第一节 食品冷藏链概述
一、食品冷藏链概念
食品冷藏链是指易腐食品从产地收购或捕捞之后，在产品加工、贮藏、运输、分销和零售、直到消费者手中，其各个环节始终处于产品所必需的低温环境下，以保证食品质量安全，减少损耗，防止污染的特殊供应链系统。
二、冷藏链的构成
食品冷藏链由冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输和冷冻销售四个方面构成。
1、冷冻加工
包括肉禽类、鱼类和蛋类的冷却与冻结，以及在低温状态下的加工作业过程；也包括果蔬的预冷；各种速冻食品和奶制品的低温加工等。在这个环节上主要涉及冷链装备有冷却、冻结装置和速冻装置。
2、冷冻贮藏
包括食品的冷却储藏和冻结储藏，以及水果蔬菜等食品的气调贮藏，它是保证食品在储存和加工过程中的低温保鲜环境。在此环节主要涉及各类冷藏库/加工间、冷藏柜、冻结柜及家用冰箱等等。
3、冷藏运输
包括食品的中、长途运输及短途配送等物流环节的低温状态。它主要涉及铁路冷藏车、冷藏汽车、冷藏船、冷藏集装箱等低温运输工具。在冷藏运输过程中，温度波动是引起食品品质下降的主要原因之一，所以运输工具应具有良好性能，在保持规定低温的同时，更要保持稳定的温度，远途运输尤其重要。
4、冷冻销售
包括各种冷链食品进入批发零售环节的冷冻储藏和销售，它由生产厂家、批发商和零售商共同完成。随着大中城市各类连锁超市的快速发展，各种连锁超市正在成为冷链食品的主要销售渠道，在这些零售终端中，大量使用了冷藏/冻陈列柜和储藏库，由此逐渐成为完整的食品冷链中不可或缺的重要环节。
三、冷藏链的特点
食品冷藏链以低温技术的运用为手段、以保证易腐、生鲜食品的品质为目的，与常规的物流系统相比，有其自身的特点：
1、建设投资大，技术复杂，系统庞大。
2、具有很高的时效性，要求各环节具有良好的组织协调性。
3、有效控制运作成本与食品冷链的发展密切相关。
第二节 我国食品冷藏链现状 分析
一、中国食品冷链的发展历程
冷链起源于19世纪上半叶冷冻机的发明，到了电冰箱的出现，各种保鲜和冷冻食品开始进入市场和消费者家庭。到20世纪30年代，欧洲和美国的食品冷链体系已经初步建立。40年代，欧洲的冷链在二战中被摧毁，但战后又很快重建。现在欧美发达国家已形成了完整的食品冷链体系。
新中国的冷链最早产生于50年代的肉食品外贸出口，并改装了一部分保温车辆。1982年，中国颁布“食品卫生法”，从而推动了食品冷链的发展起步。近20年来，中国的食品冷链不断发展，以一些食品加工 行业 的龙头企业为先导，已经不同程度地建立了以自身产品为核心的食品冷链体系，包括速冻食品 行业 ，肉食品加工企业，冰淇淋和奶制品企业和大型快餐连锁企业，还有一些食品类外贸出口企业。
二、中国易腐食品 市场发展 状况
我国平均食物年产值约为3000亿美元，超过20%的食物由于没有很好地冷藏，在运输过程中被浪费。仅水果、蔬菜等农产品在采摘、运输、储存等物流环节上损失率就达25%～30%，每年有总值约92.5亿美元的农产品在运输中损失，腐烂损耗的果蔬可满足近2亿人口的基本营养需求，损耗量居世界首位，而发达国家的果蔬损失率则控制在5%以下。欧、美、日等国食品冷藏运输率达80%～90%，东欧国家约50%，而我国只有10%左右。由于缺乏完善的冷链，也造成了某些食品零售价高居不下，一些易腐食品售价中甚至有高达7成是用来补偿物流过程中损失的货物价值。而按照国际标准，易腐物品物流成本最高不超过其总成本的50%。与此同时，我国对高价值的易变质、需冷冻食品的生产和消费都在增加，这更加大了冷链市场的缺口。
