西蘭花流態冰預冷包裝紙箱性能試驗

董迪 盧立新 王清

摘要：西蘭花運輸過程易受溫度影響，產生損傷，為解決西蘭花在運輸中損傷問題，選用流態冰預冷包裝紙箱，實現西蘭花低溫運輸包裝。綜合考慮托盤裝載量、紙箱充冰后強度和預冷效果選用適合預冷的鈣塑箱、覆膜紙箱、涂膜紙箱3種紙箱，同時設計包裝箱開孔方案，充入流態冰對西蘭花預冷，通過預冷試驗和抗壓試驗測定包裝箱內溫度變化、包裝箱抗壓強度評估包裝箱性能。結果表明，鈣塑箱在30℃下保存4 h仍有5.8%的余冰量，箱內平均最低溫度在5～7℃，抗壓強度僅下降7.39%，箱體邊緣未見破損，鈣塑箱性能滿足低溫運輸。

關鍵詞：預冷;包裝;開孔設計;流態冰;西蘭花

董 迪，盧立新，王 清. 西蘭花流態冰預冷包裝紙箱性能試驗[J]. 農業工程技術，2020，40（23）：18-20.

西蘭花屬易腐型蔬菜，常溫運輸過程中極易黃化、衰老，品質下降較快。貯藏溫度高于8℃時，花球易變黃、變暗及腐爛，而低于0℃時易發生凍害;同時，貯藏環境相對濕度過低或通風過速，也會造成花球失水萎焉[1]。

為延長西蘭花貨架期，一些研究圍繞低溫貯藏對產品保質影響開展。高雪等[2]發現近冰溫-0.5℃貯藏可延長西蘭花貨架期，減少其在貯藏期間的損失數量。張怡等[3]測定不同溫度貯藏時西蘭花4種品質指標變化，證明0℃貯藏下西蘭花品質最佳，貯藏期達28天。郭香風等[4]研究表明4℃條件下西蘭花褪綠、黃化的現象得到了抑制，營養物質降解速度緩慢。其他相關研究也表明，低溫貯運能延長西蘭花貨架壽命和品質下降時間[5-6]。

近年來，隨著物流銷售模式的變化，西蘭花低溫運輸包裝需求增大，其中泡沫箱加碎冰是主要手段[7]，研究適應產地采摘、物流銷售模式的紙箱包裝成為行業亟待解決的重點。本研究選用目前國內商業化的3種防水紙箱，采用包裝現場加注碎冰方式，評估西蘭花包裝紙箱性能及產品溫度變化，為西蘭花低溫運輸包裝提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮西蘭花（購于無錫本地超市，產地蘇州）。

鈣塑箱（東莞市某包裝材料公司提供）以HDPE為主要原材料，碳酸鈣為填充料，加入各種助劑，經壓延熱粘成鈣塑雙面單瓦楞板，再經裝訂成型的瓦楞箱。

涂膜紙箱（東莞市某包裝材料公司提供），表面涂布蠟或硅油等抗水劑。

覆膜紙箱（東莞市某包裝材料公司提供），紙板表面覆BOPP薄膜。

碎冰，自制。

1.2 試驗儀器設備

溫濕度控制系統（產于昆山錦宏中環儀器設備有限公司）。

分布式溫度記錄儀（產于美國Maxim），測溫范圍為233-398 K，分辨率為0.0625 K。

紙箱壓縮試驗機（產于臺灣GOTECH公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 運輸包裝紙箱設計

綜合考慮充冰開口、托盤裝載利用率、紙箱抗壓強度、箱內西藍花堆放限高、預冷效果等要求，以5 kg西蘭花包裝為單位，設計紙箱尺寸大小和開孔方案。裝箱開孔設計分為2個部分，一是位于包裝箱端面上部的充冰孔，二是位于包裝箱端面下部的排水孔。

（1）充冰孔。位于端面頂部，頂部開孔有利于冰槍充冰，形狀依據充填碎冰的機器槽孔設計，最大高度為48 mm，最大寬度為128 mm，為防止搖蓋面紙開裂，充冰孔向上延伸10 mm。

（2）排水孔。位于端面下部，根據調研，市場上鈣塑箱的開孔直徑一般在20-40 mm之間。為保證包裝箱底部不積水，且防止碎冰流出，排水孔設計為直徑20 mm的3/4圓。

西蘭花包裝箱開孔、紙箱結構設計見圖1、圖2。

1.3.2 紙箱預處理

將400 mm ×250 mm ×300 mm的0209型鈣塑箱、覆膜瓦楞箱、涂膜瓦楞箱按照開孔方案制造成品，首先每個端面開1個充冰孔和2個排水孔，其次將開孔后的紙箱放入溫度為30℃、相對濕度90%的恒溫恒濕箱內預處理24 h，每種包裝箱測定3個平行樣。

