一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体

摘要

本发明提供了一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，包括：冷藏集装箱、可移动式超低温保鲜运输冷藏箱、超低温冷藏箱控制系统；其中冷藏集装箱包括送风管道、旋转送风口、蝶阀、制冷区、供电区、第一模块、第二模块、第三模块、翻转隔板；可移动式超低温保鲜运输冷藏箱包括箱体、铝合金内胆、绝热板、预冷百叶窗、指示灯、聚氨酯发泡层、充电层、冷源、温度检测器、卡扣固定装置。本发明的有益之处在于：本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体实现了双重制冷，控温范围可以达到‑60℃以下，制冷效果好，能耗小；采用自主氦气制冷，实现制冷无有害物、无污染物排放，符合环境友好性的需求。

权利要求

1.一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，其特征在于，所述超低温保鲜运输箱体包括：冷藏集装箱、可移动式超低温保鲜运输冷藏箱、超低温冷藏箱控制系统；

所述冷藏集装箱包括集装箱体，设置于所述集装箱体上方的送风管道（1）、移动风口（2）、蝶阀（3），设置于所述集装箱体前方的制冷区（4）、供电区（5）；所述集装箱体由第一模块（6）、第二模块（7）、第三模块（8）组成，且所述第一模块（6）与第二模块（7）之间、第二模块（7）与第三模块（8）之间都设置有翻转隔板（9）；

所述移动风口（2）上设置有传感器，且所述传感器具有自动识别定位功能；

所述供电区（5）与所述制冷区（4）通过电路连接，且由所述供电区（5）为所述制冷区（4）供电；所述移动风口（2）通过所述送风管道（1）与所述制冷区（4）连接，用于将所述制冷区（4）产生的冷量吹入所述集装箱体内；所述蝶阀（3）设置于所述送风管道（1）上，用于控制吹入集装箱体内冷量的大小；

所述可移动式超低温保鲜运输冷藏箱嵌套安装于所述第一模块（6）、第二模块（7）、第三模块（8）中；且所述可移动式超低温保鲜运输冷藏箱包括箱体（11）、预冷百叶窗（14）、指示灯（15）、充电层（17）、冷源（18）、温度检测器（19）；

所述箱体（11）为三层结构，由外到内分别为绝热板（13）、聚氨酯发泡层（16）、铝合金内胆（12）；且所述箱体（11）的正面设置有所述预冷百叶窗（14）、指示灯（15），侧面设置有充电层（17），底面设置有温度检测器（19），内部设置有冷源（18）；

所述超低温冷藏箱控制系统通过所述温度检测器（19）检测所述箱体（11）内的温度，之后通过连接计算机进行实时温度数据记录，通过指示灯（15）显示温度曲线波动范围是否超出预定温度阈值范围；并根据温度曲线波动范围与预定温度阈值范围之间的关系调整所述冷源（18）内制冷剂的通量，实现对所述箱体（11）内温度的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，其特征在于，所述箱体（11）四壁为可拆卸结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，其特征在于，所述冷源（18）是通过充入液体或气体制冷剂实现制冷效果的。

4.根据权利要求3所述的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，其特征在于，所述冷源（18）中充入的制冷剂为氦气。

5.根据权利要求4所述的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，其特征在于，所述箱体（11）之间通过所述充电层（17）进行电路的并串联。

6.根据权利要求4所述的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，其特征在于，所述箱体（11）通过所述充电层（17）单独供电。

7.根据权利要求5或6所述的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，其特征在于，所述指示灯（15）包括红色指示灯和绿色指示灯，当所述温度曲线波动范围大于预定温度阈值范围时，所述红色指示灯亮，发出预警信号；当所述温度曲线波动范围在预定温度阈值范围内时，所述绿色指示灯亮，表示温度处于正常范围。

8.根据权利要求7所述的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，其特征在于，所述箱体（11）外部设置有卡扣固定装置（20），用于所述箱体（11）之间的拼接，且所述翻转隔板（9）中设置有可与所述卡扣固定装置（20）固定的卡扣槽。

说明书

一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体

技术领域

[0001] 本发明属于冷链运输设备及控制策略技术领域，尤其涉及一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体。

背景技术

[0002] 我国金枪鱼消费已迈入“万吨”时代。国内市场需求增长迅猛，近10年来，金枪鱼年消费增幅达到30%以上。但是金枪鱼中含有丰富的肌红蛋白，氧化速度很快，要想使金枪鱼营养、色泽和口感保持新鲜，必须保证其在-60℃条件下运输、贮藏。但是现有技术中没有适用于金枪鱼超低温运输的车辆，现有冷藏车无法实现-60℃冷藏条件。

