1、毕业论文开题报告 建筑环境与设备工程 我国食品冷冻销售的研究现状 及进展 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1、选题依据 食品是人类赖以生存的最基本的物质条件，食品水平是衡量一个国家文明程度和人民生活质量的重要标志。食品工业在国民经济和社会发展中有着特殊的地位和作用，它关联第一、二、三产业，其快速发展不仅对于提高人们的生活和健康水平，促进经济发展具有重要的作用，而且还对于增加财政收入、扩大劳动就业、解决“三农”问题有着重要意义。 随着现代物流业的发展和人们生活水平的提高以及各商业业态的快速发 展，人们的消费观念已从传统单一向现代的多样化、快捷化的方向发展，肉、蛋、奶、鱼、蔬菜
2、等主要农副产品需求量逐年增加，小批量、多品种、高保鲜已成为农副产品和食品消费的主导，为了顺应这种趋势，满足消费者的需求，保证农副产品的多样性和新鲜性，高效顺畅的物流成为食品行业中越来越关键的环节 。 冷藏链中的重要一环冷冻销售，包括冷冻食品的批发及零售等，由生产厂家、批发商和零售商共同完成。早期，冷冻食品的销售主要由零售商的零售车及零售商店承担，近年来，城市中超级市场的大量涌现，已使其成为冷冻食品的主要销售渠道。商业冷柜在食品 冷藏链中属最后环节的设备，对销售生鲜食品来说占有重要的位置。商业冷柜是现代商业和饮食业保存、销售食品不可缺少的装置，对于提高食品质量、繁荣销售市场和改善人民生活起到重要
3、作用。 2、选题意义 一个善加管理的冷链系统是维持食物的新鲜和质量所不可缺少的一环 。 在实际操作中，冷藏使食物维持新鲜度，冷冻则用在食品长期储藏上。 冷冻销售是冷藏链的最后一环， 商业冷柜在食品冷藏链中属最后环节的设备，对销售生鲜食品来说占有重要的位置。 冷冻销售 是现代商业和饮食业保存、销售食品不可缺少的 环节 ，对于提高食品质量、繁荣销售市场和改善人民 生活起到重要作用。因此对 我国食品冷冻销售的现状 及进展进行研究，是十分有必要的。 3、国内外研究现状 占百姓日常饮食消费大部分的易腐食品，如果蔬、鲜肉、禽蛋、水产品、凉菜、鲜奶、冰淇淋、肉类加工食等食品，它们一般都需要在 -25 5 的
4、冷藏低温下流通，才能减少损耗、保证质量。冷藏链的概念正是针对这些食品的流通而提出的，冷藏链的应用保证了生鲜产品在持续不断的低温下安全快速流通。但是目前我国公路运输中，易腐食品的冷藏运输只占运输总量的 20%左右；铁路运输中，易腐食品的冷藏运输只占运输总量的 25%左右。全程冷链将使 食品在物流过程中持续处于低温状态，减少了食品与外界的接触，降低了食品霉变以及沾染细菌的机会，提高了食品的安全性。但是我国目前易腐食品流通过程中全程冷链的比例还非常低，据北京市工商局 2005 年调查显示，北京市超市销售肉类、熟肉制品、豆制品、乳制品等需要低温冷藏、冷冻的食品中，实现全程冷链的不到 5%。 我国是一个
5、食品生产和消费大国，各类食品的年产量达 10 亿吨，占世界食品总量的 15，其中肉类、水果、水产类等产量均占世界第一，大众消费的食品安全和卫生一直都是值得特别关注的问题。食品中水产品类、肉类、豆制品、乳制品 、冷饮等中蛋白质含量高，容易受微生物侵染而变质，这些食品是造成食物中毒最常见的食品。目前，我国在肉类、水果、蔬菜、水产品、奶类的年均增长率分别达约 11、 25.8、 12、 24和 7.8， 2003 年各类易腐食品的产量总和达近 7 亿吨；全国年易腐类食品消费量约 2.4 亿吨。 我国水产资源丰富，品种多而且分布广。 鱼、虾、贝类的一个特点，就是死后很容易腐败变质，这类鲜品一旦腐败，不
