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蓄冷型运输保温箱在冷链中的应用


蓄冷型运输保温箱在冷链中的应用
蓄冷型运输保温箱在冷链中的应用 摘要本文综述了蓄冷型运输保温箱在冷链中的应用,与传统的冷藏车对比分析,蓄 冷型运输保温箱具有灵活性、环保型、经济性、安全性可控性等特点;文中分析了蓄冷型 运输保温箱发展现状及不足,对现有保温箱使用的相变蓄冷剂和保温材料进行了分析, 提出了使用真空隔热板作为保温材料的可行性; 蓄冷型运输保温箱已经在医疗领域得

到 广泛应用,现在又是冷藏运输发展方向之一。 关键词:蓄冷型运输保温箱 冷链快递 相变蓄冷剂 保温材料 真空绝热板 引言 我国冷藏货运市场潜力巨大,但目前我国冷链物流基础比较薄弱,在较长一段时间 内还很难缩小与发达国家差距情况下, 推广蓄冷模式运输是发展我国冷链物流的选择方 向之一;而面对市场需求的小批量多批次“门对门”的物流需求,传统的冷藏那个车运 输这些货物的时候,就会出现“大车装小货”的现象,这无疑是给客户带来了额外的成 本,优质的物流保温箱就避免了这个问题,且使客户运输成本不变的情况下,运输质量 还得到了保证, 1.1 蓄冷型运输保温箱简介 蓄冷型运输保温箱是 20 世纪 80 年代初期, 从发达国家发展起来的一种非常高效的 物流技术装备,其灵活的尺寸,优良的保温性以及灵活的配载形式成为小批量高品质货 物运输的一个优质运输装备。 它主要由保温箱和蓄冷板组成, 保温箱本身没有制冷功能, 它的温度控制依据配置不同温度的蓄冷板来实现,无需制冷就能实现长时间保冷,蓄冷 板内装有高效蓄冷剂可以反复多次使用,根据蓄冷板的数量和类型,目前保温箱有三种 类型,专门用于生物制品(如医药疫苗产品) ,温度控制在 2—8C ’;食品、巧克力的温 度控制在 0—20C ’,;用于冷冻食品保温箱温度控制在-10— -18C ’;箱子规格相同,不同 的温度控制依据不同规格的蓄冷板来实现,蓄冷板分为 0C ’ 2 板和-18C ’板,在需要时就 可以将其装入保温箱内,蓄冷板在箱内释放冷量使箱内温度保持稳定,冷藏货物和冷冻 货物分别装于不同温度的保温箱中, 之后就可以和常温货物一同装在普通货车中进行配 送。 1.2 蓄冷型运输保温箱的优点 近些年来随着中国物流产业的发展特别是国际物流企业进入中国市场,要把一件物 品从广州运到上海是一件非常简单的事情, 因为有许多国际国内快递公司和众多物流企 业都可以办到,但客户运送的仅仅是 50 毫升的制定温度药品,使用常见的冷藏车就显 得过于浪费,对于这样的需求,使用蓄冷型运输保温箱就显得恰到好处。蓄冷型运输保 温箱不仅能够保证冷冻冷藏货物的配送质量,还有效利用了普通货车的配送能力,降低 了配送成本,与常见的冷藏车相比,蓄冷型运输保温箱在灵活性、环保型、经济型、安 全性和可控性方面都有着自己独特的优势。

1.3 蓄冷运输模式与冷藏车运输模式性能比较

蓄冷型运输保温箱

冷藏车

灵活性

1、 可以在室内操作,甚至可以 1、 冷藏车运输模式需要在冷藏库提 在生产线下端直接完成包 货,装卸环节温度断链; 装、装箱工作; 2、 货品运到后搬运过程中温度很难 2、 货品运到后可以直接上架; 恒定; 3、 可以实现一车配送多点; 3、 配送多点反复开门温度难以保证; 无需机械提供冷源, 一次蓄冷可 环保型需要机械制冷系统提供冷源, 以保证温度长达 72 小时 耗费大量燃油 车厢内很难实现不同温度区域,运输 可以使用普通车辆实现不同温 少量不同温度需求物品时,需要不同 度要求的物品运送, 运输成本低 的车辆同时运输,运作成本高 可以确保物品品质,安全系数 多种物品混装,易串味,影响品质, 高,由于整箱包装,交接时方便 安全性差 快捷; 智能监控车辆及车内温度,对单一产 可以实现每件产品温度与位置 品无法实现跟踪 跟踪服务

