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學理與現場經驗俱全 李允中為臺灣真空預冷技術扎根奠基

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學理與現場經驗俱全 李允中為臺灣真空預冷技術扎根奠基

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新冠肺炎疫情肆虐,傳統農業產銷鏈受到重創,民眾用宅配訂購蔬果,但臺灣夏季高溫炎熱,產地沒有從採收後就預冷、冷藏運送,使得蔬果抵達消費者手中時變色、腐爛等糾紛層出不窮,在疫情考驗下紛紛現形。蔬菜水果會呼吸,採摘下來後帶著田間熱與延續旺盛的呼吸熱,如果不進行預冷,經過長距離長時間的運輸後,鮮度會嚴重降低,產品會腐敗損耗。談起預冷技術和設備,就一定會想到擁有豐富學理知識和現場經驗的臺大生物產業機電工程學系退休教授李允中。「研究開發確保園產品質的最佳處理方法是靠著採後生理的學理與嚴密的實驗驗證,實驗室的成果要能應用工程學理去放大其規模,這樣才有可能推廣到場域。」這是李允中從實驗室到田間的研究心路;他認為,投入現場是最好的學習,但這樣的學習必須植基於基礎學理,看起來雖是兩件事,但這兩件事必須湊在一起,才有辦法解決問題。至於為什麼同時具有學理和現場的經驗,李允中謙稱自己很幸運「所有得到的學習機會都是機運!」

李允中(中)視察嘗試使用的簡易預冷設備
李允中(中)視察嘗試使用的簡易預冷設備

大學、研究所唸的是農業機械,服完兵役後,李允中曾在食品工業研究所工作一年,後來申請前往美國麻州大學攻讀食品工程,碩、博士加起來一共六年,他形容是「非常快樂的六年」。李允中回憶,自己對熱傳學非常有興趣,但指導的老師主要是做質傳,由於熱傳與質傳學理基礎相類似,使得他對熱傳興趣不減。學成歸國第一年,李允中在臺大農機系任教,當時農委會剛好有一個由食品研究所負責的低溫運銷計畫,由錢明賽博士主導,而李允中在臺灣讀碩士時的指導教授陳貽倫,在UC Davis(加利福尼亞大學戴維斯分校)進修的題目正好是預冷,因緣際會下,與李允中熟識的錢明賽博士,就邀請他們一起加入低溫運銷計畫;之後,再由剛返國任教的園藝系教授劉富文,將低溫運銷與採後處理合併一起執行,往後就由劉富文教授接手這個計畫,不再是食品研究所主導。也因為這個機緣李允中有機會交往園產品採後研究的學者,並學習園藝學上相關的基礎知識。

 

國內蔬菜預冷技術在民國 70 年代即陸續在研究推廣,最早以水冷為主,至 80 年代, 氣冷式的壓差預冷技術漸被使用,更重要的是此時預冷應用的觀念漸漸被重視。為了精進預冷實務,李允中藉著計畫與時任農委會技正李正茂一同前往美國,原本打算參與UC Davis的採後處理課程,卻因時間配合不上,而透過其他老師幫忙引薦,有機會參訪預冷機器設備的廠商與園產預冷處理的場域及低溫運銷作業程序,接觸到書本與文獻上所缺乏的實務細節,可以說是獲益良多。不只是美國,李允中也把握執行其他計畫到日本參訪的機會,經由三菱電機冷凍設備部門安排,到日本研習壓差預冷設備與剛開始推廣的真空預冷機,接觸到場域第一手資料,讓他覺得非常特別而值得珍惜。他說,預冷有兩個層面,在處理面是熱傳,在機械面是冷凍設備,由於冷凍設備對他來說,原本相對陌生,會投入這方面的學習與研究其實就是一個時勢上的機運。值得一提的是,因為美國的參訪,李允中寫了一份出國報告又牽起一段機緣,當時有個廠商看到報告找上李允中,原本計畫共同研發真空貯藏設備的廠商,在李允中說明真空預冷的前景後,與臺大簽訂產學合作計畫,廠商出資委託李允中設計出全臺第一部國產真空預冷機。

 

李允中回憶,當時真空槽是一個問題,總覺得有一些玄機在裡面,但是工

程出身的他計算學理根基紮實,覺得真空槽沒那麼困難,因此重新計算更改真空槽的設計,並且因應低溫運銷的集貨包裝場,在短時間內必須處理大量園產品的需求,設計出儲冷式的製冷系統以降低機械成本與使用電費。沒有使用當時美日真空預冷機所使用精密而昂貴的油封泵,而用國內生產的水封泵與機械泵串聯以達到所需的真空目標。這種本土的廉價系統機械精度小、維護容易,而且在真空預冷過程蒸氣冷凝不佳時,蒸氣凝結的水可以混入水封中,所以不會發生問題;如果是油封泵的話,凝結水就會混到密封油裡,而造成乳化破壞。「因為設計是從零開始,才能思考到每一個環節的細微處,而構思出最適合臺灣的機械。」李允中說。

