预冷是园艺产品在采摘后迅速冷却达到目标温度的过程。“碳达峰碳中和”国家战略的提出对预冷的发展提出了低碳化、高效化的新要求,目前我国采后预冷环节存在着效率低、能耗高、智能化水平低等问题。现有文献缺少对预冷能效的系统研究,预冷能效评估和参数优化缺乏理论依据。本文开展类球形果蔬的预冷机理及理论研究,构建并验证了类球形果蔬预冷时间和综合能效模型,提出了系统化的预冷能效评估和预冷参数优化设计方法,开展了预冷环境因子与果蔬品质控制耦合效应研究,实现了基于预冷效率、能耗、品质的预冷参数的多目标优化与评价。本文主要开展的工作如下。（1）引入预冷尺度系数将果蔬分为一般尺度和特殊尺度,采用微团法解决特殊尺度果蔬数值建模过程中精度较差的问题。比较了多孔介质法,等效球体法、微团法等处理方法下预冷效果差异。微团法能有效解决建模过程中配置复杂、模拟时间长、精度差等问题,合理的设置微团内个体数量、个体间距以及微团间距可较好吻合实际的预冷过程。从预冷时间、预冷均匀性、压降等表观量以及流换热系数、表面摩擦系数等微观量角度分析不同微团结构参数对预冷的影响,确定了最佳微团模型参数。通过不同工况下的模拟与实验验证分析,微团法的温度误差小于1℃,压降精度在85%以上,为预冷过程中的样本数据库建立奠定了基础。（2）针对现有预冷时间的纯理论、半经验和半理论公式因素单一、预测精度较差等问题,以类球形果蔬冷却的理论解析方程为基本依据,采用因素分析和中间系数法,从单体、堆栈两个维度确定了高精度的预冷时间半理论半经验公式,公式预测精度分别达到95%和93%。单体和堆栈果蔬预冷的冷却系数C与果蔬直径、物性参数及送风参数存在特定的函数关系,单体和堆栈果蔬预冷的滞后因子J与预冷毕渥数Bi分别呈线性和指数函数关系。确定了基于开孔包装的类球形果蔬预冷时间的全因素预测模型,模型精度和果蔬尺度关系较大,对于特殊尺度果蔬预测精度较差,一般尺度果蔬预测精度90%以上。（3）在类球形果蔬预冷综合能效预测模型方面,首先分析了预冷系统的热力学特性,建立了其制冷系统的能耗数学表达式;其次揭示了预冷过程中的流动阻力特性,建立了风机能耗的数学表达式,最后确定预冷系统的综合能效模型。采用偏导数求解和夹逼法则,分析了送风温度、送风速度、包装开孔率对预冷时间和能耗的影响规律,确定了基于预冷高能效比的参数优化设计方法,得出了送风温度、送风速度、包装开孔率的理论最优解,实现了基于预冷时间和预冷能耗的双目标参数寻优。针对特殊尺度的类球形果蔬预冷包装压降大、机械损伤率高等问题,提出了梯形凹孔+多矩形孔结构的专用预冷包装,在现有预冷降温曲线通式的基础上增加了送风速度的变量,并通过实验和文献进行了验证,最大预测误差低于20%,实现了特殊尺度果蔬预冷能效模型修正和参数优化。（4）以易腐类浆果蓝莓为研究对象,提出了预冷品质贡献率概念,开展了以预冷为基础的蓝莓冷链周期内的品质评价。因为预冷条件的改善,蓝莓冷链期间的可溶性固形物、花青素、质地、商品化率的预冷品质贡献率分别为15.15%、19.48%、4.34%。预冷时间控制在1h左右可以最大限度的保持蓝莓的质地、色泽和营养物质。预冷时间短可较早的启动蓝莓花青素的合成机制,有助于蓝莓冷链期间花青素的含量保持。较强的预冷刺激（预冷风速大、预冷温度低）可显著降低弹性,且能降低蓝莓软果率。提出了一些降低机械损伤、提高商品化率的操作策略。分选、包装宜在预冷前进行,预冷后若直接运输应该采用柔性包装;避免脆度大引起的机械损伤;应根据蓝莓弹性指标值选择最佳的运输时机,降低腐损率。综上所述,本课题关于类球形果蔬预冷综合能效模型及多目标优化的研究结果,为提高预冷效率、减少能量消耗和果蔬品质损失提供了参考依据,为预冷工艺优化和控制决策提供了理论依据,提高了易腐果蔬预冷操作的低碳化、绿色化、数字化水平。