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中国果蔬冷链温度控制与监测追溯

发布日期:2013-01-10 09:15:23
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1. 果蔬采后保鲜的影响因子及温度和湿度定义
1.1  果蔬采后成熟衰老的主要三个环境影响因子是温度、湿度和气体成分。但最重要的环境影响因子是温度。

1.2  温度定义
温度是表明物体冷热程度的物理量。根据分子运动学说,温度是大量分子移动动能平均值的标志,温度升高,分子运动的速度加快;反之,当温度降低,分子运动的速度减慢。如果温度降低到使分子运动完全停止,这时的温度称为“绝对零度”。

1.3  湿度定义
空气是一种混合气体,由氧气、氮气等气体和水蒸汽组成。在一般情况下,往往将空气中水蒸汽的影响忽略。其实,通常情况下,空气都含有水蒸汽,这种含有水蒸汽的空气我们就称为湿空气。引入湿度的概念就是为了说明空气中的水蒸汽含量及空气的干燥程度。
绝对湿度是指每立方米(m3)湿空气中所含有的水蒸汽的质量。因此,也就是湿空气中水蒸汽的密度。在一定温度下,饱和湿空气的绝对湿度达到最大值,称之为饱和绝对湿度。
绝对湿度只能说明湿空气中实际所含水蒸汽质量的多少,不能说明湿空气干燥或潮湿的程度以及其吸湿能力。因此,需要引进湿空气的相对湿度来说明空气的潮湿程度,或说明空气中水蒸汽含量接近饱和程度。相对湿度(RH)是人们用来表示空气湿度的常用名词术语,它表示空气中的水蒸汽压与该温度下饱和水蒸汽压的比值,用百分数表示。湿空气的绝对湿度与同温度下饱和湿空气所含的水蒸汽量(即饱和绝对湿度)的比值,称为相对湿度。
相对湿度反映了湿空气中水蒸汽含量接近饱和的程度。在某温度下,相对湿度小,表示离饱和状态较远,空气较干燥,具有较大的吸湿能力;相对湿度大,则表示空气潮湿,吸湿能力较小。当相对湿度为0是干空气,相对湿度100%时则为饱和湿空气。相对湿度介于0和100%之间时,称之为未饱和湿空气。工程上常把湿字省略,称之为饱和空气,未饱和空气。

2. 果蔬低温冷链流通的重要性
2.1  果蔬的呼吸热
果蔬采摘后,离开了植株或土壤,失去了水和无机物的供应,也无法通过正常的光合作用合成有机物质,但仍然是有生命的活体,其最重要的特征是仍在进行着旺盛的呼吸代谢,以维持其生命活动所需的能量和各种代谢需要的物质。果蔬的呼吸作用涉及多种酶反应,在生理温度范围内,这些反应的速率随温度的升高按指数规律增大。果蔬的呼吸作用中会有一部分能量以热的形式散发出来,这种释放的热叫做呼吸热。不同种类的果蔬,在不同温度时的呼吸所产生的热量是不一样的。果蔬温度越高,呼吸强度越高,其呼吸产生的热量就越高;反之,果蔬温度越低,呼吸强度越低,其呼吸产生的热量就越低。到目前为止,我们非常缺乏夏季不同种类果蔬实际流通过程中,其品温升高的数据。流通包括如下环节:果蔬采摘后的处理、分级、装箱、集货、运输、批发市场卸货、次日清晨整理、批发销售。日本石井先生1975年曾报道,夏季采收时品温为27℃的豆角,没预冷经上述流通环节流通20小时,其品温升高到41℃。同样,许多果蔬在实际流通过程中,不经预冷,其品温上升到32~40℃高温的程度。
温度对果蔬采后的影响主要表现在对呼吸作用的影响。果蔬品温在32~40℃高温时,呼吸作用、蒸腾作用、乙烯产生、后熟老化都会加快进行,大分子物质水解,水分、养分损耗加速,这些数量上的变化将随着时间的推延引起深刻的质变,即引起代谢失调,导致生理障碍,这将大大降低果蔬的耐贮抗病性能,继而引起外部侵染,随着温度的升高,微生物的活动也加剧。因此,为了防止果蔬在流通过程中,品温上升伴随着果蔬品质的降低;果蔬采摘后应该尽可能迅速预冷。预冷是新鲜果蔬采摘后在运输、贮藏或加工以前,尽早迅速除去田间热,冷却到预先设定目标温度的过程。果蔬预冷后,可以迅速降低果蔬采后的呼吸强度和腐烂率。果蔬预冷非常重要,是果蔬冷链保鲜和延长贮藏期及货架寿命必不可少的重要关键关节。