 

民國89年,國內機械廠商與臺大生物機電系合作,開發每次2棧板1500公斤處理量的真空預冷機,在雲林縣庄西合作農場測試;同年工研院及動植物防疫檢疫局與廠商合作開發具真空預冷功能的減壓燻蒸機,為一次處理量為10棧板的大型預冷機。台南區農業改良場更在90年5月召開真空預冷機示範觀摩會,短期葉菜類可在短短20分鐘內從27℃左右降至 5℃以下,這套機器的預冷效果也受到肯定,在南部主要葉菜產地開始推廣使用。但因為研究政策的調整,而不再有低溫運銷設備的研究。李允中回憶,四年前有一位輔大社會系教授來拜訪他,說自己正在寫有關新興技術對一個社會影響的相關論文,主題是真空預冷機對雲林地區的影響。因為計畫結束而沒有再參與的李允中,原本以為推廣了幾台真空預冷機後,工作就中斷了,應該對產地沒什麼影響,不料那位來訪的輔大教授告訴他,那已經是很普遍使用的設備,其正面的影響很顯著,這一點讓後來才知道的李允中覺得訝異又開心。目前國內真空預冷機主要應用在短期葉菜類的預冷保鮮上,如小包裝蔬菜包裝前的預冷以延長販賣壽命、國軍副食及學校營養午餐蔬菜的提高供貨品質、短期葉菜類冷藏的產銷調節、蔬菜外銷裝櫃的前處理等。不過李允中也感嘆,近年來他因為參與冷鏈計畫有機會到處走訪,看到後來仿製出來機器「都不太對」「如果當初可以有系統地推廣,應該不會出現這麼多效率較低的機器。」他認為,目前很多真空預冷機用起來都具有基本功能,「但是離好還有很長的距離,許多設計上觀念都不是很正確。」李允中強調,真空預冷設備當初本來就是依照臺灣的使用特性來計算,可惜臺灣沒有好好繼續發展,以致於「現在有很多拼裝車在馬路上的狀況」。

 

對於採後處理和預冷技術的傳承,李允中認為,自己能與業者溝通,因而可以對業者提出正確的建言與要求,得力於曾經有過現場歷練的成長過程。他說,執行低溫運銷計畫期間,常常跟著台南改良場後來擔任秘書的林棟樑博士往現場跑,與雲林地區每個大型運銷團體都熟識而溝通無礙,「聆聽他們所談的經驗成功的、失敗的,與我擁有的學理相咀嚼消化,才有辦法融會貫通的解決他們的困難。」而融合實務經驗與學理的隔閡,正是推廣人員最難克服的障礙與必須自我磨練的技巧。預冷推廣上的另一個問題,他坦承是,機械設備業者沒能掌握預冷需求去提供設備,使用者覺得用了改善效益有限而棄置,或覺得設備不對也無法與業者溝通而獲得改進,遍佈各地的預冷機械供應業者預冷設備的基本知識薄弱,而讓由實驗室成功的技術規模放大推廣到場域中間出現許多的落差!

疫情爆發前,李允中(右)運用翻轉教學授課,與改良場人員即時互動
疫情爆發前,李允中(右)運用翻轉教學授課,與改良場人員即時互動

因此現階段,李允中致力為改良場人員授課,教導他們如何規劃計算、並向設備業者表達需求與提供正確的設備規格。他強調,改良場人員做好了實驗,就要思考如何將實驗成果放大,要求廠商的設備達到這樣的條件,才有可能成功的擴展至場域,否則實驗做得再好,現場無法放大使用,就永遠推廣不出去。目前受制於疫情,李允中使用的翻轉教育無法與學員互動,只能進行線上教學。因為有幸運的學習成長過程,造就深厚的學理基礎和現場知識,再加上健談的個性,李允中希望將來會有更多現場實體授課外,並將授課內容編輯成書,幫助更多後進的年輕研究員。

李允中(右)以冷鏈專家輔導團身分,出席番石榴外銷全鏈串接模式觀摩活動
李允中(右)以冷鏈專家輔導團身分,出席番石榴外銷全鏈串接模式觀摩活動

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