(一)冷藏集装箱的分类
集装箱是一种标准化的运输工具,根据国际标准化组织的定义,它应具备下列条件:①具有足够的强度,可长期反复使用;②适用于一种或多种运输方式运送,途中转运时,箱内货物不需换装;③具有快速装卸和搬运的装置,特别便于从一种运输方式转移到另一种运输方式;④便于货物装满和卸空;⑤具有1m3及其以上的容积。
凡具有隔热的箱壁(包括端壁和侧壁)、箱门、箱底和箱顶,能阻止内外热交换的集装箱称之为保温集装箱(Thermal Container)。保温集装箱是一个总称,根据中华人民共和国国家标准GB/T 7392—1998《系列1:集装箱的技术要求和试验方法保温集装箱》,保温集装箱中常见的冷藏集装箱分类和定义详见表5⁃1。
表5⁃1 冷藏集装箱分类与定义
根据箱体主要部位使用材质的不同,目前生产的冷藏集装箱有钢箱和铝箱两种。冷藏集装箱采用镀锌钢结构,箱内壁、底板、顶板和门由金属复合板、铝板、不锈钢板或聚酯胶合板制造。大多采用聚氨基甲酸酯泡沫作隔热材料。
(二)冷藏集装箱的应用
1.耗用冷剂式冷藏集装箱(Expendable Refrigerated Container) 此类集装箱主要包括冷冻板冷藏集装箱、干冰冷藏集装箱和液氮冷藏集装箱。
冷冻板冷藏集装箱是指采用冷冻板,利用低温共晶液进行贮冷和供冷的集装箱。
干冰冷藏集装箱和液氮冷藏集装箱,是根据干冰或液氮在大气压力下汽化温度低的特点,利用干冰或液氮在汽化时所吸收的潜热和升温显热达到制冷效果。采用干冰或液氮制冷所用设备简单,无运动部件,降温快,制冷过程中无需动力电源供应。
耗用冷剂式冷藏集装箱的特点是,在运输过程中,不需要外接电源或燃料供应等,无任何运动部件,维修保养要求低。主要缺点是,无法实现连续制冷,贮冷剂放冷或消耗后必须重新充冷或补充,较难实现精确温度控制,制冷设备占用空间较大,耗用冷剂式冷藏集装箱只能适应小型冷藏集装箱的短距离运输。目前耗用冷剂式冷藏集装箱只有在区域性短途冷藏运输中尚有使用,而在国际冷藏运输中已无使用,并有逐步淘汰的趋势。
2.机械式冷藏集装箱(Mechanically Refrigerated Container) 根据GB/T7392—1998的分类,机械式冷藏集装箱是指设有制冷装置(如制冷压缩机组、吸收式制冷机组等)的保温集装箱。制冷/加热集装箱是指设有制冷装置(机械式制冷或耗用制冷剂制冷)或装置的保温集装箱。在实际应用中,通常把这两类保温集装箱通称为机械式冷藏集装箱。机械式冷藏集装箱结构及吹风方式见图5⁃9。
图5⁃9 机械式冷藏集装箱结构及吹风方式
1—回风气流 2—箱体 3—通风风道 4—送风气流 5—制冷机组 6—冷风机位置
机械式冷藏集装箱不仅有制冷装置,而且同时具有加热装置,可以根据需要采用制冷或加热手段,使冷藏集装箱的箱内温度控制在所设定的温度范围内。一般机械式冷藏集装箱的箱内控制温度范围为-18~38℃。(www.xing528.com)
机械式冷藏集装箱以压缩式制冷为主。当机械式冷藏集装箱在船上运输或集装箱堆场时,由船上或陆上电网供电;而当机械式冷藏集装箱在陆上集装箱专用拖车运输时,一般由车载柴油发电机供电。
机械式冷藏集装箱是当前技术最为成熟,应用最为广泛的一种冷藏运输工具。
3.隔热集装箱(Isolated Container) 隔热集装箱是指不设任何固定的、临时附加的制冷或加热设备的保温集装箱。隔热集装箱是一个具有良好隔热性能的集装箱。为实现其保温功能,必须要有外接制冷或加热设备,向箱内输送冷风或热风以达到保温目的。
隔热集装箱的特点是箱体本身结构简单,箱体货物有效装载容积率高,造价便宜。适合大批量、同品种冷冻或冷藏货物在固定航线上运输。缺点是缺少灵活性,对整个运输线路上的相关配套设施要求高。
