一
相（xiàng）變材料在冷鏈物（wù）流（liú）中的應用
長（zhǎng）期以來，能源的供應與需（xū）求之間很難保持持續（xù）匹配狀態，為了確保上述狀態能夠持續下去，相變儲能技術開（kāi）始被越來越（yuè）多的應用（yòng）到行業內，目的在於針對（duì）原（yuán）有的能源供求不均衡問題進行優化和改善。從相變材料的本質上來講，其最大的功能就（jiù）是能夠“潛熱”，原（yuán）理是在（zài）材料相變（biàn）期間，瞬時完成能量的釋放、吸收等轉換。其間，相變是否會出現，取決於相變材料當下所處環境的（de）具體（tǐ）溫度變化，因此相變材料一般被應用在控溫行業中儲能。
在冷鏈物流發（fā）展中，將相變（biàn）儲能技術應用其中，提升運輸效益的重要影響因素就是做好相變材料的選（xuǎn）擇工作。經（jīng）過對相變材料的類型進行分析，可以發現共有三大類型，分別是複合型、有機（jī）型與無機型。具（jù）體（tǐ）的相變材料（liào）性質（zhì）分析如下：
該材料的化學性質（zhì）相對更為穩（wěn）定，且具有（yǒu）過（guò）冷度比較低、相變潛（qián）熱逐漸退（tuì）化及無相分離的特征。但是此種材料應用冷鏈運輸中，也存在一（yī）定不足，就是相變潛熱在逐步退化之後，材料得（dé）到導熱係數會（huì）逐漸降低，達到0.1-0.7W·m-1·K-1，此不（bú）足有待後續加以解決和完善。
該材料（liào）的投用成本比其（qí）他相（xiàng）變材料更低，具有比較突出的導熱性能（néng），且相變潛熱也相對（duì）更為穩定。但經過深度研究也發現，此材料的冷度相對比較高，相分（fèn）離情況比較嚴重，且還會受到腐蝕性（xìng）過強等因素的限製，影響後續推廣（guǎng）。
此種材料的組成成分至少由兩種混合而（ér）成，甚至部分材料是由（yóu）多種材料所混合而成，為了更好地滿足溫度需（xū）求，需要重點做好不同混合物（wù）之中的（de）各項（xiàng）組分比例（lì）調整工作。分析複合相變材料的優勢可發現，其具（jù）有相變潛熱比較高、過冷度低且無明顯相分離等優勢。為了（le）進一步加深對於各類型蓄冷相（xiàng）變材料的熱物性了解，下表1中比較詳細地展列了多個常見的相變蓄冷材料參數，具體如表1所示：
現（xiàn）在比較常用的蓄冷技（jì）術中，包括空氣、流化冰、真空等幾種預冷方法（fǎ）。其中，空氣預冷技術具有冷卻速度慢，且冷卻成果不均勻的特征，且幹耗相對較高。真空預冷技術具有短時間內（nèi）可以將果蔬等產品的田（tián）間熱去（qù）除掉的能力，並在（zài）更短的（de）時間內實現（xiàn）固定範圍內空氣快速冷卻的效果，以此將瓜果蔬菜的商品營養價值鎖定；不足之處在於，運輸的成本相對較高（gāo），且配置的設備造價也比較高。
例如，在（zài）進行（háng）魚類食物的冷鏈運輸處理時，就可以（yǐ）應用（yòng）預冷（lěng）處理技術來（lái）完成，首先，將（jiāng）魚完全沉浸在流化冰之中，確（què）保魚體表麵的溫度降至最低，目的是預防魚類表麵（miàn）出現氧化的情況，無氧化情況則會細菌的繁殖具有抑製作用，將（jiāng）魚身體表麵活性酶活躍度降低（dī），避免對魚體表（biǎo）麵的完好性（xìng）產生損傷威脅。以鱸魚為例，使用流化冰預冷（lěng）技術完成鱸魚的（de）運輸（shū）儲藏處理，對（duì）經過運輸後鱸魚的理化指標、微生物以及感官品質等各種指（zhǐ）標進行測定後，並進行（háng）了掃描電鏡、聚丙烯酰胺（àn）凝膠電泳（yǒng）處理，綜（zōng）合測定和處（chù）理的後的結果（guǒ）進行分析可以發現，鱸魚（yú）的限度變化很（hěn）小，很好（hǎo）地保存地保存了鱸魚（yú）的本質，說明流化冰預冷與冰溫（wēn）冷鏈相結（jié）合，應用於鱸魚長（zhǎng）距離運輸中，有（yǒu）利於提升鱸魚的銷售效益增長、銷售範圍擴大。
