另一类被用在贮藏室内的传感器是热电偶。其优点是非常便宜,但其精度大多为±0.5^,除非个别校正。热电偶需要特殊的补偿线,并且要给予特别小的电压输出(典型的为:40^/^)o它们应用时非常有效,其传感器可在各种温度下应用。热敏电阻型传感器由于有很多优点,现在已广泛应用于各类保鲜库中。其基本电阻很高,因此应用在几百米线路中时其误差可忽略。其典型的初始精度(购买时所标)为0.1T。因此虽然总有标定的建议,实际上不必个别地现场标定。因为其成本低,有人对这些仪器的长期稳定性会发生怀疑。然而,国外的实践证明,此类探头一般稳定性极好,在许多生鲜食品保鲜库中的实际测量显示,在10——15年内总体漂移小于0.It。但所有类型的探头应定期检验以防止由于接触点腐蚀、水分进人或标定漂移所带来的误差。
气体组分测量
氧气含量测量
氧气是现代化低氧气调贮藏中最关键的气体。目前有各种类型的氧气分析仪,如:奥氏气体分析仪、气相色谱、顺磁分析仪等,但生产中最令人满意的是以测量氧气磁特性为原理的传感器。
氧气与其他所有常见气体一样,具有很髙的顺磁性。这个特性被用在顺磁分析仪的哑铃式测量单元中。各种形式的顺磁氧气分析仪在世界上大多数低氧水果气调贮藏库中得到普遍的应用。对这类分析设备已采取了一些措施来保证被测气体纯净、干燥,并且流往测量单元的量被调整在适当的水平。
在国内,奥氏化学分析仪仍普遍用于测量水果保鲜库的氧气。资金花费低和在髙氧环境下精度可被接受是主要原因,但读数由产品的新鲜度和操作者本身经验综合决定。主要的缺点是完成每个读数所需的时间较长,并且需要操作者有经验。这种装置在现代气调库中是不受推荐的,因为其不适合低氧保鲜。
基于电化学测量原理的分析仪现在也很流行。这种技术已有了新的进展,一些元件的寿命较长,并且二氧化碳的干涉影响可忽略。这些分析仪价格相当便宜,但确实要求要定期替换测量单元。虽然其精度不如顺磁分析仪,但通常适合于小尺寸的贮藏设施。
另一种在生鲜食品保鲜中应用的分析仪是基于氧化锆技术。这种分析仪是非常好的氧测量仪。它用了一个严格控制的高温炉来进行操作。当库内乙烯浓度较高时,保鲜测量有潜在的问题。燃烧会发生在传感器的表面,结果导致不正确的氧气读数。但这种分析仪也不适合在气调库内操作。
有必要对所有氧气分析仪参照已知标准进行校正,可用氮气或氮气/二氧化碳混合气来设置零点,用标准氧气浓度21%的新鲜空气来校正满刻度。对自动氧气控制的CA库来说,长期稳定的分析仪是必不可少的。这可采用把分析仪放人温控室来实现。基于计算机的现代系统也会定期自动校零刻度和校满刻度。
二氧化碳含量测量
传统测量生鲜食品保鲜库中二氧化碳的方法是利用热传导分析仪。这种仪器测量热电线的温度变化。当二氧化碳含量增加时,周围空气的热导随之增加,电线温度也发生变化。当背景气体保持稳定时,这是一种可接受的方法,但是当相关的氧气、二氧化碳和空气的浓度通过脱除器发生变化时,测量的误差就变得不可接受了。
为了保证对二氧化碳进行专门的测量,可采用能测红外线吸附量的分析仪。在这种分析仪中,通过特殊的光学滤镜选择被二氧化碳吸收的红外波长。然后这种辐射光在检测器测量之前直接射进一充满气体的简易小室去分析。由于辐射光的变化很小,因而改善了稳定性。射线还可以通过机动闸或转换自身能源来调整。这种测量得出的结果是非线性的,但如果需要,可线性化。使用这类分析仪时应注意保证样品清洁和干燥。而且此类分析仪也需要标定。通常使用空气来调零,用一种已知值的氮气与二氧化碳混合物来调满刻度。大气中含约400mI7L的二氧化碳,但用在保鲜中的分析仪上并不能引起显著的零点误差。然而,当室内空气由于保鲜通气能很容易地增加到显著的二氧化碳水平时,标定气体必须重新进行。奥氏化学分析仪也能用来测量二氧化碳。
湿度测量
然而大多数情况下相对湿度测量是必要的,如对常压生鲜食品保鲜所需的相对湿度65%——95%水平,技术上是容易达到的。现代电容式相对湿度传感器在测量85%以下相对湿度时,误差为±2%,但在90%以上的相对湿度时测量精度显著下降,误差可达±5%。
保鲜物料生理参数测量
易腐生鲜食品保鲜有活体与非活体之分,因此,易腐生鲜食品保鲜生理参数的测量也就包括活体保鲜与非活体保鲜两个方面。
