基本介紹
- 中文名：人工降氧法
- 外文名：Artificial oxygen reduction method
- 特點：降氧速度快、時間短
- 設備：制氮機、氧氣轉換器等
- 速度：1一2天即可
- 缺點：設備投資大，貯藏成本高等
定義,優勢,降氧速度快,可以及時排除庫內乙烯,庫內氣密性要求不高，減少建築費用,分類,充氮降氧,制氮降氧,分離降氧,燃燒降氧,降氧設備,
定義
人工降氧法，又稱"快速降氧法"，是用機械在庫外製取所需的人工空氣之後，再輸入冷藏庫內的降氧方法。它是在一種氣體發生器的裝置中加入助燃劑，使空氣中氧氣燃燒，過多的二氧化碳，用二氧化碳脫除機除去，不足的氣體用氮氣補充，氮氣用制氮機製取。
除上述方法，還有用CA保鮮庫內的空氣不斷地通過氣體發生器，把過多的二氧化碳除掉，然後再返回冷藏庫中。
人工降氧必須採用專門的降氧措施或設備。人工降氧的特點是降氧速度快、時間短，一般只需1一2天即可把庫內氧濃度降至接近規定值，水果能很快地進入低氧的貯藏狀態；圍護結構的氣密性稍差一些也可以達到降氧的目的。但是，設備投資大，管理操作複雜，貯藏的成本也較高。
該法是在短時間之內可以製取CO2與O2的組成低於21%的人工空氣，在歐州、美國和日本等經濟已開發國家已廣泛採用。
優勢
快速降氧法雖然需要一定的設備，還要消耗燃料、電力等，而且流人的人工空氣溫度高，又增加了冷凍負荷，但它和自然降氧法相比，有如下諸方面的優。
降氧速度快
所要求的人工空氣組成，在很短的時間裡可以達到所需的含量。因此，冷藏的食品效果好，尤其對那些不耐保藏的果蔬更加顯著。如草莓，若以“自然降氧”貯藏，草莓早就壞了，而用“快速降氧法”，就可以獲得新鮮、優質的產品。
可以及時排除庫內乙烯
快速降氧法由於庫內的空氣經常和外界空氣交換，因此。果蔬所放出的乙烯可及時地排除。於是可以推遲果蔬的後熟作用和防止因冷藏而產生的果蔬的中毒性病害。
庫內氣密性要求不高，減少建築費用
快速降氧法所要求的氣密性不像“自然降氧法”那樣高，這樣氣密結構所需的經費就可以減少。並且，由於要求的氣密性低，可以將普通的高溫庫改造為CA冷藏庫。我國第一個由高溫庫改建為貯藏蘋果、梨的CA貯藏庫於1980年在青島建成。
分類
充氮降氧
一般是用氣氮瓶(罐)充氮降氧。這種降氧應採用開式循環系統。氣氮瓶(罐)內的高壓氮氣經減壓閥降壓後，從進氣管充入庫內，庫內氣體從排氣管排出庫外，直到庫內的氧濃度接近規定值為止。在貯藏過程中，如發現
庫內二氧化碳濃度過高時，可開啟二氧化碳洗滌器脫除二氧化碳。沒有二氧化碳洗滌器時，也可用充氮法降二氧化碳。此時如庫內氧濃度過低，可開啟進氣閥或排氣閥向庫內加入適量空氣。也可採用液氮氣化後充入庫內降氧。
1)氣氮瓶(罐)內充灌的是高壓氣態氮，絕對壓力為1．3×104一1．5×105KPa，如果不降壓直接充入庫內，將危及氣調庫圍護結構的安全。因此，要在氣氮瓶(罐)的氮氣出口上裝上減壓裝置，使出口壓力控制在表壓10KPa以下。
2)庫房的進氣口與混合氣體的排出口呈對角線設定。因氮氣比空氣輕，進氣口應靠近庫頂，排氣口靠近地面。這樣氮氣較多的聚集在庫內上部，可節省氮氣用量。進氣管徑要與排出管徑相匹配，使進氮氣量與混合氣體排出量接近平衡，否則會對圍護結構的安全構成威脅。
3)充氮過程中操作人員不得離開現場，並隨時取樣檢測庫內的氣體成分(主要是氧濃度)。當庫內氧濃度接近規定值時，應立即停止充氮，否則將對水果造成低氧傷害。
4)充氮時應儘量使庫內各處的氣體成分趨向一致，這樣在充氮過程中，取樣分析的結果才能與庫內實際的氣體成分相符合。為此，在充氮時應保持庫內冷卻設備的正常運轉，藉助於庫內氣體的強制循環來均衡各處的氣體成分。
