具备保鲜灭菌功能的模块物流箱设计构想

张政宇 姚可 陈悦 阮滢馨

摘要：随着社会的飞速进步，人民生活质量的提高，大众对物流快递服务的需求也逐步提升，其中，生鲜产品冷链运输前景广阔。本文以模块化思维改造传统物流箱，对箱体外形进行统一化标准化设计，并增加保鲜灭菌功能。

关键词：保鲜灭菌;模块物流箱;设计方案

一、物流冷链箱发展现状

国内外都将冷藏作为果蔬保鲜的最基本手段，冷藏和冷链技术无疑还会向普及的方向推进。所以，适宜于冷藏条件下不同果蔬的保鲜包装标准化和科学设计的研究、多功能经济性研究等，仍是保鲜包装研究和应用的主体。在冷库贮藏和流通冷链中，塑料周转箱、纸箱是大众化的保鲜外包装方式。近年来，泡沫塑料包装日益增加，为防止水分散失，以聚乙烯和聚氯乙烯塑料薄膜作为内包装，在冷藏条件下的应用十分普遍。在气调库、气调冷藏集装箱贮运情况下，是通过气调设备和装置调节环境中的气体成分，所以保鲜包装的应用与冷藏有区别。一是气调库中货物码放高度一般较高，库内存放时间也相对较长，库内还要经常加湿，所以对外包装箱的质量要求更高;二是要实现气体的良好交换，达到设定的适宜气体指标，气调库贮藏时不再用密封的塑料薄膜袋包装，如库内湿度不能达到理想的湿度，也只能是用薄膜免口覆盖而已。

在冷藏、气体调节和常见包装的基础上，一些新型防腐保鲜技术和包装材料近年来已在果蔬保鲜上开始研究和试用。如臭氧、负离子杀菌保鲜技术、二氧化氯杀菌保鲜技术、微孔膜和纳米膜等功能性膜包装技术、货架涂被保鲜技术等。传统的食品保存处理方法有低温冷冻、高温杀菌、干燥脱水、去氧、盐渍、腌制、酸化等。这些方法基本来源于农业化社会，对于食品的营养成分的保留和食品的安全卫生性考虑较少。[1-3]

制冷时限导致生鲜快递只能短途运输：目前市场上使用的生鲜快递箱，制冷时长大多在3--8小时左右，导致生鲜快递运输只能短途进行，长时间运输难以保证食品保鲜度。混裝模式导致生鲜快递货损率高：目前生鲜快递大多采用泡沫塑料+冰块形式运输，运输途中难以有效防震防撞，极易导致货物破损，或者冰块破损污染货物。

“每天扔两三个快递纸箱”已经成为不少消费者的生活常态，据统计，每年包装快递所用胶带总长度就可以绕地球赤道425圈，纸板和塑料快递包装物总体回收率不到20%，在我国特大城市中，快递包装垃圾增量已占到生活垃圾增量的93%，部分大型城市这一数字也达到了85%至90%，这些垃圾已成为威胁环境安全的“主力杀手”

二、具备保鲜灭菌功能的模块物流箱的设计目标

新型保温灭菌模块化物流箱简易且成本不高，针对价格问题，本文采用的保温灭菌技术可以满足绝大多数的产品的温度条件，不管是在何种的物流运输方式本产品都可以应用到运输中，而且采用了相对亲民的价格，无论何种类型的生鲜产业皆可应用此产品到运输中去，因此可以广泛地应用于日常生活中。现在的保温配送质量并不高，针对中高档、对温度要求高的产品，普通的配送箱达不到温度要求，本箱型的使用可贯穿整个运输过程，全程保温，且对产品也有较高的质量保证。

三、具备保鲜灭菌功能的模块物流箱设计方案

（一）材料环保，循环利用，减少污染

箱体材料采用可降解塑料。可降解塑料利用植物秸秆等制成的可降解塑料对人体对环境都是友好的，它不同于三大合成塑料，可降解塑料废弃后，在生物环境的作用下（通过光或微生物），将塑料高分子链切碎为小分子，并最终转化为水和二氧化碳。同时，箱体可循环使用，极大程度地降低了企业在外包上花费的资金成本，在拥有足够的牢固度同时也更加环保，箱体循环利用、周转次数的增加较传统包装在长期极大程度的降低企业在外包装上花费的资金成本。在可降解的情况下也杜绝了胶带的使用，采用锁扣形式加以替代，在很大程度上解决了快递的过度包装的环境污染与浪费问题。

（二）外形改造实现产品模块化运输

本箱采用上部定位点凸起与箱体底部凹陷来实现上下不同规格型号箱型的拼接，从而提出模块化概念。使用顶部凸起的正矩形定位点，与箱底的凹陷进行拼接从而实现上下固定。对应的顶部定位点可以插入底部凹陷，从而实现上下箱的拼接与固定，通过模块化堆叠，实现稳固运输，高效分拣的功能。箱体与箱体间拼接可组成一个单位的运输模块，从而实现模块化运输。在保证单个箱体便携可运输功能基础上，利用积木拼搭原理，箱体与箱体间拼接可组成一个单位的运输模块，从而实现模块化运输。根据运送目的地的不同，将箱子分标成不同颜色，同一目的地箱子进行同色拼装，可大大节省分拣环节造成的时间成本，也可避免箱体分装环节造成的暴力损伤。为了提升货物的易装易卸性，采用模块化箱型，可将物流箱进行拼接堆叠。