活体保鲜物料生理参数测量
所谓活体保鲜,是指对具有生命活力、能通过呼吸代谢消耗自身能量来维持生命活力的生物体或生物体器官,进行的一系列维持或延长其生命活性的保鲜保活措施,在保鲜过程中能够体现保鲜效果的主要生理参数包括呼吸强度、乙烯释放速率或释放量、酸度、含糖量、维生素C含量、细胞膜透性及硬度等。
NaOH+COfNajCC^+H2ON^COj+BaCl2->BaCO3[+2NaCl2NaOH+H2C2O4—NaC2O4+2H2O果蔬呼吸强度的测定,最初采用静置法,此法较简单,不需特殊设备,测定时将样品置于封闭的干燥容器中,容器底部放人定量碱液,果蔬呼吸释放出的二氧化碳自然下沉而被碱液吸收。静置一定时间后取出碱液。用酸滴定剩余的碱液。求出样品的呼吸强度。由于静置法测量呼吸强度是在密闭容器中进行,短期内测量果蔬原料的呼吸强度的准确性尚可,但不能进行长时间的连续测定,否则会引起呼吸异常;而采用气流法虽然对仪器、用具的要求较高,操作比较复杂,但此法的特点是让果蔬处在气流畅通的环境中进行呼吸,比较接近自然状态,可以在恒定的条件下进行较长时间的多次连续测定而不致造成呼吸异常问题,因此,小型冷库测定结果的重现性较好。由于此法采用的是化学吸收方法,为提高测定的准确性,一般需连续测定lh以上,比较费时。随着色谱技术的发展,利用气相色谱仪精确定量果蔬贮藏环境中二氧化碳的含量,从而预测果蔬呼吸强度的气相色谱技术得到了应用。刘颖等通过对具有双检测器的气相色谱仪的气路流程进行改造,采用特殊的双气路设计,使气相色谱仪同时具备多种功能,一次进样能同时测量出氧气、二氧化碳和乙烯三种气体成分的含量,大大简化了测量步骤,降低了分析成本,也节省了分析时间。但利用气相色谱法测定呼吸强度因所需仪器设备价格高昂,且田间操作也不方便,这便促进了红外二氧化碳分析仪的推广和应用,用红外线二氧化碳分析仪来测定果蔬的呼吸强度,具有测定快速、稳定性好、携带和操作方便、不受测定温度影响等优点,适合于实验室、野外和冷库等场所测定大量样品的呼吸强度,具有广阔的应用前景。
气相色谱法测定乙烯是普遍采用的方法,通常选用的色谱柱填料有多孔髙聚物系列、氧化铝/氯化钾柱和分子筛。氧化铝/氯化钾柱对C4烃类异构体的分离有独特的效果,是目前用于C4烃各种异构体分析最好的色谱柱。5A分子筛对永久性气体的分离效果最佳,如氮气、氢气、氧气、惰性气体及C,-C2烷烃的分离。但这两种柱最大的缺点是怕水,不能同时分析极性和非极性混合物,一些极性物质在吸附柱上产生不可逆吸附,使物质的保留值改变,严重时会导致柱失活,降低柱的寿命。多孔高聚物最大的特点是能同时分析极性和非极性混合物,热稳定性好,能直接用于测定有机试剂中微量的水分以及水中的痕量有机物。对于植物材料来说,植物在呼吸过程中都伴有水分产生,一般选用多孔高聚物系列填充柱比较合适。但不同的植物材料乙烯释放量差异比较大,有些材料除了有水分外,还释放很多挥发性有机组分。而填充柱柱效低,不能满足这类材料的乙烯测定。以乙烯基毗咯酮,二乙烯基苯等,制备出的高聚物多孔层毛细管柱(Pora-PLOT-R),其化学结构和色谱性能与高分子多孔高聚物PoraparkR填料相似,既具有多孔髙聚物PoraparkR填充柱的优点,又具有毛细管柱柱效高、分辨率高的特点,对各类低沸点化合物,如醇、醛、腈、胺、烷烃、卤代烃、含硫及含氮有机化合物以及永久性气体等有较好的分离性,特别适合用于气质联用仪分析测定乙烯、二氧化碳、乙醇等;采用先进的二维气相色谱法,可同时测定植物二氧化碳和乙烯的释放量,其结果准确、操作简单,灵敏、快速,乙烯的最小检测量达到O.OlcmVm3,二氧化碳和乙烯的分辨度较高。
果蔬保鲜库中存在的低浓度乙烯很难测量。在用注射乙烯催熟方法的高浓度范围内,可以采用颜色变化检测法,用于这种装置的最低检测水平是0.5cm3/m3。在需要除乙烯的长期贮存库中,往往需要测定的水平在0.01——lcm3/m3。仅有的实际测量方法是用气相色谱法,但其需要训练有素的人员操作昂贵的分析仪器,一般仅用于大型的保鲜库中。
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