[0003] 基于这一问题，我们进行了深入研究，发现温度是影响易腐类产品品质的最主要因素，温度的剧烈波动会引起易腐类产品品质的急剧下降。在运输过程中，由于热交换作用，车厢内部温度波动剧烈，极易造成易腐类产品的腐败变质。冷藏运输箱体作为保证易腐类产品品质的重要运输设施，在运输过程中，冷藏车厢内温度的精准控制，是运输途中保证食品处于最适宜环境，从而保障食品安全的关键技术。

[0004] 现有技术中冷藏车箱在长途运输中冷却效果往往不是很理想，主要表现以下几个方面：

[0005] ①控温模式单一：控温的恒温模块传感器位于送风口附近，数据采集范围有限，导致送风系统循环执行单一指令。

[0006] ②控温精准性低：系统管理缺乏精细化、智能化，无法识别温度极值点，送风口方向单一化。

[0007] ③控温效果不一致：系统工作存在作用延迟与削减，严重影响了易腐类产品的品质，并造成经济上的巨大浪费。

[0008] ④控温效果不均一：冷风扩散器设置在车厢的前部，由于供风距离较长，冷却性能较差。

[0009] ⑤系统工作耗时长，耗能高，低温效果差，远远达不到-60℃超低温。

[0010] 基于现有技术在这方面的缺陷，现在急需开发一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体来解决这些问题，填补技术空白，提高金枪鱼的运输和保鲜效果。

发明内容

[0011] 为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，旨在通过冷藏集装箱与可移动式超低温保鲜运输冷藏箱相辅调节，将超低温保鲜运输箱体内部温度环境平稳控制在-60℃至-120℃范围内，并且实现对温度的精准控制。

[0012] 本发明提供了一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，该超低温保鲜运输箱体包括：冷藏集装箱，可移动式超低温保鲜运输冷藏箱，超低温冷藏箱控制系统；

[0013] 所述冷藏集装箱包括集装箱体，设置于所述集装箱体上方的送风管道、移动风口、蝶阀，设置于所述集装箱体前方的制冷区、供电区；所述集装箱体由第一模块、第二模块、第三模块组成，且所述第一模块与第二模块之间、第二模块与第三模块之间都设置有翻转隔板；

[0014] 所述供电区与所述制冷区通过电路连接，由所述供电区为所述制冷区供电；所述移动风口通过所述送风管道与所述制冷区连接，用于将所述制冷区产生的冷量吹入所述集装箱体内；所述蝶阀设置于所述送风管道上，用于控制吹入所述集装箱体内冷量的大小；

[0015] 所述可移动式超低温保鲜运输冷藏箱嵌套安装于所述第一模块、第二模块、第三模块中，并可根据需要调整所述可移动式超低温保鲜运输冷藏箱的安装数量；且所述可移动式超低温保鲜运输冷藏箱包括箱体、预冷百叶窗、指示灯、充电层、冷源、温度检测器；

[0016] 所述箱体为三层结构，由外到内分别为绝热板、聚氨酯发泡层、铝合金内胆；且所述箱体的正面设置有所述预冷百叶窗、指示灯，侧面设置有充电层，底面设置有温度检测器，内部设置有冷源；

[0017] 所述超低温冷藏箱控制系统通过所述温度检测器检测所述箱体内的温度，之后通过连接计算机进行实时温度数据记录，通过指示灯显示温度曲线波动范围是否超出预定温度阈值范围；并根据温度曲线波动范围与预定温度阈值范围之间的关系调整所述冷源内制冷剂的通量，实现对所述箱体内温度的控制。

[0018] 进一步的，所述移动风口上设置有传感器，且所述传感器具有自动识别定位功能，可筛选温度极值点进行精准降温，提高降温效率，缩短降温时间，从而保障易腐类产品的品质与安全。

[0019] 进一步的，所述箱体四壁为可拆卸结构。通过可拆卸结构可以实现以下三方面的目的，一是能够根据运输物品的容积，调整箱体的容积大小形成动态的存储空间，二是能够根据储运物品种类调换制冷剂的品类，三是可以改变大环境与小环境的交互程度；且当所述箱体嵌套放在所述冷藏集装箱中时，所述预冷百叶窗可以自动设定开/合，从而实现所述冷藏集装箱与可移动式超低温保鲜运输冷藏箱之间的环境交互，进而实现箱体超低温度控制与节能管理。

