复合相变蓄冷剂性能研究

研制了一种适用于食品冷链运输的复合相变蓄冷剂。通过差示扫描量热仪(DSC)对硝酸钾、碳酸钠的筛选,确定了以相变潜热较高的硝酸钾水溶液为基础,再与甘露醇、乳酸钙进行复配,最终确定蓄冷剂方案为硝酸钾和乳酸钙复配,并通过添加羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂,使其保持溶胶态降低了流动性。获得蓄冷剂最优配方为:3%(wt,质量分数,下同)硝酸钾,1%乳酸钙,3%CMC,其余为水。该相变蓄冷剂的相变潜热为308.2J/g,起始融化温度(Onset温度)为-3.79℃。往复融冻实验表明,该蓄冷剂具有较好的稳定性,无明显的过冷及相分离,能长期反复使用,可应用于食品冷链运输领域。     

微胶囊相变蓄冷材料的制备及其性能研究

阐述了微胶囊相变蓄冷材料的制备方法及其性能。采用复合凝聚法制备了微胶囊相变蓄冷材料。用明胶和阿拉伯胶作囊材、十四烷作芯材,使用示差扫描量热仪(DSC)来测定蓄冷材料的熔化温度、熔化潜热、凝固温度、凝固潜热,用热重分析仪(TG)测定其热稳定性,并用扫描电镜(SEM)观测了材料的微相结构。测试结果表明,该相变蓄冷材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性,可用作空调的蓄冷材料。     

冷冻产品用无机盐相变蓄冷材料的制备及性能研究

研制了一种适用于冷冻产品贮藏运输的高效低温无机盐相变蓄冷材料。将NH4Br、KCl、CaCl_2等无机盐与NH_4Cl复配,利用差式扫描量热仪(DSC)筛选了NH_4Br-NH_4Cl无机盐共混物作为主储能剂,通过添加不同成核剂改善过冷性能,添加不同浓度的黄源胶改善相分离。结果表明:以30%(wt,质量分数,下同)NH_4Br-NH_4Cl无机盐共混物作为主储能剂,1%SrCl_2作为成核剂,5%黄原胶作为增稠剂可获得相变温度为-18~-22℃、相变潜热为288.7J/g、过冷度小、无相分离的相变蓄冷材料。NH_4Br-NH_4Cl无机盐共混物作为主储能剂能够达到冷冻产品温度且对相变潜热影响较小,SrCl_2作为成核剂基本无过冷,黄原胶作为增稠剂解决相分离具有显著效果。     

纳米氧化铜/辛酸-肉豆蔻酸相变储能材料的制备及热物性

辛酸(OA)-肉豆蔻酸(MA)是一种极有发展潜力的相变材料,但是因过低的导热系数限制了其进一步大规模推广。通过添加纳米氧化铜(CuONP)改善其导热性,制备了一种融化温度在7~9℃的可用于空调蓄冷系统的新型相变储能材料。利用理论模型预测OA-MA二元共熔体系的融化温度与相变潜热,发现计算结果与实验不符。对比不同分散剂对CuONP的分散效果,发现白猫洗洁精分散效果最好。通过步冷试验、差示扫描量热法(DSC)、瞬态平面热源法(Hotdisk)及加速热循环实验,对比不同质量比CuONP对OA-MA在宏观热表现、融化温度、相变潜热、导热系数与热扩散率等方面的影响来研究纳米流体的传热传质机理,并提出了热扩散率与相变潜热的拟合曲线;根据材料300次与600次循环后的融化温度与相变潜热,发现该材料循环热稳定性较好。     

甲酸钠低温相变材料的研制及其在蓄冷箱中的应用

本文针对蓄冷保温箱研制了一种相变温度适宜、潜热较高、腐蚀性较小、不产生气体的低温相变材料甲酸钠(二水)21%+79%,并制作了纯聚氨酯发泡(PU)、真空绝热板-聚氨酯复合(VIP-PU)两种保温箱,将研制的相变材料充冷后分别应用于两种不同材质保温层的蓄冷保温箱中,针对不同材质保温箱、不同蓄冷剂质量、不同冷冻温度的对比实验观察放冷效果。结果表明:在冻结温度-60℃情况下,真空绝热板-聚氨酯复合的蓄冷箱保冷效果是纯聚氨酯蓄冷箱的两倍;当所用蓄冷剂质量为15kg,真空绝热板-聚氨酯复合的蓄冷箱能够维持箱内-10℃的低温环境13 h,具有最优的保冷效果。     

