运用真空预冷技术，利用真空泵抽取真空槽内空气和水蒸气以降低真空箱体内气压的冷却加工设备。在低气压下，水的沸点降低，蒸发潜热增加，被冷却物表面自由水发生汽化现象，带走自身及坏境热量，达到冷却降温效果。

    采收后的生鲜蔬果仍然是生命活体，将继续进行一系列生理变化，有些蔬果采收后特有的风味、口感将进一步显现出来，在色香味和营养成分上更适合人们的需要，这一过程称为后熟阶段（比如以前我们可以看到，在南方采摘的香蕉是青的，运到北方差不多就是熟香蕉了），而后蔬果逐渐开始失去原有的色香味和营养成分乃至软化、解体，这就是衰老阶段。

    真空预冷技术就是在低压环境下，使食品的一部分水分蒸发带走蒸发潜热，从而使食品的剩余部分温度降低。

    采收后的生鲜果蔬的生理变化的影响因素主要有温度、湿度、环境气体、包装和机械损伤等，这些因素会引起重量“流失”、体形萎缩、颜色、光泽消退…。一般而言，果蔬采收后的呼吸形态分为两种：是跃变型的，非跃变型的，前者跃变型在成熟时呼吸强度达到峰值，此时果实的风味品质最佳，然后呼吸强度下降，果实随之衰老（乙烯会促使跃变型果实的呼吸高峰提前到来，促使提前成熟、衰老），比如苹果、香蕉、桃子、芒果等等就是这一类的。以浆果类为例，新鲜的黑莓、蓝莓和草莓，都是非常容易腐烂的作物，他们都需要在收获后立即进行预冷，防止质量迅速下降。在较高温环境下，会在四小时内变软并腐烂。如果对他们进行预冷处理，保质期可以延长到十天，甚至更长。

    采收后的生鲜蔬果带有大量田间热、又有旺盛的呼吸热。通常在一定的温度范围内，每升高10℃呼吸强度就会增加1～1.5倍甚至更高。呼吸强度越大，物质消耗也就越大、贮藏寿命也就越短。农作物呼吸作用产生的热量加速其成熟甚至腐败，出现不愿看到的外形、色彩的变化以及组织的软化，呼吸热还会引起新陈代谢的变化，影响产品的口味和营养。在30℃~60℃范围内是真菌、细菌和各种微生物活动和繁衍最旺盛。生鲜蔬果一般是称重销售，那么水分丧失引起的重量减轻同样还降低产品的经济价值。

    预冷与一般的冷却的概念是不同的。“预冷”是指食品从初始温度（30℃左右）迅速降至所需要的终点温度（0～15℃）的过程，也就是冷藏、气调保鲜以及快速冻结前的快速冷却工序称为预冷，常见的有真空预冷、水预冷、冰水预冷等。“预冷”是迅速消除采收后的生鲜果蔬的田间热和呼吸热是一个非常有效的方法，它还使生鲜蔬果生理活动减缓，抑制真菌等微生物繁衍或本身过度生长（如芦笋过度生长后会变弯，西兰花则会开花），减少其干耗（重量损失）和流通中的各种损耗，使消费者获得高鲜度又洁净的水果、蔬菜。其中，真空预冷是目前是当今世界最先进的保鲜技术之一。

    真空预冷的基本原理：在正常大气压下，水在100℃蒸发，而大气压为610Pa，水在0℃就蒸发了，这是因为水的沸点随着环境大气压的降低而下降，这如同在高纬度地区的人们都很可以发现水烧开不是100℃，而是100℃以下。水沸腾从而快速地蒸发，就急速地吸收热量。把新鲜果蔬放在一个密闭的容器中，迅速抽出空气，随着压力持续降低，果蔬表面纤维间隙中的水分开始蒸发,蒸发时将带走因蒸发的潜热,使果蔬温度降低，所以有时也称为蒸发预冷。

   真空预冷的冷却方式对表面积大的阔叶蔬菜等产品尤其显着，如生菜、莴苣和菠菜等。水分渗透性高的产品，如玉米和花菜，也可以采用这种方式，由于他们的结构疏松，水分蒸发更为迅速。真空冷却的失水一般在3-5%左右，不会引起影响外观的“萎靡”、软化、无新鲜感等现象。真空冷却时，由于果蔬组织内外的压力差，组织内的有害气体和热量也随之被“抽出”，可以推迟果蔬跃变型呼吸高峰的到来。其它任何冷却方法都是从外表面到组织内部慢慢“渗透”的冷却，而在真空冷却情况下，冷却从组织内部到外表面同时进行的均匀冷却，这是真空冷却所独有，因而保鲜时间长。真空冷却方法与其它冷却方法相比较，具有如下特点：