[0020] 进一步的，所述冷源是通过充入液体或气体制冷剂实现制冷效果的，优选的制冷剂为氦气，该制冷剂可以在确保制冷效果的同时，实现制冷无有害物、无污染物排放。

[0021] 进一步的，所述箱体之间通过所述充电层进行电路的并串联，形成集成化、动态化的模块组合，达到根据配送需求进行智能、有序排列的目的。

[0022] 进一步的，所述箱体通过所述充电层单独供电，普通的车载电源即可满足供电需求。

[0023] 进一步的，所述指示灯包括红色指示灯和绿色指示灯，当所述温度曲线波动范围大于预定温度阈值范围时，所述红色指示灯亮，发出预警信号；当所述温度曲线波动范围在预定温度阈值范围内时，所述绿色指示灯亮，表示温度处于正常范围。

[0024] 进一步的，所述箱体外部设置有卡扣固定装置，用于所述箱体之间的拼接，且所述翻转隔板中设置有可与所述卡扣固定装置固定的卡扣槽。这样的结构设置增加了稳定性，解决了因货物装载不科学而在运输过程中造成的摇晃损失。

[0025] 进一步的，所述一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，采用移动基站数据集成技术，实现组网的自排列，保证信息的有序传递和配送的有序排列，实现了运输过程的可视化和可追溯性。

[0026] 本发明的有益之处在于：

[0027] ①本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体可以实现运输全程的超低温控制，且环境温度可控性好、平稳性强。

[0028] ②本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体可以实现双重制冷，控温范围可以达到-60℃以下，制冷效果好、能耗小。

[0029] ③本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体采用自主氦气制冷，实现制冷工质无有害物、无污染物排放，符合对环境友好性的要求。

[0030] ④本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体可实现小车厢的动态集成，按照配送需求进行智能、有序的排列。

[0031] ⑤本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体采用模块化供电，每个超低温保鲜运输箱即为一个温区，通过箱体与箱体之间的拼接连接即可实现多温区共同配送。

[0032] ⑥本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体可单独供电，车载电源即可满足供电需求，可实现超低温末端配送，并且箱体可重复利用，避免资源耗费。

附图说明

[0033] 图1为本发明的实施例1中的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体的结构示意图；

[0034] 图2为本发明的实施例1中的可移动式超低温保鲜运输冷藏箱的内部结构示意图；

[0035] 图3为本发明的实施例1中的可移动式超低温保鲜运输冷藏箱的外部结构示意图；

[0036] 图4为本发明的实验例1中实验组一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体的温度分布示意图；

[0037] 图5为本发明的实验例1中对照组冷藏车厢的温度分布示意图；

[0038] 图6为本发明的实验例2中不同冷藏条件下金枪鱼鱼肉随时间变化的感官评定分数的折线图；

[0039] 图7为本发明的实验例2中不同冷藏条件下金枪鱼鱼肉的TVB-N值随冷藏时间变化的示意图；

[0040] 图8为本发明的实验例2中不同冷藏条件下金枪鱼鱼肉的pH值随冷藏时间变化的示意图。

[0041] 图中附图标记的含义为：1-送风管道，2-移动风口，3-蝶阀，4-制冷区，5-供电区，6-第一模块，7-第二模块，8-第三模块，9-翻转隔板，11-箱体，12-铝合金内胆，13-绝热板，
14-预冷百叶窗，15-指示灯，16-聚氨酯发泡层，17-充电层，18-冷源，19-温度检测器，20-卡扣固定装置。

具体实施方式

[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0043] 实施例1

[0044] 如图1所示，一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，包括：冷藏集装箱、可移动式超低温保鲜运输冷藏箱、超低温冷藏箱控制系统；

[0045] 冷藏集装箱包括集装箱体，设置于集装箱体上方的送风管道1、移动风口2、蝶阀3，设置于集装箱体前方的制冷区4、供电区5；集装箱体由第一模块6、第二模块7、第三模块8组成，且第一模块6与第二模块7之间、第二模块7与第三模块8之间都设置有翻转隔板9；

[0046] 供电区5与制冷区4通过电路连接，由供电区5为制冷区4供电；移动风口2通过送风管道1与制冷区4连接，用于将制冷区4产生的冷量吹入集装箱体内；蝶阀3设置于送风管道1上，用于控制吹入集装箱体内冷量的大小；