四丁基溴化铵相变蓄冷材料热物性实验研究

通过实验对四丁基溴化铵(TBAB)溶液的蓄冷结晶过程进行了测试,结果表明TBAB溶液的凝固温度随其浓度的改变而改变,在25%~45%的浓度范围内,其凝固温度位于5.8~9.3℃范围内.选取相变温度适宜、相变过程稳定、浓度为40%的TBAB溶液,向其添加硼砂成核剂,测试其相变温度和相变潜热,测试结果表明质量浓度为2%的硼砂在不影响TBAB溶液凝固温度的情况下可以降低其结晶过冷度2.4℃.采用示差扫描量热仪(DSC)测试TBAB溶液的熔解潜热为187.030kJ/kg.因此TBAB溶液是一种高效的空调蓄冷材料.     

癸酸-正辛酸低温相变材料的制备和循环性能

本文研制了一种用于相变温度在0~5℃的冷藏运输系统的二元有机复合相变蓄冷材料。该材料由癸酸和辛酸按比例混合经超声波振荡后制得,质量配比为30∶70。通过步冷曲线法测定了不同质量配比的癸酸-正辛酸溶液的相变温度,利用相图确定了二元低共熔共晶点,此时的质量配比为30∶70。经差示扫描量热仪(DSC)测得共晶溶液的相变温度为1.5℃,相变潜热为120.6 J/g。癸酸-正辛酸共晶混合物经过30次、60次结晶与熔化循环后,相变温度、相变潜热均未发生明显变化。测试结果表明,该相变蓄冷材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热和良好的循环热稳定性,在蓄冷系统尤其是冷藏运输系统中有着很大的应用潜力。     

基于冷链物流条件下保温箱蓄冷剂的选择分析

目的 根据不同温敏产品冷链物流所需条件(温度和保温时间),对保温包装箱内蓄冷剂的选择进行分析,以提高利用效率.方法 首先建立蓄冷保温箱的有限元模型,分析冷藏和冷冻2种制冷方式时保温箱内部瞬态温度场和有效保温时间,再结合理论计算验证模型的可靠性.在外界环境温度以及箱体各参数均不变的情况下,以蓄冷剂的设计参数(相变温度和相变潜热)为研究对象,拟合出冷藏和冷冻时蓄冷剂的温控图,讨论不同冷链物流条件下保温箱蓄冷剂的选择问题.结果 通过仿真模拟,得出保温箱内温度场分布均匀,有较好的温控效果;仿真和理论所得的保温时间数值相近,最大偏差为6.58％;由仿真数据得出了3种常见冷链物流条件下箱内蓄冷剂设计参数的合理选择范围.结论 在不同冷链物流条件下,合理选择蓄冷剂的设计参数可确保温箱的温控效果,为冷链物流运输中蓄冷剂的选择及控温包装的优化设计提供理论基础.     

基于季铵盐的相变温度精准调节体系

制备不同质量分数的四丁基氯化铵(TBAC)、四丁基溴化铵(TBAB)、四丁基溴化磷(TBPB)单一溶液及二元复配溶液,探究季铵盐溶液体系的蓄冷特性。通过步冷曲线法和差式扫描量热仪(DSC)确定其热物性变化规律和物质均一性。结果表明,单一及二元季铵盐水溶液的相变温度及水合物生成量,均随质量分数的增大而增大,并在质量分数为35%～40%达到峰值。质量分数达到40%时,单一及二元季铵盐水溶液均可形成类纯物质体系。三种客体物质形成的质量分数为10%～35%的单一及二元复配溶液,潜热为166.5～303.2J/g,可用于0～10℃的蓄冷领域;质量分数为40%的单一及二元复配溶液,潜热为175.7～204.8 J/g,可用于2～13℃的精准温度调节,其中TBPB/TBAC混合体系的温度可调节范围较大。     