1. 冷却速度快：20-30分钟即可达到所需的冷藏温度。

2. 冷却均匀：产品表面自由水汽化带走自身热量达到冷却目的，实现从内到外均匀降温。

3. 干净卫生：真空坏境下，可杀菌或抑制细菌繁殖，防止交叉污染。

4. 薄层干燥效应：有保鲜物表皮损伤或抑制扩大等独特功效。

5. 不受包装限制：只要包装有气孔，即可均匀冷却物品。

6. 保鲜度高：可保有食物原有色、香、味，延长货架期。

7. 自动化程度高：可通过压力传感器控制制冷系统和真空系统压力，方便调节真空预冷机的真空度，并且可远程操控，便于监控设备运行和快速解决设备故障。

8. 高度精准：配备精密式数显温度、湿度控制器，精确控制真空度及湿度。

9. 安全稳定：电气部分采用着名品牌产品，保证机器工作稳定寿命长久，操作安全。

真空预冷机存在的问题：

（1）真空预冷设备价格较高，初始投资大。

（2）对于表面积相对小的果蔬，如黄瓜、西红柿，冷却效果不理想。

10.保鲜时间长，可做到无须进冷库就直接运输，短途运输可不用保温车。

以下表是部分物品真空预冷的贮藏期与一般冷藏的情况对比（单位:天）

种类 冷库冷藏 真空预冷

菠菜 ～8 ～40

蘑菇 ～2 ～10

卷心菜 ～8 ～40

芹菜 ～8 ～40

青豌豆 ～6 ～12

鲜猪肉 ～7 ～12

真空预冷与一般冷藏比较，果蔬完好率高19.5%；失重率下降15.51%；总糖保存率高23.5%。真空预冷不仅可以对新鲜蔬果进行预冷，它还适用于预冷鲜切花，米饭，蒸制品、熟食品等等。

下图是公司研发人员为某工厂的项目在公司的实验室中进行真空预冷的数据采集工作。

序号 产品 温度变化 重量变化 水分含量变化

冷却前（℃） 冷却后（℃） 冷却前(g) 冷却后(g) 失重比例（%） 冷却前（%） 冷却后（%） 变化值（%）

1 试样1 62 7.9 161 151 6.21 70.96 68.10 2.86

2 试样2 62 4.1 266 247 7.14 60.35 58.80 1.55

3 试样3 70.2 8.5 361 334 7.48 71.30 67.07 4.23

4 试样4 49.8 9.6 162 154 4.94 65.70 63.12 2.58

冷却时间平均为12.5min，平均失水率2.8%（前面谈到，真空冷却的失水一般在3-5%左右），重量变化为6.44%。从上面的表格可以看出，冷却速度快、失水率等都在所要求的范围内，食品的外观和口感都保持了原有的特性。单从冷却方面来看，真空预冷完全适用于该食品生产加工中的冷却工艺。当然，我们还将进一步对实验前后的细菌及微生物的情况进行取样对比分析（如大肠杆菌等）。

真空预冷设备的基本构成 为：真空槽、真空系统、水汽捕捉器、制冷系统和控制系统。

真空槽：真空槽一般采用碳或者不锈钢制作，门有平移门、液压门、手动门，如较大型设备可以在底部做成输送带机构，以便于装卸物料。槽体还设有排水装置，以保证内部清洁卫生。

水汽捕捉器：或称冷槽，用于“吸附”空气中的水分，以防止水分进入真空泵乳化润滑油、损坏真空泵组件。

真空系统：是用于形成真空实现快速冷却的，其中真空泵是真空系统的关键部件，它根据不同规格、大小的真空预冷装置和具体情况来确定。

制冷系统：是为水汽捕捉器提供冷源，使真空室中的果蔬蒸发出来的水蒸气在水汽捕捉器的冷却盘管上冷凝排出，从而不被真空泵吸入而影响泵的抽气性能（小型间歇式或连续式真空预冷装置制冷机组常选择水冷/风冷压缩冷凝机组）。

控制系统：是指整个冷却过程的过程控制，它可根据预置的程序和各传感器对真空系统、制冷系统等进行自动控制。比如，真空槽的气压降得过低（5毫巴）可能引起一些产品冻伤，因此真空槽里的压力的控制要精确。可自动维持压力的控制系统，是安全降温的保证。现在，控制系统常采用PLC或工业过程控制器，上图的实验用的真空预冷设备就是采用了带触摸屏PLC控制系统，操作非常简便。它可以预设压力、温度、制冷系统开启点等等参数，使冷却过程按预定的要求自动运行。

真空预冷设备配套的装卸机构是便于装卸而配置的，它根据用户装卸方式而定，常有传送带，也有采用叉车或液压推进器等。

真空预冷装置的槽体常设计为方形，分固定式和移动式。移动式真空预置是一体化的设计，可装在汽车上直接到采摘地进行加工；配备喷雾式装置真空预冷装置常常用于表面水分较小的果实类、根茎类食品的预冷。真空预冷时进行加湿，可以减少产品内部水分的蒸发，减少重量损失。适当的进行加湿，还可以防止叶类产品在真空预冷出现斑点的现象。同时，加湿装置还可以用于消毒，满足用户的食品安全的要求。真空预冷是批量处理新鲜蔬果和食品的快速而高效的方法。当然，真空预冷也有它一定的局限性，比如设备初始投资额较高，密封包装的产品效果差（水分蒸发不良）。

新鲜蔬果进行真空预冷处理后再气调保鲜更增加新鲜果蔬保鲜期。采用这样的保鲜技术，那就不是“若离本枝，一日而色变，二日而香变，三日而味变，四五日外，色香味去矣”了，而是在北方同样可以吃到与南方一样的新鲜、原汁原味的果蔬了。

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