果蔬产业的现状及其对制冷行业发展的需求.doc

果蔬产业的现状及其对制冷行业发展的需求2013年01月29日 1 果蔬行业发展现状及问题11果蔬行业发展现状 我国水果、蔬菜资源丰富，其中蔬菜产量5.8亿吨，水果产量约2.0亿吨，均居世界第一位。近20年是我国果蔬产业发展最快的20年，产量迅速增加，中国果蔬产业已成为仅次于粮食作物的第二大农业产业。 我国蔬菜播种面积N2008年达到2.68亿亩，总产量5.8亿吨，人均占有量430多公斤。我国蔬菜播种面积和产量分别占世界的43、49，均居世界第一。2007年我国累计出口蔬菜817.59万吨，与2000年相比增长1.55倍。蔬菜已成为增加农民收入的支柱产业，2007年蔬菜生产对全国农民人均纯收入的贡献额650多元。2007年我国从事蔬菜生产的劳力约9000万人，从事加工、贮运、保鲜和销售等蔬菜采后服务的劳力约8000万人。 我国的果园面积已由l996年的1.3亿亩增至2008年的1.6亿亩，总产量由4653万吨增至1.9亿吨。果品出口量占总产量的比例在5左右，今后水果产量还有较大增长空间。其中，山东省是我国苹果和桃的主产区，产量占国内的14，且名优产品多，如以烟台的大樱桃、鲁北的冬枣、鲁南大蒜保鲜储藏为例，目前山东省这3种果蔬栽培面积分别为23万亩、35万亩和200万亩左右，产量分别达N5500万斤、1000万斤和20亿公斤，均居全国首位，若其中的10能保鲜贮藏，即可获得直接经济效益15亿元。我国果蔬总产值超过8000亿元，已经成为世界果蔬原料生产大国。丰富的果蔬资源为果蔬加工业的发展提供了充足的原料，我国已成为世界上最大的果蔬生产国和果蔬产品的加工基地，其中山东省的果蔬种植面积和产量均己多年稳居全国第一。1.2果蔬行业存在的问题 近年来，我国的果蔬贮运保鲜和加工技术总体水平取得了阶段性进展，果蔬采后加工业发展迅猛，初加工问题已基本得到解决。但由于我国果蔬加工产业起步比较晚，果蔬产后减损和精深加工增值工程技术研究与开发及产业化发展严重滞后。主要表现在果蔬资源采后损失率高、冷链物流体系不健全、附加值高的深加工产品少等方面。 1)果蔬贮藏能力不足，采后商品化处理意识淡薄、处理设施缺乏。目前我国果品总贮量约2100万吨，采后机械化商品处理量不足10，果品加工转化能力约为8，预冷处理几乎处于空白状态：蔬菜90以初级产品上市，蔬菜加工转化能力约为10。采后损失达20-25甚至有的高达50，目前，在我国每年约有8000万吨蔬菜、水果腐烂，损失总价值近800亿元。 欧美等发达国家果蔬采后商品化处理率在60-80。水果总贮藏量占总产量的50以上，如在意大利，90的水果要经过贮藏及商品化处理，80的贮藏库为全自动气调库，果蔬采后损失率不到5，加工转化能力达总产量的40左右。国外预切菜和净菜占总产量的70以上，90的蔬菜经商品化处理后进入市场。以目前我国果蔬产量和采后损失率为基准，如果水果采后减损15就等于增产约1500万吨：蔬菜采后减损10就等于增产约5600万吨，如果使果蔬采后减损降低10，则可直接增加经济效益约800亿元。从储存能力与设备看，全国冷藏库总容量约7000万立方米，并呈现逐年增长趋势，但因这些冷库大多结构和配置不合理，主要用于肉类、鱼类的冷冻贮藏，功能单一，导致冷库利用率并没有随着库容增加而提升，果蔬冷库储存量只占其库容总量的25左右。 