什么是气调贮藏？
气调贮藏技术发展历史较短(1819 ~ 1820)。J.E.Berard发现，在氧气泵送的气体环境中，水果不能成熟。1870之后，美国B.Nyse成功将大量苹果储存在密封的冰箱里。在1916 ~ 1920中，Britain、F.Kidd和C.West的研究证明，处于低氧高二氧化碳的环境中，可以减缓种子萌发，抑制果实呼吸，从而延长贮藏期。20世纪40年代初，美国康奈尔大学的R.M.Smock系统地提出了苹果气调贮藏的技术指标和建库方法，正式提出了气调贮藏(CA)，为现代气调贮藏奠定了基础。当时广泛使用自发气调(MA)，通过果实本身的呼吸作用，增加二氧化碳，降低氧气浓度。20世纪50年代后，美国、加拿大、意大利、荷兰、瑞典、德国和日本发展了气调包装。
早在1502年，中国就在《方便图编》中写道“梨、栗子、橘子等水果，取于两个石缸中，内去两寸泥。放在水果上。沾满泥土的豆芽长在水果上，多年后味道还像新的一样。这些实际上是一种生物气调措施。具有早期快速减氧的功能。荔枝现代气调贮藏试验始于1956，第一座模拟气调贮藏库建于1977。20世纪80年代，大连、广州、北京等地相继发展了各种类型的水果气调贮藏，到1987年，气调贮藏量已达14000吨。
技术要点
气调贮藏主要适用于贮藏期长的苹果和梨，其次是香蕉和荔枝。
气调贮藏的果实必须根据品种特性适时采收，品质合格，无病虫害，无机械损伤。储存温度因树种和品种而异。苹果和梨的温度一般为0±0.5℃，它们尽快达到预定的温度，所以贮藏前必须采取有效的预冷措施。并进行防腐防病药物治疗。气调贮藏的温度也应事先降低到或略低于预定温度，并严格控制贮藏环境中的气体成分。比如苹果，一般需要2 ~ 3%的氧气，3 ~ 5%的二氧化碳。不同树种、品种，甚至同一品种，在不同地区、不同年份、不同温度条件下，需要的氧碳比不同(见表)。同时，气体成分还与其他储存条件有关，如0℃时3 ~ 5%二氧化碳；如果是在5℃的话，应该适当高于3 ~ 5%。
气调模式
早期的气调贮藏是自发气调。即原来的冷库进行密封改造，然后塑料薄膜成为一种小型、方便、适用的密封材料，出现了薄膜的小包装储存和大帐堆码或堆码。然后，在这些塑料薄膜制成的帐篷和袋子上安装了硅橡胶薄膜空调窗。
塑料袋小包装储存
从20世纪40年代到50年代，人们发现塑料薄膜具有一定的透气性，可以吸收氧气，依靠袋中果实的呼吸作用释放二氧化碳和水，使袋中氧气含量降低，二氧化碳增加。借助薄膜对氧气、二氧化碳和氮气的一定渗透性和对水的不渗透性，使袋内气体成分和湿度达到或接近设定指标，适合水果保鲜。苹果、香蕉、梨、桃、柿子、橘子都可以(图1)。但是不同的水果对塑料薄膜的要求不同。塑料薄膜的透气性和透水性与袋内外各种气体成分的分压差有关，也与其种类、结构、密度、成膜方式(吹塑或压延)、薄膜厚度、薄膜上打孔的情况以及是否与其他材料结合成膜密切相关。一般其渗透性在膜结构中，结晶区小于无定形区。因此，在膜的一定面积内，结晶面积越大，其透过性越差。PVC的透气性比聚乙烯小，厚度比薄PVC小。一般根据果型选择0.02 ~ 0.07 mm膜。
图1塑料小包装可以存放水果，容量可以是单个水果，如柑橘(0.02 mm)，也可以是1 ~ 5 kg小袋(图1)和小件，如苹果、梨(0.07 mm)，方便存放。储存温度可分为0 ~ 5℃，5 ~ 10℃，10 ~ 15℃。根据具体情况和品种特点。
用小塑料包装储存水果的经济效益是显著的，但也有局限性。由于塑料薄膜不平整，袋子中可能会出现二氧化碳损伤或酒精中毒。
图2塑料帐篷储物
用1。账户置顶；2.用于气体取样的小孔；3.抽吸袖带；4.账户底部；5.塑料薄膜(0.1 ~ 0.2mm)作为充气式袖带存放的密封和围封材料。按调节空气的方式可分为快速减氧和自发控制空气两种。大帐篷的制作和使用方法(图2)，大帐篷的容量一般可以在2500 ~ 25000 kg，存放的水果可以散放堆放，也可以装在箱子、篮子里堆放存放(图3)。快速氧还原法和气调贮藏的要求一样，需要用氮气发生器配气，在帐内放生石灰去除二氧化碳，向空气中充入氧气。在自发可控气氛中，使用的塑料薄膜可以薄一些，减氧主要靠果实本身的呼吸作用，吸收氧气，释放二氧化碳，使帐篷内的气体达到或接近设计指标。
图3硅橡胶空调窗
在塑料薄膜制成的密封帐篷中，在袋子上开有一定面积的硅橡胶薄膜窗口，通过调节硅膜的气体选择透过率，使帐篷和袋子中的气体成分达到预期的气体指标。