6、仅降低了食用价值，而且容易引起食物中毒。因此，这些水产品加工原料无论从营养、风味和卫生上来考虑，如何保存它们的新鲜品质，就成了水产品 销售的首要任务。冷藏是保持水产品质量最有效的方法之一，低温对其微生物、细胞和生化反应是有重要影响的。 近 20 年来，我国畜牧业和肉类工业发展迅速，已成为世界肉类生产发展增长最快的国家， 2002年我国肉类总产量高达 6587.5 万吨，占世界肉类总产量的 26.9%，居世界第一位。有资料显示，到2005 年，我国肉类总产量提高到 7200 万吨左右，世界肉类产量增长部分的 50%来自我国。零售的猪肉根据产品特性的不同可以分为三类 :(1)新鲜屠宰的猪肉，又称为
7、热鲜肉。一般是凌晨屠宰，白天销售。 (2)冷鲜肉。一经屠宰程序后立即冷 冻的猪肉，并在 0一 4 口冷库内储存和陈列，冷鲜肉经过了充分的排酸过程，不仅保留了鲜肉的营养汁液，而且最大限度地抑制了有害病菌的繁殖，确保了肉品质量万无一失。在生产、运输、销售过程中，肉品始终是处在 O 4的低温环境下，使得冷鲜肉不仅安全、卫生，而且更营养、更新鲜。据估计，“十五”期末，大中城市冷鲜肉的市场占有率将达到 10 20%。 (3)冷冻猪肉。经屠宰程序后立即冷冻的猪肉，并在 18度或以下冷库中储藏和陈列 。 我国肉品加工程度低，大部分还是以生肉形式被消费，目前我国的肉类销售仍以冷冻肉和市场开放式的热鲜肉销售 为
8、主。热鲜肉的销售从肉食品卫生及肉的成熟过程看，是不符合肉食品卫生要求的，一般仅限于当日销售，保存时间短。冷冻肉通常在 -18下冻结保存，冻肉的贮藏期较长，但冷冻储藏要求环境条件高，不仅增加流通成本，而且长期冷冻储藏会使肉的质量发生明显变化。蛋白质变性及脂肪氧化可能对人体造成潜在危害，解冻时会有汁液流失，同时，肉的颜色、口感均变差。随着人们生活水平提高，冷冻肉的消费呈逐年下降趋势。 在奶制品的销售过程中，由于奶制品易腐败和不耐储藏，就决定了奶制品在流通中需要全程的冷藏，特别是对于严格要求低温冷藏的奶制品，一 定要保证销售过程中冷链的连续性。例如：巴氏杀菌奶保质期短，对流通环节要求较高，需要冷藏储
9、存，尤其是在夏天。在其流通销售过程中一定要有健全的冷链系统，运输全程使用温控冷藏车（温度必须控制在 0-4 ），在销售环节要求售卖场所配备相应的冷藏柜等，若在某一环节不注意很有可能影响到奶制品的质量。 温度对果蔬贮藏的影响表现在对呼吸、蒸腾、成熟衰老、生长与休眠等多种生理作用上。在一定范围内随着温度升高，各种生理代谢加快，对贮藏产生不利影响。因此，降低温度是各种果蔬贮藏中的首要技术措施。新鲜蔬菜一般不宜直接冻藏，速冻过程并 不能杀灭原料中微生物及钝化内源酶，各种酶作用会使果蔬在冻藏过程中品质变劣，严重影响果蔬的风味、色泽和营养价值，降低可食用性。传统漂烫工艺虽然能使酶钝化，但由于传统漂烫工艺对
10、果蔬处理极易过度，使果蔬中营养物质损失严重。为了保持果蔬中营养物质以及最大限度维持果实的色、香、味等品质，马海燕研究了反复冻融对速冻香菇品质影响。对反复冻融的研究，可以为速冻食品企业制定科学的生产规程、保持冷冻蔬菜的品质提供一定的科学依据。 在我国的冷饮市场上，以冰激凌为例，我国的人均消费规模为 1.2 公斤，而美国的人均消费为23 公斤，即使 是在和我们消费习惯相类似的日本，其人均消费规模也是我国的 10 倍。庞大的冷饮市场、消费水平的差距和快速的经济发展，这一切都是我国冷饮行业巨大潜力的体现。根据冷链物流行业权威人士的预测，到 2010 年全国的冷饮市场规模将达到 260 万吨，而人均消费
