干冰为冷源的冷藏集装箱的优势

 1.干冰为冷源的冷藏集装箱的优势

    1.1　制冷量大,降温速度快

    干冰的制冷量较大,常压下干冰的温度为-78.9℃,汽化潜热为573kJ/kg, 1kg干冰变为25℃时CO2气体能吸收653 kJ的热量,而1 kg的液氮(-196℃)转化成25℃的氮气时吸收的热量为411kJ[3],只有干冰的60%,可见使用干冰作冷源需要的干冰量仅是液氮的60%。

    另外由于干冰制冷是干冰厂利用干冰升华制冷,制冷过程快,而且还可以方便的通过箱内温度调节系统调节干冰的汽化量,因而能在较短的时间内使冷藏集装箱箱内温度达到要求温度。而机械制冷冷藏集装箱从制冷系统启动到系统输出最大冷量有一个较工作过程,最大制冷量的输出还受到所用制冷机组的限制,因而其降温速度与干冰制冷相比要慢得多。国际铁路联盟科研所曾对干冰、机械制冷等系统的降温速度进行了对比实验,实验结果如图1[3],由图示可以看出干冰制冷在这方面有较大的优势。

    1.2　结构简单,运行可靠,成本低廉

    干冰为冷源的非机械制冷冷藏集装箱系统是干冰厂利用干冰升华时较大的汽化潜热和较低的汽化温度来实现制冷目的,它除了干冰储存及温度控制装置外,没有其他任何运动装部件,这样就大大地减少故障出现的可能,提高运行的可靠性,同时也降低了维修费用。比较而言,机械制冷冷藏集装箱的制冷系统结构复杂,零部件多,而且工作压力又高(一般为1·4 MPa左右),非常容易出现设备故障和系统泄漏,维修工作量大,费用高。有关统计资料显示,机械式制冷系统的折旧费大约是非机械制冷系统的2·8倍,维修费则约5·4倍[3]。而且干冰为冷源的冷藏集装箱没有制冷机组,它的制造成本对也要低。

    另外,与液氮制冷集装箱相比有两大成本优势,第一是干冰每升的价格是1~1·8元,而液氮的价格是2元左右;第二是干冰制冷集装箱的结构也更显简单,它是在使用前通过外置减压装置将高压液态二氧化碳转化为常压下的雪花状干冰充灌到集装箱的冷源存储室,集装箱自身不带减压装置,这比液氮制冷集装箱少了一套喷淋装置,同时也进一步提高其运行可靠性。

    1.3　充灌速度快,使用方便

    在冷源存储室内的雪花状干冰是由高压液态二氧化碳经减压装置减压后形成的,其充灌速度较快,可以达60~100 kg/min,以箱型ICC即20 ft(1ft=30·48 cm)冷藏集装箱为例,经计算一天干冰的消耗量为500 kg[4],如一次要充灌5天使用的干冰,即2500 kg,充灌时间仅为25~42 min,这比冷板式冷藏集装箱的冷板蓄冷时间要短得多。而且充灌方便,操作简单,无需冷源的搬运,也无需专业人员操作。

    1.4　应用领域广阔

    干冰汽化温度低,常压下为-78·9℃,以干冰作冷源的冷藏集装箱只要通过温度控制装置的调节,可以将箱内温度调节到-78·9℃至常温下的任何一个温度要求,满足不同冷藏货物的冷藏温度的要求。而机械式由于受到所用制冷剂以及制冷系统的限制,一般蒸发温度不低于-30℃,而且蒸发温度越低,冷机的运行工况越恶劣,制冷系统的效率也会急剧下降。

    机械制冷由于用电量大,需要额外电源,供电问题制约了它在铁路、公路运输中的广泛应用。而干冰制冷集装箱就不存在这方面的问题,它只需少量的电量来提供自动控制和循环风扇的用电,而这可以通过蓄电池得以满足,无需外加电源,因此干冰制冷冷藏集装箱的应用领域更为广阔。

    1.5　兼有冷藏运输和气调运输双重功能

    干冰厂干冰制冷的降温速度快,降温时对食品组织的细胞破坏较小,而且低温的二氧化碳气体是从箱体顶部导入箱内,再加以一定量的通风量,箱内温度很容易达到均匀,食品能够很快的整体处于冷的储存环境,有效地防止了食品变质。

    另外二氧化碳气体无色、无味、无毒,是一种化学性质稳定的惰性气体,可以遏制果蔬的氧化呼吸过程,是一种理想的气调保鲜气体,目前广泛应用于气调保鲜中。因此,干冰制冷集装箱可以引入汽化了的二氧化碳,提高箱内二氧化碳浓度,起到气调保鲜作用;同时由于果蔬呼吸作用受到遏制,呼吸热减少,减少了箱内热负荷,使干冰消耗量减少很多。当然必须通过引入一定的新鲜空气来调节集装箱内空气成分,因为过高的CO2含量,反而会引起水果腐烂。