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气调系统
发布时间:2019-04-09   查看次数:426

气调系统

要使气调库达到所要求的气体成分并保持相对稳定,除了要有符合要求的气密性库体外,还要有相应气体调节设备、管道、阀门所组成的系统,即气调系统。整个气调系统包括脱氧机或制氮系统、二氧化碳脱除系统、乙烯脱除系统、温度、湿度及气体成分自动检测控制系统。

1、脱氧机

是目前最为先进的气调库降氧设备,其工作原理是采用压力低于24KPa的风机进行循环脱氧,再使用真空泵解析活化,电机采用变频调速技术。这种技术往往被人们误以为是VSA制氮机。脱氧机与VSA制氮机的最大区别在于,VSA制氮机仍然使用压缩空气为动力源(尽管压力较低),这种含油气源仍然将导致VSA制氮机原料的失效,而脱氧机使用的是无油微压风机,原料不存在油污染的情况,其循环风量是VSA制氮机的5倍以上,这种降氧设备比膜制氮机、PSA制氮机效率高40%,比VSA制氮机高30%,比制氮机节能40%

制氮系统

制氮机大体上经历了催化燃烧制氮→碳分子筛吸附制氮、中空纤维膜分离制氮、以及真空低压吸附脱氧制氮(即VSA)的发展过程。普遍采用碳分子筛、中空纤维膜分离制氮及VSA制氮。

2.1碳分子筛吸附制氮机碳分子筛制氮是采用变压吸附原理制氮,由于氧分子与氮分子的动力学直径不同,氧分子的扩散速度比氮分子快数百倍。而吸附量与压力成正比,利用氧、氮短时间内吸附量差异甚大的特点,由程序控制器按特定的时间程序在两个塔之间进行快速切换,结合加压氧吸附、减压氧解吸的过程,将氧从空气中分离出来。碳分子筛制氮机具有制氮纯度高(可达到99.9%)、设备简单、价格低的特点,但设备中阀门多,切换频繁,每年每只阀门需开关20—40万次,设备噪声大。因此要求保证阀门的质量,否则会影响设备的可靠性。

2.2中空纤维膜分离制氮机膜分离制氮是利用氧气与氮气透过中空纤维膜壁的速度差异特点,将氧气从空气中分离出来。中空纤维膜制氮机是目前气调贮藏使用最广泛的设备。它由压缩机、贮罐、冷干机、过滤器、加热器、中空纤维膜及管、阀组成。具有以下特点:(1)设备简单、占地少、易安装;(2)只需开动空压机即可得到富氮空气;(3)浓度可在95%—99%之间调节,使用灵活,能快速启动停车;(4)安全可靠,分离器无运动部件,可连续稳定工作;(5)分离过程无相变、无压力损失、能耗低;(6)易小型化;(7)投资小。

2.3真空低压吸附脱氧制氮机制氮机是采用CMS活性碳吸附再生的原理来吸附大气中的O2并向库内注入高纯度氮气。由二个装满CMS活性碳的罐体、泵组、阀件、管路及控制单元组成。具有以下特点:(1)低压(0.8bar)运行,比同性能的PSA及膜制氮机节能80%左右。(2)降氧效果提高30%以上,可将气调库内氧气含量控制在1%以下,甚至可以达到0.3% (3)维护成本低。稳定可靠。设备中的主要活性炭吸附模块寿命长达2-3年以上。(4)与库体止漏系统配合更有效防止气调库气体泄漏。(5) 气调库气体内循环。更有效的节约运行成本。

二氧化碳脱除系统

主要用于控制气调库中二氧化碳含量。完全依靠果蔬呼吸时所释放的二氧化碳,增加气调库内二氧化碳浓度,适量的二氧化碳对果蔬起保护作用,使贮藏保鲜效果良好。但是,二氧化碳浓度过高,则会对果蔬造成伤害,因此脱除(洗涤)过量的二氧化碳,调节和控制好二氧化碳浓度,对提高果蔬贮藏质量非常重要;通常的二氧化碳脱除装置大体上有4种形式:(1)消石灰脱除装置;(:)水清除装置;(3)活性碳清除装置;(4)硅橡胶膜清除装置。活性碳清除装置是利用活性碳较强的吸附力,对二氧化碳进行吸附,待吸附饱和后鼓入新鲜空气,使活性碳脱附,恢复吸附性能,是当前气调库脱除二氧化碳普遍采用的装置。二氧化碳脱除系统应根据贮藏果蔬的呼吸强度、气调库内气体自由空间体积、气调库的贮藏量、库内要求达到的二氧化碳气体成分的浓度确定脱除机的工作能力。

乙烯脱除系统

乙烯是果蔬在成熟和后熟过程中自身产生并释放出来的一种气体,是一种促进呼吸、加快后熟的植物激素,对采后贮藏的水果有催熟作用。在对乙烯敏感的水果贮藏中,应将乙烯去除。因此果蔬贮藏中既要设法抑制乙烯产生,又要消除贮藏库内乙烯积累。普遍采用且相对有效的方法为高锰酸钾化学除乙烯法和空气氧化去除法。化学除乙烯法是在清洗装置中充填乙烯吸收剂,常用的乙烯吸收剂是将饱和高锰酸钾溶液吸附在碎砖块、蛭石或沸石分子筛等多孔材料上,乙烯与高锰酸钾接触,因氧化而被清除。该方法简单,费用极低,但除乙烯效率低,且高锰酸钾为强氧化剂,会灼伤皮肤。目前,空气氧化去除法是利用乙烯在催化剂和高温条件下与氧气反应生成二氧化碳和水的原理去除乙烯,与高锰酸钾去除法相比其投资费用高,但因具有以下明显优点为人们所接受:

(1)除乙烯效率高,可除去库内气体中所含乙烯量的99%,可将贮藏间内乙烯浓度控制在l—5μL/L;

(2)减少水果霉变,在去除乙烯同时,能对库内气体进行高温杀菌消毒;

(3)一机多用,去除乙烯同时,还能除掉水果释放的芳香气体,减轻这些气体对水果产生催熟作用的不良影响。

注:除对乙烯敏感的水果(主要为亚热带、热带水果):猕猴桃、香蕉等外, 苹果、梨等温带水果不需要乙烯脱出设备。

目前较为先进的臭氧除乙烯技术正逐步取代高温催化型乙烯机,这种除乙烯技术最大的优势是在低温状态下工作,不会引起库温的波动,同时耗电仅为500瓦,是高温催化型乙烯机能耗的1/10