2.2 果蔬采后初期品温降低的重要性
温度是影响果蔬采后寿命的最重要因素,温度影响着果蔬许多生理活动,其中包括呼吸作用。在一定温度范围内,随温度升高,酶活性增强,呼吸强度增大。当温度超过35℃时,呼吸强度反而下降,这是因为呼吸作用中各种酶的活性收到抑制或破坏的缘故。此外,温度升高,果蔬呼吸加快,会使得外部的氧向组织内扩散的速度赶不上呼吸消耗的速度,而导致内层组织缺氧,同时呼吸产生的二氧化碳又来不及向外扩散,累积在细胞内危害代谢。这说明高温不仅引起呼吸的量变,还会引起呼吸的质变。但是并非为了抑制呼吸强度,果蔬预冷温度越低越好,也并非所有的果蔬都适宜于低温,而是应该根据各种果蔬对低温的忍耐性不同,尽量降低果蔬预冷后的品温,又不致产生冷害。原产于寒温带的果蔬能耐受较低的温度,如苹果、梨、甘蓝、大白菜、蒜薹可在0℃左右的低温下较长期的贮藏,效果好。果蔬冷藏中的主要问题是保持温度稳定、温度波动要小和防止冷害、冻害的问题。原产于热带、亚热带的果蔬,其生长发育是在较高的温度下进行,对低温敏感,贮藏中易发生冷害,如香蕉,较适宜贮藏温度为12℃,10℃以下可导致冷害;芒果,贮藏适温为12~13℃,低于10℃也会导致冷害。黄瓜贮藏适温为12℃±1℃,10℃以下可导致冷害;菜豆、豇豆、甜椒贮藏适温为9℃;7℃以下可导致冷害。

2.3  果蔬低温冷链流通的重要性
果蔬属于易腐食品,低温冷链是果蔬保鲜最普遍采用的技术。果蔬采后处理、分级、包装、预冷、贮藏、运输、批发和零售等流通过程,都应保持在贮藏适温的条件下,这样才能保持果蔬的新鲜品质。果蔬在贮藏适温的条件下,经过预冷、贮藏、运输、批发和零售等一系列低温流通环节称为果蔬的低温冷链流通。低温冷链流通是保持各种果蔬新鲜品质不可缺少地最重要条件之一,果蔬冷链温度控制对果蔬保鲜具有如下作用:
(1)抑制果蔬的呼吸作用。
(2)防止成熟、软化、质地和色泽的变化而引起的果蔬衰老。
(3)抑制水分蒸发伴随着果蔬的萎蔫。
(4)防止细菌、真菌和酵母菌侵染引起的腐烂。
(5)阻止马铃薯、洋葱、姜和大蒜等蔬菜的发芽。
果蔬冷链流通保鲜过程中常用贮藏适温的概念,其含义是能将果蔬采后生理活动降低到最低限度而又不致引起生理失调的温度,在此温度下,最能发挥果蔬所固有的耐贮性和抗病性。为了控制好果蔬贮藏适温,有必要验明各种果蔬所能忍受的最低温度,贮藏适温恰在其不致发生冷害或冻害的这一最低温度之上。一般来说,适温范围是比较窄的,常限于±1℃之间。对于冷害敏感型果蔬,特别是当其进行长期贮藏时,适温的掌握和控制非常重要,低于适温范围很可能造成冷害伤害,只作1~2周短期贮运的果蔬,温度可以适当偏低;但从节能和果蔬安全的角度出发,温度应该适当偏高一点。