普通的氣氮瓶容積只有0．04m3左右，儘管其充灌壓力高達1．3×10一1．5×10KPa，若將其膨脹至正常的大氣壓力(約102kPa)，膨脹後的體積也只有5-6m3。對於一個貯量為100t的氣調間(公稱容積約450m3左右)，即使其庫容利用係數達到0．8，庫內仍有約300m3的剩餘空間，要把這么多的含氧量為21%的空氣，稀釋置換為含氧量為5%一6%的氣體，需要的氮氣量是很大的。由於氣氮瓶的氮氣量有限，為了降氧就得不停地更換氣氮瓶，故充氮操作麻煩，充氮降氧的時間也比較長，這就妨礙了這種降氧方式在商業氣調貯藏中的普及。現有的大中型氣調庫一般很少採用，只有一些小型的氣調庫(幾十噸至一二百噸)才採用。
如果在氣調庫的周圍不遠處有制氧廠，或者將氣調庫建在制氧廠內或附近，利用制氧廠空分裝置生產的副產品氮氣，用管道直接引入氣調庫降氧是十分合算的。這樣可節省氣氮瓶(罐)的購置、校驗、充灌、運輸裝卸等工作量和費用，使操作簡單、管理方便並降低充氮降氧的成本。
制氮降氧
配置專門的制氮設備來生產降氧所需的氮氣，也是採用開式循環系統，只是用制氮設備取代了氣氮瓶(罐)。制氮設備所需的氣源就是取之不盡，用之不竭的大氣。空壓機將壓縮空氣送入制氮設備，空氣被制氮設備分離為富氮和富氧。富氧氣體直接外放到大氣中去，富氮用管道送到氣調庫用於降氧。
分離降氧
採用氣體分離裝置(如制氮機)和閉式循環系統，把庫內需降氧的混合氣體抽至分離裝置，進行氧、氮分離，然後將分離後的氧氣排至大氣，將富氮氣體送回庫內，如此循環，直至庫內的氧濃度達到規定值。分離除氧裝置系統與制氮降氧裝置系統大同小異，將排氣管與空壓機的進氣管接通即可。
燃燒降氧
利用專門的燃燒器，將庫內的氣體抽到燃燒器中與其它可燃性氣體混合後燃燒，這樣就把庫內的氣體中所含的氧氣燒掉了。燃燒後的氣體經冷卻後又送回庫房。這是閉式燃燒系統。或者將室外空氣引入燃燒器中與可燃氣體混合後燃燒而獲取富氮氣體，然後將富氮氣體冷卻後充入庫內降氧。這是開式燃燒系統。
降氧設備
氧氣轉化器屬於催化燃燒類裝置。用鼓風機從庫房內抽出氣體，與可燃性氣體(丙烷)相混合，混合氣體通過熱交換器預熱至燃點溫度(300℃左右)，然後進入反應燃燒室，在催化劑的作用下進行無陷燃燒。
燃燒後的高溫氣體返流通過熱交換器，與燃燒前的混合氣體進行熱交換而被冷卻，再進入冷卻器中被水冷卻，最後被送回氣調庫。電加熱器僅用於氧氣轉化器剛開始工作時加熱和調整溫度。
無焰催化燃燒裝置是在有焰直接燃燒裝置的基礎上改進的。早期使用的有焰直接燃燒裝置存在很多缺陷：一是溫度，燃點溫度高達1000℃以上，耗能太大；二是燃燒過程中會產生有毒的氮氧化合物或其它有害氣體；三是燃燒後氣體中的氧氣殘留量高；四是當吸入的氣體中氧濃度偏低時，混合氣體不易起燃，使燃燒設備無法正常工作，除非加入適量空氣。除此之外，當庫內製冷設備或管道發生泄漏後，氨或氟利昂將混入庫內氣體中被送入燃燒室，氟利昂蒸氣遇到明火後，會分解出對人體有毒害的光氣(COCl2)；而氨的含量達到16%一25%時會引起爆炸。幾乎所有的氣調庫都是採用氨或氟利昂作為製冷工質的，製冷工質的泄漏也是難免的。因此，有焰直接燃燒裝置不宜採用閉式循環系統，應採用開式系統，而開式循環系統的最大缺點就是降氧所消耗的氮氣量較大，耗能較多；
無焰催化燃燒裝置克服了有焰直接燃燒裝置的上述多數缺陷。它因選用了特殊的催化劑，可以將燃點降到650℃以下，裝置的催化溫度僅為300℃。由於催化劑妁作用，使燃燒充分和完全，殘留的氧氣少，也無其它有毒氣體伴生；它不受原始氣體中氧濃度的限制，可以採用閉式循環。
