冷藏冷冻对食品影响

冷藏冷冻对食品影响（精选6篇）

篇1：冷藏冷冻对食品影响

学习《食品冷冻冷藏原理与技术》小结

学习《食品冷冻冷藏原理与技术》小结

——果蔬冷冻冷藏举例

食品082班 赵斌 3080401233

蔬菜和水果是人们生活中不可缺少的重要食物，它们富含VC、胡萝卜素、矿物质等营养成分。蔬菜和水果收获的季节性很强，并有一定的区域性，造成了常年均衡供应的困难。另外，果蔬中含有大量的水分，它的化学成分又是微生物发育的良好基质，故若在室温下久藏，就会使果蔬品质下降，甚至腐烂变质。因此，采用低温冷藏或速冻的方法进行果蔬的保藏显得十分重要。冷藏库贮藏果蔬的注意事项

1、果蔬入库前的准备。

果蔬入库之前，要将库房清扫干净，并用药剂进行消毒，彻底杀除库内隐藏的各种病虫害和微生物。可采用硫磺熏蒸消毒，用量以10g/计，点燃密闭2昼夜后再换入新鲜空气。用于贮藏的容器和用具也要用0．05％－0．l％的漂白粉溶液浸泡消毒。果蔬入库前要进行产品预冷，以除去田间余热，降低呼吸强度，减少生理病害发生，减轻制冷系统热负荷。果蔬预冷措施有自然冷却、水冷却、冰冷却、强制通风冷却、真空冷却等多种，假如用容积较大的冷藏库，也可将贮藏产品直接入库，在库内以逐渐降温的形式预冷。果蔬预冷的温度接近冷藏库贮藏所要求的温度即可。

2、产品入库：预冷结束后及时将果蔬入库贮藏。

1/4

学习《食品冷冻冷藏原理与技术》小结

果蔬入库首先要掌握好每日入库量，一般掌握在库容量的20％左右，入库量过大，降温太慢，对贮藏效果产生负影响。果蔬入库时要合理堆码，以充分利用库内空间、便于产品间空气流通为原则。在蒸发器或冷风吹出口处，2m之内不宜堆码果蔬，防止其受到冷害或冻害。

3、贮藏期管理：入库后，应根据果蔬不同种类尽快将库温调整到贮藏适温，尽量避免库温大幅度波动。

库内各部位的温度要分布均匀，防止出现过冷或过热的死角。库内的温度可通过制冷剂在蒸发系统中的流量和汽化速率进行控制，应注意及时为蒸发管除霜。大多数果蔬冷藏期间库内的相对湿度应控制在80％－90％，过低时可采用地面洒水、喷雾、撒湿锯末、覆盖湿蒲包等方法增加库内湿度；过高时可采用各种吸湿器或撒石灰等方法降低库内湿度。果蔬在冷藏期间还应重视通风换气，以排除过多的CO。和其它有害气体物质。通风换气时间一般选择在气温较低的早晨进行，雨天、雾天等外界湿度过高时不宜进行通风换气，通风换气的同时应开动制冷机械，以减缓温、湿度的变化。另外，果蔬在冷藏期间还应定期抽样检查，测定呼吸强度、硬度、可溶性固形物含量等常规项目，及时了解果蔬在贮藏期间的动态变化，发现问题及时处理。

4、产品出库：果蔬贮藏到出库时间应及时出库，按照先入先出的原则进行。

2/4

学习《食品冷冻冷藏原理与技术》小结

果蔬出库之前应先行缓慢升温，以每2－3小时上升l度的速度为宜，防止因升温过快而出现结露现象。待库温升至与外界气温相差2－3度时即可出库。

速冻芒果块加工工艺

芒果含酸量较低，糖酸比约为40，维生素C含量不算太高，但β—胡萝卜素的含量却在热带水果中居首位。

速冻芒果块是将新鲜成熟后的芒果切块后，通过一系列的加工过程制成的速冻芒果制品。这样就延长了芒果的贮藏时间，方便了长途运输。新鲜成熟的芒果加工成速冻芒果块能最大限度保持芒果原有的风味、色泽和营养成分。

操作要点：

1、选果。选择成熟的多汁、有光泽的新鲜芒果，剔除烂果、虫眼等残果。

2、清洗。用流动的清水进行漂洗，洗去果皮表面上附着的尘土、泥沙及粘附在其表面上的微生物等杂质。或采用滚筒式清洗机进行清洗，利用果与滚筒壁之间的摩擦擦去表面的泥沙等杂质。