3.  温度和湿度对果蔬采后保鲜品质的影响
3.1  低温冷藏对果蔬采后保鲜品质的影响
人们常常认为果蔬冷藏出库后会迅速腐烂,其实这个观点并不成立,只有冷害敏感型果蔬过长冷藏才会很快腐烂。通常在常温无制冷的条件下,大部分果蔬迅速老化和变质,在冷藏温度下,老化和腐烂都受到抑制,冷藏的结果是延长了贮藏寿命。因为果蔬在贮藏已经过一段时间,所以不能期待它们出库后像新鲜采摘的果蔬保持一样长的时间。但是如果贮藏的温度和湿度都适宜并且没有超过规定的贮藏期,那么果蔬出库和经过正常的销售途径后,仍然有足够长的货架期,贮藏后立即食用的果蔬的贮藏期可以比规定的稍长一些。有一些果蔬不能这样做,如桃和大部分品种的梨都需要贮藏后熟,如果贮藏的时间过长,它们就不能适当地后熟。高度易腐的果蔬,贮藏期极短,出库后要立即食用。还没有迹象表明果蔬从冷库低温移到室温下会产生很大的变化。
果蔬从低温移到高温处或温暖的空气突然进入一个有冷藏果蔬的冷藏间时,空气中的水汽会在冷藏果蔬的表面上凝结,这就是我们平常所说的出汗现象;冷藏间外面环境空气的相对湿度越高,出汗越明显。出汗的原因是空气在果蔬表面温度下达到露点,露点的定义是空气中水蒸汽达到饱和(相对湿度100%)时的温度。要尽量防止和减少果蔬出汗(结露),特别要防止洋葱和比较嫩的水果上结露,凝结水会加速果蔬腐烂,但这并不意味着从冷库中出库果蔬的出汗现象就一定会引起腐烂;它只说明果蔬表面结露时比干燥的果蔬在销售前更容易腐烂。使果蔬逐渐升温可以在一定程度上防止出汗,通常在0℃中贮藏的果蔬移到10℃~13℃中只有很少或根本没有凝结水,但是在商业贮藏条件下,此种做法是不实际的,如果有可能,宜在外界空气的相对湿度较低时出库。如果天气潮湿,最好的办法是小心装卸果蔬并尽快销售。果蔬出库后可能结露的现象并没有妨碍人们采用最适贮藏温度,因为高温比出汗对果蔬的有害影响要大得多。

3.2  湿度对果蔬采后保鲜品质的影响
新鲜果蔬的含水量为65%~96%,果蔬采摘后因蒸腾作用失水引起组织萎蔫,从而造成一系列变化和不良影响。
果蔬采摘后,离开了植株或土壤,只有水分的蒸腾而失去了水分的补充,因此在贮藏、运输、销售等流通过程中会失水萎蔫,含水量不断降低,使果蔬的重量不断减少,这种失重通常称为“自然损耗”,包括水分和干物质两方面的损失。但主要是失水,它与商业销售直接相关,会造成经济损失。此外,失水还会引起果蔬鲜度减低,即质量方面的损失。一般情况下,易腐果蔬失水5%就出现萎蔫和皱缩,通常在温暖、干燥的环境中几小时,大部分果蔬都会出现萎蔫。有些果蔬虽然没有达到萎蔫程度,但是失水已影响到果蔬的口感、脆度、颜色和风味。
    萎蔫会引起果蔬代谢失调,萎蔫时,水解酶活性提高,块根块茎类果蔬中的大分子物质加速向小分子转化,呼吸基质的累积会进一步刺激呼吸作用。如风干的甘薯变甜,是因为脱水引起淀粉水解为糖的结果。果蔬严重脱水时,细胞液浓度增高,有些离子如氨和氢离子浓度过高会引起细胞中毒,甚至破坏原生质的胶体结构。组织过度缺水会引起脱落酸含量增加和刺激乙烯合成,加速器官的衰老和脱落。因此,应该注意果蔬的采后处理及贮藏、运输、销售过程中尽量控制失水,保持果蔬品质,延长贮藏寿命。但是也有一些例外情况,如洋葱、大蒜在贮藏前要进行适当晾晒,加速鳞片的干燥,促进其休眠。尽管失水会对果蔬造成损失,但是湿度过大也会促进腐败微生物的生长,有时还会引起果蔬的开裂。果蔬失水萎蔫,水解过程加强,细胞膨压下降造成机械结构特性改变,必然影响果蔬的耐藏性和抗病性。组织脱水萎蔫的程度越大,抗病性下降得越快。
果蔬细胞中由于渗透压作用,含水量很高,大部分游离水容易蒸发,小部分结合水不易蒸发,同时果蔬的水中含有不同溶质,果蔬的水蒸汽压不是100%。因此,新鲜果蔬不能使周围的空气变得饱和,大部分果蔬与环境空气达到平衡的相对湿度为97%。