2)贮运保鲜技术的普及率较低，尚未建立科学合理的果蔬冷链物流体系 我国果蔬冷链物流至今还未形成完整而独立的冷链体系。不仅在冷链物流管理体制上存在制度缺失、各自为阵现象，而且在硬件上存在冷链技术设施落后、运输设备工具陈旧，现代信息技术装备缺乏，导致果蔬流通环节损耗严重、物流效率低下，远不适应果蔬产业的发展需求。 我国果蔬冷藏运输主要采用公路和铁路两种形式。由于长期以来硬件投入不足，现在公路运输中生鲜果蔬的冷藏仅占运输总量1020。铁路冷藏运输车约占全路货车总数的2，其中冷藏车中有加冰(需要中途加冰)冷藏车5042辆，占65；成组式机械冷藏车(B20型为9辆1组，其余为5辆l组)2339辆，占30：还有旧车改造的无冷源保温车数百辆，铁路运输中冷藏列车运输的货物只占果蔬运输总量的25。我国各型冷运船只仅有200余艘，果蔬冷运量只占全年水运总量的1。每年约有20的果品和30的蔬菜在运输和中转存放中腐烂损耗。 欧美发达国家果蔬的冷链物流量已占国内销售总量的50以上，日本果蔬物流中已有98通过冷链。美国仅冷藏(保温)汽车就有22万多辆，日本有10多万辆。 3)果蔬加工以粗加工为主，高附加值产品少，果蔬资源综合利用率低。 我国果蔬加工品出口以初级加工品为主，很多是以半成品的形式出口，到国外仍需要进行深加工或者分装，方能进入大型超市销售，产品附加值较低。国外发达国家农产品附加值高达2.5-3.7，而我国只有0.8左右。 在果蔬深加工过程中，往往有大量废弃物产生，如风落果、不合格果以及大量的下脚料，如果皮、果核、种子、叶、茎、花、根等，这些废弃物中含有较为丰富的营养成分，如不对这些废弃物加以综合利用不仅造成严重的资源浪费而且污染环境。2制冷保鲜贮藏行业的现状和发展机遇 我国大型冷库一般采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，低温冷库冷却设备多为排管，系统复杂，实现自动化控制难度大。小型冷库尤其是冷却物冷藏间一般采用以氟里昂为制冷剂的分散式或集中式制冷系统。近年来我国冷库建设发展十分迅速，主要分布在各水果、蔬菜以及大中城市郊区的蔬菜基地。据不完全统计，全国现有食品冷库总规模已超过1000万吨次(不包括冰库容量)冷藏库总容量二十多年来增长了2.8倍。山东省也是全国猪禽蛋的主产区，冷藏库容量2万吨以上企业全国20强中山东就占了8家(20052008年)，我国的冷冻冷藏行业主要集中在东部沿海地区。 世界上冷库总量在100万吨以上的国家有美、日、德、英、意、中等lO多个国家，美国1980年冷库总容量达l800万吨，1994年高达3000万吨；日本1994年高达1500万吨以上。我国有13亿人口，目前还不足日本上世纪八十年代l亿多人口时冷藏库占有量。日本是亚洲最大的速冻食品生产国，-20以下的低温库在冷库中占80以上。上世纪70年代以前国外冷库普遍采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，70年代后期逐渐采用以R22为制冷剂的分散式制冷系统，美国和加拿大占80以上的冷库都以使用R717为制冷剂，80年代以来，分散式制冷系统在国外发展很快，冷却设备由冷风机逐步取代了排管。国外贮藏水果冷库中约13为气调库，新建的大型果蔬贮藏冷库多是果品气调库，如美国使用气调贮藏苹果已占冷藏总数的80；法国、意大利气调贮藏苹果均达到冷藏苹果总数的5070以上。 