从生产来看，目前我国的肉类食品厂有2500多家，年产肉类6000万吨，产量以每年5%左右的速度递增；速冻食品厂2000多家，年产量超过1000万吨，并以每年20%的幅度递增；冷饮业4000多家，年产量150多万吨，产量以每年7%左右的速度递增；乳品业1500多家，产量800万吨，每年以30%的速度递增；水产品产量4400万吨，每年以4%的速度递增。
从消费来看，速冻食品销售额连续多年在全国连锁超市所销售的食品日用品中名列前位。以牛奶为主的乳制品消费年平均增长率在10%～20%之间，位居世界首位。预计2010年，我国冷饮市场消费总量将达到260万吨，人均消费量可达2公斤/年；肉类加工和消费都将进入一个高速发展时期。目前我国已有冷藏容量仅占货物需求的20%～30%，日益扩大的易腐食品市场给冷链产业带来了发展的良机。
三、中国冷链发展过程中存在的问题
1、完整独立的食品冷链体系尚未成形
从整体冷链体系而言，中国的食品冷链还未形成体系，无论是从中国经济发展的消费内需来看，还是与发达国家相比，差距都十分明显。目前大约90%肉类、80%水产品、大量的牛奶和豆制品基本上还是在没有冷链保证的情况下运销。冷冻食品产销冷链情况稍好，但由于部分产品流入集贸市场拆零散买，冷链存在中断现象。由此，我们可以得出这样的结论，冷链发展的滞后在相当程度上影响着食品产业的发展。
2、食品冷链的市场化程度很低，第三方介入很少
中国易腐食品除了外贸出口的部分以外，大部分在国内流通的易腐食品的物流配送业务多数都是由生产商和经销商完成的，食品冷链的第三方物流发展十分滞后，服务网络和信息系统不够健全，大大影响了食品物流的在途质量、准确性和及时性，同时食品冷链的成本和商品损耗很高。
3、食品冷链的硬件设施建设欠账太多
1）汽车冷藏车辆
目前，中国保温车辆约有3万辆，而美国拥有20多万辆.日本拥有12万辆左右。中国冷藏保温汽车占货运汽车的比例仅为0.3%左右，美国为0.8%～1%，英国为2.5%～2.8%，德国等发达国家均为2%～3%。
2）铁路冷藏车辆
在全国总运行车辆33.8万辆中，冷藏车只有6970辆，占2%，而且大多是陈旧的机械式速冻车皮，规范的保温式的保鲜冷藏车箱缺乏，冷藏运量仅占易腐货物运量的25%，不到铁路货运总量的1%。
3）冷藏公路运输
欧洲各国汽车冷藏运量占比为60%～80%；中国汽车冷藏运输占比约为20%。目前，现代化的冷藏卡车严重不足。我国冷藏保温汽车占货运汽车比例仅为0.3%。而发达国家中，美国为1%，英国为2.6%、德国达到3%。
4）食品冷藏运输率
食品冷藏运输率是指易腐食品采用冷藏运输所占的比例。欧、美、日等国则均达到80%～90%，前苏联和东欧国家约50%。目前我国每年需调运的易腐食品约4000万吨，中国的食品冷藏运输率约10%左右。目前，我国易腐物品装车大多在露天而非在冷库和保温场所操作，80%-90%左右的水果、蔬菜、禽肉、水产品都是用普通卡车运输，至多上面盖一块帆布或塑料布。有时候，棉被成了最好的保温材料。
5）冷库容量
中国目前的冷库总容量为700多万立方米，很多冷库只限于肉类、鱼类的冷冻贮藏，而当生产淡季和原料资源不足时，往往使冷库处于闲置耗能状态。据了解，自上世纪80年代以来，中国也曾投资数亿元人民币先后修建了100多座气调贮藏库，并从国外引进了一批较先进的具有一定规模的农产品加工生产线，主要用于农副产品加工储藏。但由于不适应我国国情，引进的机械设备利用率不高，绝大多数企业规模小，水平低，加工产品质量不稳定，加工废弃物未得到综合利用，企业成本高效益差。
从上述情况来看，中国目前的冷链设施和冷链装备不足，原有设施设备陈旧，发展和分布不均衡，无法为易腐食品流通系统地提供低温保障。由此产生两个直接后果，一是易腐食品特别是初级农产品的大量损耗，由于运输过程中损耗高，整个物流费用占到易腐物品成本的70%，而按照国际标准，易腐物品物流成本最高不操过其总成本的50%。二是食品安全方面存在巨大隐患。