[0047] 可移动式超低温保鲜运输冷藏箱嵌套安装于第一模块6、第二模块7、第三模块8中；且可移动式超低温保鲜运输冷藏箱（参见图2）包括箱体11、预冷百叶窗14、指示灯15、充电层17、冷源18、温度检测器19；

[0048] 箱体11为三层结构，由外到内分别为绝热板13、聚氨酯发泡层16、铝合金内胆12；且箱体11的正面设置有预冷百叶窗14、指示灯15，侧面设置有充电层17，底面设置有温度检测器19，内部设置有冷源18；

[0049] 超低温冷藏箱控制系统通过温度检测器19检测箱体11内的温度，之后通过连接计算机进行实时温度数据记录，通过指示灯15显示温度曲线波动范围是否超出预定温度阈值范围；并根据温度曲线波动范围与预定温度阈值范围之间的关系调整冷源18内制冷剂的通量，实现对箱体11内温度的控制。

[0050] 一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体运输金枪鱼的具体工作过程为全车同温配送：

[0051] （1）可移动式超低温保鲜运输冷藏箱放入金枪鱼后，将箱体11嵌入冷藏集装箱，集装箱体前方设置有供电区5，可通过第一模块6中的箱体11上的充电层17为箱体11供电，同时将电流引入到翻转隔板9中，当箱体11嵌入第二模块7、第三模块8中时，可通过翻转隔板9为嵌入其中的可移动式超低温保鲜运输冷藏箱进行充电；翻转隔板9既起到了隔热的作用，还提供了传递电能的作用，实现了一板两用。

[0052] （2）箱体11外部设置有卡扣固定装置20，用于箱体11之间的拼接，且翻转隔板9中设置有可与卡扣固定装置20固定的卡扣槽，增加了稳定性，解决了因货物装载不科学而在运输过程中造成的摇晃损失。箱体11之间可以通过充电层17进行电路的并串联，形成集成化、动态化的模块组合，按照配送需求进行智能、有序排列。

[0053] （3）当箱体11嵌套放在冷藏集装箱中时，冷藏集装箱进行预冷，移动风口2上设置有具有自动识别定位功能的传感器，可实现筛选温度极值点和自动定位，并由制冷区4通过送风管道1和移动风口2进行精准降温，提高了降温效率，缩短了降温时间。此时箱体11的预冷百叶窗14可以自动打开，从而实现冷藏集装箱与可移动式超低温保鲜运输冷藏箱之间环境的交互，进而实现箱体11的超低温度控制与节能管理。当温度降至-20℃时，预冷百叶窗14自动关闭，可移动式超低温保鲜运输冷藏箱开始通过冷源18中的制冷剂自主制冷，直至箱体11内温度达到-60℃以下。

[0054] （4）整个制冷过程中超低温冷藏箱控制系统通过温度检测器19检测箱体11内的温度，之后通过连接计算机进行实时温度数据记录，通过指示灯15显示温度曲线波动范围是否超出预定温度阈值范围（当温度曲线波动范围大于预定温度阈值范围时，指示灯15的红色指示灯发出预警信号；当温度曲线波动范围在预定温度阈值范围内时，指示灯15的绿色指示灯亮，表示温度处于正常范围）；并根据温度曲线波动范围与预定温度阈值范围之间的关系调整冷源18内制冷剂的通量，实现对箱体11内的温度的控制。

[0055] （5）装卸货物时，若作为基站的箱体11被卸下，则基站的位置自动排列至下一个箱体11，实现移动基站数据采集，保证信息的采集与运输过程相匹配，实现了运输过程的可视化和可追溯性。

[0056] 实验例1

[0057] 将实施例1的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体作为实验组，现有技术的冷藏车厢作为对照组，按照各自的控制系统进行温度控制，5小时后，利用CFD软件对对实验组和对照组的运输箱内部进行温度分布进行分析，结果参见图4和图5。通过图片可以明显的看出本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体控温效果好，温度分布均匀、一致，具有显著的优势。

[0058] 实验例2

[0059] 将实施例1中运输的金枪鱼作为实验组，现有技术的冷藏箱运输的金枪鱼作为对照组，分别进行感官评定、测定TVB-N值以及pH值。

[0060] 1. 实验方法

[0061] 1.1 感官评定

[0062] 随着冷藏时间的延长金枪鱼的品质逐渐下降，鱼肉中会发生各种物理和化学变化，导致金枪鱼的外部特征发生明显的变化，比如肉质组织、色泽及气味，因此可以通过感觉器官评价，粗略判断金枪鱼的品质。

