1 食品冷藏运输原理
新鲜食品在常温下存储, 由于食品中微生物的酶的作用, 已经呼吸作用, 都会消耗食品的有益成分, 发生腐化变质。微生物的生命活动和酶的催化作用都需要在一定的温度和水分条件下进行。如果降低食品的温度, 微生物的生长、繁殖就会减慢, 酶的活性就会减弱, 可以延长食品的储藏期。此外, 低温下微生物新陈代谢会被破坏, 其细胞内积累的有毒物质及其他过氧化物能导致微生物死亡。当食品的温度降至-18℃以下时, 食品中90%以上的水分都会变成冰, 所形成的冰晶还可以机械的方式破坏微生物的生物细胞, 使其或失去养料、或部分原生质凝固、或脱水等, 造成微生物死亡。因此, 冷藏食品可以更长期地保持食品原有的品质。
2 机械式冷藏集装箱制冷系统示意图 (如图1)
3 冷藏集装箱运输现状
冷藏运输是指将在常温下易腐食品温度降低到足够低的温度, 并在运输过程中保持这个温度不变来达到目的的运输。冷藏运输主要强调安全、经济、快速、便捷。机械式冷藏集装箱是一种带有制冷机组, 能对箱内货物进行制冷的具有特殊用途的集装箱。由于机械式冷藏集装箱能迅速降低食品的温度, 并且很容易调节温度和维持温度稳定不变, 一直以来就是冷藏运输中主要的运输工具。中国冷藏运输率为10%~30%, 欧、美、日等均达到80%~90%, 由此可见, 我国冷藏运输市场巨大, 大力发展冷藏运输成为我国运输事业的重点。据统计, 中国冷藏食品的数量以每年10%~15%的速度增长。由于历史原因, 中国冷藏食品在食品重量中占的比例不大。到2003年, 中国有100万辆陆路冷藏车和40万冷藏集装箱, 中国已实行冷藏运输的冷藏食品只占30%, 因没有冷藏而造成的损失为700亿元。因此迫切需要发展冷藏贮存、冷藏运输、冷藏销售这一完整的冷藏链。
冷藏集装箱作为海上运输的主要工具, 为远距离的航线运输食品提供了保证。目前我国的冷藏集装箱运输占整个运输的8%~10%, 前景非常可观。主要有耗用冷剂式、隔热式、机械式、气调式冷藏集装箱[6]。机械式冷藏集装箱是自带有制冷装置的特殊集装箱。制冷装置能为集装箱提供不间断的冷量, 维持箱内低温和一定的湿度。冷藏集装箱内温度保持在+25~-25℃[1]之间。制冷装置的标准电源一般为440V×60Hz, 但装有内藏变压器以后, 世界各地的电源一般都可以使用。原则上在装载冷冻或冷却货时, 一般在装箱前要求对货物进行预冷, 使货物降低到一定温度以下, 再装箱。在海陆联运中, 要求冷藏集装箱在整个运输中制冷装置能自动启动。最新统计表明, 全球20英尺冷藏箱比06年下降3.3%, 40英尺冷藏箱下降34.8%, 而40英尺高顶冷藏箱升高61%。 (如表1)
4 冷藏集装箱发展方向
4.1 箱体制造材料的变化
20世纪80年代以前, 全世界冷藏集装箱的材料几乎为铝材, 在80年代以后, 德国开始生产钢质冷藏集装箱, 此后, 因为钢质集装箱硬度高, 不易生绣, 机械强度大, 耐压等特点, 为大家所青睐, 铝质集装箱则逐步淘汰, 取而代之的是钢质集装箱。到2010年止, 新造铝箱已经很少了, 由此可见, 全世界冷藏集装箱实现了从铝箱到不锈钢箱的根本性转变。
4.2 保温材料的变化
壁面高绝热保温材料的使用可以更好的保温, 防止热量散失。传统保温材料一般用聚氨脂和聚苯乙烯等。表 (二) 给出了几种保温材料的性能比较[3], 真空绝热版由上海海事大学研发, 导热系数为0.004w/ (m·k) , 比传统保温材料导热系数低3倍。 (如表2)
保温涂层的主要作用是反射太阳光, 涂层还要具有一定的装饰效果。涂层保温效果的好坏与施工工艺也有很大的关系。对不同的绝热材料比较, 采用适当的施工工艺对冷藏集装箱添加涂层, 就可以达到良好的节能效果, 获得可观的经济效益。 (如表3)
4.3 环保