4、食品冷链缺乏上下游的整体 规划 和整合
由于中国农业的产业化程度和产供销一体化水平不高，从农业的初级产品来看，虽然产销量巨大，但在初级农产品和易腐食品供应链上，既缺乏缺乏食品冷链的综合性专业人才，也缺乏供应链上下游之间的整体 规划 与协调，因此在一些局部发展中存在严重的失衡和无法配套的现象，例如：在冷库建设中就存在着重视肉类冷库建设，轻视果蔬冷库建设；重视城市经营性冷库建设，轻视产地加工型冷库建设；重视大中型冷库建设，轻视批发零售冷库建设的现象。整体发展 规划 的欠缺影响了食品冷链的资源整合，以及 行业 的推动。
四、中国食品冷链未来发展及策略
1、中国食品冷链未来发展
从目前的发展现状来看，完善和大力发展中国食品冷链的呼声越来越高，中国食品冷链正面临着大发展的历史机遇。
1）中国的冷链建设正处于发展的起步阶段
随着国家政策的逐步完善和人民生活水平的提高，食品冷链会在未来的几年内会有长足发展，与食品冷链相关的生产加工、保温流通和消费终端的各种设备将有很大的市场空间，其中也蕴含着巨大的商机亟待开发。
2）公共食品安全保障体系建设受到普遍关注
中国是一个食品生产和消费大国，大众消费的食品安全和环境卫生一直都是值得特别关注的问题，尽管改革开放以来中国政府高度重视并采取一系列措施加强农产品流通安全工作，但从总体来看中国农产品质量安全形势依然严峻，尤其是在流通环节存在严重问题，在食品供应链的各个环节上问题频频发生，令人堪忧。去年的非典疫情促使我们反思公共食品卫生安全问题，政府也加大了食品质量监控体系的建设力度，在此基础上，我们还应该在更高层面上正视另一个问题：中国的公共食品安全应该有怎样的食品冷链体系作为保障。建立食品质量监控体系的目的是监控和发现问题，而建立食品低温冷冻环境和食品冷链体系是在实际操作中让易腐食品始终保持合理的温度，预防问题的发生，二者相辅相成，既涉及政府和企业的社会道义责任，也涉及企业从消费需求出发的长远投资效益。
3）食品冷链建设是中国农业产业化的重要组成部分，也是农业产品标准化发展的必由之路
农产品保鲜加工是农业生产的继续，是农业再生产过程中的“二产经济”。发达国家把产后贮藏加工保鲜放在农业的首要位置，如美国农业总投入30%用于生产，70%用于产后加工保鲜；意大利、荷兰农产品保鲜产业化率为60%，而日本则大于70%。产后产值与采收时自然产值比，美国为3.7比1，日本2.2比1，而我国仅为0.38比1。大量的初级农产品几乎都是以原始状态投放市场的，因此损耗率很高。例如中国果蔬的损耗在25%～30%，而美国只有1.7%～5.0%，由此可见我国农产品的保鲜加工具有很大的经济潜力。
2、中国食品冷链发展建设建议
运输业属于服务贸易范畴。加入WTO后，我国运输市场必须按照世贸组织的规则对外开放，允许外商投资和经营运输领域，首当其冲的是货运市场。市场前景看好的包括：集装箱运输、冷藏运输、快件运输及其他特殊货物运输领域，而我国在这类专业运输方面实力较弱，市场竞争力不强。在未来的中国食品冷链发展建设过程中，以下几个方面应该有所明确和突破：
1）加强中国食品冷链的整体 规划 研究 ，建立政府、 行业 组织和相关企业联动机制
一个国家的食品冷链保障体系建设，单靠任何一方都是难以有效推进的，它需要政府、 行业 组织和企业通力合作。应该结合中国国情，借鉴发达国家经验，完善技术管理手段和监管措施；政府应当制定食品冷链发展的政策环境和鼓励措施，加强 行业 规划 的方向性引导； 行业 组织应发挥沟通协调作用，制定并落实 行业 整体 规划 和 行业 规范；相关企业应根据市场规则具体运作，合力推动中国食品冷链的逐步发展。