11、规模也将到达2 公斤 /年；到 2015 年全国的冷饮市场规模将达到 310 万吨，人均消费规模也会到达 2.4 公斤 /年，这是一个规模巨大的市场，也催生了食品冷链产业低温销售的巨大市场。 其次是冷冻销售设备的研究， 影响陈列柜性能的主要因素概括为外在因素和内在因素：外在因素表现在，相对湿 度增加会增加陈列柜融霜次数，能耗增加；环境温度升高，也使陈列柜耗能增加。内在因素表现在，渗入热负荷占陈列柜热负荷的绝大部分，风幕起着阻挡外界热量进入陈列柜的作用。风幕送风速度、送风温度、送风紊流度等对陈列柜性能的影响最大。 首先，外界环境对陈列柜的影响主要体现在影响陈列柜风幕的回风温度和回风湿度两个方面。
12、冷射流与环境空气在陈列柜的贮藏区混合，环境温度与湿度的提高必然使得回风温度与回风湿度有所提高。温度与湿度提高后的气流会从回风风道经过蒸发器，蒸发器对陈列柜的回风进行降温除湿。从试验测量的数据看，排出冷空气的 相对湿度一般为 80%，由于送风通道有一定的漏热，使得出风口的相对湿度降低至原来的 70%左右。 Howell R.H.研究了相对湿度对陈列柜性能的影响。研究表明：当环境空气的相对湿度从 55%降到 35%时，对大多数不同类型的陈列柜而言，可以节能 5%-29%。 环境空气温度对陈列柜送回风温差的影响，随着环境空气温度的升高，送回风温差呈近似线性增大。由于陈列柜风幕的送回风温差是衡量陈列柜
13、风幕热负荷的指标，这意味着环境空气温度直接影响陈列柜风幕的热负荷。环境空气温度越高，陈列柜风幕热负荷越大。一般来说环境温度是由陈列柜 所处超市或商场环境决定，按我国空调标准，超市环境温度一般冬季设定为 18 22 ，夏季设定为 24 28 ，但实际情况夏天时超市往往设置在 26 28 之间甚至超过，同时考虑到陈列柜温度场是在空载下模拟的结果，所以设定环境温度为 27 来设计陈列柜比较合理。 然后是内在因素对陈列柜的影响。从陈列柜热负荷分析可知，渗入热负荷占其热负荷的绝大部分，风幕起阻挡外界热量进入陈列柜内的作用，风幕的性能直接影响陈列柜的性能。因此所有影响风幕的因素都对陈列柜的性能有很大影响，
14、包括送风速度、送风温度、初始紊流度、进出风口结构等。 研究风幕的先驱是美国学者 Hayes 等人，他们先就非循环风幕进行研究，得出设计非循环风幕的有关参数及其相互关系，分析了影响风幕性能的主要因素，为风幕设计提出了最初的理论依据和实验基础。在此基础上对循环风幕进行了比较深入地研究。其研究结果为，风幕的流动与换热受许多因素的影响，包括射流速度、射流温度、射流初始紊流度、风幕宽度、敞口高度与宽度、风幕两侧的压力和温度差等。其中，主要影响因素为射流速度。 近年来，随着冰箱与冷柜的普及和数值计算方法的发展与成熟，国内外对小型冷冻冷藏装置，特别是冰箱的内部温度分布特性进行了 大量的研究工作，并成功地把数
15、值计算与实验研究结合起来，为小型冷冻冷藏装置的优化设计提供了可靠的理论基础。 晏刚等人以卧式开式陈列柜为研究对象，研究冷风幕的射流速度对冷柜耗能影响，认为卧式陈列柜射流出口速度太大会增加冷量损失；太小会导致环境中的空气侵入，与柜内空气混合，同样增加冷量损失。刘东毓等以卧式开式陈列柜为研究对象，模拟陈列柜内的二位稳态气流流动状态，对陈列柜内的混合对流问题利用 SIMPLE 算法进行了数值计算，揭示了陈列柜内混合对流的流型和传热机理，并进一步研究了出口风速、载货高度对陈列柜内空气流型的影 响，得出了陈列柜的冷风幕的流型对陈列柜的性能有很大影响的结论，但并未对冷风幕的流型做更深的研究。曹晓林等对卧式