硅橡胶是一种以-Si-O-Si-为主键的半无机高分子特种胶粘剂，是高分子材料中透气性最大的材料。二氧化碳的渗透率是聚乙烯的100倍，是PVC的300倍。膜的透气性取决于聚合物的分子链结构和链之间的吸引力。气体靠两侧的“气压差”渗透硅橡胶膜，即吸附在高压侧表面，然后溶解在膜内，在膜内扩散，最后在低压侧解吸逸出。气体在硅橡胶膜中的渗透系数是扩散系数和溶解数的乘积。因此，透过硅橡胶膜的气体量只取决于其在膜中的溶解和扩散，而不取决于其分子直径。
1957年，K.Kamermeyer发现硅橡胶具有优异的渗透性和选择性，引起了各国的关注。1968年，法国P.Marcellin首次成功将硅橡胶膜空调窗用于苹果储藏。1970年，这项技术由法国化学公司操作，出售了AC-500和AC-1000两种规格的硅窗袋(图4)。1976年，我国开始研究苹果的窗袋贮藏，采用了带窗大帐篷的洞穴贮藏苹果的方式。
图4硅橡胶空调窗应用技术要点除了要有透气性大、质地均匀的硅橡胶膜外，关键是要根据水果的品种特性和贮藏条件确定合理的窗面积。根据法国P.Marcellin提出的气体扩散循环原理，计算窗口面积的公式为:
其中s:硅窗口面积；m:贮藏水果的重量；Rco2:贮藏水果中二氧化碳的呼出量；Pco2:硅胶膜的二氧化碳透过率；答:是系数，由果实的呼吸作用和硅膜的选择透过率计算得出。
确定每吨果实所需的硅窗面积，主要影响因素是呼吸强度、品种特性和贮藏温度。因此，必须有一个合适的储存温度。如苹果0-4℃。但在贮藏初期，在一定范围内提高贮藏温度，可以尽快提高帐内二氧化碳浓度，降低氧气浓度，稳定一段时间，从而获得较好的保鲜效果。
现代气调贮藏利用气调设备手动调节气体成分。仓内湿度保持在90 ~ 95%，气调仓气密性好，能使仓内气体流通，及时排除仓内存放水果产生的挥发性有害气体。
气调仓库的土建施工与冷库相同(见冷库)。按其冷却方式可分为:内冷式(图5)，这种冷却系统(蒸发器)放在气调仓库内部，一般在仓库一端的上方。这种冷却方式，仓内温度均匀，效果最佳。外部冷却型(图6)是带夹套的空调仓库。密封气调库的墙体是由导热性好的金属制成，放在原来的冷库里。冷却器吹出的冷空气通过整个密封壁的外表面对仓库内部进行冷却，但冷却效果较差。
图5
图6在一个可控气氛仓库中，一个单间的容量一般小于300吨。
现代气调贮藏一般采用两层镀锌钢板，中间夹10 ~ 15 cm聚苯乙烯或聚氨酯泡沫。先做好预制件，再组装墙体和屋顶。这种结构集保温层、蒸汽保温层、气体保温层于一体，施工简单，还能防止热胀冷缩造成的气密性破坏。
气调库的气体调节有两种:一种是充气式，使用氮气发生器。国内常用的有煤油燃烧制氮机、丙烷燃烧制氮机、催化燃烧制氮机、焦炭分子筛制氮机，其中以焦炭分子筛制氮机为最好。产生的以氮气为主、仅含少量氧气和二氧化碳的混合气体直接连续充入气调贮藏库，辅以其他调节措施；另一种是循环式，将气调库中的空气引入燃烧装置，将空气中的氧气变成二氧化碳。当二氧化碳超过预定指标时，开启二氧化碳洗涤器，从而使氧气和二氧化碳达到预定指标。二氧化碳可以通过压缩气体或干冰来补充；为了去除二氧化碳，通常使用活性炭去除剂。此外，应该有去除乙烯的设备。当贮藏环境中乙烯浓度≥1ppm时，能刺激果实成熟。在气调贮藏中，乙烯应及时排除或尽可能降低到最低浓度。去除乙烯最简单的方法就是在仓库里放一定量的高锰酸钾或者活性炭。也可以将饱和的高锰酸钾溶液浸泡在一些活性载体中，如氧化铝、活性炭或沸石，制成颗粒状吸附剂，或者将储存环境中的气体引入一定的循环系统，以铂为催化剂，通过氧化燃烧除去乙烯。为了保持仓内压力平衡，可采用水封或柔性袋。检测气调贮藏中气体成分的设备(见贮藏检测仪器)。
目前，气调贮藏发展极为迅速，应用范围不断扩大。除了水果，其他食物也在气调贮藏。气调贮藏技术也在不断丰富和发展。而苹果、梨、香蕉在气调贮藏时，由于减缓了呼吸成熟过程，成熟过程中的一系列转化过程受到抑制。所以一般在储存初期口味较淡，香味较淡，生理性疾病，如缺氧、二氧化碳损伤、酒精中毒等。，在长时间缺氧和高二氧化碳环境下容易发生。为了继续提高气调贮藏的保鲜效果，近年来出现了:①减压贮藏。储存环境中的气压低至76毫米汞柱。目前只在一些交通工具上使用。②快速控制气氛。要求在2 ~ 3天内填充气调贮藏，提高保鲜效果。③缺氧储存或超低氧储存。将氧气降低到1%以下，完全可以防治虎皮病。但是有损害水果的危险。④贮藏初期高二氧化碳处理。在贮藏初期，用20%二氧化碳和2～3%氧气处理金帅苹果2周，可显著降低软化速度。⑤乙烯储存量低。苹果在跳跃早期的温度在收获后立即降低，并且它们迅速进入受控气氛水平(2-3%氧气和3-5%二氧化碳)。高锰酸钾用于吸收乙烯，因此它总是低于1ppm。该方法可将须贺元帅等苹果贮藏7-9个月，硬度下降不超过65438±00%。而且可以防治虎皮病，果实出库后保质期更长。但目前来看，成本较高。⑥气调贮藏。简称DCA。在不同的储存期内，氧气和二氧化碳的比例不同。