隔热集装箱在20世纪70年代前曾经是国际上冷藏保鲜货物的主要运输工具之一,随着80年代之后机械式冷藏集装箱的大量使用,目前隔热集装箱已逐步被更为灵活的机械式冷藏集装箱所取代,但在某些具有稳定货源的航线上仍有使用。
4.气调冷藏集装箱(CA Refrigerated Container) 气调冷藏集装箱具有一般机械式冷藏集装箱的所有制冷或加热功能,同时气调冷藏集装箱装有一种调气设备,可以产生和维持一种修饰过的空气成分,以减弱新鲜果蔬的呼吸量和新陈代谢强度,从而减缓果蔬的成熟进程,达到保鲜的目的。
气调保鲜的关键是调节和控制货物贮存环境中的各种气体的含量,目前最常见的是用充氮降氧方法来降低环境中的氧气含量,控制乙烯含量,减缓果蔬成熟。
气调冷藏集装箱的气密性要求较高,一般要求漏气率不超过2m3/h。采用气调冷藏运输具有保鲜效果好、贮藏损失少、保鲜期长和对果蔬无任何污染的优点。但采用气调设备技术要求高,冷藏箱价格高,并且气调在大批量货物的贮存和运输中才更有优势,因此目前使用还不普遍。
由于目前的实际应用中主要以机械式冷藏集装箱和隔热集装箱为主,因此本章主要介绍隔热集装箱和机械式冷藏集装箱,尤其以机械式冷藏集装箱为主。
目前,国际上集装箱尺寸和性能都已标准化,标准集装箱基本上是三类:20ft×8ft×8ft,20ft×8ft×8.6ft,40ft×8ft×8.6ft(长×宽×高)。国际通用冷藏集装箱作为一种标准化的运输工具,其外观尺寸必须符合ISO 668—1995和GB/T1413—2008的有关规定,而冷藏集装箱内部尺寸则由于制造厂家的不同而有所变化,但冷藏集装箱的最小内部高度为集装箱外部高度减241mm,最小内部宽度为2330mm,最小门框开口宽度为2286mm,冷藏集装箱最小内部长度和门框开口高度可参见GB/T 1413—2008《系列1集装箱分类、尺寸和额定质量》的有关规定。使用温度范围为-30℃(用于运送冻结食品)~12℃(用于运送香蕉等果蔬),更通用的范围是-30~20℃。各种型号冷藏集装箱的宽度均为2438mm,长度有12192mm、9125mm、6058mm及2991mm四种,箱高为2438mm的集装箱的型号为1A、1B、1C及1D,箱高为2591mm的集装箱为高箱,其型号为1AA、1BB及1CC,箱高为2896mm的集装箱为超高箱,其型号为1AAA和1BBB。我国目前生产的冷藏集装箱主要有两种外形尺寸:6058mm×2438mm×2591mm和12192mm×2438mm×2896mm。
国际上集装箱的计量单位用TEU来表示,TEU(Twenty⁃feet Equivalent Units)又称20ft换算单位,是计算集装箱箱数的换算单位。目前各国大部分集装箱运输,都采用20ft和40ft长的两种集装箱。为使集装箱箱数计算统一化,把20ft集装箱作为一个计算单位,40ft集装箱作为两个计算单位,以利于统一计算集装箱的营运量。
冷藏集装箱必须具有良好的隔热性能。内藏式冷藏集装箱的制冷装置必须稳定可靠,通用性强,并配有实际温度自动检测记录和信号报警装置。
冷藏集装箱具有装卸灵活,货物运输温度稳定,货物污染、损失程度低,可使用于多种运载工具等优点。此外,集装箱装卸速度很快,使整个运输时间明显缩短,降低了运输费用。
按照运输方式冷藏集装箱可分为海运和陆运两种,它们的外形尺寸没有很大差别,但陆地运输的特殊要求又使两者有着一些差异,如海运冷藏集装箱的制冷机组用电是由船上统一供给,不需自备发电机,因此机组结构简单、体积小、造价低,但当其卸船后,就得靠码头供电才能继续制冷,如要转入陆路运输时,就必须增设发电机组,国际上常规做法是采用插入式发电机组。
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