舰船用气调保鲜装置系统概述及其应用效果

高中学，过志梅，周海莲，刘 婧

（无锡德林船舶设备有限公司，无锡 214191）

舰船用气调保鲜装置系统概述及其应用效果

高中学，过志梅，周海莲，刘 婧

（无锡德林船舶设备有限公司，无锡 214191）

舰船用气调保鲜装置系统是在果蔬气调保鲜技术基础上设计的一套自动化程度高、易于操作、保鲜效果好、占地面积小和适合舰船特殊贮藏环境的果蔬保鲜设备。本文介绍了舰船用气调保鲜装置系统的基本结构，并模拟舰船果蔬贮藏环境进行实际应用验证试验。试验结果显示，舰船用气调保鲜装置系统的保鲜效果远好于普通冷库的保鲜效果。

气调保鲜；舰船用气调保鲜装置系统；混合贮藏；保鲜试验

0 引言

随着我国在世界经济体系中地位的不断提升，国家也越来越重视国防建设，尤其是在海军建设方面。海军舰船的续航力、自持力和远洋行动能力不断增强，对舰船综合保障能力提出了更为严格的要求，其中如何提高舰船上果蔬贮藏能力从而保证舰员的膳食、健康和体能显得尤为重要。由于舰船上果蔬混合贮藏、贮藏环境恶劣、库房开关频繁等特点[1]，使得舰船果蔬贮藏难于陆地贮藏，果蔬的贮藏期有限，难以满足舰船连续远航对果蔬的需求。目前，舰船上果蔬保鲜采用的普遍方法为简单的冷藏。冷藏虽可以延长果蔬的贮藏期，但延长时间有限，基本在一周左右，无法满足远洋舰船至少一个月的需求。因此，急需寻找一种新的果蔬保鲜技术来满足远洋舰船的需求，为我国舰船长距离、长时间的连续远航和作战提供保障动态故障。

气调贮藏保鲜技术是果蔬采后贮藏的新技术，是研究者们研究的热点，气调保鲜是通过改变贮藏环境气体成分含量从而延长果蔬贮藏期的技术。近几年，该技术被应用于舰船果蔬保鲜，还开发研制了适合舰船特殊贮藏环境且自动化程度高的保鲜设备——舰船用气调保鲜装置系统，且已经被国内多型舰船所选用。

1 气调贮藏保鲜技术

1.1 气调贮藏保鲜技术原理

果蔬被采摘后虽断了水和营养的供应，但仍然是生命体，在贮藏期间仍进行着旺盛的呼吸作用。呼吸作用是在多种复杂酶的参与下，通过消耗自身的营养物质、吸取空气中的氧气来维持新陈代谢的生命活动，同时释放出二氧化碳、水和热量。呼吸作用为果蔬正常代谢提供能量的同时也在消耗果蔬本身大量的有机物质，因此果蔬贮藏的关键是抑制果蔬的呼吸[2]。对果蔬呼吸影响较大的外在因子有温度、贮藏环境中的气体成分、湿度、乙烯、微生物侵染和机械伤[3]。气调贮藏保鲜技术的原理即是在低温贮藏的基础之上，通过人为控制贮藏环境中的气体成分，同时控制相对湿度的方式，从而抑制果蔬呼吸作用，减缓衰老进程，保持果蔬新鲜状态同时能保证其正常后熟[4]。

