【原】【HETA】我国冷链物流技术研究发展对策

       本文根据中国科学院理化技术研究所周远院士在“2017中国制冷学会（单位）会员大会暨中国制冷学会成立四十周年纪念大会”上演讲PPT摘录整理，未经本人校核。PPT图片来源于中国制冷学会官网。

        冷链物流是保障食品安全和降低流通腐损率的急需技术手段。每年，我国都有大量的易腐食品因为不能及时冷冻防腐而造成巨大浪费。据统计，2014年我国各类易腐食品的产量总和达12.39 亿吨，折合人民币6800多亿，果蔬、肉类和水产品的流通腐损率分别达到20-30%、12%、15%，仅果蔬每年损失达1000亿元以上。

图：2009-2014年我国主要易腐食品总产量（万吨）

(来源：国家统计局)

冷链物流技术主要有以下几个方面：

冷加工（预冷、速冻）

冷冻冷藏（冷库）

冷藏运输

冷链信息化

冷链标准与人才培养

一：预冷技术

      预冷是农产品快速冷却，是运输、贮藏或加工以前必不可少的环节，预冷操作必须在产地园艺产品采收后立即实施，目的是迅速除去田间热，降低呼吸强度，减少微生物的侵袭，防止园艺产品的腐烂，最大限度地保持园艺产品的新鲜品质。

1、预冷技术主要分为以下几类

压差预冷

真空预冷

冰预冷

冷水预冷

2、预冷技术发展现状

1988年从日本引进了压差预冷通风装置和真空预冷装置；

1999年北京市农林院建造了国内首座40吨/日预冷能力的果蔬压差预冷库；

天津商业大学对果蔬也进行了大量压差预冷技术研究；

真正采用预冷加工的果蔬估计只占5%左右，而产地预冷在日本占90%以上。

3、预冷技术存在的问题

预冷环节缺失（冷链最薄弱环节），产地专用预冷设备严重缺乏；

预冷工艺不完善；

能耗大、成本高；

4、预冷关键技术

预冷工艺研究；

真空预冷；

压差预冷；

流态冰预冷；

这里介绍一下流态冰预冷

二：速冻技术

1、速冻技术的分类与比较

        超低温速冻技术是速冻的核心关键技术。按照设备形式可分为强烈鼓风机式、流化床式、隧道式、螺旋式、接触式及直接冻结式六大类型。

图表：各类型速冻设备优缺点

2、速冻技术发展现状

        近年来我国速冻食品行业发展快速，从2007年的192亿余元上升到2013年的649.81亿元，年复合增长率达到30.42%，同时涌现出一大批知名品牌；国内速冻机生产厂家为适应中国市场的需要已研制出多种形式的速冻机,并占据了90%以上的市场份额。

3、速冻技术存在问题

速冻设备的适应性差；

自动化水平低，故障率高；

能耗大，速冻设备的耗电量约占冷冻食品加工厂总耗电量的30-50%；

4、速冻关键技术：超低温速冻技术

三：冷库

1、冷库的发展现状

2010年我国冷库总容量为880万吨(国家发改委《农产品冷链物流发展规划》)；

2014年，全国冷库保有量达到3320万吨。相比于2013年2411万吨，增长了36.9% （《中国冷链物流发展报告》）；

新建冷库以大型和超大型冷库群为主，集中在果蔬、畜牧业农产品产地以及物流园区或物流中心；

变频技术、NH3/CO2系统开始应用。

2、冷库存在问题

冷库分布不均衡，空库率较高；

传统冷库服务能力亟待提升；

涉氨冷库安全问题；

冷库单位容量能耗大；

我国特种功能型冷库欠缺。

3、涉氨冷库安全问题不容忽视

近6年，我国较大冷库事故报道不少于110起；

2014年底，涉氨制冷企业近2.3万家，丏项治理期间，限期整改企业占52%，停产停业整改企业占10%，取缔关闭企业7%，排查存在重大安全隐患4000余处。

4、冷库能耗问题

目前冷库容量取3000万吨；

冷库耗电平均每吨每天用电0.6度；

每年我国冷库耗电65 亿kWh；

单位产品冷库能耗高；

冷库耗电量对比：

中国	平均水平	年均54kWh/m3
日本	行业先进水平	年均32 kWh/m3
英国	行业先进水平	年均16 kWh/m3

 日本英国数据引自李夔宁等. 冷库节能途径探讨,2008

5、冷库关键技术：

冷库节能技术（精准控温与自动控制）；

涉氨冷库安全技术，包括氨低充注、氨泄漏监测预警/应急处置技术；

超低温冷库技术；

6、涉氨冷库安全技术

7、超低温冷库技术

核心技术：混合工质和单级压缩。

特色优势：全温区要求在-40oC～-186oC；系统效率高，一般在20%以上；结构简单，造价低。

四：冷藏运输

1、冷藏运输的现状

       公路冷藏运输车以卡车、拖车为主，制冷方式多样，包括冰、干冰、蓄冷板、低温制冷剂系统、机械制冷等；近几年，我国冷链运输发展迅速，公路冷藏运输占货物运输总量的份额不断上升，2014年我国的冷藏车和保温车保有量为7.6万辆。

2、冷藏运输存在的问题

投资和运营成本高；

不同种类易腐食品同车运送问题；

运输过程温度和食品品质监测缺失；

“最后一公里”配送是非常薄弱环节；

3、冷藏的关键技术

多温区、多空间冷藏车技术；

“最后一公里”便携式冷藏设备；

低温工质气化冷藏车；

冷藏运输节能技术；

蓄冷冷藏车技术；

五：冷链信息化

1、冷链信息化技术体系构成

       冷链信息化主要是利用现代传感器技术、通信技术、网络技术以及数据库技术，将冷链中的各个要素信息汇总至数据库，用以深入开发并合理利用冷链资源。

2、冷链信息化现状与需求

我国整个物流行业的信息化进程起步较晚，总体水平不高，具体到冷链物流尤其如此；

在技术方面我国与国外差别不大，但是在产品和应用方面差别较大。

3、冷链信息化存在问题

冷链物流信息感知能力弱；

信息“断链”；

设备与预测或决策模型耦合度低；

4、冷链信息化技术需求

信息感知技术；

食品安全溯源技术；

冷链大数据技术；

六：发展建议

1、推进冷链物流关键技术的专项研究

高效、精准冷链装备研究和开发；

氨制冷系统安全技术研究；

冷链物流信息化技术研究与开发；

易腐食品流通品质控制方法体系研究；

2、建立冷链物流装备产业的产学研用管技术平台

3、梳理和完善冷链物流标准体系，制定冷链物流装备和设施的能效评价标准

4、开展认证评定工作，加快高能效、高安全性冷链物流装备的示范应用

七：高效、精准冷链装备研究和开发

1、基础研究

易腐食品与不同冷却介质的传热传质；

低温环境不同食品布置情况气流组织优化。

2、关键技术

混合工质内复叠；

无级变容量制冷；

高精度控温；

多种适应性调温；

3、装备开发

高效低温换热器；

高效果蔬预冷设备；

多温区储运设备；

气调储藏设备；

超低温冷冻和速冻设备；

便携式冷藏箱；