3、去皮去核切块。将清洗后的芒果立即进行去皮去核切块处理。可采用手工去皮、去核、切块（注意芒果果肉不可直接接触金属表面，3/4

学习《食品冷冻冷藏原理与技术》小结

应用不锈钢刀进行切块），然后将切块后的芒果果块由输送带送往预煮机进行预煮。

4、热烫、冷却。利用蒸气对果块直接进行连续热烫处理，热烫温度控制在100℃以上，时间为1至2分钟。通过热烫以保护果块色泽，以减少果肉液汁的损失。热烫后的果块要立即进入冷却槽中进行冷却，以防果块质地变软。

5、低温浸糖。经过冷却槽冷却后的芒果果块进入低温糖液中进行低温浸糖处理。糖液的浓度一般在25至35 Brix之间。

6、装袋、封口。将经过低温浸糖后的果块，按果块与糖液之比3∶1进行装袋，用真空封口机进行热合封口。

7、速冻。将袋装、封口后的芒果果块立即进行速冻处理，冷冻温度为—35℃~40℃，并力求在短时间内完成，以保证果肉水分在原位置冻结成细小冰晶，而不引起其组织的破坏，使产品在解冻后减少营养成分的流失。

8、检验、装箱。对速冻后的果块进行检验，合格后即可装箱。

9、低温贮藏。装箱后应置于—18℃~20℃的低温下贮藏。

4/4

篇2：冷藏冷冻对食品影响

主题：“安全 健康 高端 品牌” 定位：打造冷藏食品产业展的风向标

本届展会将贯彻“为食品行业搭建高效的商贸平台，为参展商创造更多进入国际市场机会”的办展理念，不断提高展会品质，向“中国最大规模的冷藏食品行业盛会”的目标而迈进。我们将加强同国内外专业媒体、贸易杂志的合作，邀请更多的采购商赴会进行采购。届时来自国内外数万名食品生产商、批发商、经销商及终端商汇聚北京，将首次集中发布新品和贸易采购。

冷冻冷藏食品产业展览会，已收到众多来自全国各地原辅料企业、机械企业、冷链物流企业以及冷冻食品经销商、零售商超等方面的参展参观报名申请。本届展览会本着为生产企业打造一站式服务的理念，把生产的上中下游的相关企业全部打通，利用冷冻产业链的展示模式，把更多优秀的企业和商家推荐给产业人士，形成积极有效的互动，共同推动产业的发展。

组织结构

主办单位： 中国食文化研究所 中国国际经济合作学会国际交流中心

承办单位： 北京环球北方国际展览有限公司

(中国商务信用AAA级单位之世界知名食品展指定的在华组团单位)

邀请单位： 中国食品安全协会 中国消费者协会 国家食品药品监督管理局 台湾区冷冻食品工业同业公会 国家食物与营养咨询委员会 天津市冷冻食品协会 中国营养学会 泉州市冷冻行业协会

特别赞助： 欧洲中国商会 中国商品纽约交易中心 中绿华夏有机食品认证中心 国家绿色食品认证中心

指定会刊： 《财富名商》杂志 《世界冷藏食品进口商名录》 合作媒体： 人民日报 新华社 中央电视台 经济日报 农民日报 中国经济周刊 电子商务世界 互联网周刊 新浪网 搜狐网 网易 腾讯网

参展日程

报道布展：2012年6月 7—8日 开幕式：2012 年6月9日 9：30 展示交易：2012年6月9—11日 撤 展：2012 年6 月11日15：00 展览地点：北京-中国国际展览中心（北京北三环东路6号）

参展范围

◇畜肉产品：冷却冰鲜肉、分割肉、肉卷、肉串、肉丸及其它系列肉制品；

◇禽肉产品：速冻家禽、家禽分割产品、禽肉半成品食品及熟食制品等；

◇果蔬产品：各种速冻蔬菜、蔬菜半成品食品及其深加工制品；

◇米面制品：速冻汤圆、水饺、包子、粽子、春卷、麻球、饼类、糕点等；

◇原料辅料：冷冻食品原料、配料、香辛香料、调味料等；

◇相关设备：食品加工设备、速冻设备、冷藏保鲜设备、冷冻食品展示柜、冷库及低温物流等。

参展资格

凡在中国注册登记的冷藏食品企业及其相关设备、仪器、包装材料等企业，包括中资企业、中外合资企业和外商独资企业，以及外商在华的办事机构、代理机构。提供有效的证件复印件后均可报名参展。近年来被国家有关部门查处的生产销售假冒伪劣产品的单位不得参展。如有弄虚作假行为，一经发现，除取消参展资格外，还将在有关媒体通报。

