【摘 要】
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我国是鲜活果蔬生产与消费大国,近年来,随着人们对鲜活果蔬品质要求的不断提高,冷链作为在果蔬贮运全过程中满足品质保障的一种方式得到了充分的发展,相变蓄冷技术是冷链环节中重要的应用部分。目前,国内外学者已经对相变蓄冷机理、冷藏库内温度均匀性以及蓄冷包装箱进行了大量的研究,但是实际冷藏库内由于空间较大、储物形式复杂且随机、外界环境温度动态变化等因素影响,存在较多温度场不均匀的现象。针对以上问题,本文提出
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我国是鲜活果蔬生产与消费大国,近年来,随着人们对鲜活果蔬品质要求的不断提高,冷链作为在果蔬贮运全过程中满足品质保障的一种方式得到了充分的发展,相变蓄冷技术是冷链环节中重要的应用部分。目前,国内外学者已经对相变蓄冷机理、冷藏库内温度均匀性以及蓄冷包装箱进行了大量的研究,但是实际冷藏库内由于空间较大、储物形式复杂且随机、外界环境温度动态变化等因素影响,存在较多温度场不均匀的现象。针对以上问题,本文提出一种蓄冷包装箱,通过直接与环境接触的蓄冷层作缓冲,达到在库温较大波动时保持包装箱内部温度场均匀的目的。本文通过数值计算与实验研究的方式对蓄冷包装箱进行了设计;对蓄冷溶液过冷特性进行了分析研究;利用Fluent软件对包装箱顶盖材料、蓄冷层厚度、环境温度及载物方式等进行了模拟优化;对蓄冷包装箱空载与实载情况下进行了冻融实验,验证了模型的可靠性与包装箱应用价值,并以萝卜为材料进行了贮藏实验,实验结果如下:（1）蓄冷包装箱模拟结果表明:与厚度为5mm、15mm和30mm的蓄冷层相比,厚度为20mm时箱内温度场较为均匀;以EPS泡沫材料作为顶盖时蓄冷包装箱内温度均匀性远优于有机玻璃与PE膜组,且在同一环境温度下其内部温度最低;果实实载状态下,筐载式堆码温度场优于紧密堆积式,箱内没有局部高温区域且整体温度较低;外界环境温度改变时,蓄冷包装箱内温度场的均匀性规律不变,整体温度仅有轻微的变化。（2）蓄冷溶液过冷特性分析结果表明:以纯水为基底的溶液,纯度越高其过冷度越大,-6℃左右环境温度下,去离子水的过冷度达到了6.2℃,而杂质较高的自来水过冷度为-5.2℃;成核剂筛选中Ti O2纳米溶液综合性能最好,稍优于聚丙烯酸钠凝胶与硼砂溶液,硅藻土溶液性能最差;环境温度对过冷度影响效果明显,-18℃低温环境中,以上各类溶液的过冷度都基本被消除,过冷度维持在0.1-0.4℃区间;余冰保留辅助成核对过冷度有很大的改善,且无需依赖低温环境,容器材料对过冷度无明显影响。（3）蓄冷包装箱温度场测试结果表明:空载时,±5℃环境中PE膜为顶的蓄冷包装箱的温度场可以稳定维持50h左右,同条件下的模拟显示包装箱蓄冷时长可维持52.1h,实验与模拟误差为4.2%;实载时,-5℃环境中,模拟显示箱内温度为-0.2～-0.4℃,与实验结果接近。（4）蓄冷包装箱应用对果蔬贮藏品质影响实验表明:稳定的温度场有利于萝卜的贮藏保鲜,温度场越差,萝卜品质就越难以保持稳定,与普通贮藏箱相比,萝卜在蓄冷包装箱中保鲜效果整体较优,蓄冷包装箱延缓了果实的衰老与褪色,降低某些营养物质的衰减,在维持含水量、木质素以及可溶性固形物含量方面效果显著。
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