气调冷藏集装箱技术的发展与应用

　　摘要：随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，整个社会对新鲜食品的需求越来越旺盛，这就对食品的贮藏和运输提出了新的更高的要求，气调保鲜集装箱就是应时代的需要而发展的一种新型贮藏运输工具，充分运用了气调保鲜技术和低温贮藏技术。另外，由于对环境保护的日益重视和世界能源危机，用太阳能等新能源系统为集装箱用电系统供电也成了顺应时代的新课题。
　　关键词：气调保鲜、制冷系统、太阳能发电、冷负荷
　　
　　一、概述
　　集装箱是当今公认的一种经济合理的运输工具，是货物运输的革命性工具和发展趋势，可应用于不同运输方式和批量灵活的运输需求。冷藏集装箱属运输制冷装置，是冷藏链重要的一环，是运输易腐烂食品的理想工具，是最灵活和最有发展前途的运输工具。由于冷藏集装箱能把各种易腐货物始终保持在各自所需要的贮藏温度下，向各地进行大量、快速、廉价的运输，所以近年来已经发展成为国际贸易中一项新型的重要运输方式，也将是21世纪重要的运输工具。
　　果蔬贮藏是活体贮藏，果蔬采摘后仍保持旺盛的生命活动，进行各种生理活动，但已不能从母体和光合作用中得到物质和能量来补偿生理活动的消耗，只能消耗自身营养物质，从而引起果蔬质量、重量、和形状的变化，使果蔬逐渐由成熟走向衰老。造成这些变化的主要因素是果蔬的呼吸作用、蒸发作用和微生物作用。
　　低温贮藏可以减弱果蔬的呼吸作用，减少水分蒸发及自身营养物资消耗，抑制微生物的生长繁殖，有利于果蔬的贮藏保鲜。但若辅以环境中气体成分的调节，则会有更好的效果。
　　果蔬的气调贮藏是目前果蔬贮藏最先进的方法之一。将气调贮藏方法应用于集装箱运输也成为应时展的新技术。
　　
　　二、国内外气调冷藏集装箱的历史沿革及发展现状
　　气调冷藏贮藏的研究开始于1916年，起源于英国。英国科学家基德(F•Kidd)和韦斯特(C•West)1928年在英国建立了第一座30吨苹果气调库，开创了果蔬气调贮藏保鲜的新时代。第二次世界大战后，气调技术迅速进入应用发展阶段，许多国家越来越多地把气调技术应用于商业运输贮藏。
　　我国于1968年开始气调贮藏研究，相继建成和投入使用了多座气调库，气调保鲜技术的研究与开发发展迅速，但是目前却极少应用于易腐食品的集装箱运输中。随着我国集装箱运输的迅速发展，近十年来冷藏集装箱已经从开创时的一条航线发展成为几乎遍及全世界各主要航线的运输。每航次装运的集装箱数量也在不断增加，同时冷藏集装箱制冷装置的机型也从单一品种发展为4—5种。因此，无论从冷藏箱的技术要求，还是从货运质量上都对冷藏集装箱的管理提出了更高的要求。
　　气调冷藏集装箱可以在一定的低温条件下，调节箱内气体成分，在运输果蔬时更能实现优质保鲜。随着国际新鲜食品运输的发展和花卉贸易的不断扩大，新型气调冷藏集装箱已经开始引起我国运输界的重视，并开始推广使用。
　　
　　三、气调冷藏集装箱的优点及工作原理
　　气调冷藏集装箱即在原有冷藏系统的基础上，辅之以气体调节系统，通过调节箱内气体成分与状态，降低贮藏物的代谢能力，延缓其成熟，从而在维持活体的状态下进行更长时间的保鲜。气调保鲜能更好地保持果蔬新鲜度和商品性，延长果蔬贮藏期和销售货架期，通常气调贮藏比普通冷藏可延长贮藏期2—3倍。另外，通过改变储藏空间内的气体成分，可抑制微生物细菌生长，减轻或避免某些生理病害的发生。
　　气调贮藏的关键之一，是调节和控制贮藏环境中的各种气体的含量，其中最关键的是降氧和升高二氧化碳。气体调节的方法主要有以下几种：
　　（1）充氮降氧。将制氮机产生的氮气，强制性的冲入贮藏环境来置换空气，或在二氧化碳含量高时，用以置换二氧化碳，已达到快速降氧和控制二氧化碳的目的。