农业部农产品加工业“十一五”发展规划提出“十一五”期间我国果蔬加工业发展重点是：果蔬汁加工、果蔬罐头加工、脱水果蔬加工、果蔬速冻加工、果蔬物流。要重点发展果蔬贮运保鲜、脱水蔬菜、速冻蔬菜等产品及其果蔬皮渣的综合利用，争取果蔬加工处理率由目前的20-30增至40-55，采后损失率从25-30降低到15-20。围绕这一目标以及与发达国家的对比来看，我国现有的冷藏运输和制冷能力仍然不足。在运输方面，铁道部门估计2010年我国易腐食品的年运量将达N7500万吨，必须大力发展带自动控制、运行显示、故障预报及安全报警系统的新型铁路冷藏车，包括单节机冷车。我国公路冷藏运输的年运量年均增长7，公路冷藏运输的运量占冷藏货物运输总量也将从25增加到30。我国冷藏汽车的需求量将大幅增长，中型车将有很大部分被轻、微型和重型车所取代，液氮、二氧化碳、蓄冷板等新型制冷方式的新能源冷藏车越来越受到欢迎。山东省的食品加工与制冷事业也会得到快速发展，以山东的特色果蔬产品为例，如烟台的大樱桃、鲁北的冬枣、鲁南大蒜保鲜储藏为例，目前山东省这3种果蔬栽培面积分别为23万亩、35万亩和200万亩左右，产量分别达5500万斤、l000万斤和20亿公斤，均居全国首位。若其中的10能保鲜贮藏，即可获得直接经济效益15亿元。3 当前冷藏冷冻行业存在的主要问题和原因3.1行业标准规范缺失，缺少冷库建设指导性发展规划和技术导则 现行冷库设计规范(GB50072-2001)已经不能适应当前冷藏冷冻行业发展的局面，正在修订和报批的新版冷库设计规范(GB50072-2009)也仅适用于以氨、氢氟烃和氢氟氯烃及其混合物为制冷剂的蒸汽压缩式制冷系统，没有涉及气调库和以钢结构为主体并以夹芯隔热板为围护结构的拼装式冷库以及使用其他制冷剂的新型制冷方式的系统；缺乏冷冻冷藏工程的施工质量验收规范和制冷系统的操作规程；在能效评估方面缺乏行业能耗标准等。交通运输和铁路部门应对易腐货物运输规则进行修订，为我国冷藏运输发展提供科学的依据和技术标准。32部分冷库设计不尽规范 很多冷库属于无证设计和无证安装，缺乏特种设备安全技术档案现象较为普遍，操作人员未经专业培训无证上岗，管理人员安全意识淡薄。部分容积500 m3以上以氨为制冷剂的土建食品冷库，其库址选择、地基处理、制冷设备安装等严重不符合规范要求，存在诸多安全隐患。有些冷库名为气调库却达不到气调库的目的，部分低温库一建成就面临停用或只能按高温库降级使用的局面。33冷库节能措施不利制冷是耗能较大的行业之一，据统计，制冷设备能耗己占全国耗电量的l5左右。我国冷藏库的动力费(电耗)约占整个冷库仓储费的25一30，每冻结吨产品平均在160-170kwh(ta)(指冻品中心温度为-15一-18)。近几年由于采用了各种节能措施已降至t90120 kwh(t-a)在我国，各冷藏库冷藏品的电耗值差异甚大，如冷却物冷藏间吨产品平均电耗一般在15-17 kwh(ta)，但有的冷库电耗高达0.4 kWh(td)，而低的只有0.1 kwh(td)(41。所以我国的冷库节能有着巨大的潜力。在速冻加工领域我国的企业装备水平也不高，目前国产速冻设备仍以传统的压缩制冷机为冷源，虽具有安全可靠、成本低等优点，但其制冷效率较低、加上未装冷热回收装置，能耗大。34冷库利用率偏低，冷藏行业发展很不平衡 我国一方面冷链冷藏设施严重不足，一方面冷库闲置严重。