到结构的散热，如果果蔬抽屉的盖子未良好密封，则吹过果蔬的风速会远远大于果蔬储存允许的风速，这将导致果蔬储存的失效，这将对抽屉的密封提出了更高的生产和加工要求。虽然结构B内部有一台循环风机，但由于风速较小，风速远低于果蔬储存的允许风速。因此，考虑到结构B的实施便利，确定结构B为鲜保存室v的设计方案。

5.2、鲜保存室V的湿度控制效果

多门冰箱的鲜保存室V腔室的温度设定为具有多个温度等级，以确保鲜保存室V中的温度可调节为0℃-10℃，可用于储存不同的蔬菜;加湿器是由冰箱主控板控制，加湿湿度设定为95%。具体控制说明如下：打开加湿器开关，加湿器开始工作。当间室内的湿度传感器检测湿度上升至95%以上，加湿器停止加湿；当间室内的湿度传感器检测湿度下降至85%以下时，加湿器开始加湿。

5.3、鲜保存室V的优点

在现有的冰箱中，冰箱内的空气被冷却且均匀分布。但风冷冰箱的风速太高，冰箱间室内空气湿度为30%-70%。这些条件远远达不到蔬菜储存的要求，阻碍了高湿度保存的应用。鲜保存室V的加湿，低风速和稳定的湿度环境与蔬菜的保存直接相关。鲜保存室V的湿度可以控制在85%-95%之间，符合大多数蔬菜的湿度要求，远远超过现有冰箱的性能；按照不同蔬菜的响应，采用多级温度控制来提供更合理的植物储存温度；采用辐射和微对流换热的组合冷却方式，不仅其与冰箱其他间室没有连接，以避免制冷间室内食品的相互交叉串味，而且鲜保存室V同主流的空气冷却相比，其室内风速低，很好的避免了吹干果蔬的问题，更有效的实现了果蔬保存的目的。

6、结束语

由上可知，食品种类的多样化，使得以往传统的、单一的保鲜技术已经无法满足当前人们对食品品质的需求，为此未来的冰箱产品都会朝着多样化的保鲜功能去发展，这样才能够满足到人们的实际需求。

参考文献

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