2）推动建立多种模式的食品冷链体系建设
目前国际上比较成形的食品冷链有两种模式：一是以企业为主体食品冷链体系，这种模式在美国、日本和西欧比较普遍，日本7-11是其中的代表；二是以保证大量食品的一般质量、降低在途损耗的价格与品质模式，这种模式一般为发展中国家采用。根据中国食品冷链的发展现状，应该推进多种冷链模式的发展，一方面依靠农业龙头企业和大型食品企业，发展以核心企业为轴心的食品冷链体系，串联供应链上下游，逐步形成覆盖分类食品产业的冷链保障体系；另一方面在建设农产品绿色大通道的基础上，建设连接农产品主产区和消费地的食品冷链主干网络，提高大批量食品物流的安全保障水平。
3）建立食品冷链的物流和质量信息系统
从食品冷链现代化和食品安全出发，通过食品冷链的物流信息系统为冷链有关方面提供准确的市场动态和信息沟通，同时也为食品安全核查提供可溯源性信息支持，对于问题食品可以追查到底。
第三节 我国制冷技术 发展 分析
一、中国制冷技术的发展历史
1、制冷技术的发展史
现代的制冷技术，是18世纪后期发展起来的。在此之前，人们很早已懂得冷的利用。我国古代就有人用天然冰冷藏食品和防暑降温。马可•波罗在他的著作《马可•波罗游记》中，对中国制冷和造冰窖的方法有详细的记述。1755年爱丁堡的化学教师库仑利用乙醚蒸发使水结冰。他的学生布拉克从本质上解释了融化和气化现象，提出了潜热的概念，并发明了冰量热器，标志着现代制冷技术的开始。在普冷方面，1834年发明家波尔金斯造出了第一台以乙醚为工质的蒸气压缩式制冷机，并正式申请了英国第6662号专利。这是后来所有蒸气压缩式制冷机的雏型，但使用的工质是乙醚，容易燃烧。到1875年卡利和林德用氨作制冷剂，从此蒸气压缩式制冷机开始占有统治地位。在此期间，空气绝热膨胀会显著降低空气温度的现象开始用于制冷。1844年，医生高里用封闭循环的空气制冷机为患者建立了一座空调站，空气制冷机使他一举成名。威廉•西门斯在空气制冷机中引入了回热器，提高了制冷机的性能。
1859年，卡列发明了氨水吸收式制冷系统，申请了原理专利。1910年左右，马利斯•莱兰克发明了蒸气喷射式制冷系统。到20世纪，制冷技术有了更大发展。全封闭制冷压缩机的研制成功（美国通用电器公司）；米里杰发现氟里昂制冷剂并用于蒸气压缩式制冷循环以及混合制冷剂的应用；伯宁顿发明回热式除湿器循环以及热泵的出现，均推动了制冷技术的发展。在低温方面，1877年卡里捷液化了氧气；1895年林德液化了空气，建立了空气分离设备；1898年杜瓦用液态空气预冷氢气，然后用绝热节流使氢气成为液体，温度降至20.4K；1908年卡末林•昂纳斯用液态空气和液态氢预冷氦气，再用绝热节流将氦液化，获得4.2K的低温。杜瓦于1892年发明的杜瓦瓶，用于贮存低温液体，为低温领域的 研究 提供了重要条件。1934年，卡皮查发明了先用膨胀机将氦气降温，再用绝热节流使其液化的氦液化器；1947年柯林斯采用双膨胀机于氦的预冷。大部分的氦液化器现已采用膨胀机，在制冷技术的开发和实际使用中获得广泛的应用。新的降低温度方法的发明，扩大了低温的范围，并进入了超低温领域。德拜和焦克分别在1926年和1927年提出了用顺磁盐绝热退磁的方法获取低温，应用此方法获得的低温现已达到（1×10-3～5×10-3）K；由库提和西蒙等提出的核子绝热去磁的方法可将温度降至更低，库提用此法于1956年获得了20×10-3K。1951年伦敦提出并于1965年研制出的3He-4He混合液稀释制冷法，可达到4×10-3K；1950年泡墨朗切克提出的方法，利用压缩液态3He的绝热固化，达到1×10-3K。
2、技术的突破性