参展程序

1.填写《参展申请表》邮寄或传真至组织单位。展位执行 “先申请，先付款，先安排”的原则；

2.申请展位后一周内将参展费用[50%（订金）或全款]电汇或交至组织单位，余款于2012年5月8日前付清。参展商在汇出各项费用后，请将银行汇款单传真至组织单位。

3.于2012年5月8日之前将企业中英文简介及广告文件（如有）以电子版本形式发送邮件到组委会。如需翻译请提前通知组委会。

4.根据《参展商手册》安排参展事宜（宾馆、运输、搭建、展具租赁、现场翻译等）。

预定--展位：

如果您有兴趣在大会上预定展位，请向以下联系人提交您的详细联系方式，并说明您选择的服务包，以便我们的销售团队与您联系。谢谢！2012中国品牌冷冻与冷藏食品产业展览会 组委会

地

址：北京市通州区永顺镇杨庄世纪星城65号楼6单元502 联系人：刘

康

*** 电

话：010-52453015 传

真：010-52998238 邮

箱：liukanglizhan@163.com

篇3：冷藏冷冻对食品影响

1 风幕的模拟及优化

陈列柜既要保持柜内较低的温度, 又要求有足够大的开放区域方便顾客购买。因此, 常用冷风幕来隔离陈列柜内外高低温环境。但目前风幕存在阻隔热渗透效率低、冷却效果不好、冷量损失较大等问题。影响风幕性能的主要因素有:风幕的层数、射流厚度、射流宽度、柜门的高度、射流的初始参数 (速度、紊流度等) 以及空气幕两侧的温差等。

目前, 研究风幕流动特性的主要方法为用数值模拟的方法对陈列柜风幕的流动特性进行研究, 数学模型一般用k-ε紊流两方程模型。为了便于模拟, 一般都假设流动为稳态紊流、忽略粘性耗散和热辐射、密度变化只考虑动量方程与体积力有关的项等, 数值计算方法一般采用有限差分法, 模拟软件主要有FLUENT和PHOENICS软件。也有学者利用动态粒子速度成像技术和Ti Cl4烟雾技术对陈列柜风幕流动特性进行可视化实验研究。通过对风幕速度场、温度场的模拟, 提出了一些优化风幕设计的有效措施。

2 制冷系统的优化

2.1 蒸发器

作为制冷系统的重要组成部分, 蒸发器的设计是否合理, 对陈列柜的节能效果影响非常大。研究表明:采用合理的翅片间距组合, 能够降低蒸发器结霜带来的不利影响;采用模块化蒸发器, 不间断的制冷及热气融霜, 能明显降低能耗, 减小柜内温度波动;将蒸发器分级, 温度较高的那一级负责空气的预冷, 第二级采用温度较低的蒸发器部分, 可以节约电能、减少融霜次数及融霜加热量;使用高效合理的蒸发器, 在结霜工况下, 高效蒸发器与普通铜管铝翅片蒸发器相比具有传热效率高、制冷能力强、融霜周期长、融霜时间短、功率消耗低、节能效果好、有利于陈列柜内温度稳定等优点, 对柜内冷藏冷冻食品的质量有利。

2.2 结霜与融霜

蒸发器结霜不仅会减少蒸发器表面的换热系数, 而且会增加空气流过蒸发盘管的阻力, 从而减少空气的流量, 甚至还会减少陈列柜蒸发器的制冷能力, 这对陈列柜的性能影响很大。陈列柜的结霜量与环境相对湿度有关, 环境相对湿度越大, 结霜量越多。陈列柜的融霜方式有自然融霜、电加热融霜、热气融霜。自然融霜比较节能, 但融霜时间长, 目前超市陈列柜系统中使用较少;电加热融霜简单可行, 目前使用较普遍, 但热量利用率较低;热气融霜传热效果好, 融霜时间短, 柜内温升小, 但其控制较复杂, 且对蒸发器盘管耐压性要求高。融霜周期越长, 相应的融霜时间就长, 将使陈列柜的温升过高, 影响陈列柜的性能, 因而应减少融霜周期。但频繁融霜不但使系统变得复杂、能耗增加, 同时可靠性和寿命要下降。合理的融霜周期则与柜温控制高低、柜结构以及柜性能和柜外环境湿温度条件等因素有关, 其运行周期的选择不应使柜内温度回升值超过柜内规定值。由于冬季的超市相对湿度远小于夏季, 结霜量相应减少, 因而其合适融霜周期数应只有夏季的50%。