3.3  果蔬的混装贮藏和运输对保鲜品质的影响
为了提高冷库和冷藏车、公铁海(公路、铁路、海运)运冷藏集装箱、铁路机保车等运输工具的利用率,有时不得不将不同的果蔬放在一起贮藏或运输。混装的果蔬对环境条件的要求必须非常相似,比如(1)贮藏温度;(2)相对湿度;(3)气体条件;(4)避免串味;(5)避免乙烯气体对果蔬引起的一些生理反应。
果蔬在一起贮藏时,彼此的气味相互影响,某些果蔬间的串味是令人不快的。要避免苹果或梨与芹菜、甘蓝、胡萝卜、马铃薯或洋葱贮藏在同一库内,不要将芹菜与洋葱或胡萝卜在一起贮藏,也不要将柑桔和任何有强烈辛香气味的蔬菜贮藏在一起。苹果和梨与马铃薯放在一起贮藏时,会产生难闻的土腥味;青椒与菠萝放在一起贮藏或运输时,菠萝将会腐败变质。洋葱、柑桔和马铃薯都应该单独贮藏。
许多果蔬可以自然产生乙烯,乙烯对果蔬可引起一系列不良影响,如叶子脱落、黄化、产生锈斑和衰老。因此,对乙烯敏感的果蔬不应与释放乙烯的果蔬混合贮藏在一起。易受乙烯影响的果蔬有甘蓝、胡萝卜、生菜等绿叶菜、西瓜、猕猴桃等。产生大量乙烯的果蔬有苹果、鳄梨、香蕉、梨、桃、李子、网纹甜瓜和番茄。青霉、绿霉和其它的腐败微生物也能产生乙烯,所以要及时将腐烂的果蔬从贮藏库中挑出。
乙烯还会加速许多果蔬的成熟,在0℃下这种催熟作用不明显,但在较高的温度下就会产生伤害。青椒、黄瓜、南瓜和香蕉最低贮藏温度温度是7℃~14℃,为了保持它们的绿色,不能与苹果、梨、番茄等产生乙烯的果蔬混放在一起。