更近期的制冷技术发展主要缘于世界范围内对食品、舒适和健康方面，以及在空间技术、国防建设和科学实验方面的需要，从而使这门技术在20世纪的后半期得到飞速发展。受微电子、计算机、新型原材料和其它相关工业领域的技术进步的渗透和促进，制冷技术取得了一些突破性的进展，同时也面临一场新的挑战。突破性的进展在于：
1）微电子和计算机技术的应用
“机电一体化”浪潮给制冷技术以巨大推动。基础 研究 方面：计算机仿真制冷循环始于1960年。如今，普冷和低温领域中的各种循环，如：焦-汤节流制冷循环（J-T循环）、斯特林制冷循环、维勒米尔循环（VM循环）、吉福特-麦克马洪循环（G-M循环）、索尔文循环（SV循环）、逆向布雷顿循环、脉管式循环、吸收式制冷循环、热电制冷循环；利用声制冷、光制冷、化学方法制冷的各种循环；以及各种新型的混合型循环，如：热声斯特林发动机驱动小型脉管制冷机的循环均广泛应用计算机仿真技术于循环 研究 。 研究 制冷系统的热物理过程、系统及部件的稳态和瞬态特性以及单一工质和混合工质的性质等等，也离不开微电子和计算机技术的应用。在制冷产品的设计制造上：计算机现已广泛用于产品的辅助设计和制造（CAD，CAM）。例如：结构零件设计的有限元法和有限差分法以及用计算机控制精密机械加工。计算机和微处理器对制冷技术的最大影响在于高级自动控制系统的开发。这是一项综合技术，涉及到先进的控制方法、可靠的集成块芯片及专门的控制模块、精良的传感器。当前制冷系统采用电脑控制已极为普遍，控制模式正在发生变化，由简单的机械式控制发展到综合控制，为提高产品性能作出贡献。
2）新材料在制冷产品上的应用
陶瓷及陶瓷复合物（如熔融石英、稳定氧化锆、硼化钛、氧化硅等）具有一系列优良性质：比钢轻、强度和韧性好、耐磨、导热系数小、表面光洁度高。将陶瓷用烧结法渗入溶胶体制成零件或用作零件的表面涂釉，可改善零件的性能。聚合材料（工程塑料、合成橡胶和复合材料）用于制冷产品中作为电绝缘材料、减振件和软管材料；利用聚合材料的热塑性，以新工艺通过热定型的方法制造压缩机中的复杂零件（转子、阀片等）。这些新材料的应用，带来产品性能、寿命的提高和成本的降低。
3）机器、设备的发展
为满足各种用冷的需要，新产品不断推出，商品化程度不断提高。压缩机以高效、可靠、低振动、低噪声、结构简单、成本低为追求目标，由往复式向回转式发展。如新型螺杆式压缩机、涡旋式压缩机、摆线式压缩机等，都具有优良特性和竞争力。在压缩机的驱动装置上，将变频器用于空调、热泵及集中式制冷系统的变速驱动，带来了节能效果。在低温机器和设备方面，前述各种低温循环虽早已提出，但近年来生产开发的产品在温度，制冷量、启动速度、可靠性、能耗、体积等方面均有长足的进步。现在，氦液化器多数为膨胀型，中型的为双膨胀机组成的柯林斯机器，大型的采用透平膨胀机。辐射制冷、固态制冷已经实际应用。利用3He-4He混合稀释制冷原理的低温制冷机已经商品化，可作为磁制冷机的预冷设备。各种气体分离设备，热交换器，低温恒温器也在高效、紧凑、可靠等方面取得很大的进展。
4）工质
继氟里昂和共沸混合工质之后，由于1970年石油危机，节能意识提到重要地位，在开发新工质上引人注目地
研究
出一系列非共沸工质，收到了节能的效果和满足一些特定需要。由于臭氧耗损和温室效应引起了严峻的环境保护问题，导致了80年代末开始全球禁止CFCs物质，进而波及到HCFC类物质，这既是一次历史性的冲击，同时又提供了新的发展机遇。近年来在替代工质开发及其热物理性质
研究
方面取得的成就即是证明。当工质处于很低温度时，其量子特性变得十分重要，必须考虑其量子效应，此时循环的性能系数和制冷量不同于经典表达式，而需要通过对量子热力循环的
研究
得出。制冷和低温技术是充满勃勃生机的学科和工业领域。巨大的市场增长潜力和新技术的交叉渗透为它开辟了广阔的发展天地。