目前, 融霜控制方式大多采用定时融霜和稳控融霜, 定时融霜简单易行但无法准确控制融霜效果, 温度控制融霜因为要保证不超过柜内的某一温度, 将会导致融霜不彻底;即时融霜可以缩短融霜时间、降低能耗、提高柜内温控精度, 仍有一些问题需要解决, 所以没有普遍采用。

2.3 压缩机

从可靠、节能和低投资出发, 商用陈列柜宜用半封闭活塞式压缩机, 而非全封闭涡旋式压缩机;压缩冷凝机组的效率是陈列柜能耗的关键, 取决于压缩机的结构和冷凝机组能否适应陈列柜的变工况运行。

如果采用多机并联机组, 则能根据负荷的不同, 依次停止压缩机, 提高运转效率。研究运行表明[5]:用二台并联机组可以节能17%, 而用合理设计的三台并联机组, 节能可达20%。采用机组并联不仅运行节能, 还能满足超市不同冷藏温度的要求。

2.4 制冷剂

国内外部分学者对制冷剂的替代问题进行了研究, 目前所研究替代R22的制冷剂有R134a、R407c等。但R134a代替R22作为陈列柜制冷源工质时, 润滑油需选用醋类油, 且R134a价格昂贵, 增加了系统投资。采用R407c时, 涡旋压缩机需采用中间注液循环。

3 陈列柜温度分布的研究

食品的冷藏温度一般为0~5℃, 温度过高会增加食品内细菌的繁殖, 影响食品质量;温度过低, 会使食品冻伤。研究表明:目前的食品陈列柜内温度分布很不均匀, 以立式敞开式陈列柜为例, 其上层搁架内的温度比底层搁架内的温度低, 货架后部的温度比前部低。研究表明:搁架的前部温度比后部温度高5K左右, 前排食品温度比后排食品温度高2~4℃, 顶排搁架的平均温度比底排搁架的平均温度大约低2℃。

4 陈列柜热负荷的研究

陈列柜的热负荷主要由柜壁与外界传导漏热、辐射换热、外界空气渗透热负荷、遗留热负荷、防露器加热负荷、灯光和风扇散热这六部分组成, 其中渗透热负荷所占比例最大, 风扇散热占比例最小[6-7]。降低陈列柜热负荷, 有利于降低其制冷机组的耗功。有研究表明:根据营业情况, 合理使用夜间帘或夜间遮盖、合理安排柜内的照明, 有利于节约能源和降低压缩机的磨损率;以及根据相关温湿度的变化情况及时调整防露加热器的功率, 有利于降低防露器加热负荷, 节省运行费用;在保证风幕正常工作的前提下, 降低环境相对湿度也有利于降低系统负荷。

5 结论

目前, 食品冷冻冷藏陈列柜的研究取得较快的进展, 特别在如何通过优化风幕、改进制冷系统及部件来降低陈列柜能耗、陈列柜热负荷的组成及计算、柜内温度分布以及食品温度较高等方面成果显著, 但对如何改善柜内温度分布和降低食品核心温度的研究较少。柜内的冷冻冷藏温度和食品核心温度是确保食品安全的关键因素, 对这方面的研究是今后的主要研究方向之一。

参考文献

[1]曹晓林, 牛璐琳, 吴业正.食品陈列柜冷风幕的可视化研究及换热机理分析[J].流体机械, 1999.

篇4：冷藏冷冻对食品影响

关键词：非冷藏冷 冻库 质量管理

中图分类号：TB657 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2015）02-0079-01

我公司是进口有关物品总经销的企业，经营物品包括生活、日常消费的物品，其中大部分不能冷藏冷冻，对于这方面的质量保证，我公司进行了工作规范。出于对冷藏冷冻物品质量保证的难度，有关新版文件对该类物品流通环节所有涉及的设备及操作均进行了规范。从校准与验证相关条款的解读，可以发现对于冷链相关的验证，该规范已为各企业怎么做、如何做进行了极其详尽的设定；而对于非冷藏冷冻的库区验证，则未提及，仅对温、湿度监测系统的验证要求进行了设定。为此，我公司对这方面按照有关规定及文件进行了细致的工作，取得了一定的成绩，提高了物品的管理质量。