4.  果蔬冷链温度跟踪与监视
温度跟踪和监视能够让用户知道果蔬在冷链流通时所处的条件和位置。监控设备监视预冷设备、冷藏库、冷藏运输工具、冷藏零售陈列柜等冷链环节制冷系统设备的运行性能,以及果蔬运输过程中在不同运输工具环境中的空气温度。通过跟踪监视仪器能够获得果蔬整个流通过程中尤其是运输过程中的温度历史记录,包括果蔬冷链各环节衔接的时候。而跟踪监视的特点是能够及时发现冷链环节制冷系统设备的运行问题并及时解决。
4.1  温度监视仪器和设备
4.1.1  手持温度传感器和检测仪
手持温度传感器和检测仪是果蔬冷链中应用最多的基本设备。它们具有各种各样的形式,包括使用一些新型电子温度计和热电偶的无线探测器。它们需要用手工操作来获得数据,包括将针式探头插入果蔬中或者手工打开手持针式探头电子温度计。这些仪器设备具有准确、携带方便、易用、相对便宜等特点。
4.1.2  温度机械自动记录仪
温度机械自动记录仪是在100多年前发明的,通常被称为帕罗特图。仪器记录在图纸上显示数据曲线并定期存档。这是温度数据采集和存储的简单方法,而且温度机械自动记录仪也可以设计安装到各种各样的设备里。其缺点是需要人工手动更换纸笔,记录纸需妥善保存,自动化程度不高,有时会出现机械故障并导致记录不准确。
4.1.3  温度记录器
温度记录器有多种类型,包括单个构造和具有硬接线的探头设备。一些设备可以利用机械、模拟、或者电子手段与控制系统连接。大多数设备利用可以感应温度的热电偶,然后用各式各样的方式进行显示和储存。有一些记录器可以直接在制冷系统设备上显示温度,而另外一些则可以将数据传送到远程显示设备。不过这些设备通常也可以存储数据,并提供计算机程序的数据读取接口。一般,这些设备还可以配备打印设备或与打印设备连接来打印温度记录。
和其它冷链监视技术一样,温度监视设备也具有各种各样的形式。它们可以是固定设备,并安装在各种制冷系统冷藏设备上面。例如预冷设备、冷藏库、冷藏运输工具、冷藏零售陈列柜等冷链设备。也可以是移动设备,主要用来跟踪一些易腐的果蔬产品,从供应链的产地到销地全程监视。不管是固定式还是移动式监视设备,都可以重复使用。
4.1.4  产品温度记录器
果蔬冷链中使用最广泛的是产品温度记录器。这些记录器很小,由电池提供能量,可以跟随果蔬产品记录温度。它们具有多种存储容量,根据具体需求进行选择。可实施记录的频率和警报数据界限的更改。用户在果蔬产品装载运输出发的时候,将温度记录器装在运输空间或者和果蔬产品包装在一起。在果蔬冷链运输过程中超出温度设置时,警报器会发出警报。
温度记录器的时间和温度数据可以通过数据接口和桌面软件下载到计算机中。还可以用一些网络软件对数据进行处理以适应于多种站点的应用。温度记录器的精确度较高:果蔬冷藏的时候误差为±0.5℃;冷冻时误差为±1℃。大多数设备使用的不是一次性电池。电池寿命取决于具体使用情况(例如记录和下载频率),一般在1年左右。一些制造商销售一些一次性产品,这些产品的电池是不可更换的,通常具有更好的精度和电池寿命,能够适应于一些高度易腐且价值较高的果蔬。这种一次性温度记录器使用完毕后,由厂家提供回收服务。

4.2  果蔬温度记录的射频识别标志(RFID)
4.2.1  被动射频识别标志
射频识别标志和条形码技术比较相似。它由连接在微处理器上的天线构成,里面包含了唯一的产品识别码。当用户激活标志的感应天线时,标志将返回一个识别码。和条形码不同的是,射频识别可以容纳更多的数据,不需要可见的瞄准线即可读取数据,并允许写入数据。使用射频识别标志的最大问题是成本,一些新的工艺制造技术能够在很大的程度上降低成本。射频识别标志还面临着可读性的挑战。含有金属和水的产品会减弱射频波,导致数据不可识别。2.4GHz波段的射频识别标志不适合在水分较多的环境里使用,因为水分子在2.4GHz的时候发生共振,并且吸收能量,导致信号减弱。
大多数射频识别标志是简单的被动标志。这些标志的天线检测阅读器的能量并传送到微处理芯片中,然后向阅读器传送数据。ClassI为只读的被动识别标志;ClassII为包含一些存储或者加密功能的被动识别标志。因为射频识别标志的主要目的是产品管理和跟踪,所以,标志并不需要能量去操作温度传感器或者进行远程通信。不过,EPC Global标准定义了半被动和主动标志,分别称为ClassIII和ClassIV。ClassIII半被动识别标志,支持宽带通信;ClassIV主动识别标志,它们能够和同频率的标志或者阅读器进行点对点的宽带通信;各自具有不同的功能。
4.2.2  半被动温度感应射频识别标志
半被动标志保持休眠状态,被阅读器激发后会向阅读器发送数据。和主动式标志不一样,半自动识别标志具有较长的电池寿命并不会有太多的射频频率干扰。另外,数据传输有更大的范围,对半自动识别标志来说可以达到10~30米,而被动标志则只有1~3米。
4.2.3 主动温度感应射频识别标志
主动识别标志同样有电池,不过跟半被动识别标志不一样,它们主动地发送信号,并监听从阅读器传来的响应。一些主动识别标志能够更改程序转变成半被动识别标志。
4.2.4 利用射频识别技术的冷链监视
主动式温度感应射频识别标志能够用来提供更为自动化的冷链监视程序。它可以贴在托盘上或者产品的包装箱上,保存的温度记录在经过阅读器时被下载。阅读器可以放置在果蔬冷链运输的开始、结尾、以及中间的一些交接站。主动式温度感应射频识别标志为冷链温度监视提供了能够100%保存数据的解决方案。

