发展干冰为冷源的非机械制冷集装箱所存在的问题

发展干冰为冷源的非机械制冷集装箱所存在的问题及解决办法

    虽然以干冰为冷源的冷藏集装箱优势众多,但现在各国仍处于实验开发阶段,要投入实际应用还存在以下几方面问题:

    2.1　冷藏集装箱箱体设计

    目前,冷藏集装箱的箱体结构和制冷设备应符合GB/T 7392-1998的有关规定,规定认为冷藏集装箱的隔热性能要求应为传热系数小于0·4 W/(m2·℃)。考虑到生产成本,广州干冰生产厂家一般采用50mm的硬脂聚氨酯为隔热材料,其隔热性能就可以满足要求。但干冰汽化温度低,达-78·9℃,在相同的隔热性能情况下,其漏热量就是机械制冷集装箱的2倍左右,而广州干冰干冰制冷式集装箱的隔热性能直接决定了干冰的消耗量和箱体容积的利用率,这就要求更好的隔热性能。改进方法之一是提高隔热性,可以通过加厚隔热层来实现,有实验表明,将隔热层厚度增厚到100 mm ,可以将传热系数降到0·2 W/ (m2·℃)以下,也可以采用新的隔热材料,如使用PEF材料,同时必须尽量减少或避免冷桥,因为冷桥导致箱体的隔热性能大幅下降,通常情况下冷桥处的传热系数是隔热部位传热系数的6倍左右[5]。

    另外,广州干冰干冰升华会产生大量气体,使箱体内处于正压状态,箱体内气体的泄漏量也会大大提高,同时也带走了大量的热量,增加了箱内热负荷,使干冰消耗量增加。这就决定了此类集装箱要有更高的气密性要求,以减少漏热量。

    2.2　箱内温度的控制

    每种食品都有特定的冷藏温度,表1[6]列出了几种常用易腐食品的冷藏条件,在运输过程中应满足食品的冷藏条件,并能保持稳定。

    由于循环风量较小,箱内垂直截面上有一定的温度差。这对于冷冻食品和对冷藏温度范围大的果蔬如菠萝、青椒的运输能符合要求,而对一些冷藏温度范围小且易变质果蔬如青豌豆,就无法满足要求,因此必须研究新的解决措施。

    2.3　箱内食品污染

    虽然对于大多数食品来说,二氧化碳是无害气体,但研究表明还是有部分食品不适合存放在高浓度的二氧化碳环境中,如香蕉、卷心菜等,它们储藏在高浓度的二氧化碳环境中会使其表面发黑,影响外观。所以干冰为冷源的冷藏集装箱必须设计成两种冷却方式:一种是直接冷却,即二氧化碳气体与食品直接接触冷却。另一种是间接冷却,即二氧化碳气体不与食品接触,而是通过先冷却空气,再

冷却食品。这样可以满足运输不同食品的需要。

    2.4　箱内容积的利用率

    由于集装箱运输过程中所需的干冰是以雪花状存储在冷藏集装箱的存储室的,而干冰的消耗量又大,以20 ft (1 ft=30·48cm)为例,每天干冰的消耗量约500 kg,转化为雪花状干冰的体积约为0·64 m3,如要计成长途运输,以10 d为例,就要需要约6·4 m3的存储空间,而标准20 ft (1 ft=30·48cm)冷藏集装箱的有效内部容积为32·1 m3,这样干冰的存储室就要占用1/5的容积。另外运输路程不同,其所需的干冰量也不同,如按最大消耗量设计存储室体积的话,当干冰存储量减少时就会出现冷藏集装箱体积利用率低的现象。解决的办法就是将干冰存储室设计成可伸缩的容器,能够根据实际的干冰存储量自动调节,以提高集装箱的容积利用率,同时这个可伸缩容器必须有一定的承压能力,以满足不同的蒸发压力要求。

    3　结　论

    我国幅员辽阔,各地气候、地理差别大,物产丰富,每年需运输的冷藏货物量极大,而我国现有的冷藏运输能力只能满足约50%的需求,大量易腐货物白白损失掉,尤其在边远地区更为严重。因此在我国发展方便、经济的干冰为冷源的冷藏集装箱经济效益巨大,但存在的问题亦不容忽视,因此需要企业与科研单位加强联系,尽快开发出可投入实用的以干冰为冷源的冷藏集装箱,意义深远。