环保型

经济性

安全性

可控性

2.蓄冷型运输保温箱技术 2.1 蓄冷型运输保温箱中蓄冷剂的选择 2.1.1 蓄冷剂简介 蓄冷剂是储存冷量的物质,相变蓄冷由于具有蓄冷密度高,蓄冷和放冷的过程近似等温 过程,且此过程患有容易控制等优点,使得相变蓄冷剂的使用中受到很大的重视,成为 蓄冷型运输保温箱冷量来源的首选蓄冷剂类型。 2.1.2 选择相变蓄冷剂时要考虑一下几个因素: (1)要有合适的相变温度,是相变蓄冷中考虑的首要问题,因为相变温度必须与被冷 却物保持一定的传热温差,方可使用; (2)相变潜热愈大愈好; (3)在固态和液态时,要具有较高的热传导能力; (4)没有盐析现象,热稳定性好,相变温度平稳; (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; (7)价格便宜,抑郁获得,便于大规模使用;

2.1.3 已经实用化的相变蓄冷剂 (1)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 0C ’,一般用于 0 C ’以上温度的保鲜, 水变为冰时, 存在较大的过冷度 (4—6C ’) , 使得蓄冷温度须低至-8—-10C ’,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)共晶盐蓄冷剂 共晶盐蓄冷剂是一种无机盐蓄冷剂,蓄冷密度较低,有腐蚀性,但由于技术成熟, 价格低廉,在冷链中也有一定的使用,有一种果蔬保鲜剂就用氯化钾,氯化钙,氯化纳 的一种或几种 2.7 份(按重量划分)作为主储能剂。 (3)有机物蓄冷剂 目前蓄冷剂常用的有机物为高级脂肪经、盐类聚合物等,其固体成型好,不易发生 相分离机过冷,腐蚀性较小,但与无机储热相比导热性较差。有机蓄冷剂的种类很多, 市场上其中一种凝似胶状的蓄冷剂由聚乙烯醇、硼砂、水组成,重量百分比为:聚乙烯 醇 3.5-4、0.8-1.2 硼砂、剩余的为水,这种蓄冷剂结冰后,在常温下完全融化用时可达 7.8 小时,其冰点可达-2’C,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,放冷时间较长,智能方法简单,成本较低,安全 可靠,并可反复使用。 以上举例只是众多蓄冷剂产品中的一小部分,目前市场上的蓄冷剂产品有很多种,客户 可以根据自己需要选择不同相变温度的蓄冷剂, 使得物品在核实的温度区间进行储存运 输。 2.2 蓄冷型运输保温材料的选择 2.2.1 常用的保温材料 (1)聚氨酯泡沫塑料 聚氨酯泡沫塑料导热系数为 0.022w/mk(瓦/米 k)抗压强度高,技术成熟,且聚氨酯 具有导热系数低,隔音效果好,防震,耐热,憎水,防腐,不怕蛀虫等优良性能;目前 聚氨酯已广泛应用于冷藏保温领域,是市场上比较常见的隔热保温材料,在冷库、冷藏 车、冷藏集装箱和保温箱等均有应用。 (2)酚醛树脂泡沫保温材料 酚醛树脂泡沫具有热导率低,吸水率低,耐热性好,力学性能好,形状稳定,电绝 缘性优良, 难燃灯优点, 尤其适合于特殊场合隔热保温材料或其他功能性材料, 在阻燃, 隔热方面,酚醛树脂可以长期在 130’C 下工作,瞬时可承受 200’C-300’C 的工作温度,酚 醛树脂与其他材料共混改性,可以制备出性能极其良好的复合保温材料。 (3)聚苯乙烯塑料泡沫保温材料 聚苯乙烯塑料(EPS)是由聚苯乙烯(1.5%—2%) ,空气(98%—98.5%) ,经发泡制 成,具有价格低,保温性能好,吸湿率低,抗冲击能力好,惹到系数小于 0.041 w/Mk(瓦 /米),适合在保温领域内推广应用。但是其具有易燃性,需要加入阻燃剂。 2.2.2 新一代高效绝热技术——真空隔热板 真空隔热板(VIP)是一种非常有效的热屏蔽物,在板内平均温度为 25’C,导热系 数实测值仅为 0.0044w/mk(瓦/米 k), 其导热率仅为同样厚度的聚苯乙烯绝缘材料的 1/10, 而其厚度仅为普通绝热材料 1/7;目前真空隔热板开始用于冷藏链中物品的保温,是蓄

