速冻食品保冷装置的研究

摘 要：速冻食品在大城市之间运输已经成熟有序的发展中，而我们考虑的正是小城市乡镇之间的运输成本如何降低并且有效的保持着食品保鲜的最佳温度，而且这种方式简单、便捷、绿色，有助于速冻食品全面发展。

关键词：速冻食品；保冷；装置

中图分类号：TS205.7 文献标识码：A

引言

中国冷冻食品协会的专家告诉我们“速冻食品从通常的概念讲就是在强冷的环境下，15min左右完成冻结的过程，使被动的食品达到-18℃，这样的食品就叫做速冻食品”。目前国内多家研究所、高校和企业先后对保冷技术和设备进行了更加深入地研究和开发，并制造出了一些相关产品。

为了进一步优化产品的运输化更加完善，设备的保冷温度更加持久，工艺在制作上的精益求精。本文介绍了新型装置的结构和保冷的实验材料的选择，能够实现产品更加完善，满足生活中人们的需求。

1 目前速冻食品的运输方式

首先我们先了解一下为什么冰冻储藏，冰冻储藏是现代生活中食品类不可忽视的重要部分，是在0℃以下至各自的冻结点的范围内，属于非冻结保存，是继冷藏和CA贮藏后的第三代保鲜技术，冰温贮藏能够不破坏细胞，抑制呼吸作用的有害微生物的活动。近年来，该技术在毛豆、葡萄、毛酸浆、桃、冬枣等贮藏中取得了巨大的成功。作为农产品贮存、保鲜技术上又一次新的革命，该技术在日本、美国、韩国等一些国家和地区获得了迅速发展。但是由于冰温带的设定、控制较困难、技术要求高等因素的影响，在中国的发展比较缓慢。

目前国内外速冻食品和冷藏食品，是在从冷库或冰柜进入家庭冰箱的这一环节中，一般使用的方法存在成本高、工艺复杂或保冷效果不佳的缺点。我国目前尚未形成完整的冷冻冷藏链，从起始点到消费点的流动储存效率和效益无法得到控制和整合。我国农副产品流通量很大，其中80%的生鲜食品是采取常温保存、流通和初加工手段。因此，如何降低该环节的保冷成本、延长保冷时间，现今已成为国内外食品制造商和零售商共同关心的热点问题。

中国当前冷链设施装备状况如下：

汽车冷藏车辆：目前中国保温车辆约有3万辆，只有美国的1/7、日本的1/4。冷藏保温汽车占货运汽车的比例仅为0.3%左右，美国的0.8%～1%，英国的2.5%～2.8%，德国的2%～3%。

铁路冷藏车辆：在全国总运行车辆33.8万辆中，冷藏车只有6970辆，占2%，而且大多是陈旧的机械式速冻车皮，规范的保温式的保鲜冷藏车稍缺乏。

冷库容量：目前中国冷库总容量约为700万m3，很多冷库只限于肉类、鱼类的冷冻贮藏，而且利用率不高。大多数相关的企业规模小，水平低，加工产品质量不稳定，成本高、效益差。由于设备陈旧导致易腐食品损耗严重，整个物流费成本高，一般占产品成本的70%，远远高于50%的国际标准。同时，食品安全方面也存在巨大隐患。

然而随着科学技术的发展和进步，许多国家具有先进的现代果蔬物流运输保鲜工具及设施，装置有良好控制性能的温度、湿度和气体调控系统，可维持果蔬产品在物流运输中接近最适宜的贮存环境，能较好地避免环境变化的不良影响，保证将优质新鲜的果蔬运送到消费市场。

2 保冷装置的基本结构

全世界厂商都遇到的新一轮问题就是如何让一些价格不是很高的家庭食用的速冻食品能够在低成本、高效率的完成运输？由于石油价格的不断上涨，进而使运输工具的消耗提升了成本；道路运输的过程中避免不了的各种费用，也是造成运输成本较高的一个重要因素。因为一些小食物商品成本低廉，所售利润不够达到一些运输成本，所以一直困扰着小食物商品保鲜运输的价值，影响其发展进度。