由于我公司物品有效成分的稳定性在不同的温度下是不同的，因此每个物品的最佳储存温度也不尽相同，从市场上繁多的物品的说明书中，就可发现，储存温度有常温的、阴凉的、冷藏冷冻的、甚至有的为15℃～25℃的，相差较大，而这就要求物品流通环节的储存温度应随着物品的自身特性而变动。随着有关新版文件的出台，使原先手工记录的问题得到了改仅，所有的温、湿度均需计算机系统自动记录，且不得修改，从而保证数据的真实有效，但库区中的温湿度探头应设置在哪里，是否能代表所有库区的温湿度变化，是否因为冬、夏季的原因而会产生变化，这些在有關新版的文件中均未提及，是需要我们企业自己去进行规范，自行去制定有关的要求。

对于非冷藏冷冻库区的验证要求，我们完全可以依照现有的文件对冷藏冷冻库区的要求进行工作，但是，大部分物品经营企业冷库的库区相对较小，因此文件对其验证规定较细致，验证布点的要求较紧凑。而非冷藏冷冻库区，大部分都比冷藏冷冻库区大，几百至几千平方米不等；且空调和冷库压缩机的区别，使得我们在对这些库区的验证时可适当放大布点间距；适当增加温度记录间隔时长；适当增加总验证时间；为此，我们结合我公司的标准要求，提出如下要点，进行了相关的改进。

1 验证设备

由于我公司非冷藏冷冻库区的环境温度较稳定，且波动需要长时间的监测才能发现其规律性。故我们验证时使用的温度监测设备是保证在10分钟的存储间隔下至少1周的数据存储，测量精度是至少达到+/-0.5℃，且温度监测的设备应能有下载温度数据的功能。所有温度监测设备均通过校准，且在校准有效期内。

2 验证布点

由于我公司非冷藏冷冻库区一般较大，且一个区间的温度较稳定，故在设定温度监测设备时，保持水平间距不超过10米，垂直间距不超过6米，同时，所有布点在药品存储的区域，走道及包材等非药品存储区域可不考虑布点。部分敏感区域，如通风口下方、温控设备出风口、靠近通道区域等均设置监测点位。

3 验证时间

基于正常的工作时间，可以将验证的周期设置为7天，其中保证5天的出入库操作。根据季节的变化，我公司设置验证的频次为冬季夏季各一次。当环境温度每年变化均较小时，我们把验证频次逐渐减少，1年1次，甚至2年1次。

4 验证报告

我公司的验证报告依照国家对冷库的要求，按照实际情况进行方法确定，进行数据分析，最终确定验证结果。当库区验证结束，即可进行日常监控点位的确定，从而能保证物品储存环境的完全受控，保证企业质量管理体系的正常运行。通过此项工作的进行，使我公司在物品经营质量管理规范-校准与验证工作方面取得了很大的改进，物品质量得到提高，工作进行的顺畅，物品的验证更加规范，人员的素质得到改观，极大地促进了我公司的各项业务工作，提高了企业的经济效益与社会效益。

篇5：冷藏冷冻对食品影响

独立学院是高等教育由精英教育向大众化教育转变时期的新生事物,相比于母体高校学生,独立学院的学生:(1)不再纯粹来自青年群体中的精英层次,知识的系统性较差,偏科现象比较严重,学习习惯和学习方法不好,学习效率不高[3,4]。(2)部分学生对所学专业毫无兴趣,或只将高等教育视为将来就业的跳板,目标不明确,缺失源动力;或在学习上缺乏自信,对自己追求的目标所需付出的努力与艰辛缺乏持续性,出现问题后表现得手足无措或抽身而退,得过且过[4]。(3)家庭条件普遍较好,个性突出,具有较强的自我意识,在社会适应能力、表现力、交往能力上的优势突出,思维敏捷,动手能力强[3]。因材施教是专业教学的基本原则。鉴于独立学院学生的特点,课程教学必须走出学术性、研究型的精英教育模式,加强针对性、适用性和实用性。

数值模拟是一项依靠电子计算机,结合有限元或有限容积的概念,通过数值计算和图像显示的方法,达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题研究目的的技术。对于食品冷却这样一个传热学问题,目前已有不少专业软件可以对其进行数值模拟,比如COMSOL Multiphysics,即使没有任何数学建模或数值计算基础也很容易入门,学生只需掌握软件的一些简单操作就可以对一些简单的传热问题进行数值模拟和计算,完全可以满足本科教学的需求。比如对于如下这样一个食品冷却问题:

