关于农产品“最先一公里”产地预冷的分析及探究

在农产品冷链物流中，产地预冷是生鲜产品流通的重要环节之一，也是全程冷链的第一步，更是推动农业发展的重要支柱。多种因素的互相叠加和影响导致目前我国农产品冷链物流的发展迟缓、地区间差异较大。重视产地预冷的发展可以有效地减少生鲜产品在低温物流中的损失，扩大经济效益。

1 农产品冷链物流简述

根据国家统计局的数据可以看出，2015—2019年间，我国主要的农产品总产量由109 205万吨增加到了117 041万吨，且呈逐年增加的趋势。如表1所示，其中2015—2019年我国主要农产品总产量的同比增长率分别为 0.75%、2.42%、 1.43%、2.40%[1]。运输过程中的损耗过于巨大，由此使得农产品冷链物流的重要性不断凸显。

表1 2015—2019年我国主要农产品总产量 万吨

1.1 农产品冷链运输分析

我国是农业生产大国，随着人们生活质量的不断提升，交通运输能力的飞速发展，终端消费者对于生鲜食品的质量要求也越来越高。但是我国的农产品冷链运输起步较晚，各阶段配套设施不足、模式相对单一，因此造成了巨大的流通损失[2]。因此，非常有必要对我国农产品冷链物流进行全方位的剖析探讨，总结教训、积累经验，促进农产品冷链物流的蓬勃发展。

1.2 我国农产品冷链存在的问题

包含农产品在内的大部分鲜活产品的全程冷链流程如图1所示，从收获采摘开始，经历预冷、运输、储藏、加工、销售几个环节。接下来对每个不同的环节中存在的问题进行分析。

图1 农产品全程冷链流程图

产地预冷是全程冷链概念的最先一步，也被称作“最先一公里”。我国各大主要产地的源头保鲜基本是空白状态，各大企业正在开展各角度、多方面的考察和投资，但总体上大规模、成体系的应用形式还未成熟，行业标准参差不齐。若果蔬采摘后缺失预冷环节，则会很大程度上影响食物的品质。

在物流运输阶段，鲜活农产品在冷链流通阶段的损耗非常严重，损耗率已经超过30%，甚至更高[3]。冷藏保温车占货运汽车的比例仅约0.7%。我国冷藏车的种类很多，以机械式冷藏车、LNG冷藏车和PCM冷藏车为主[4]。不同厂家的冷藏保温车质量良莠不齐且冷藏保温车在运输过程中缺乏智能化温度监控，无法保证运输全程在保鲜的合理温区进行。

在储藏方面，果蔬等农产品的季节性特征比较强，必须在当季进行合理的低温储藏，而大多数原产地缺失相应的保障性冷库，保鲜不及时会导致果蔬快速腐烂，降低产品的品质。国内的储藏型冷库大多采用老式土建结构，其安全设施多数老化或不完善。制冷设备间的配置不合理，机器能耗较高。冷库内的货架多为固定式的，很多农村小型冷库甚至没有设置货架，货物在地上随意堆放。大部分冷库管理混乱，管理水平低，只注重对机房的看守而忽视了其他部分的重要性。冷库储藏信息化、智能化管理起步晚，应用较少。

在加工阶段，我国对易腐农产品的低温加工作业的普及率偏低，产品种类单一，对很多种类的果蔬都未形成完整的产业链集群；且末端配送如低温住宅配送等还处于起步阶段，大部分终端销售场所还采用棉被、冰瓶等低端方式进行降温保鲜。

2 产地预冷的起源与概念

预冷的概念最先起源于1904年美国农业部的Powell及其研究团队。在1970年初，我国的学者也开始着手对部分试验性农产品进行相关的预冷研究，但由于国内的研究起步较晚，缺少实验经验和数据资料等因素，当时的预冷技术并不成熟，很难得到应用推广。20世纪80年代后，中国农科院开始研究食品的保鲜，20世纪90年代开展了对应设备的研发。进入21世纪，人们对农产品预冷保鲜的研究逐渐丰富[5]。王强等研究了果蔬等农产品产地预冷的必要性和迫切性，同时也对常见的预冷方式、预冷成果进行了介绍，并提出具体的解决方案[6]。随着时代的发展，我国在产地预冷方面的研究逐渐成熟，与发达国家的差距正在逐步缩小。

2.1 “最先一公里”的提出

2015年“最先一公里”的概念首次提出。从那之后，这个热词在新闻媒体和大众的视角内不断出现[7]。自2010年国家下发了《农产品冷链物流发展规划》以来，国内就将重点放在了冷藏运输和储存环节，而作为冷链第一公里的农产品预冷环节被业内忽视[8]。农产品是保障人民群众正常生产、生活的基本品，必须重视农产品的冷链物流配送，从产地预冷开始，走好第一步。