不少数冷库每年闲置期长达6个月，肉联类和水产类低温冷库利用率相对较高，而其他冷库中仅有少量冷库在l 0月至翌年4月份贮藏果疏，其余时间基本关闭闲置，周年利用率仅能达到50左右。35自动化控制程度偏低 国外冷库的制冷装置广泛采用了自动控制技术，大多数冷库只有l3名操作人员，许多冷库基本实现夜间无人值班。而我国冷库的制冷设备大多采用手动控制，或者仅对某一个制冷系统采用局部自动控制技术，特别是氨制冷系统冷库需要的值班人员较多，但仍然事故频发。对整个制冷系统做到完全自动控制的较少，货物进出、装卸等方面的自动化程度普遍较低。4 制冷技术的应对措施和发展方向 果蔬产业的发展对制冷技术的需求主要集中在“冷藏保鲜、蔬菜速冻和冷冻干燥”三个方面。其中目前应用量最大、范围最广最普遍的是冷藏保鲜，而冷藏保鲜或冷链物流正是我国果蔬产业发展的薄弱环节，也是与国外差距的关键所在。我国果蔬冷冻冷藏业应在冷库规模、结构形式、技术水平和制冷方式等多方面都应有所发展或改进。41建设规模 果蔬产区尤其是优质果蔬产区应集中建设一批气调冷库，规模应以大、中、小犁相结合，以发展中型为宜。机械气调库的建设应择优推广预制生产，现场装配模块式冷库工程化工业产品。尽快推广塑料薄膜、大棚、大帐、硅窗、颦料薄膜小包装等气调设施是我国近期发展的重点。在经济较发达的城市，发展大中型冷库，建立冷冻食品贮藏批发市场。将大中小型冷库向社会开放，提供有偿的仓库服务、信息服务、经营后勤服务。42冷链物流 我国完整独立的冷链系统尚未形成，市场化程度很低，冷冻冷藏企业有条件的可改造成连锁超市的配送中心，形成冷冻冷藏企业、超市和连锁经营企业联营经营模式。建立食品冷藏供应链，将易腐、生鲜食品从产地收购、加工、贮藏、运输、销售，直到消费者的各个环节都处于标准的低温环境之中，以保证食品的质量，减少不必要的损耗，防止食品变质与污染。易腐食品运输具有小批量、多品种的运输要求，应尽快使单机冷车、特种行李车、冷藏集装箱等新的运输工具形成批量运输能力，从而改变冷藏运输工具的构成，单节式机冷车和冷藏集装箱是理想的替代工具。进一步提高冷藏车的隔热性能、制冷能力及温控水平，确保严格的温度标准并进一步能进行温度控制方向发展，以提高冷藏车的技术性能。应充分利用现有铁路计算机网络资源为基础构建统一的铁路冷藏物流管理系统，并开发应用计算机控制技术，进一步提高控温设备的精确性和可靠性。微机控制除实现传统的自动控温能外，还应实现温度及运行参数的显示，记录和数据储存以及故障的自检及自我诊断和显示功能。43制冷设备 制冷设备业应着力开发先进通用的60HP以下各档次分体式或一体化且配有电子技术的自动化机组，将计算机与自动化技术广泛地应用于整个制冷系统的自动控制中，不断延长产业链。世界各地的制冷空调行业正在开发研究天然制冷剂，如NH3(R717)，C02(R744)，HC(I也90，R600及R600a等)，水(R718)及空气(R729)等，采用新型环保冷媒的制冷方式应得到广泛应用。44整体规划 冷库行业必须在有关部门的统一协调下，加强整体规划与协调，大力发展第三方冷链物流体系建设。同时，要防止盲目重复建设，以保证我国冷冻冷藏行业持续健康稳定的发展，政府安全生产和质量监督等管理部门对冷库的监管力应加强、责任要明确。规划要充分考虑预冷设施的建设，运输部门还可以根据自身情况，适当开展易腐货物的简单加工包装业务，包括分捡分级、打蜡、保鲜处理、清洗及产品的简单包装等。