　　（2）最佳气体成分置换。认为的将氧、二氧化碳、氮气等气体，按最佳气体成分指标要求，配制成混合气体，向贮藏环境中充入。这种气调方式效果最好，但成本最高。
　　（3）减压气调。通过真空泵将贮藏环境中的一部分气体抽出，同时将外界空气减压加湿后充入，这种方式不是通过降氧来形成低氧环境，而是通过降低气体密度来形成低氧环境，对设施的承压和密闭性要求较高。
　　目前应用最广泛的就是充氮降氧方法。
　　
　　四、利用太阳能作为气调冷藏集装箱设备电源的意义
　　我国目前工业建设成就斐然，能源消耗随之增大，我国每年进口的化石能源数量节节攀高。由于燃烧放出大量有害气体，造成环境的严重污染，寻找新能源已成为当务之急，太阳能的利用浮出水面。
　　太阳能资源数量的多少是考虑利用太阳能的关键。我国各地区的太阳总辐射量有着很大的差距，大致在3348—8371MJ/之间，我国华北、东北、西北地区大部分处于太阳能资源最丰富的地区，这对利用太阳能提供了丰富的条件。
　　利用太阳能电源系统供给集装箱各设备电能，取代了以前在集装箱里普遍运用的柴油发电机系统，从而拒绝了化石能源的应用，保护环境。运行成本也大大低于柴油机发电系统，节省资金。
　　
　　五、气调保鲜集装箱在我国的发展需要及意义
　　我国是易腐食品的生产和消费大国，城市猪、羊、牛肉销量每年达3000多万吨，禽蛋禽肉近2000万吨，奶类奶制品约600万吨。近几年来我国易腐食品增产近10﹪。了将大量易腐食品从生产地运往消费地，为了提高食品出口量，食品冷藏运输是必不可少的。
　　由于我国幅员辽阔，南北跨度大，食品调度具有时间长距离长的特点，货物容易腐烂，发展气调保鲜冷藏集装箱，有利于保持运输条件的连续性和稳定性。易腐烂货物运输的固有特点要求在整个运输过程中保持适宜的气候条件（温度、湿度、风速、气体各成分浓度等），特别是恒温的条件，即使运输与等待的时间较长，也能起到作为移动冷库的作用。这是气调冷藏集装箱运输易腐烂货物的最大优势。
　　发展气调冷藏集装箱，能有效的增加社会和外贸发展，增加外汇收入。国际食品市场对冷藏食品的数量和质量要求相当高，如果没有先进的具有一定规模的运输工具，易腐烂食品的运输质量是很难保证的。使用气调冷藏集装箱运输易腐食品，能大大提高运输质量，减少腐烂损失。据初步估计，如果按照目前易腐货物运量的20%使用冷藏箱运输，将易腐货物的腐烂率从20%减少到10%及以下，则每年可以直接减少损失达20亿元左右，还可提高其销售质量，同时也节约了食品资源，减少了城市垃圾污染。
　　气调冷藏集装箱具有良好隔热、气密性好、且能维持一定的低温要求，适用于各类易腐食品地运送、储存的特殊集装箱，是联系果疏产、供、销冷链的中间环节。由于与国际贸易接轨的需要，更应该发展标准化气调冷藏集装箱，不但要发展其数量，还要发展集装箱内相应的设备，如制冷设备，除臭、除气设备、气调设备等。
　　气调冷藏集装箱是现代化的冷链运输系统的核心部分，冷藏箱内温度及气体成分能在较大范围内自由调节，并依靠自身的供电设备提供动力，不受外界气候条件的影响，温度稳定，储运效果好。虽然成本较高但能收到良好的效益，应作为我国果疏和其他生鲜食品保鲜储存运输发展的主要方向。
　　
　　参考文献
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　　【2】现代冷冻与空调/（美）奥尔特豪斯（Althouse,A.D）著；彦启森译.－上海：上海交通大学出版社，2001
　　【3】制冷空调系统的安全运行、维护管理及节能环保/曹德胜主编.－北京：中国电力出版社，2003
　　【4】制冷空调技术标准应用手册/机械工程部冷冻设备标准化技术委员会编.－北京：机械工业出版社，1998.3