2.2 产地预冷的概念

预冷是指果蔬等易腐农产品从初始温度（30℃左右）迅速降至所需要的终点温度（0～15℃）的过程，主要的预冷对象为蔬菜、水果等需要保鲜存放的农产品。这些农产品采收后，农产品对温度十分敏感，特别是在过高温度或烈日下采收的产品，温度对其影响很大。所以农产品采收后、储藏运输前必须尽快地除去产品所带的田间热。总体来说，产地预冷就是将农产品的温度降低到适合储藏的低温。这样在冷链的其他节点，只需要较低的冷却能力和普通隔热措施就可以达到减缓农产品的呼吸作用、保持农产品的新鲜度程度和品质的目的[3]。发展产地预冷，可有效地减少田间地头造成的农产品腐烂损失，提高经济效益。

3 产地预冷的解决方案

产地预冷方式非常多，但是由于成本及技术等各方面因素的制约，现阶段主要的预冷方式有压差预冷、真空预冷和冰水预冷。这些预冷方式不但速度快、效果好，而且造成污染的概率要远小于传统的制冷模式。

3.1 不同的产地预冷模式

3.1.1 压差预冷

如图2所示，冷库内的压差通风单元通过负压吸气，使冷空气通过包装箱内部直接与产品接触，从而有效地降低产品温度。压差风机入口的两侧各堆放一列包装箱，包装箱上有许多开口或通风孔道。两列包装箱中间的空间用帆布覆盖。风机启动并抽出包装箱内的空气，使得包装箱内外形成压差。冷空气通过被冷却物，使被冷却物的热量以强制对流方式被迅速带走，从而达到快速制冷的目的。

图2 压差通风循环示意图

3.1.2 真空预冷

真空预冷系统主要由四部分组成，包含真空系统、制冷系统、排水系统、控制系统。真空预冷系统的工作原理如图3所示，是将果蔬等农产品放入真空冷却室，开启真空泵使预冷室内的压力降低至设定值，在压力降低的同时水的沸点也会降低，此时果蔬表面及内部的水分直接汽化，这个过程吸收了环境及果蔬自身的热量，从而实现了快速冷却。同时，将制冷系统产生的冷量通过不同形式的载冷剂送至真空冷却室内的低温捕水器，使室内水蒸气凝结流入底部的接水盘，最后将水盘内的水排出，并通过真空泵将除水后的空气也排出[9]。

图3 真空预冷原理图

3.1.3 冰水预冷

如图4所示，这种方式需要一台冷水机组提供冷量，并配合浸泡水槽来完成一次整体循环。将采摘后的果蔬直接放置于传送带上通过冰水水槽，果蔬被冷却后取出，更换下一批循环往复，从而达到大批次且不间断的预冷效果。

图4 冰水预冷循环示意图

3.2 不同方案的分析与对比

三种方式的对比如表2所示[3]，其中真空预冷和冰水预冷的速度较快，均控制在一个小时以内，压差预冷方式对于不同的农产品其降温速度会有差异。但压差预冷的应用范围广，适用于大部分品种的果蔬，真空预冷则主要用于叶菜类，冰水预冷主要用于果品、根块类蔬菜。从耗能角度分析，冰水预冷由于其露天粗犷的方式导致耗能较高，压差预冷能耗最低，真空预冷的能耗介于中间。

4 结 语

农产品产地预冷在国外多数农产品产地已经成为全程冷链中不可或缺的一部分，已经形成了完整的产业链并积累了宝贵的经验。对于国内来说，产地预冷对于减少冷链运输成本、完善农产品产业链、保障农产品食品安全以及促进鲜活农产品销售等方面具有重要意义[5]。

我国通过新型储藏窖、冷藏库改善了以马铃薯为例的果蔬储藏条件，有效延长了储藏时间，提高了农产品的品质。我国通过延长农产品的储藏期、加工期，有效地解决了大部分地区农产品采摘后损失大、品质安全隐患突出以及采摘期集中上市、价低、卖难等问题，实现了农产品的均衡供应和市场稳定[10]。这样做使得末端消费者可以吃到新鲜、安全、放心的健康果蔬产品。由于产地预冷的发展，人们还可以发掘新品种农产品，使其销售的地域和范围得到扩大，增加利润[11]。2020年后，国家已投入大量资金，在农村建成了多个相关的冷链物流设施。未来，国家还会每年投入大量资金来推动行业发展，相信在政策和资金的推动下，我国的农产品产地预冷会得到飞速发展。