4.3  冷链设备监控网络与设备
4.3.1 车载信息服务系统
车载信息服务系统是一个集成计算机技术和移动通讯技术的终端。在果蔬冷链中应用的车载信息服务系统包括冷藏车和拖车的远程通讯设备。冷藏车的车载信息服务系统对监视冷藏车中的果蔬货物提供了一个完整的解决方案,比传统的冷藏车数据记录器或移动数据记录器具有更多优点。
4.3.2  全球定位系统(GPS)
许多车载信息服务设备使用GPS来计算位置、速度和行车方向。GPS是24个卫星组成的基于卫星的导航系统。GPS接收器和这些卫星的几个通信并用信息传输时间差来计算距离,并进行三角定位。一般来说,GPS的精确度是15米,但是使用了广域增强系统WAAS后,精确度达到了3米。民用GPS使用UHF频带中的1575.42Mhz的L1频率。GPS需要晴朗的天空,接收天线可以通过玻璃、塑料和云层接收信号,金属、建筑和厚的植被会阻挡信号。
4.3.3  GPRS网络(通用分组无线服务技术)
GPRS是基于全球移动通信系统GSM的一种无线通信技术服务。通常被描述成“2.5G”移动通讯技术。GPRS的传输速率可提升至56Kbps甚至114Kbps。目前中国移动和中国联通分别拥有一个GSM网络,并在此网络上实现了GPRS服务。使得便利、高速的移动通信成为可能。
GPRS具有56Kbps~114Kbps的高速传输速度和永远在线功能,建立新的连接几乎无需任何时间,随时都可与网络保持联系。另外,其覆盖范围广,费用低廉。中国移动和中国联通的网络覆盖范围基本都可以使用,价格适中。GPRS支持简单的温度数据传输,也支持点对点(P2P)服务和一点到多点的组播服务。同时,GPRS与互联网连接可实现邮件服务。
GPRS网络基于GSM网络,即只要存在着GSM网络,理论上就可以构建GPRS网络服务。目前中国移动和中国联通基本上对原有的GSM网络进行了GPRS升级,因此,在GSM网络覆盖的区域都可能支持GPRS并支持远程监控服务。随着GPRS的飞速发展,使用GPRS进行无线通信的终端产品也纷纷被研发出来,在无线远程监控中得到了广泛应用。虽然这些产品都是一些中小企业研发出来,仍然处于发展阶段,但是由于它们具有灵活、成本低、良好融合中国移动或者中国联通公司网络的特点,近来也得到了较大范围的应用。这些产品有一个通用的名称叫做GPRS数据传输单元,可以在互联网上查询这些产品的类别和详细信息。通过与中国移动或中国联通的网络结合,可以利用这些设备实现无线数据传输进行冷链数据的监控和记录。