20世纪带来了经济发展, 同时也给我们带来了最大的挑战, 现在人们越来越感觉环保的重要性和紧急性。制冷剂中的R12、R22等过去是常用的, 现在因为它们会破坏臭氧层, 产生温室效应, 逐渐被取代。到目前为止, R134a和R404[2]是比较理想的替代品。但是这还不是最终的环保制冷剂, 有关的研究还在继续进行。
4.4 发泡剂
目前, 冷藏集装箱的发泡剂主要是R 1 4 1 b, 它的O D P=0.1 1, G W P=0.1 1。由于其对大气臭氧层有一定的破坏。发达国家于2020年淘汰R141b, 中国于2030年也要淘汰它。所以, 迫切需要发明新的发泡剂。选用新的发泡剂的ODP应等于0, 导热性较低。据研究, 目前可能取代R141b作为冷藏集装箱发泡剂的材料有四种, 245f a, 365mfc, 环戊烷和全水[1] (反应过程中水和发泡材料反应生成二氧化碳气体) 。它们的物理性质如表四所示。
4.5 节能
机械制冷冷藏集装箱采用变频压缩机和变频风机可以大大减少耗电量。这是因为当集装箱内温度达到冷藏所需温度下限的时候, 只需要一定的冷量, 这比食品刚装入箱内温度迅速下降所需冷量大大减少, 这时根据温度感应器的温度自动调节压缩机和风机的转速, 使供应的冷量减少, 达到节能。在能源日益紧张的今天, 对压缩机和风机进行改进, 使其耗能减少, 成为一项必要技术。
4.6 制冷装置技术进步
由于全世界电子技术的发展, 模拟化的控制技术都已逐渐被数字化的控制技术所取代。这一过程同样应用于冷藏集装箱的制冷装置中, 过去由人工操作的PTI检查, 已实现了自动的PTI[5]检查。电子温度计记录多达80天的信息, 故障信息会自动在显示屏上出现。一种新的蜗旋式压缩机取
4.7 远程监控
利用当今先进的电子技术、通信技术、传感器技术和计算机网络构成智能集装箱为主体的网络体系, 智能集装箱是网络中发出各种信息的终端。集装箱在运行过程中的各种信息, 如制冷装置不运行, 温度没有达到, 箱体破坏等都能地由集装箱上的数据终端, 通过无线通讯和计算机网络传输出去, 各相关机构就能及时了解情况。同时监控系统能对压缩机、风机的运行情况, 箱内温度等进行时时监控, 做到对冷藏集装箱的情况了如指掌。现在, 针对单个冷藏集装箱的监控系统已经研发出来, 并在冷藏集装箱上投入使用。随着电子计算机和网络技术的应用, 开发一套远程监控系统, 利用卫星来进行一批海上冷藏集装箱监控数据的传输, 显示在陆地的终端用户的计算机上, 在复杂多变的海上运输环境中进行实时监控、排除故障的指导, 达到安全运输。这样既方便又安全, 能及时对整个冷藏集装箱运输进行追踪, 做到远距离遥控。
5 结语
我国已经成为世界上最大的冷藏集装箱生产国, 随着多联式运输的普及, 冷链物流的发展, 我国冷藏运输将有很大的发展空间, 冷藏集装箱作为运输易腐食品的先进的运输方式, 将成为以后我国冷藏运输的主力军。
摘要：本文主要阐述了食品冷藏运输的原理、冷藏集装箱制冷流程, 并对冷藏运输的现状做了总结, 并对冷藏集装箱运输的发展方向做了具体的介绍。
关键词：冷藏运输,现状,发展方向
参考文献
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[2] 王如竹, 丁国良.最新制冷空调技术[M].北京:科学出版社, 2002.
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[4] 王如竹, 丁国良, 吴静怡, 等.制冷原理与技术[M].北京:科学出版社, 2003.
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[6] 卢士勋, 杨万枫.冷藏运输制冷技术与设备[M].北京:机械工业出版社, 2007.
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