蓄（xù）冷包裝應用在冷鏈物流運輸中，應用相變儲（chǔ）能對運輸期間的溫度進行把（bǎ）控（kòng）時，還可將蓄（xù）冷包裝技術應用其中。
冷鏈包裝中，複合纖維素相變材料，屬於一類比較（jiào）新型且具備較高活性的包裝材料（liào），此時，微膠（jiāo）囊化的（de）呈現主要是借助相變材料的添加來實現，以此確保冷鏈蓄冷包裝運輸中的商品形態保持相應穩定性。結合微（wēi）膠囊化（huà），可以將相變材料、不同支撐材料之間做混合處理，此時就可製備出相對於單純相變（biàn）材料更加穩定的新型相變材料（liào）。同時，此種混合（hé）製備新材料，還能（néng）夠解決有機相變材料（liào）原本存在的導熱過低問題，對於液態相變材料初夏封裝漏（lòu）液的概率降低也具有顯著促進作用。為此，在進行具體的蓄冷包裝（zhuāng）技術應（yīng）用中（zhōng），應（yīng）該從下述幾個方麵著手（shǒu）展開分析：
1.在7-13℃的溫度區（qū）間之內對食物進行冷藏包裝（zhuāng）時，不同的複（fù）合相變材料，其相變潛熱值也有所不同。當應用負（fù）壓過濾技術時（shí），在紙基質中，均勻地分散微（wēi）膠囊化石蠟，可以完成微膠囊相變材料（liào）的傳熱速率在（zài）紙基質中（zhōng）的（de）變化統計（jì）工作。經過對大（dà）量的實驗研究分析後得出，一般（bān）情況下，8min時間內，純紙（zhǐ）張的溫度可以從0℃增長到（dào）10℃左右；33min左右，相（xiàng）變材料（25%）的紙張溫度可（kě）以從0℃增長到10℃；87min左右（yòu），相變材料（50%）的紙張溫度可以（yǐ）從0℃增（zēng）長到10℃。通（tōng）過研究可以得出，當紙張中含有一定的相變材料，溫（wēn）度的傳熱時間會減緩，且隨著相變材料添加量（liàng）的不斷上升，溫度的傳熱時間也會隨之開始延（yán）長（zhǎng）。其間材（cái）料的（de）整體比（bǐ）熱以及密（mì）度，也會在相變材料的不斷添加下，發揮一定的保溫效果。
2.在進行冰激淩類食品的冷鏈運輸時（shí），使（shǐ）用蓄冷材料完成運（yùn）輸過（guò）程中的存儲保溫處理，可發現，對比蓄冷材料以及普通的絕熱材料，如聚苯乙烯，存儲冰淇（qí）淩65d之後，蓄冷材料包裝（zhuāng）下的冰激淩，內部溫度變化明顯更小，且包裝厚度更低。
3.為了進一步提升蓄冷材料在冷鏈（liàn）物流運輸中的應用價值（zhí），對於運輸溫度有一定要求的食品進行了新冷鏈運輸存儲設備研發工作。其間，結合數學模型的建立，搜集和整理同類型（xíng）的冷鏈物流運輸包（bāo）裝案例，對各類運輸存儲容器做好參數量化工作（zuò），確保冷鏈物流效益得以提升。經（jīng）過對大（dà）量的冷鏈物流案例進行分析可以（yǐ）發現，當在原（yuán）有的（de）冰淇淩蓄冷容器的底部及兩側做外擴理，分別擴大10mm、20mm，並（bìng）同（tóng）步將相變材料的（de）填（tián）充量適當提升，占比額外體積需要控製在7%左右（yòu），就（jiù）可以將冰淇（qí）淩冷鏈物流運輸階段的容器熱防（fáng）護的設備性能提升（shēng）30%左右。