用0℃的空气冷却20cm×10cm×1cm的猪排,其初始温度为25℃,密度为1050 kg/m3,热导率为0.505W/(m·K),比热容为3.4724 k J/(kg·K),含水率为76%,空气表面自然对流传热系数为10 W/(m2·K),求1 h后猪排的温度。

传统教科书里给出的求解方法是,先计算出毕渥数Bi,若Bi<0.1,则求解变得很容易,可以直接采用集总参数法,列出公式,带入相应参数值进行计算即可,误差不大;否则,就要根据被冷却食品的具体形状,得到对应的解析解,再带入参数值计算[1,2]。一般所需的公式教科书中都会给出,虽然也很方便,但是公式太过抽象,学生解题太过机械,所得结果太过单一。如果采用专业的数值模拟软件,如COMSOL Multiphysics,则不仅可以得到该问题的答案,并以图像的形式呈现,还可以附带获得其他很多信息,比如猪排温度的空间分布状况以及随时间的变化关系等等。甚至,还可以制作动画,将猪排的整个冷却过程动态地展现出来,形象生动。数值模拟非常类似于履行一个物理实验,这时学生已跳出了数学方程的圈子来对待物理现象的发生。如果教学条件允许,可以再安排实际的动手实验,让学生亲自设计实验,动手测量冷却过程中猪排的温度变化,零距离感受食品冷却这样一个传热问题。一个问题,三种截然不同的解决方法,从多个角度来对食品冷冻冷藏课程中的传热计算内容进行教学,如图1所示,则可以多方位地刺激学生对传热现象的认识,激发他们的学习兴趣。

当今社会快速发展,教育教学也必须紧跟时代的变化,在坚守优良传统的同时,与时俱进。针对现代学生计算机水平较高、乐于接受新事物的特点,教师在授课过程中适当地引入实用又相对易学的专业软件,不仅可令本科课程教学达到事半功倍的效果,也有益于日后学生的就业以及研究生教育。另一方面,教师在编写教材时,也可以适当介绍本领域的专业软件[5,6,7],使得教师和学生可以更有依据、更自然地实践这种教学方式。

总之,独立学院以培养应用型人才为目标,课程教学必须顾及经济社会需要和学生实际学习能力,走出学术性、研究型的偏理论知识的精英教育模式,加强针对性和适用性。教师在继承传统教学方式的同时,应当根据学生自身的特点,尝试多元化的教学模式,以充分调动学生的学习积极性,进而提高教学质量。

摘要：因材施教是专业教学的基本原则。对于食品冷冻冷藏课程中传热计算内容的教学,本文结合独立学院学生的特点,提出了围绕公式计算、数值模拟和动手实验的“三位一体”教学模式,以充分调动学生的学习积极性,提高教学质量。

关键词：独立学院,食品冷冻冷藏,传热,三位一体教学

参考文献

[1]关志强.食品冷藏与制冷技术[M].郑州大学出版社,2011.

[2]华泽钊,李云飞,刘宝林.食品冷冻冷藏原理与设备[M].北京:机械工业出版社,1999.

[3]房文娟,何如海.基于独立学院学生特点的教学管理研究[J].安徽农业大学学报:社会科学版,2009,18(2):92-95.

[4]周德才,邹丽阳.基于独立学院学生特点的教学质量提高途径[J].江苏技术师范学院学报,2006,12(1):11-14.

[5]陈光明,陈国邦.制冷与低温原理[M].第2版.北京:机械工业出版社,2009.

[6]Ashim Datta,Vineet Rakesh.An introduction to modeling of transport processes:Application to biomedical systems.Cambridge University Press,2010.

篇6：冷藏集装箱冷冻机制冷剂替代趋势

冷冻运输设备的使用环境非常复杂，不仅内部温差变化剧烈，而且外部经常暴露于风雨、阳光、海水、盐雾中，运输途中还要承受颠簸、振动、摇摆等力的作用，导致制冷剂泄漏事故时有发生。尤其对于冷藏船和冷藏集装箱而言，由于其使用范围较广，一旦发生制冷剂泄漏事故，无疑会给环境带来严重影响。在全球制冷剂替代进程加快以及激进国家对传统制冷剂限制加强的背景下，冷藏集装箱冷冻机制冷剂的替代迫在眉睫。

1 制冷剂替代现状

据联合国统计，2009年全球在役20英尺冷藏集装箱约15万TEU，在役40英尺冷藏集装箱约TEU，在役集装箱用冷冻机约95万台。近年来，为降低燃油消耗量和二氧化碳排放，集装箱运输业共同致力于减少功耗。相较于其他冷冻运输设备，海运冷藏集装箱冷冻机的制冷剂充注量不大（见表1），一般在3.8~之间，平均约；同时，因为没有软管连接，其冷冻机制冷剂的平均泄漏率和年泄漏量也不大（见表2）。