1.2 气调贮藏保鲜优点

气调贮藏保鲜技术的最大特点是在低温贮藏的同时还改变了贮藏环境的气体条件，这是传统冷藏保鲜无法比拟的。与传统贮藏相比，气调贮藏保鲜技术具有很多优点：

1）贮藏时间长，气调贮藏保鲜是在低温贮藏的条件下调节贮藏环境气体成分，有效抑制果蔬的呼吸速率，从而使果蔬贮藏期得到延长。

2）保鲜效果好，气调贮藏保鲜的果蔬在色泽、质地和营养上均比普通低温冷藏相同天数的果蔬保鲜效果好。

3）可抑制微生物及病虫害，气调贮藏保鲜是一个低氧高二氧化碳的环境，这种环境下微生物和病虫害无法生存。

4）安全无污染，在气调贮藏保鲜中，无需添加任何化学药物处理，贮藏环境中气体成分与空气相似，不会使果蔬产生对人体有害的物质[5]。

2 舰船用气调保鲜装置系统

舰船用气调保鲜装置系统是在气调贮藏保鲜技术的技术上设计研发的适用于舰船果蔬保鲜要求的系统设备。该系统设备从控制贮藏环境中的气体成分含量、乙烯含量和湿度等因素着手，通过分离空气中的氧气和氮气制得高浓度的氮气，然后通过气体置换从而使贮藏环境中的氧含量降低，并在设备上加上乙烯脱除装置和加湿器，以保证避免库内乙烯的积累和保持库内的湿度达到果蔬保鲜要求。

2.1 设备系统基本结构

舰船用气调保鲜装置系统基本结构如图1所示，主要包括下面7个子系统：制氮系统、乙烯脱除系统、加湿系统、检测系统、自动控制系统、安全保障系统和供电系统，其中前面三个子系统为该装置系统的主要系统，且大部分系统设计集中在一体机上。设备上的所有装置都满足GJB 4000-2000舰船通用规范[6]。

图1 舰船用气调保鲜装置系统结构图

2.1.1 制氮系统

气调库内气体成分调节一般采用充气置换方法，即通过制氮装置制得高浓度氮气，将其通入库内，通过置换库内空气，从而获得较低浓度的氧气。目前主要的制氮机主要有两种：碳分子筛式制氮机和膜分离式制氮装置[7]。碳分子筛式制氮机的原理是利用表面积极大的碳分子筛将氧气吸附从而排出高浓度的氮，其优点是价格较低、配套设备投资小[8]，但其具有工艺流程相对复杂、占地面积大、噪声大和运转稳定性差等缺点。膜分离式制氮装置的原理是不同气体经过具有特殊结构的膜时具有不同渗透性从而使其分离，其缺点是价格较贵，但具有装置简便、分离效果好、不污染环境、占地面积小、运转稳定性好、噪声小、能耗低和自动控制系统稳定等优点。

舰船用气调保鲜装置制氮系统采用的是中空纤维膜分离制氮装置。此装置由管道和外套组成，类似于热交换器，管道中有数百万根极细小的中空纤维膜束，开口于管道的两端，高压空气进入管道，因为不同气体具有不同的渗透特性，使得渗透性好的氧分子很容易透过中空纤维膜而进入套管，氮分子渗透性小而留在管道内，因此将氧气和氮气分开。该制氮系统具有较高的分离效果。

2.1.2 乙烯脱除系统

乙烯又称植物催熟激素，是果蔬本身产生的一种自然代谢物，高浓度的乙烯可以加快果蔬呼吸作用，从而加快成熟、衰老，缩短果蔬采后贮藏期，因此在需要严格控制库内的乙烯气体浓度，降低其对果蔬的影响[9]。目前脱除乙烯气体的方法有很多，如物理吸附法、氧化剂氧化法和物理化学相结合法等。舰船用气调保鲜装置乙烯脱除系统采用的是氧化剂氧化的方法，利用封闭式鼓风机使库内的空气通过含有高锰酸钾的乙烯吸收剂的吸收装置循环，从而达到清除乙烯的目的，且具有清除效果好、使用时间长和更换方面等优点。

2.1.3 加湿系统

果蔬一般含水量在85%～95%，果蔬采后因为蒸腾作用使得水分减少，导致果蔬质量减少、品质下降，使正常的代谢发生紊乱，降低了果蔬的耐贮性及抗病性[2]，因此果蔬采后贮藏要尽量减少水分的蒸发。而影响果蔬采后水分蒸发的主要因素为贮藏环境中的相对湿度，当果蔬贮藏环境中相对湿度偏低，则果蔬的水蒸气压大于外界，果蔬的水分会蒸发至贮藏环境中，导致果蔬失水，从而影响其品质及贮藏期。因此果蔬采后贮藏加湿非常重要。目前常见的加湿方法有水混合加湿、离心雾化加湿和超声波加湿。舰船用气调保鲜装置加湿系统采用的是超声波加湿器，具有雾化好、加湿均匀、效果好等优点。为了实时检测库内湿度，在库内装置了湿度检测器，保证库内湿度始终处于设定值内。