16、开式陈列柜风幕进行了可视化研究，使用特殊方法拍摄了冷风幕和柜内空气的流动状态，分析了冷风幕与周围空气的换热机理，是一种比较直观的研究。孟祥兆等建立了立式多搁架陈列柜风幕和柜内空气流动和换热的数学模型，穆景阳等采用带浮升力的 双方程紊流模型及有限元法，建立了立式陈列柜风幕系统的 CFD 模型，并进行了数值计算，他们的计算与分析结果都比较简单，更缺少充分的 实验研究。 David Stribling 和 Savvas A.Tassou 等分析了立式开式陈列柜冷风幕的外溢是引起顾客不适的主要问题，而通过风幕的热湿交换是影响陈列柜性能的关键因素。他们提出可以通过 CFD 模拟来达到优化陈列柜风幕设计目
17、的，并通过实验值和计算值的对比来验证模型的精确性。其研究工作的重点在于计算模型的建立，通过划分不同的计算网格、采用不同的紊流模型，来考察所建立模型的精确性，为陈列柜的优化设计奠定了理论基础。但是，由于其研究工作的重点在理论计算方面，所以实验数据的采集偏少，对于实验值和计算值之间 的误差的分析还不够全面、充分、深入。在另一篇文章中， David Stribling 等报道了其关于立式开式陈列柜风幕流型的研究结果。其主要结论为：背送风的水平方向空气流对风幕的垂直方向空气流有很大影响；重力和表面粘性力的联合作用使风幕的流动向柜内侧偏转；建议取消背送风以减少其对风幕流动的干扰。从其结果可以看出，他们得
18、出的多是定性的结论，缺乏定量的依据，其实验研究有待进一步深入。 Giovanni Cortella 等采用基于流函数公式和 LES 模型相结合的有限元法分析了立式开式陈列柜的温度和速度分布，并在不同的实 验条件下验证该模型的精确性。其定量分析了风幕的作用，提出了风幕效率的概念 (风幕效率 =货物散热量 /陈列柜总制冷量 )，通过计算模拟发现风幕效率与内风幕速度关系更为密切，比较低的内风幕速度能够强制使空气流过货物，减少暖空气的卷入，从而提高风幕效率。例如，当外风幕送风速度为 0.30m/s 时内风幕送风速度 1.00m/s 的风幕效率为 0.14，而内风幕送风速度 0.65m/s 的风幕效率为
19、 0.16，提高了 0.02。但是，为了减小蒸发器结霜对风幕送风速度的影响，其采用了内、外风幕送风温度分别为 1.1 和 6.0 的中温风幕和每 20min 融霜一次的融霜控制，这种融霜方法在实际使用中是耗能大且不合实际的。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 主要对我国食品冷链特别是冷冻销售环节的现状及进展进行研究，结合国外研究进展情况，对国内冷藏链的发展现状 、冷藏的理论基础、 冷冻 销售现状 、 冷冻销售的设备 等进行较为详细的研究，提出 我国冷冻销售环节存在问题，针对陈列柜的热负荷、风幕、蒸发器、结霜融霜等方面寻找优化方法。 三、研究步 骤、方法及措施： 1、 研究背景及意义 ，
20、国内冷藏链的发展现状 ； 2、 食品冷藏的理论基础 ； 3、 食品的低温销售 以及 冷冻销售设备 的 研究现状 ，陈列柜系统节能优化。 四、参考文献 1谢如鹤保鲜链 -食品物流的后起之秀 J.保鲜与加工， 2004， 5(l)： 15-16 2杨小楼，许茂增我国冷藏食品物流现状及发展措施重庆交通学院学报 .2005(2)： 24 3 张华俊 , 李洪峻 , 蒲亮 , 等 . 商 用 陈 列 柜 选 用 机 组 探 讨 J. 制 冷 空 调 与 电 力 机械 ,2002,23(1):46-50. 4莫石佑，半高式陈列柜风幕的隔热效 率与结构形式研究，天津商学院机械工程学院硕士研究生学位论文， 2
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