表1 各类冷冻运输设备制冷剂充注量t

表2 各类冷冻运输设备制冷剂年泄漏量t

冷藏集装箱采用机械压缩制冷方式，一般使用HFC-134a和R-404a等HFCs制冷剂（见表3）。目前，大部分冷冻机组使用全封闭压缩机，有效降低了制冷剂的泄漏风险，同时还具有质量轻、尺寸小和噪声低等优点。

表3 各类冷冻运输设备使用各类制冷剂的比例%

近年来，低GWP制冷剂被广泛研究和讨论，但由于受技术、法规、经济效益、运输条件、售后服务等多方面限制，未能得以广泛应用。目前，低GWP制冷剂（如R-717和R-744）开始小范围应用于冷藏船；二氧化碳（R-744）在海运冷藏集装箱上进行测试；二氧化碳和R-0290则被尝试用于冷藏挂车。

2 替代制冷剂的选择原则

替代制冷剂的选择不仅须遵守《蒙特利尔协定书》和《京都议定书》，而且要综合考虑其安全性、经济性及热力性等因素：（1）对环境的影响，比如是否会破坏臭氧层以及是否会加剧温室效应；（2）热力性是否优良；（3）是否无毒或不可燃；（4）系统的耐久性，包括系统的热力性、化学稳定性以及材料与润滑油的相容性等；（5）制造成本的高低，生产工艺的繁简以及是否便于管理等。

制冷设备主要通过以下方式影响气候变化：（1）制冷剂泄漏，或在维修、回收制冷设备时，残余制冷剂直接排放到大气中；（2）制冷设备在运行过程中消耗能源所产生的二氧化碳排放到大气中。其中，制冷剂的间接排放对环境的影响更为严重，所以，在选择替代制冷剂时，需要全面考量制冷设备在整个寿命周期内对大气变暖的影响。制冷设备的变暖影响总当量（Total Equivalent Warming Impact，TEWI）由制冷剂泄漏造成的变暖影响、残余制冷剂排放造成的变暖影响和制冷设备运行排放二氧化碳造成的变暖影响组成，即

RTEWI＝RGWP×m1×t+RGWP×m2×（1 ）+

t×E×

式中：RTEWI为制冷设备的变暖影响总当量；RGWP为制冷剂的全球变暖潜能值；m1为制冷剂的年泄漏量；t为制冷设备的使用年限；m2为制冷剂的充注量； 为制冷剂的回收率；E为制冷设备的年能源消耗量； 为制冷设备单位能源消耗量产生的二氧化碳排放量。

此外，寿命期气候性能（Life Cycle Climate Performance，LCCP）也可用于考量制冷设备在寿命期内温室气体的直接排放和间接排放情况。根据相关分析和计算，采用低GWP制冷剂的冷冻机在寿命周期内的制冷性能并非最低。

3 制冷剂替代的技术限制及进程

3.1 技术限制

世界各国都在努力寻找一劳永逸的绿色环保制冷剂，但事实上，目前只有两类替代制冷剂可供选择：一是天然工质制冷剂，如氨（R-717）、二氧化碳、碳氢化合物及其混合物等；二是人工合成制冷剂，主要包括HFCs和氢氟烯烃（Hydrofluoroolefins，HFOs）。天然工质制冷剂具有GWP为零或者很低的优点；其缺点是在常规空调工况下的能效较低或压力较高，不能直接替代，且具有毒性和易燃性，存在一定安全隐患。

3.2 替代进程

在2010年欧洲国际运输与物流展览会上，由开利运输空调冷冻公司研发的使用二氧化碳制冷剂的海运冷藏集装箱冷冻机组正式亮相，目前正试用于赫伯罗特旗下船队。该冷冻机组拥有全新设计的换热器，采用多级压缩机和新型控制系统。

二氧化碳冷冻机组的应用面临以下技术问题：（1）运行压力较高，是传统制冷机组的6~8倍；（2）静置压力较高，容易导致制冷剂泄漏；（3）对焊接和防腐的要求较高，需要增加换热器和管路的壁厚，以满足高压下的强度要求；（4）当二氧化碳冷冻机组应用于海运冷藏集装箱时，制冷剂在多数工况下均需要超临界运行，这对膨胀功回收装置提出更高的要求。总之，二氧化碳冷冻机组的运行效率相对较低，其整体环保效应也有待进一步验证。