Al2O3纳米流体相变特性的DSC研究

纳米流体相变时所体现出的特性是其作为蓄冷相变材料使用的重要基础。利用差示扫描量热法分别测量了纳米颗粒粒径为10nm、20nm、50nm、100nm、500nm,质量分数为5%、10%、12%、15%、20%,以及降温速率为2℃/min、3℃/min、5℃/min、7℃/min、9℃/min的Al2O3纳米流体的凝固点、冰点、融化点、比热及相变潜热的影响。测量结果表明:纳米流体的凝固点、冰点值都高于去离子水;随着颗粒粒径、质量分数和降温速率的增加,纳米流体的凝固点、冰点逐渐升高,而比热值逐渐减小。融化温度随着颗粒粒径、质量分数的增加而增加,且随着降温速率的增加而小幅度的降低。去离子水的相变潜热值高于纳米流体的潜热值;随着纳米颗粒粒径的增加,潜热值越大;随着质量分数和降温速率的增加,相变潜热值越小。     

An efficient cycle time model for autonomous vehicle storage and retrieval systems

A computationally efficient cycle time model for conceptualizing autonomous vehicle storage and retrieval systems and comparing their performance with crane-based automated storage and retrieval systems is presented. The model is based on an iterative computational scheme exploiting random storage assumptions and queuing model approximations. Relative to earlier models, the procedure scales up efficiently for large problems thereby enabling more extensive search of a design solution space. Simulation based validation studies suggest that model accuracy is adequate for system conceptualization. The procedure is demonstrated using realistically sized sample problems.     

性能贮存可靠性评估及贮存寿命预测方法

在介绍贮存可靠性与条件贮存可靠性的基础上,针对一次性产品的性能贮存可靠性试验的特点,提出了性能贮存可靠性评估及贮存寿命预测的基本思路和方法。通过算例说明了本文提出的评估和预测思路的可行性与合理性,同时也分析了这种贮存可靠性评估和寿命预测方法对于一次性产品的适用范围。     

On sequencing policies for unit-load automated storage and retrieval systems

Automated Storage and Retrieval System (AS/RS) performance highly depends on the characteristics of the mechanical equipment. However, once the system has been physically implemented, achieving its maximum efficiency depends on the way the system is operated. This paper shows that request sequencing (i.e. planning the order in which storage and retrieval requests are performed) is of paramount importance in AS/RS performance. This paper reviews and adapts the most popular storage and sequencing policies to dynamic contexts, and then it proposes a ‘sequencing mathematical model’ (SMM) to simultaneously solve the sequencing and storage location problems. Extensive computational results based on a thorough simulation experiment plan confirm that performing the requests in the right sequence can have a positive impact on AS/RS performance. Our results show that the proposed SMM regularly outperforms other methods. When used in a dynamic context, the proposed SMM may yield up to a 25% reduction in average travel-time compared to the situation where a no-sequencing method is applied.     

我国食品冷藏业的发展现状

对我国食品冷藏业进入21世纪以来最初10年发展的特点进行系统的归纳和总结,分析引发这些特点的原因。同时,展望未来10年我国食品冷藏业发展的趋势。     

电影胶片贮存温度湿度探讨

电影是人类重要的文化遗产之一,然而记录电影的载体电影胶片由于受自身构成材料和保存环境等因素的影响,面临巨大威胁。其中保存环境的温度、湿度是影响电影胶片长期保存的关键因素之一,实践证明低温低湿有利于胶片的长期保存,但温度、湿度过低会导致胶片变脆、变形,降低其机械性能,同时也会增加保存运行成本,增加档案管理工作的复杂性。结合我国的具体国情,我们初步认为电影胶片较为适宜的保存温度范围为-5℃～5℃,相对湿度范围为30％RH-50％RH。     