在大城市之间现有的运输方式和物流能力已经能够达到互相供给的成熟水平，但是在小乡镇之间他们所需要的确远不能那么合理的达到要求，这种投资大、设备复杂、承装小食品运输不方便等因素一直制约着我们，所以说设计出携带方便小箱体保温的装置就比较适合发展的需要，它可以利用人工的携带方便，可以大大减少成本穿梭于城市之间的便利，节省了一些能源的浪费，而且还能做到绿色环保，这样的产品势必能给市场带来更大的需求。前面所介绍过的几种比较合理而用成熟的运输方式已经超出了许多小商品的承受范围，所以应该有更新、更节约、更绿色的方式来解决这个问题。首先在低成本造价前提下考虑到他的材料方面的选择，达到经济、简单、实用等的目的，尽可能保持食品冷冻时间，保持冷藏食品的新鲜度，就要想到食品运输的密封程度，和考虑它与外界的热交换达到最少不被外界所影响。这与那些比较成熟的高成本运输车的原理是等同的。这几种考虑会让我们在设计该运输装置时知道注意哪些方面，让我们能够更容易想到问题的关键。经过反复的推敲和资料上的查阅，以下材料是当今最科学、最环保、最适合食品保温的装置材料，实用上的材料分别是通过高效制冷剂、复合食品包装袋、挤塑板、纸包装箱、铝箔气垫膜、PVC箱体、铝箔纸，组合制作携带方便的运输装置，从而降低热量的箱体，长时间保温。

具体的装置结构如图1所示。

箱体的主要构成为：内外表面材料为塑料，内侧则多加了铝箔纸，中间保温层EPS一体发泡成形，箱盖发泡硅胶条密封，保温性好；蓄冷盒则用PVC材质制作而放置设计于中部，使箱体内温度均匀，不容易吸收热量，密封性达到最佳；箱体的每一部分精心考虑材质，就是为了使食品外侧表面的高效制冷剂能充分保持得到长时间的冷却温度，不被高温所腐蚀食品细胞。

3 保冷装置的实验

在确定了材料的使用以后，运用合理的实验方法，使食品冷冻储藏时间上变得有所不同，然而从构思到设计再到实验的过程，我们分别运用了3种不同的实验方法，得出了3种实验结果（见图2）。

3.1 实验方法1

将毛豆在冰柜中冷冻24h以上；称量453.6g毛豆装袋，抽真空、塑封；将2袋毛豆捆绑并将温度计探头放于中间部位，然后放PVC箱体中；在箱体的外圈四周放置高效制冷剂，并用铝箔气垫膜包裹；将包裹后的箱体放入填充了挤塑板的纸箱内；将纸箱放入复合食品包装袋内，然后抽真空；3d后将数字温度记录仪取出，然后读取数据，整理。

3.2 实验方法2

将毛豆在冰柜中冷冻24h以上；称量453.6g毛豆装袋，抽真空、塑封；将2袋毛豆捆绑并将温度计探头放于中间部位，然后放PVC箱体中；在箱体的外圈四周放置高效制冷剂，并用铝箔气垫膜包裹；将包裹后的箱体放入复合食品包装袋内，然后抽真空；将抽真空后的箱体放入填充了挤塑板的纸箱内；3d后将数字温度记录仪取出，然后读取数据，整理。

3.3 实验方法3

将毛豆在冰柜中冷冻24h以上；称量453.6g毛豆装袋，抽真空、塑封；将2袋毛豆捆绑并将温度计探头放于中间部位，然后放PVC箱体中；在箱体的外圈四周放置高效制冷剂，并用铝箔气垫膜包裹；将包裹后的箱体放入复合食品包装袋内，然后抽真空；将抽真空后的箱体放入填充了挤塑板的纸箱内；将纸箱放入复合食品包装袋内，然后抽真空；3d后将数字温度记录仪取出，然后读取数据，整理。

3种实验结果，第1实验使其温度保持了40h左右的时间，没有达到理想的效果。第2实验则在环境不变的情况下略改变下实验工艺，其温度则没有改变太多，保持温度50h左右时间。第3实验结果完全能达到实验目的和要求，使其能够缓慢的释放热量，保持住温度长达60h的时间。

4 结论

最终的实验结果证明可以达到食品在便捷的运输箱里达到60h以上的保温时间，足可以满足现在商家和百姓的需求。产品的成功大大的突破了常规，在这一领域同时也取得了巨大的进步。运用该高科技材料，显然不仅仅局限于时间上的差距，新材料和新的技术方法推出和运用还可以给老百姓带来更大的实惠和方便。

参考文献

[1] 华泽钊，李云飞，刘宝林，著.食品冷冻冷藏原理与设备[M].北京：机械工业出版社，1999：125—127.

[2] 江英，童军茂，陈友志，等. 草莓冰温贮藏保鲜技术的研究[J].食品科技，2004（10）：85-87.

作者简介：张家源（1984-），男，吉林省长春市人，助理工程师，主要从事农业机械及自动化方向的研究。

基金项目：吉林省科技发展计划资助项目（项目编号：201201054）