[0063] 分别从体表色泽、肌肉组织和气味三方面制定评分标准，由五个人参加评分，并将分数取平均值获得本次实验结果。评分标准见表1。

[0064] 表1金枪鱼感官评定标准

[0065]

[0066] 1.2 挥发性盐基氮（TVB-N）测定

[0067] 金枪鱼的蛋白质含量非常高，其腐败变质的主要特征之一是蛋白质分解，因此可以通过挥发性盐基氮（TVB-N）来衡量腐败程度。挥发性盐基氮是蛋白质分解后产生的具有特异性臭味的碱性含氮物质，这类物质的含量越高臭味越浓，也就说明了腐败程度越严重，品质越差。

[0068] 本次实验采用半微量凯氏定氮法进行测定：

[0069] ①称取10.00g切碎搅匀的金枪鱼肉置于锥形瓶中；②加入100mL水振荡摇匀，浸渍30min后过滤，滤液置冰箱备用；③再将盛有10mL吸收液及5 6滴混合指示液的锥形瓶置于~
冷凝管的下端，并使冷凝管下端插入吸收液面下；④准确吸取5.0mL滤液于蒸馏器反应室内，加入5mL氧化镁悬液(10g/L)，迅速盖塞，并加水以防漏气；⑤通入蒸汽，进行蒸馏，蒸馏
5min即停止；⑥吸收液用盐酸标准滴定溶液(0.01mol/L) 滴定，终点为蓝紫色。

[0070] 计算方法：挥发性盐基氮含量(mg/100g)= ；

[0071] 其中：V1—滴定样品消耗标准酸溶液体积(mL)；V2——滴定空白消耗标准酸溶液体积(mL)；m——用于滴定时样品液所含样品质量(g)；C——标准酸溶液规定浓度(mol/L)；14——氮的摩尔质量(g/mol)。

[0072] 1.3 pH值测定

[0073] 金枪鱼呈酸性，其体内的氧化肌红蛋白构成物的pH值范围在6.0 6.5之间，对不同~温度下的各个冷藏阶段的金枪鱼进行pH值的测定可以判断金枪鱼的品质。

[0074] 每次测量时称取10.00g金枪鱼肉作为样品，与新煮沸后冷却的水到100mL摇匀，浸渍30min后过滤，取50mL滤液到烧杯中用精密酸度计测定pH值。

[0075] 2 实验结果

[0076] 2.1 冷藏过程中感官评定

[0077] 结果参见图6，在-18℃温度下冷藏的金枪鱼品质下降最明显，-30℃的温度下冷藏的金枪鱼随冷藏时间延长，品质有明显的下降，而-60℃温度下冷藏的金枪鱼（实施例1）鱼肉的感官评分随保藏时间的增加变化非常小，也未出现明显下降的趋势。

[0078] 2.2 挥发性盐基氮TVB-N的变化

[0079] 结果参见图7，-30℃和-18℃的冷藏温度对鲜度都有一定的影响，-18℃的冷藏条件对其鲜度影响最明显，而在-60℃的冷藏温度下冷藏的金枪鱼（实施例1）鱼肉的鲜度没有明显变化。

[0080] 2.3 PH值的变化

[0081] 结果参见图8，-60℃的冷藏温度下冷藏的金枪鱼（实施例1）的pH值曲线上下起伏不大，几乎不变，而在-18℃和-30℃的冷藏温度下，pH值曲线明显呈现出下降的趋势，-18℃时的pH值下降的速度最为明显。

[0082] 通过以上实验数据，说明采用（实施例1）的运输方法运输的金枪鱼能够保持良好的品质，而金枪鱼的运输条件是最为苛刻的，满足了金枪鱼的运输条件也就满足了几乎所有对运输过程中温度要求较高物品的运输要求，所以本发明的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体也可用于其他对保鲜要求较高产品的运输，甚至可以运输活体器官，运输方法与实施例1相同。

[0083] 实施例2

[0084] 将实施例1中的一种基于多重环境交互的超低温保鲜运输箱体，用于运输金枪鱼及其他易腐类产品的具体工作过程为多温配送：将不同的箱体11放入金枪鱼和其它易腐类产品，将装有同一品类产品的箱体11装入冷藏集装箱的同一模块内，若各个箱体11内皆为不同品类的产品，将所需运输温度相近保温箱装入同一模块中；之后的运输步骤与实施例1中运输金枪鱼的方法相同。

[0085] 应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。