铁路部门专家计算，车上预冷的制冷成本是地面冷库的8倍，因此，预冷有着良好的经济和社会效益。 总之，从冷库的现状与发展趋势来看，冷却物冷藏和气调库应迅速发展，低温库要向大规模发展，适合农户建造使用的微型冷库、装配式冷库及以氟里昂为制冷剂的分散式和多联机制冷系统应值得大力推广。冷库设计应更趋于规范和优化，自动化控制程度要逐步提高。我国冷库行业近期的发展趋势应该是：库体隔热材料的轻便预制装配化、低温大型化、管理及进出库货物装卸自动化、果蔬冷库恒温气调化、冷风机代替排管以及操作方便、灵活多样、高效安全、环保节能的新型制剂的广泛应用等。5 当前冷库节能改造的方法和措施分析 “节能和“安全”是整个社会和经济建设中倍受关注的两大热点问题，制冷行业既是耗能大户，又是安全事故频发的危险源，其中冷库节能改造是国家要求加大节能减排力度的重点领域之一，大型冷库的节能改造可以享受国家的节能奖励或资金补贴。当前可以采用的节能措施和方法分析如下：51选择优良围护结构隔热层 冷库的热负荷是由围护结构隔热层传入热、货物产生热、通风换气热、操作经营热等几部分组成，一般围护结构热负荷约占热负荷的2035。许多国家推荐的总热热阻比我国的要大，日本总热热阻值为0139m2W，法国为0.125m2W，美国为0.158 m2W，中国为0.086m2W。隔热层的经济厚度应从隔热层的材料成本、制冷装置及其运行成本与折旧之和保持最低的原则进行考虑，即通过技术和经济两个角度来分析确定。根据有关冷库的试验数据，将隔热层厚度增加20，使该围护结构的总热热阻会由一般冷库的0.086m2W增大到0.1012m2W，经计算外围护结构传热量能够比传统冷库减少17-18。52冷库门的节能措施 冷库门由于经常开启关闭，是冷库最容易造成跑冷冷耗的部位。为进出货物方便，冷库内外地坪做成一样高，且不设门槛。这样，在门扇下沿与地面之间就留下一定空隙，以免门扇与地面摩擦。这个空隙也就成为热量的通道，俗称冷桥，大量冷量从此处散失，造成能耗。宜采取的措施：库门内安装透明甥料门帘、库门外设置空气幕、采用偏心轮门。根据已有工程统计对比，采取以上措施后，对于1个2.0mX 1.5m的冷库门，每年可节电2500kwh。53风机变频控制 根据实测，风机功率的大小一般只要保证空气通过冷却排管的流速为23ms，并使库房内具有一定的正压如15-20mmH，O即可。过高的正压只会加重风机的负荷，增大库房的冷量泄漏和电耗。风机变频控制装置的特点是效率高，没有因调速带来的附加转差损耗，调速范围大，精度高可实现无级调速，而且容易实现协调控制和闭环控制。通过变频设计可达到每lOO吨库房理想耗电量为0.4-0.6KW，使风机维持在理想功率150-180mminX 1.5KWtS。54自动除霜控制 蒸发器一直存在一个缺点就是冷冻后期蒸发器盘管外表面会因温度过低出现结霜情形，当霜层厚度小于0.1mm时空气流量无明显变化，此后随霜层厚度增加，流量急剧下降，仅3mm厚的霜层就将使传热系数比无霜时下降37，使制冷量减少13。为了减少这种热负荷，冷风机的融霜应当做到自动控制，通过增加可靠的霜层传感器，感知最佳的融霜时间，通过自控系统完成合理的融霜程序。55压缩机根据工况变频控制 由于压缩机工作频率连续可调，可根据设定温度、环境温度及时调节压缩机的频率，相应