冷藏运输是食品冷藏链中十分重要而又必不可少的一个环节,由冷藏运输设备来完成。冷藏运输设备是指本身能造成并维持一定的低温环境,用来运输冷冻食品的设施及装置,包括冷藏汽车、铁路冷藏车、冷藏船和冷藏集装箱等。从某种意义上讲,冷藏运输设备是可以移动的小型冷藏库。
一、对冷藏运输设备的要求
虽然冷藏运输设备的使用条件不尽相同,但一般来说,它们均应满足以下条件:①能产生并维持一定的低温环境,保持食品低温的恒定;②隔热性好,尽量减少内外热量的交换;③可根据食品种类或环境变化调节温度;④制冷装置在设备内所占空间要尽可能地小;⑤制冷装置重量轻,安装稳定,安全可靠,不易出故障;⑥运输成本低。
二、冷藏汽车
1.对冷藏汽车(refrigerated trucks)的要求公路冷藏汽车具有使用灵活、建造投资少、操作管理与调度方便的特点,它是食品冷藏链中重要的、不可缺少的运输工具之一。它既可单独进行易腐食品的短途运输,也可以配合铁路冷藏车、水路冷藏船进行短途转运。
虽然冷藏汽车可采用不同的制冷方法,但设计时都应考虑如下因素:①车厢内应保持的温度及允许的偏差;②运输过程所需要的最长时间;③历时最长的环境温度;④运输的食品种类;⑤开门次数。
2.冷藏汽车的冷负荷一般的,食品在运输前均已在冷冻或冷却装置中降到规定的品温,所以冷藏汽车无需再为食品消耗制冷量,冷负荷主要由通过隔热层的热渗透及开门时的冷量损失组成。如果冷藏运输新鲜的果蔬类食品,则还要考虑其呼吸热。
通过隔热层的传热量与环境温度、汽车行驶速度、风速和太阳辐射等有关。在停车状态下,太阳辐射是主要的彩响因素;在行驶状态下,空气与汽车的相对速度是主要的影响因素。
车体壁面的隔热性好坏,对冷藏汽车的运行经济性影响很大,要尽力诚少热渗透量。用做隔热层的最常用的隔热材料是聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料,其传热系数小于0.6W/(·K),具体数值取决于车体及其隔热层的结构。从热损失的观点看,车体最好由整块玻璃纤维塑料制成,并用现场发泡的聚氨酯泡沫塑料隔热,在车体内、外装设气密性护壁板。
由于单位时间内开门的次数及开、关间隔的时间均不相同,所以,开门冷量损失的计算较困难,一般凭经验确定,其值比壁面热损失大几倍。分配性冷藏汽车由于开门频繁,冷量损失较大,而长途冷藏汽车可不考虑此项损失。若分配性冷藏汽车每天工作8h,可按最多开门50次计算。
3.冷藏汽车的分类根据制冷方式,冷藏汽车可分为机械冷藏汽车、液氨或干冰冷藏汽车、蓄冷板冷藏汽车等多种。这些制冷系统彼此差别很大,选择使用方案时应从食品种类、运行经济性、可靠性和使用寿命等方面综合考虑。
(I)机 械冷藏汽车(mechanical refrigerated trucks):机械冷掇汽车车内装有蒸汽压缩式制冷机组,采用直接吹风冷却,车内温度实现自动控制,很适合短、中、长途或特殊冷藏货物的运输。
图11-2所示为机械冷藏汽车基本结构及制冷系统。该冷藏汽车属分装机组式,由汽车发动机通过传动带带动制怜压缩机,通过管路与车顶的冷凝器、车内的蒸发器及有关阀件组成制冷循环系统,向车内供冷。制冷机的工作和车厢内的温度由驾驶员直接通过控制盒操作。这种由发动机直接驱动的汽车制冷装置,适用于中、小型冷藏汽车,其结构比较简单,使用灵活。由于分装式制冷机组管线长、接头多,在振动条件下容易松动,制冷剂泄露的可能性大,设备故障较多,所以对大、中型冷藏汽车,更适合采用机组式制冷式装置。大、中型机械冷藏汽车可采用半封闭或全封闭式制冷压缩机及风冷冷凝机组。
机械制冷冷藏汽车的优点:
车内温度比较均匀稳定,温度可调,运输成本较低。缺点:结构复杂,易出故障,维修费用高:
初投资高;噪声大;大型车的冷却速度慢,时间长;需要融霜。
(2)液氨或千冰制冷(IN2/dry ice refrigerated trucks):这种制冷方式的制冷剂是一次性使用的,或称消耗性的。常用的制冷剂包括液氨、干冰等。
液氮冷藏汽车,主要由隔热车厢、液氨罐、喷嘴及温度控制器组成。其制冷原理主要是利用液氮汽化吸热,使液氮从一196℃汽化并升温到一20℃左右,吸收车厢内的热量,实现制冷并达到给定的低温。
图11-3为液氮冷藏汽车的结构图。安装在驾驶室内的温度控制器用来调节车内温度。电控调节阀为一低温电磁阀,接受温度控制器的信号,控制液氨喷淋系统的开、关。紧急关闭阀的作用是在打开车厢门时,关闭喷淋系统,停止喷淋,可以自动或手动控制。
冷藏汽车装好货物后,通过控制器设定车厢内要保持的温度,而感温器侧把测得的实际温度传回温度控制器。
当实际温度高于设定温度时,则自动打开液氮管道上的电磁阀,液氮从喷嘴喷出降温:当实际温度降到设定温度后,电磁阀自动关闭。液氮由喷嘴喷出后,立即吸热汽化,体积膨胀高达600倍,即使货堆密实,没有通风设施,氨气也能进入货堆内。冷的氮气下沉时,在车厢内形成自然对流,使温度更加均匀。为了防止液氨汽化时引起车厢内压力过高,车厢上部装有安全排气阀,有的还装有安全排气门。
液氮制冷时,车厢内的空气被氨气置换,而氮气是一种惰性气体,长途运输果蔬类食品时,可抑制其呼吸作用,延缓其成水衰老进程。
液氮冷藏汽车的优点:装置简单,一次性投资少;降温速度很快,可较好地保持食品的质量;无噪声;与机械制冷装置比较,重量大大减小。缺点:液氮成本较高:运输途中液氮补给困难,长途运输时必须装备大的液氮容器,减少了有效载货量。
用干冰制冷时,先使空气与干冰换热,然后借助通风使冷却后的空气在车厢内循环。吸热升华后的二氧化碳由排气管排出车外。有的干冰冷藏汽车在车厢中装置四壁隔热的干冰容器,干冰容器中装有氟利昂盘管,车厢内装备氟利昂换热器,在车厢内吸热汽化的氟利昂蒸气进入干冰容器中的盘管,被盘管外的干冰冷却,重新凝结为氟利昂液体后,再进入车厢内的蒸发器,使车厢内保持规定的温度。
干冰制冷冷藏汽车的优点:设备简单,投资费用低:故障率低,维修费用少;无噪声。缺点:车厢内温度不够均匀,冷却速度慢,时间长:干冰的成本高。