不同贮藏温度对草莓呼吸强度及品质的影响

本文研究了不同贮藏温度(0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)对草莓呼吸强度、感官评价、失重率、硬度、相对电导率、糖酸比、维生素C和色差的影响。研究表明:贮藏温度越高,草莓呼吸越旺盛,货架寿命越短,草莓30℃条件下的呼吸强度是0℃条件下的13.97倍;草莓在0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃条件下贮藏的商品寿命分别为9 d、7 d、6 d、5 d、3d、2 d、8 h。随着贮藏温度的升高,草莓的失重率、相对电导率和呼吸强度迅速升高,而草莓的感官评价、硬度、糖酸比、维生素C含量、L*、hue值逐渐降低;贮藏在0℃的草莓品质保持最好,贮藏9 d后的感官评价、失重率、硬度、相对电导率、糖酸比、Vc含量、L*和hue值分别为5.4、3.18%、11.13 N、39.05%、12.48、22.01 mg/100 g、37.84、32.81。     

四种低温储藏条件对橙汁品质的影响研究

研究了巴杀橙汁在较高温冷藏环境(8℃)、较低温冷藏环境(4℃)、冰温(-2℃)以及冻藏(-20℃)四种不同温度下储藏五周的品质变化规律。结果表明:与其他储藏温度相比,冰温条件下储藏的橙汁在可溶性物、挥发性风味物质等与风味相关的指标上更具优势,也就是该条件下储藏的橙汁的风味品质更优。在维生素C的保存方面,冻藏则更具优势。8℃储藏条件下的橙汁在品质上劣于其他三种储藏温度。1)冰温条件下,储藏期间橙汁的可溶性固形物变化最小;检测出的挥发性风味物质种类最多,其中萜烯类、醇类种类最多,醇类和酯类的相对含量最高。2)冻藏条件下,第五周时VC含量最高;检测出的挥发性风味物质中,醛类的相对含量也最高。3)冷藏条件下,较高储藏温度的果汁的可溶性固形物含量变幅较大;检测出的挥发性风味物质中,化合物总数最少,但烯萜类组分的相对含量最高,重要风味贡献物月桂烯、里那醇和柠檬醛的相对含量最低。4)各储藏条件下,橙汁的总酸、pH值和色度的变化差异不显著。     

Electrochemical ways of tapping solar energy: an appraisal

In recent years, solar cell technology has advanced significantly and is nearing commercial viability. Practical solar cells that are capable of converting the solar radiation directly into electricity are now available. It is, however, imperative to couple them with appropriate power storage systems. This article is a brief review of the current status of electrochemical power systems such as storage batteries and fuel-electrolysis cell hybrids which could be successfully utilized to this end. Communication No. 218.     

Ultrafast and Ultralarge Lithium-Ion Storage Enabled by Fluorine-Nitrogen Co-Implanted Carbon Tubes

As a holy grail in electrochemistry, both high-power and high-energy electrochemical energy storage system (EES) has always been a pursued dream. To simultaneously achieve the “both-high” EES, a rational design of structure and composition for storage materials with characteristics of battery-type and capacitor-type storage is crucial. Herein, fluorine-nitrogen co-implanted carbon tubes (FNCT) have been designed, in which plentiful active sites and expanded interlayer space have been created benefiting from the heteroatom engineering and the fluorine-nitrogen synergistic effect, thus the above two-type storage mechanism can get an optimal balance in the FNCT. The implanted fluorine heteroatoms can not only amplify interlayer spacing, but also induce the transformation of nitrogen configuration from pyrrole nitrogen to pyridine nitrogen, further promoting the activity of the carbon matrix. The extraordinary electrochemical performance as results can be witnessed for FNCT, which exhibit fast lithium-ion storage capability with a high energy density of 119.4 Wh kg⁻¹ at an ultrahigh power density of 107.5 kW kg⁻¹.     

Performance evaluation of In-Deep Class Storage for Flow-Rack AS/RS

This article presents a new storage-retrieval method called In-Deep Class Storage, designed for Flow-Rack AS/RS. Class-based storage is a well-known method that has an extensive literature; our method is based on the fact that it is more efficient to dedicate the front layers of each bin to the class of the most popular items rather than dedicating whole bins close to the drop-off station. Clearly, this idea is not trivial to implement due to the dynamic behaviour of such racks. Thus, two separate algorithms have been defined, one for storage and one for retrieval, enabling dynamic use of our approach, with the only hypothesis of a Pareto distribution of item demand. This article presents a simulation study designed to compare the performance of random storage and retrieval with the use of the algorithms. This study shows a significant improvement of the expected retrieval delay, the main performance indicator selected for the study.