恒溫冷庫冷藏間內的區域空間溫差的形成原因復雜,表現形式不一,呈現多種態勢,我們可以從以下幾個方面來分析區域空間溫差的形成及變化態勢,以了解其規律性。
1. 冷藏間的長度溫差
冷藏間長度溫差是最顯著的區域空間溫差的表現形式,一般情況下,庫房的長度每增加10米,其長度區域溫差幾乎就要增大1℃,長度越長則區域溫差越大,特別是達到規定溫度指標停降溫后,庫溫開始回升后區域長度溫差表現得更加突出。此時如控溫指標為0℃,平時溫度觀測位置設在冷藏間中心的話,則經過區域溫度測量,距冷風機最近段的溫度為-2℃,距冷風機最遠處的溫度則在2℃左右,此時一個區域溫度超過規定指標2℃,另一個區域的溫度則低于規定指標溫度2℃,總長度溫差則達到4℃。
2. 高低空間溫差
一般冷藏間的高低高度最低是4米,最高可達6米,食品堆碼高度一般占庫房高度的70%~80%,在這樣的空間高度中儲藏食品,由于冷熱空氣的物理密度作用產生,所以形成的空間高低溫差也是比較明顯的。
3. 長度與高度交又的區域空間溫差
儲藏空間離冷風機最遠區域溫度最高,最近區域溫度最低,儲藏空間的最高處溫度最高,最低處溫度最低,整個儲藏空間溫度最高區域應在最遠處的最高點,溫度最低區域應在距冷風機最近處的最低點,儲藏空間的高度與長度的接點區域的終端即為區域溫差的最大差點。
4. 食品堆垛內外溫差
食品在冷藏間必須堆碼存放,這就形成了一定體積和一定密度的食品垛堆。有時為了有效地利用和提高庫容量,還要人為地增加密度和加大體積。按有關規定和設計要求,冷藏間的空間利用率要達到80%,在這樣的高度空間中儲藏食品,雖然風機進行冷熱空氣的強制對流,但由于包裝的阻力和空氣通道的不暢,使冷空氣不能順利進入堆垛內,食品因呼吸產生的熱量也不能及時散發出去,而停止降溫后,僅靠空氣的冷熱循環是很難達到溫度均衡的。由于以上原因,形成了食品堆垛內外的區域溫差,冷藏間食品的垛堆體積越大,垛堆內外的區域溫差越大,反之則越小。據測試,一個長30米寬5米高4米的食品垛堆,垛堆的中心溫度和垛堆的外層溫度差至少在1.5℃,每縱深米的溫差平均在0.25℃左右。
5. 包裝內外溫差
冷藏間的食品都是由不同形狀的包裝物盛裝存放的,有的食品為了防止萎蔫失水和儲藏保鮮的需要,還要在食品的內襯墊有聚乙烯塑料薄膜和硅窗保鮮袋,大部分食品為了防止磕碰擠壓還要進行單果包紙或套袋。食品的外包裝和內包裝都是隔熱材料制作的,這就形成了人為的隔熱層,直接阻礙著庫內冷空氣和食品間冷熱空氣的傳導和對流,包裝內的食品熱量也不易散發出去,造成包裝內溫度較高,包裝外溫度較低的溫差現象。據測,一個盛裝15千克蘋果的紙箱包裝,在冷藏間庫溫為0℃的環境中,紙箱內的溫度通常高于同區域庫溫0.5℃。
6. 空氣與食品溫差
冷藏間的空氣溫度是測量庫溫的直接標準,各種食品儲藏中規定的各種控溫指標,即是指冷藏間的空氣溫度指標。食品溫度平常是指食品的表面溫度。在相同和不同的區域空間,冷藏間的空氣溫度和食品表面的溫度也存在溫差,由于食品在儲藏過程中時刻在散發熱量,食品溫度總要高于食品周圍的空氣溫度,一般溫差在0.5℃~1℃。根據所儲藏食品的種類、形狀和大小,食品的內部溫度也不同程度地高于食品的表面溫度。
7. 沖霜時的溫差
冷藏間的蒸發器需要用井水及熱氨進行沖霜,沖霜雖然不是每天都進行,但在沖霜的過程中,冷藏間的區域溫度會發生局域相反的變化,這時的熱點區域已經轉移到蒸發器周圍,因為外來水和熱氨都大大高于庫內溫度,水溫和熱氨溫度一般都在10℃以上,并且沖霜時間要持續20~40分鐘,這時蒸發器溫度通常要高于周圍區域2℃~3℃甚至更高,直接影響庫內的溫度均衡。