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蓄冷保温箱技术的应用探讨

时间:2018-06-24 21:38:51来源:科印网作者:李杰瑞 武吉梅

  冷链物流的理论与实践应用研究经历了3个发展阶段:由单品温物流发展到机械冷冻车厢区隔、机电共享保冷柜配送的多品温物流,再发展为蓄冷式保温箱多温共配物流。

  在运输货物少量多样且温域不同的情况下,若采用单品温配送,只能单车单运,车辆的运能无法打通,造成车辆使用效率低、装卸和配送过程中温度断链等问题。通过借助冷链物流中心制冷系统,将可置换且适用不同品温的蓄冷板集中降温储存冷能,再把蓄冷板置入保温箱中,以维持储运产品所需的低温条件,并利用普通货车运送,以此来实现蓄冷式保温箱多温共配物流,这就是蓄冷保温箱技术的应用。

  蓄冷保温箱是一种非常高效的物流技术装备,其优良的保温性能以及灵活的配载形式成为小批量高品质货物的优质运输装备。蓄冷保温箱主要由保温箱和蓄冷板组成,其中保温箱用来隔绝外界温度的影响,内部依据产品要求配置不同温度的蓄冷板来实现温度控制,无需制冷就能实现长时间保冷,同时蓄冷板内的高效蓄冷剂可以反复使用。

  蓄冷保温箱中相变蓄冷剂

  1.蓄冷剂的种类

  相变材料种类繁多,到目前为止,研究过的天然和合成的相变材料已超过4300种,而冷链运输中常用的蓄冷剂主要有以下几种。

  (1)固体冰

  冰蓄冷是利用冰的相变潜热进行冷量的储存,具有蓄能密度大的优点,由于冰的相变温度为0℃,一般用于0℃以上温度的保鲜,水变为冰时,存在较大的过冷度(4℃~6℃),使得蓄冷温度须低至-10℃~-8℃,这增加了制冷机组的负担,但由于冰的来源广泛、安全无毒、价格低廉,使得冰在食品冷冻保鲜中大量应用,是目前超市冷藏保鲜中常见的蓄冷剂。

  (2)干冰

  干冰的升华温度是-78℃,升华的潜热值为636kJ/kg,约是固体冰的两倍。干冰作为蓄冷剂最大的优点是升华时直接转变成二氧化碳气体,无毒,不会浸湿产品和容器,同时隔离氧气,有效抑制细菌滋生,有防腐功能。但干冰升华时会产生大量气体,其体积是固体状态下体积的1000倍,容易涨破容器,导致保温包装阻热性能失效。目前航空运输对干冰的使用有着严格的规定。

  (3)新型蓄冷剂

  近年来市场上出现了一种凝胶状的蓄冷剂,其中水凝胶被用于食品、海鲜、水果及医药的保鲜和运输。水凝胶是以水为分散介质的高分子网络体系,性质柔软,能吸收大量的水,保持一定的形状。凡是水溶性或亲水性的高分子,通过一定的化学交联或物理交联,都可以形成水凝胶。这些高分子按其来源可分为天然和合成两大类。天然的亲水性高分子包括多糖类和多肽类;合成的亲水性高分子包括丙烯酸及其衍生物类。其在常温下为凝胶状,因此形状变化小且对冷藏物污染少,此种方法制作出来的蓄冷剂蓄冷量较大,保冷时间较长,可塑性好,成本较低,安全可靠,并可反复使用。

  2.选择相变蓄冷剂的考虑因素

  蓄冷剂是利用物质的显热或潜热特性将冷量储存在某种物质之中,具有蓄冷和放冷近似等温的优点,其选用要考虑以下几个因素:

  (1)合适的相变温度,是蓄冷保温箱技术应用中首先要考虑的问题,相变温度必须与温敏产品保持一定的传热温差才能使用。

  (2)相变潜热越大越好,这样相同质量的蓄冷剂能释放更多的冷量来保护产品的温度。

  (3)在固态和液态时,要具有较高的热传导能力,便于尽量确保整块蓄冷板各部分温度的均匀性。

  (4)没有盐析现象,热稳定性好,相变温度平稳,保持相变过程保温箱内无剧烈温度波动。

  (5)热膨胀系数小,融化时体积变化越小越好。

  (6)无腐蚀性及毒性,价格便宜,易于获得和大规模使用。


 


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