（三）灭菌、保鲜、保温模块在箱体中的互通共用

本品在箱体的一侧设置可拆卸式壳体，壳体的内部设置可更换的不同功能的模板。将灭菌、保鲜、保温做成三个规格相同的可替换模板，在物流箱中留出放置模板的空间。采用紫外线灭菌灯设计，经过多次试验发现，紫外线灭菌灯具有很好的杀菌效果，可以杀灭绝大多数细菌;将蓝光保鲜技术在物流箱转化应用，通过在物流箱中放置蓝光LED灯来做到进行蓝光保鲜。本产品的使用可贯穿整个运输过程，全程保持低温，且对产品也有较高的质量保证。

（四）货物与可更换冷板分装，保障货物运输全程无接触控温

传统的冷鲜箱是将制冷剂与货物混合装运，这种混装有两大弱点，一是运输过程中制冷剂破损会污染货物，二是只适合短途运输，如果长途运输则需要更换制冷剂，这种重复的开箱会影响货物保鲜，造成二次污染。模块物流箱将传统制冷剂更换为冷板，将货物与可更换冷板分装，一方面有效避免了冷板破损可能造成货物污染的可能性，另一方面，有效解决了传统冷链快递箱不适合长途运输的缺点，在长途运输过程中，只需要在不接触货物情况下适时更换冷板即可。

（五）全方位减震防损提效

内置减震气囊从而更能充分地保证箱内水果蔬菜的质量，有效地避免了在运输、搬运途中的磕碰、挤压等货损问题。箱体底部设置防滑软垫（具有防滑纹），能够减少在货运过程箱体运动所导致的箱体破损和货损。箱体使用EPP材料具有优越的耐冲击性，重压或撞击时不易破碎，可实现长久使用。大开口设计，箱体的中央部位设计转轴，能够有效提高物流从业人员在取放物件的效率，同时也减少货物在取放时的货损率。

（六）小箱子大科技，现代科技让“温度”看得见。

使用RFID电子条码，可以实时查询产品信息，运送车辆信息和运送时间等信息。在箱体附着温度传感器感受温度转换成可用输出信号，与无线传输技术相结合，使客户可通过相应手机或计算机程序进行实时物流温湿度查询。通过GPS和GIS技术，将物流信息上传至监控中心。如果温湿度变化超出预先设定的要求系统将自动给出预警，及时更换冷板。利用低共晶液和制冷剂的工作原理从而能够在一定时间内保持冷藏温度并保持箱体循环制冷。

四、具备保鲜灭菌功能模块物流箱的应用

随着大众对生鲜货物运输的需求与服务质量的提升，需保证物流活动中需要生鲜货物在做到保鲜与安全。同时为了解决货物外包装规格不统一，途中会进行暴力分拣也进行了调整，使得每个物流箱可以通过凹槽结合起来，形成一个集合体，从而达到不受包装规格不统一等实际问题的影响。既方便了分拣，又防止运输途中快递员的暴力分拣导致箱体损坏，同时也节省了快递员的作业，降低了作业成本。

模块化物流箱采用模块化组配，采用上部定位点凸起与箱体底部凹陷来实现上下不同规格型号箱型的拼接，从而提出模块化概念，以多箱结合为一整体来定义模块，以模块化为基础提出模块化配载，模块化运输，模块化分拣，从而在物流产业链的各个流程节约时间，提高物流货物的分拣和运输效率。在循环使用节约包装成本的同时节约人工分拣，运输相容利用率及时间成本。以实际行动助力了绿色物流的发展。绿色物流的本质是在追求经济效益的同时不损害生态环境，实现经济社会发展与生态环境保护的“双轮驱动”。绿色物流的实现能有效引导绿色生产、提升流通效率和促进绿色消费，是促进绿色经济发展的新引擎。

国民经济的快速增长带動我国物流业发展规模迅速扩大，现代物流业已成为支撑我国国民经济发展的战略性、基础性行业。绿色物流是现代物流未来发展的必然趋势，是促进绿色经济发展的基础与内在要求。

模块物流箱可以为普通传统生鲜批发带来福音，一方面，模块物流箱相较冷链车、冷链仓成本更低，大大降低了批发商的运输成本，另一方面相较普通运输加入了制冷保鲜保障，能够保障生鲜的质量与品质，减少货损。

五、结语

本文提出的具备保鲜灭菌功能的模块物流箱设计可有效解决零担生鲜快递的“短”板、“损”板、“染”板，消除末端运输“最后一公里的痛”、传统普通零售的“两难抉择”。但本箱停留在方案设计层面，并未实际生产试用，仍存在不足有待完善。

参考文献：

[1]郭亚楠，胡源坤.我国农产品冷链物流发展现状及对策研究[J].物流工程与管理，2018，40（02）：4-6+14.

[2]刘晓娜.我国鲜农产品冷链物流现状及对策研究[J].物流工程与管理，2017（39）：93-94.

[3]邓余玲.生鲜农产品冷链物流发展问题及其对策研究[J].物流工程与管理，2017，39（30）：85-87.

[4]袁韵美，李红雨，孔月红，倪淑婷，解旭东，张政宇.一种物流运输用农产品存储装置[P].江苏省：CN212333517U，2021-01-12.

[5]关健，李红雨，孟德鑫.一种新型可循环制冷的物流周转箱[P].江苏省：CN209689255U，2019-11-26.

本文系2020年江苏省大学生创新训练计划项目（校级）“疫情下具备保鲜灭菌功能的模块物流箱”（课题编号：YXKC202047）的研究成果。