冷型运输保温材料改进的代替品之一。真空隔热板在高端领域有所应用,且绝热保温效 果明显增强;例如一种对血液进行冷藏的便携式蓄冷保温箱,使用的是 VIP 材料,可以 保持很长时间的低温状态,在户外环境温度为 40’C24’和 C23’C 时可以使型内保持在 1’C —10’C 的时间分别为 78,96 和 120 小时,VIP 具有优异的热屏蔽性能,但这种薄型密闭 的塑料板价格相对较高,但随着 VIP 技术的日趋成熟,将来 VIP 的发展目标是:已相对 低廉的价格和可靠的性能,成为节能环保材料的又一生力军。到时 VIP 材料也能普遍的 应用到蓄冷型运输保温箱上,制作出更加节能环保的产品。 3.蓄冷型运输保温箱发展现状及不足 3.1 目前国内已有多家企业推出了蓄冷型运输保温箱系列产品 (以下简称蓄冷箱) , 例如: 北京松冷能源科技有限公司、 南京齐冰制冷科技有限公司和成都邦耐冷藏技术有限公司 等,南京齐冰制冷科技有限公司推出了系列产品:6L、100L 的蓄冷箱,产品满足多种客 户需求,北京松冷能源科技有限公司不仅推出了蓄冷箱系列产品,还可以根据客户的要 求定做不同规格尺寸的蓄冷箱,其中定制冷链专业保温箱为国内首创。 目前, 松冷冷链物流有限公司和中铁快运股份有限公司等已经在国内推出了冷链快 递服务,其中的主体装备就是蓄冷箱,冷链快速服务的推出只是蓄冷箱应用的一部分, 同时蓄冷箱在日常生活中赢用也很多,例如:炎热的夏季,家庭外出郊游时可以使用蓄 冷箱来冷藏饮料、食品等给家人带来了清凉的感受;在医院内,医生需要给免疫的人群 达疫苗时,可以使用蓄冷箱将疫苗保存在一个合适的温度区间内;医药公司运输少量的 生物制剂时, 也可以用蓄冷箱来维持生物制剂的低温状态, 维持生物制剂的活性, 此外, 蓄冷箱还可以应用于其他一些需要冷冻、冷藏的领域。 3.2 蓄冷型运输保温箱的不足之处 目前市场上蓄冷箱的型号和种类都比较多样,在冷藏运输、家居旅行等领域使用有 很多优点,但是其在实际运用方面存 在一些不足。 3.2.1 需要蓄冷设备 使用蓄冷箱时需要对蓄冷板进行预冷处理,这需要专业的蓄冷设备,特别是针对冷 链物流的企业而言,由于使用的蓄冷箱数量众多,就需要专门的蓄冷板充冷,这样就增 加了物流企业的前期投入。 3.2.2 蓄冷箱回收难 物流企业把物品运送到客户手中时,还需要对蓄冷箱进行回收,这增加了企业的运 作成本。 3.2.3 箱体内温度受外部环境影响大 由于我国国土面积广大,不同区域温度差别也很大,这增加了蓄冷箱内温度控制的 难度。 3.2.4 保持箱内低温状态的时间有限 由于蓄冷剂保持低温状态有一定的时间限制,时间长了之后,温度就不能保证,因 此在限定的时间内,运输距离就有一定的限制,要想长距离运输,就需要及时更改蓄冷 板或选择更加快捷的空中运输方式,但这样都会增加运输成本,企业需要综合考虑,决 定可行的运输方式。 3.2.5 蓄冷箱成本 蓄冷箱成本虽然比动辄几十万的冷藏车少的多, 但是对于一些中小型物流企业来说 还是一笔较大的投资,这些都需要更加成熟的加工工艺和技术,来进一步降低蓄冷箱的 成本。

4 结论 随着我国经济的发展,社会对于冷藏冷冻食品需求越来越大,带动了冷链的发展, 作为冷链的一个组成部分,蓄冷型运输保温箱虽然还存在一些不足,但是在许多场合具 有独特的优势,它适应的冷链物流服务多样化需求,解决了大多数“小批量,多批次, 门对门”的需求。此外它还可以应用于疫苗、生物制剂和家庭外出旅行时饮料和食品等 食品需要低温冷藏,随着高效相变蓄冷剂和 VIP 技术的发展,蓄冷型运输保温箱将更加 经济环保耐用,可以预见,今后其使用范围有望进一步扩大,并对低温物流和人们的生 活产生积极的影响。


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