具備保鮮滅菌功能的模塊物流箱設計構想

張政宇 姚可 陳悅 阮瀅馨

摘要：隨著社會的飛速進步，人民生活質量的提高，大眾對物流快遞服務的需求也逐步提升，其中，生鮮產品冷鏈運輸前景廣闊。本文以模塊化思維改造傳統物流箱，對箱體外形進行統一化標準化設計，并增加保鮮滅菌功能。

關鍵詞：保鮮滅菌;模塊物流箱;設計方案

一、物流冷鏈箱發展現狀

國內外都將冷藏作為果蔬保鮮的最基本手段，冷藏和冷鏈技術無疑還會向普及的方向推進。所以，適宜于冷藏條件下不同果蔬的保鮮包裝標準化和科學設計的研究、多功能經濟性研究等，仍是保鮮包裝研究和應用的主體。在冷庫貯藏和流通冷鏈中，塑料周轉箱、紙箱是大眾化的保鮮外包裝方式。近年來，泡沫塑料包裝日益增加，為防止水分散失，以聚乙烯和聚氯乙烯塑料薄膜作為內包裝，在冷藏條件下的應用十分普遍。在氣調庫、氣調冷藏集裝箱貯運情況下，是通過氣調設備和裝置調節環境中的氣體成分，所以保鮮包裝的應用與冷藏有區別。一是氣調庫中貨物碼放高度一般較高，庫內存放時間也相對較長，庫內還要經常加濕，所以對外包裝箱的質量要求更高;二是要實現氣體的良好交換，達到設定的適宜氣體指標，氣調庫貯藏時不再用密封的塑料薄膜袋包裝，如庫內濕度不能達到理想的濕度，也只能是用薄膜免口覆蓋而已。

在冷藏、氣體調節和常見包裝的基礎上，一些新型防腐保鮮技術和包裝材料近年來已在果蔬保鮮上開始研究和試用。如臭氧、負離子殺菌保鮮技術、二氧化氯殺菌保鮮技術、微孔膜和納米膜等功能性膜包裝技術、貨架涂被保鮮技術等。傳統的食品保存處理方法有低溫冷凍、高溫殺菌、干燥脫水、去氧、鹽漬、腌制、酸化等。這些方法基本來源于農業化社會，對于食品的營養成分的保留和食品的安全衛生性考慮較少。[1-3]

制冷時限導致生鮮快遞只能短途運輸：目前市場上使用的生鮮快遞箱，制冷時長大多在3--8小時左右，導致生鮮快遞運輸只能短途進行，長時間運輸難以保證食品保鮮度。混裝模式導致生鮮快遞貨損率高：目前生鮮快遞大多采用泡沫塑料+冰塊形式運輸，運輸途中難以有效防震防撞，極易導致貨物破損，或者冰塊破損污染貨物。

“每天扔兩三個快遞紙箱”已經成為不少消費者的生活常態，據統計，每年包裝快遞所用膠帶總長度就可以繞地球赤道425圈，紙板和塑料快遞包裝物總體回收率不到20%，在我國特大城市中，快遞包裝垃圾增量已占到生活垃圾增量的93%，部分大型城市這一數字也達到了85%至90%，這些垃圾已成為威脅環境安全的“主力殺手”

二、具備保鮮滅菌功能的模塊物流箱的設計目標

新型保溫滅菌模塊化物流箱簡易且成本不高，針對價格問題，本文采用的保溫滅菌技術可以滿足絕大多數的產品的溫度條件，不管是在何種的物流運輸方式本產品都可以應用到運輸中，而且采用了相對親民的價格，無論何種類型的生鮮產業皆可應用此產品到運輸中去，因此可以廣泛地應用于日常生活中。現在的保溫配送質量并不高，針對中高檔、對溫度要求高的產品，普通的配送箱達不到溫度要求，本箱型的使用可貫穿整個運輸過程，全程保溫，且對產品也有較高的質量保證。