4.4  果蔬冷链温度监控
4.4.1  满足果蔬冷链要求
为了维持果蔬采后冷链保鲜品质,需要在预冷、贮藏、运输和销售全过程中进行温度控制。为了保证一个完整无缝隙的冷链,低温贮藏设施和加工配送中心都需要安装温度监视系统。在监视之外,这些系统需要提供数据采集和警报等一些功能,确保果蔬能够一直处在适宜的温度环境中。
4.4.2  监控系统类型
4.4.2.1  人工型
(1)笔和纸
这是一种最简单的设备监视方式,即让员工定时记录设备的数据显示,例如数字温度计等。这个方法最简单,但是需要人工实现并且很难保证持续性与高精确性。
(2)图表记录
设备的运行数据自动图表记录,需要定期存档。因为数据记录功能通常整合在设备里,所以这种方法的数据存储比较简单。这种办法需要大量人工操作,记录的准确性不够高。
4.4.2.2  自动型
(1)中央监视系统
中央监视系统在各设备上装有远程感应器,组成一个网络并与输入设备连接。定制系统通常要满足特定的监视和记录功能需要;它们可以和远程监视、警报和报告系统整合在一起。
(2)网络数据记录系统
网络数据记录系统具有更高的分布式程度。多个数据记录器与各个设备相关联,每个记录器都有自己的感应器、存储器、时钟和电池。它们独立地记录各个设备的数据,并与计算机网络相连。这些网络的规模和配置都非常灵活,能让操作员简单的添加记录器或者将一个记录器从一个位置移动到另外一个位置。该网络同时实现中央监视、报警和数据采集功能。
4.4.3  监视和数据采集
实时数据采集的能力反映了一个监控系统的监控能力和对故障放应的及时性。一些标准和认证对数据的采集容量和速度进行了规定。同时,管理设备的人员也需要能够实时地获取这些信息,以确保冷链的完整性,并在故障发生时得到迅速维护。许多先进的系统和硬件能够同时允许本地监视和远程监视,本地监控通常通过简单地与PC连接而实现,远程监视则常常利用有线或无线网络。
4.4.4  温度控制规程
温度控制系统需要一个合适的规程来进行果蔬冷链温度控制。这些系统都需要利用一个温度读取设备来读取冷藏或冻藏区域的温度。除了这些温度的监视和记录设备本身以外,还需要按照规程整合所有的温度记录。这些规程规定温度监控需要不仅包含产品的温度记录,同时也要记录运输工具的温度。规程还需要要求记录产品从一个处理环节转换到另一个处理环节的时间,例如从运输车到批发市场或超市零售及其他物流中心的时间。这些步骤对保证冷链的完整性非常重要,一旦出现问题,能够迅速找到问题发生的时间和地点。规程还规定,操作员需要定时对温度计或者其他设备进行校准,并对这些校准操作进行记录。校准记录包括所有的设备并能查到每次的校准时间。通常使用冰水对温度计进行校准,这个时候读数应该是0℃。
4.4.5  温度与湿度测量布置
合理的温度与湿度测量采样布置能够准确地反映果蔬产品所处的环境或者冷藏设备所处的工作状态。当设计这个布置的时候,操作人员需要首先查明关键的布置区域。在很大的开放式冷藏或冻藏区域中,有几个区域温度特别容易波动。比如,距离天花板或者外墙很近的空间容易受到外界温度的影响。当冷藏门打开时,外界温度会对门附近的区域造成很大影响。棚架、支架或者集货架区域,应为阻挡了空气循环,可能会有较高的温度点。上述重要区域需要使用监测器监视。同时,为了进行对比,在冷藏或冻藏的出口区域、外部区域和冷藏或冻藏区域的不同高度区域都需要监测器进行测量监视。在蒸发器的回风处放置温度探头,这样能够比较准确地反映室内空气的平均温度。在出口设置温度探头的温度测点通常比回风口低2~3.5℃。
在冷藏库中,一般推荐操作人员每隔900~1500米的直线距离放置一个监视器。如果冷库由小的冷藏或冻藏室为单元组成的时候,应该在每个里面都放置监视器。一旦安装后,温度监视器应该尽可能快的取样,以避免激烈的温度变化。但是这种取样也不能过于频繁,以免带来大量多余的数据。一般来说,每15分钟进行一次采样是比较合理的。
4.4.6  冷链信息管理系统
冷链信息管理系统是基于上述介绍的监视设备和网络服务的软件管理系统,能对冷链所监测的数据进行存储、查询和实时显示等,对协助冷链管理,提高冷链运营质量有极大的帮助。
Procuro公司的PIMM服务,专门监控冷链的各个环节是否断链。它可以与不同的硬件对接,接受温度、GPS、能量消耗等数据并警报。这项服务不仅仅测量温度,同时引入了Temperature-Minutes 的概念,根据不同产品在不同情况下评估所受到的温度损害。不同的企业根据其权限共享数据,提高了整个冷链的可视性。
4.4.7  物联网技术
物联网通过智能标识、射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描系统等信息传感设备,把物品与物联网连接起来,形成物物相连的网络,进行信息交换和通讯,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网使人与物的关系范畴发生变化。一方面,物联网实现了人类的数字化和智能化生存,为人类带来生活和生产方式的改变。另一方面,物联网也使人成为网中的某个节点,人也存在被异化的可能。