2.2 舰船用气调保鲜装置系统优点

舰船用气调保鲜装置系统自研发成功以来受到海军及各船厂的青睐，因为其存在很多优点：

1）保鲜效果好，可明显延长果蔬的贮藏期，同时还能维持较好的品质。

2）自动化程度高，该装置可在无人值守情况下运行，且操作简单易懂，便于舰员的使用。

3）占地面积小、质量轻，装置的大部分系统集中在体积约为1m3的一体机上，为舰船节省空间的同时也减少了船体重量。

4）安全性高，设有专门的安全保障系统，保障舰员人身安全的同时也保障设备及库体的安全。

5）实时显示贮藏环境中的各个参数，使得舰员对库内情况一目了然。

3 应用

为了检验气调保鲜装置系统的果蔬保鲜效果，模拟舰船多种果蔬混合贮藏环境，在陆地上进行一个以普通冷藏为对照的气调保鲜装置系统应用验证试验。

3.1 试验概述

试验以难贮藏的叶菜类青菜、生菜为试验主要对象，从田间直接采购。为满足舰船混合贮藏的环境，从市场采购易于贮藏的萝卜、蒜薹、西兰花，一起混合贮藏。蔬菜购回后经过挑选，去掉畸形、受到机械伤的蔬菜，同时去土、去根，装入塑料筐，每种蔬菜分装4筐，2筐用于普通冷藏，2筐用于气调贮藏。

为满足舰船保鲜开库频繁的情况，试验每3天开库一次并观察记录蔬菜保鲜情况，每次开库时间为 30min～45min。定义可食用率低于85%为该种蔬菜贮藏结束，其中：可食用率=剔除腐烂及失水质量的现有质量/原始质量×100%。

气调保鲜装置系统的试验参数为：温度为2℃±1℃；O2含量为3.5%±0.5%；CO2含量为5%±0.5%；相对湿度为80%～90%。普通冷藏试验参数为：温度为2℃±1℃；相对湿度为80%～90%。

3.2 试验结果

难以贮藏的生菜、青菜在气调环境中，贮藏期分别长达33、41天，比普通冷藏的贮藏期分别延长了25、36天，见表1。气调贮藏不仅可延长果蔬的贮藏期，而且还可较好的维持果蔬的感官品质，减缓菜叶黄化，防止微生物侵染。气调贮藏的、生菜青菜在贮藏期结束时，可食用率分别为84%、82%。

表1 模拟验证试验贮藏结果

4 结语

随着我国对海洋领土的不断重视，以及我国海洋领域被侵犯事件不断发生，使得国家不断增强对海军的建设，不断增强舰船远洋能力，因此保障舰船后勤，保证舰员伙食及身体健康显得尤为重要。研究者们新开发出的舰船用气调保鲜装置系统不仅具有自动化程度高、占地面积小、质量轻、操作简单和安全性好等优点，而且其对舰船上混合果蔬具有很好的保鲜作用，在显著延长果蔬贮藏期同时还能较好维持果蔬的品质，改善了舰员们的生活水平，即使在远洋过程中也能食用到新鲜果蔬，使得舰船后勤有了根本保障。相信随着我国海军的不断发展，舰船用气调保鲜装置系统会得到更大推广。

[1] 王红育. 我国舰船果蔬保鲜贮藏技术应用研究现状[J]. 食品科学, 2010, 31(15): 308-311.

[2] 李家庆. 果蔬保鲜手册[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2003: 26-27.

[3] 郭鑫, 崔政伟. 果蔬气调贮藏研究现状及展望[J]. 包装工程, 2012, 33(7): 122-126.

[4] 徐华. 气调贮藏对生核桃仁及其加工品品质的影响[D]. 南京：南京农业大学, 2011.

[5] 李军. 果蔬气调库及其控制方式的研究[D]. 西安：西安建筑科技大学, 2004.

[6] 中国人民解放军总装备部. GJB 4000-2000 舰船通用规范[M]. 北京: 总装备部军标出版发行部, 2000.

[7] 孙韵涛. 我国气调保鲜库建设现状及使用管理中存在的问题[J]. 中国果菜, 2010（1）: 54-55.