1.3.3 西蘭花流態冰預冷

將初始溫度為25℃的西蘭花裝入鈣塑箱、覆膜紙箱和涂膜紙箱內，每箱5 kg，并將分布式溫度記錄儀插入西藍花花冠，充入碎冰，碎冰將5 kg包裝箱充滿的質量定義為充冰量100%，每組設置3個平行樣。分布式溫度記錄儀每分鐘記錄1次箱內溫度，每2 h檢查一次殘留冰量。

將裝有西蘭花充入流態冰的鈣塑箱放入恒溫恒濕箱內保存，溫度設置為30 ℃，測試濕度設置為90%，試驗時間為6 h，分布式溫度記錄儀位置和裝有西蘭花的鈣塑箱見圖3。

1.3.4 箱體抗壓強度

參照GBT4857.4-2008進行箱體抗壓強度試驗。

2 結果與討論

2.1 西蘭花流態冰預冷

鈣塑箱、覆膜紙箱、涂膜紙箱充冰后放入恒溫恒濕箱中保存，分別測定0、2、4、6 h余冰量。鈣塑箱內碎冰質量變化見表1。

試驗2 h時，鈣塑箱、覆膜紙箱、涂膜紙箱中的碎冰快速融化，融化速度分別為鈣塑箱<覆膜紙箱<涂膜紙箱。

試驗4 h時，覆膜紙箱和涂膜紙箱中碎冰已基本熔化完全，鈣塑箱還有5.8%的余冰量，說明鈣塑箱保溫性能較好。

試驗6 h后，鈣塑箱、覆膜紙箱、涂膜紙箱箱內底部均無積水，無碎冰殘留。鈣塑箱保存前后外觀基本無變化，其余2種紙箱均有不同程度浸水，紙箱結構受到損傷。

包裝箱內溫度變化趨勢見圖4。結果表明，3種包裝箱內6 h平均溫度變化趨勢大體一致，平均最低溫度都在5-7℃，最低溫度都出現在90-100 min附近，此后1 h開始快速回升，最后緩慢回升至接近30℃。

保存6 h后，3種包裝箱箱體外觀變化情況見圖5。根據包裝箱箱體變化，鈣塑箱箱體未出現損傷，覆膜紙箱和涂膜紙箱均有不同程度的損傷。

2.2 箱體抗壓強度

3種箱體樣品抗壓強度試驗值見表2。根據試驗結果，鈣塑箱處理后抗壓強度僅下降7.39%，覆膜紙箱、涂膜紙箱抗壓強度下降較為明顯，且紙箱抗壓強度小于鈣塑箱所需的最低抗壓強度，建議采用鈣塑箱符合該西蘭花預冷配套包裝箱的強度符合設計要求。

3? ?結論

為研究西蘭花低溫運輸，選用鈣塑箱、覆膜紙箱、涂膜紙箱3種紙箱，充入流態冰對西蘭花預冷，通過預冷和抗壓試驗測定包裝箱內溫度變化、包裝箱抗壓強度評估包裝箱性能。

本研究選用的3種包裝箱，考慮預冷開孔方式和托盤裝載量，3種紙箱的尺寸均為400 mm×250 mm×300 mm，托盤利用率100%，比較3種包裝箱預冷效果和抗壓強度，鈣塑箱在30 ℃下保存4 h仍有5.8%的余冰量，箱內平均最低溫度在5-7 ℃。抗壓試驗處理后鈣塑箱抗壓強度僅下降7.39%，通過預冷試驗和抗壓試驗評估了預冷包裝箱的性能，表明鈣塑箱可滿足西蘭花預冷要求，為西蘭花低溫運輸提供依據。

參考文獻

[1]劉瑤，左進華，高麗樸，等.流態冰預冷處理對西蘭花品質及生理的影響[J]. 現代食品科技， 2019，35（4）：77-86.

[2]高雪，楊紹蘭，王然，等.近冰溫貯藏對鮮切西蘭花保鮮效果的影響[J]. 中國食品學報，2013，13（8）：140-146.

[3]張怡，關文強，張娜.溫度對西蘭花抗氧化活性及其品質指標影響[J]. 食品研究與開發，2011，32（8）：156-161.

[4]郭香風，向進樂，李秀珍，等.貯藏溫度對西蘭花凈菜品質的影響[J].農業機械學報，2008，39（2）：201-204.

[5]張娜，關文強，張怡.冰溫結合氣調保鮮膜對西蘭花保鮮效果的影響[J].食品科技，2012，37（1）：42-44+49.

[6]茹水江，方麗，任海英，等.貯藏溫度及熱處理對西蘭花貯藏期病害發生的影響[J].浙江農業科學，2010，12（2）：343-346.

[7]皮鈺珍.果蔬貯藏及物流保鮮實用技術[M].北京：化學工業出版社，2013.