在人工合成制冷剂方面，业内也在积极寻求低GWP制冷剂。人工合成制冷剂均由HFCs衍生而来，氢、氟和氯含量的变化会导致其化学性质发生变化：增加氯元素会导致制冷剂的ODP上升；氟元素增多会增强制冷剂在大气中的稳定性，从而延长其在大气中的寿命，提升温室效应；氢元素增加会提高制冷剂的可燃性，从而缩短其在大气中的寿命，降低温室效应。目前看来，人工合成理想的制冷剂比较困难。

目前已面世的人工合成制冷剂有HFO-1234yf及其他HFOs或HFCs的混合制冷剂，其特点为：单位容积制冷量和能效值与其他制冷剂相当或略低，大部分具有一定毒性和可燃性。2011年2月28日，美国环保署正式批准HFO-1234yf作为汽车空调的替代制冷剂，为该制冷剂在美国作为R-134a替代制冷剂扫清法令障碍。此外，通用汽车公司宣布，将于2013年推出使用HFO-1234yf制冷剂的汽车空调。不过，目前还没有将HFO-1234yf制冷剂应用于冷冻运输行业的经验。

4 冷藏集装箱冷冻机制冷剂替代策略

4.1 建立冷冻机能耗评价标准

目前的冷藏箱冷冻机仅提供少数工况下冷冻机的制冷量，未标明标称功耗，导致船公司无法了解冷冻机的能耗情况，从而无法比较各品牌冷冻机的节能效果。

鉴于节能对减少二氧化碳排放量的重要性，建议根据海运冷藏集装箱的使用要求，建立国际通行的海运冷藏集装箱冷冻机能耗评价标准，规范冷冻机在各种工况下的标称制冷量及功耗，尤其是在部分负荷工况下及相同制冷量下的功耗；同时，应建立统一的制冷量和功耗标称基准和实验方法，形成通用的评价体系，以方便船公司根据运输要求选择冷冻机，达到节能减排的目的。

4.2 降低制冷剂泄漏率，建立制冷剂回收处理机制

认真研究制冷剂的泄漏控制，以便有效识别制冷剂泄漏，进而采取行之有效的改善措施，最终达到减少制冷剂泄漏、提升运行效率和运行可靠性、节约运行维护成本的目的。

此外，虽然海运冷藏集装箱冷冻机的制冷剂充注量不大，仍应树立环保意识：在维修和拆解冷冻机的过程中，必须对制冷剂进行回收；开发回收制冷剂的再生利用途径，使维护人员能够通过回收制冷剂获得切实的经济利益。

4.3 建立制冷剂使用和储运管理标准

配合低GWP制冷剂的推广使用，尽快建立制冷剂使用和储运管理标准，为制冷剂替代提供立法依据。在制定相关标准时，应注重减少制冷剂的直接排放。

目前的替代制冷剂（如R-290和HFO-1234yf等）均属可燃制冷剂，因此，应对可燃制冷剂的安全管理、泄漏及燃烧风险评价、燃烧破坏性模拟及实验等进行大量基础研究，积累并形成风险管理、评价和指导标准，以推动制冷剂替代进程。例如，根据燃烧速率，ISO 817：2005《制冷剂名称与符号系统》将HFO-1234yf等制冷剂评级为A2L制冷剂，合理地放宽对其使用的限制和管制，从而扩大低GWP制冷剂的应用范围。

5 结束语

（1）标准海运冷藏集装箱冷冻机普遍采用HFCs制冷剂，且制冷剂的使用量和泄漏率均相对较低；虽然相关国际法规的制定进程较快，但集装箱运输的性质决定了其制冷剂替代进程会受到地区法令的限制。

（2）目前对冷藏集装箱冷冻机的制冷剂还没有替代或限制使用的时间表；海运集装箱行业发起新一代替代制冷剂的研究，但目前仍处于试验阶段，且其节能减排效果尚不明确。

（3）选择替代制冷剂需要全面考虑制冷剂的GWP和机组的运行效率，可通过制冷剂的TEWI和LCCP来评价其对大气温室效应的影响；在选择替代制冷剂的过程中，还应当考虑冷冻机组运行所产生的间接排放给环境带来的影响。

（4）应当重视制冷剂的回收再利用；同时还应推进建立制冷剂储运、使用标准以及冷冻机能耗评价标准，以推广应用环保、节能的替代制冷剂。