[8] 赵家禄, 黄清华, 李彩琴. 小型果蔬气调库[M]. 北京:科学出版社, 2000: 88-92.

[9] 史庆平, 李东立, 许文才. 基于乙烯含量控制的果蔬保鲜包装技术发展现状[J]. 包装工程, 2011, 32(7):117-121.

ABB中国制造第2万台机器人下线

全球领先的电力和自动化技术集团ABB宣布，ABB在国内生产的第2万台机器人近日正式下线。同时，ABB位于上海康桥的全球机器人生产基地也成为国内累计产量最高的工业机器人生产基地。ABB机器人业务单元中国区负责人李刚表示：“第2万台机器人下线是ABB机器人业务在国内发展的新起点。坚持‘在中国，为中国和世界’的发展战略，ABB将继续提升本土研发能力和推出新型机器人产品，以领先的机器人技术与解决方案支持国内外客户提高生产率和竞争力，助力国内产业升级。”

ABB机器人业务于1994年进入中国；2005年ABB在上海设立机器人研发中心，以更好的服务本地市场；2006年，ABB全球机器人业务总部正式进驻上海。随着中国市场不断壮大和发展， ABB在国内建立了全球两大机器人生产基地之一的ABB上海康桥基地，生产面积占地达20000平方米；同时这里也是ABB全球唯一的喷涂机器人生产基地，并拥有ABB全球首个机器人质量中心。

ABB集团中 80%的机器人型号和在国内市场销售的90%的机器人产品已在中国实现本地化生产；同时，ABB中国研发团队先后开发出ABB最小机器人IRB120、全球最快码垛机器人IRB460等在内的4款新型机器人。ABB成为国内唯一真正实现工业机器人从研发、生产、销售、工程和服务全价值链本土化的跨国企业。

面对国内对机器人应用人才的需求，ABB还积极与国内相关大中专院校建立联合人才培养计划，与清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学等知名院校开展校企合作，提供包括教材、设备、培训、课件、软件及老师培训等在内的全面支持；支持机器人应用技能竞赛，培养机器人专业人才。2012年底在广州举办的“广东省职业技能大赛机电一体化技能竞赛”中，ABB提供了20台本土研发的“中国龙”IRB 120机器人作为参赛用标准设备，同时还为比赛提供了相应的技术支持，由专业的工程师对参赛选手进行相关操作与技巧的培训，及现场的调试和指导工作。

目前，ABB主要向市场提供机器人软件、外围设备、标准组件制造单元和服务，满足诸如焊接、物料搬运、总装、喷涂以及打磨、拾取、包装、码垛和上下料应用的市场需求。在汽车工业领域，ABB机器人拥有包括冲压、白车身、喷涂和动力总成在内的、服务于汽车生产全流程的世界领先技术，应用于宝马、沃尔沃等众多汽车厂商。

1974年，ABB推出第一台全电动机器人IRB 6。如今，ABB已在全球范围内安装了20多万台工业机器人，拥有近30种型号的机器人，可广泛满足各行各业的生产需求，并由强大的系统集成能力及遍布53个国家的全球销售服务网络提供全方位支持，帮助客户提高生产效率、改善产品质量、提升安全水平。

Summarization and Application Effect of Marine Controlled Atmosphere Storage Equipment

GAO Zhong-xue, GUO Zhi-mei, ZHOU Hai-lian, LIU Jing
(Wuxi Delin Marine Equipment Co., Ltd., Wuxi 214191, China)

The marine controlled atmosphere storage equipment is designed based on the technology of controlled atmosphere storage. It has many advantages such as complete automatization, easy handle, good storage effect, small floor area and so on. It is very important that the equipment fits the marine special storage condition. The basic configuration of the equipment is introduced in detail. In order to validate the fact effect of the equipment, a test is made that the conditions simulate the marine storage conditions.The results show that the storage effect of the marine controlled atmosphere storage equipment is better than that of the effect of common cold storage.

controlled atmosphere storage; marine controlled atmosphere storage equipment; mixed storage; storage test

U666

A

高中学（1984-），男，工程师，主要从事气调保鲜装置研究设计。