伴隨（suí）著當前冷鏈物流行業發展規（guī）模以及產業規模（mó）的不斷擴大（dà），各種新式冷鏈項目被研發出來。在大部分的冷鏈物流運輸或是（shì）配送的過（guò）程中（zhōng），交通工具一般會選擇冷藏車來完成。因（yīn）此，隨著冷鏈物流（liú）行業的（de）發展和進步，對（duì）於冷藏車的需求量也開始逐步增加，據相關統計資料（liào）顯示，每年用於冷鏈物流的冷藏車數量的增長比例大約在8%-12%之間。進行冷藏車的質量檢查（chá）時，首先需要對車廂中的溫度場分布情況做好統計（jì）和調查，調（diào）查重點應該集中在溫度分布是否穩定和是否（fǒu）均勻方麵。相較於傳統的機械式冷（lěng）藏車而言，蓄冷式冷藏車的供冷源為蓄冷（lěng）板，在為車廂輸出冷量時，其整個（gè）輸出過程會一直保持在平（píng）穩輸（shū）出狀態，其間還可（kě）結合冷鏈物流中冷藏（cáng）車廂內果（guǒ）蔬（shū）冷負荷具體情況，做出適宜性的調整，即適（shì）當增減車內蓄冷板的數量。在對蓄冷板進行蓄冷（lěng）時，可以在冷藏車用電低峰期時段進行。
蓄冷式冷卻車內溫度穩定性的（de）把控，需要（yào）經曆一係列的模擬（nǐ）實驗來驗證，例如，可以按照凝（níng）固（gù）點（diǎn）降低這一研（yán）究理論，去製備（bèi）最優（yōu）複合相變（biàn）材料，熱力學性能的提升，往往會受（shòu）到複合材料丙三醇溶液（yè）（50%）、氯化鈉溶液（20%）的影響，當完（wán）成反複相變之後可以（yǐ）發現，最優複合相變材料的穩定性得到了提升，且不會受到腐蝕問題的（de）影響。應用（yòng）蓄冷式冷藏車，與傳統的機械式冷藏車相比，雖（suī）然最開始的投資金額比較大，但是在運行費用以及環保（bǎo）節能等方（fāng）麵，所掌握的優勢更為明顯。另外，經過綜合考量之後（hòu），冷鏈物流運輸中，車廂內必然存在自然對流的情況，此種對流將會直接對溫度場產（chǎn）生影響，尤（yóu）其是溫度場的均勻性，會就此得以最大化優化，繼而在整個冷（lěng）藏車廂內實現合理送風，確保蓄冷板的冷藏效（xiào）果及冷藏效率都得到提升。
在低溫倉儲係統中，應用蓄冷（lěng）技術，是未來冷鏈物流（liú）進一步發展的主流趨勢。目前，將蓄冷技（jì）術融入到冷鏈運（yùn）輸的保險係統匯總，能夠顯著調節冷庫溫度，同（tóng）時，對於長途冷鏈運輸（shū）的節能環保效果（guǒ）提升也具有重要促進作用。為了進一步研究蓄冷技術在低溫倉儲中的具體應用效果（guǒ），有專業人員在傳統冷庫運輸中（zhōng），應用了動態（tài）冰漿蓄冷保鮮技術，經過研究對比發現，應用新技（jì）術的冷（lěng）庫冷鏈運輸效果，相較於傳統冷庫而言，不僅成本更低，且庫內溫度穩定（dìng）性更（gèng）佳。此外，在低溫（wēn）倉儲冷鏈物流運輸中，將（jiāng）乙二醇作為冷庫（kù）的蓄冷液應用起來（lái），能夠確保冷庫的平均（jun1）溫度穩定把控在0.18-0.32℃範圍之內，溫差相差最（zuì）大控製在0.8℃左右。受到冷鏈物流運輸的影響，峰穀時期乙二醇蓄冷庫的電費消耗量，僅為傳統（tǒng）冷庫的3/4，對應的成本支出也隨之節省1/4。通過上述一係列的研（yán）究可以（yǐ）表明，冷（lěng）鏈物（wù）流運輸中，在傳統冷庫中添（tiān）加乙二醇這一（yī）相變材料，能夠提升庫內溫度分布（bù）狀態的均衡性，從而將（jiāng）冷鏈運輸成本大幅度降低。
在冷鏈物（wù）流管理中，想要全麵發揮出相變（biàn）儲能技術的應用效果，為冷（lěng）鏈運輸效益及質量提（tí）升起到促進作用，首先需要做好（hǎo）預冷處理，以此（cǐ）確保（bǎo）冷鏈運輸質量，提升運輸商品的保鮮效果。其次，應用蓄冷包（bāo）裝完成冷鏈物（wù）流運輸（shū）時，應該選擇儲能消耗更（gèng）低的包裝材（cái）料完成，此時就可應用相變材料（liào）作（zuò）為包裝材料（liào），提升運輸效益。此外，在低溫倉儲中，充分（fèn）將蓄冷技術應用於保鮮係統中，能夠在實現節能（néng）環保效果的同時，對於冷庫的溫度、濕度（dù）等參數調控具有很好的效果，最終（zhōng）為運輸（shū）成本降低、增加經濟效益奠定基礎。