三、具備保鮮滅菌功能的模塊物流箱設計方案

（一）材料環保，循環利用，減少污染

箱體材料采用可降解塑料。可降解塑料利用植物秸稈等制成的可降解塑料對人體對環境都是友好的，它不同于三大合成塑料，可降解塑料廢棄后，在生物環境的作用下（通過光或微生物），將塑料高分子鏈切碎為小分子，并最終轉化為水和二氧化碳。同時，箱體可循環使用，極大程度地降低了企業在外包上花費的資金成本，在擁有足夠的牢固度同時也更加環保，箱體循環利用、周轉次數的增加較傳統包裝在長期極大程度的降低企業在外包裝上花費的資金成本。在可降解的情況下也杜絕了膠帶的使用，采用鎖扣形式加以替代，在很大程度上解決了快遞的過度包裝的環境污染與浪費問題。

（二）外形改造實現產品模塊化運輸

本箱采用上部定位點凸起與箱體底部凹陷來實現上下不同規格型號箱型的拼接，從而提出模塊化概念。使用頂部凸起的正矩形定位點，與箱底的凹陷進行拼接從而實現上下固定。對應的頂部定位點可以插入底部凹陷，從而實現上下箱的拼接與固定，通過模塊化堆疊，實現穩固運輸，高效分揀的功能。箱體與箱體間拼接可組成一個單位的運輸模塊，從而實現模塊化運輸。在保證單個箱體便攜可運輸功能基礎上，利用積木拼搭原理，箱體與箱體間拼接可組成一個單位的運輸模塊，從而實現模塊化運輸。根據運送目的地的不同，將箱子分標成不同顏色，同一目的地箱子進行同色拼裝，可大大節省分揀環節造成的時間成本，也可避免箱體分裝環節造成的暴力損傷。為了提升貨物的易裝易卸性，采用模塊化箱型，可將物流箱進行拼接堆疊。

（三）滅菌、保鮮、保溫模塊在箱體中的互通共用

本品在箱體的一側設置可拆卸式殼體，殼體的內部設置可更換的不同功能的模板。將滅菌、保鮮、保溫做成三個規格相同的可替換模板，在物流箱中留出放置模板的空間。采用紫外線滅菌燈設計，經過多次試驗發現，紫外線滅菌燈具有很好的殺菌效果，可以殺滅絕大多數細菌;將藍光保鮮技術在物流箱轉化應用，通過在物流箱中放置藍光LED燈來做到進行藍光保鮮。本產品的使用可貫穿整個運輸過程，全程保持低溫，且對產品也有較高的質量保證。

（四）貨物與可更換冷板分裝，保障貨物運輸全程無接觸控溫

傳統的冷鮮箱是將制冷劑與貨物混合裝運，這種混裝有兩大弱點，一是運輸過程中制冷劑破損會污染貨物，二是只適合短途運輸，如果長途運輸則需要更換制冷劑，這種重復的開箱會影響貨物保鮮，造成二次污染。模塊物流箱將傳統制冷劑更換為冷板，將貨物與可更換冷板分裝，一方面有效避免了冷板破損可能造成貨物污染的可能性，另一方面，有效解決了傳統冷鏈快遞箱不適合長途運輸的缺點，在長途運輸過程中，只需要在不接觸貨物情況下適時更換冷板即可。

（五）全方位減震防損提效

內置減震氣囊從而更能充分地保證箱內水果蔬菜的質量，有效地避免了在運輸、搬運途中的磕碰、擠壓等貨損問題。箱體底部設置防滑軟墊（具有防滑紋），能夠減少在貨運過程箱體運動所導致的箱體破損和貨損。箱體使用EPP材料具有優越的耐沖擊性，重壓或撞擊時不易破碎，可實現長久使用。大開口設計，箱體的中央部位設計轉軸，能夠有效提高物流從業人員在取放物件的效率，同時也減少貨物在取放時的貨損率。

（六）小箱子大科技，現代科技讓“溫度”看得見。

使用RFID電子條碼，可以實時查詢產品信息，運送車輛信息和運送時間等信息。在箱體附著溫度傳感器感受溫度轉換成可用輸出信號，與無線傳輸技術相結合，使客戶可通過相應手機或計算機程序進行實時物流溫濕度查詢。通過GPS和GIS技術，將物流信息上傳至監控中心。如果溫濕度變化超出預先設定的要求系統將自動給出預警，及時更換冷板。利用低共晶液和制冷劑的工作原理從而能夠在一定時間內保持冷藏溫度并保持箱體循環制冷。

四、具備保鮮滅菌功能模塊物流箱的應用

隨著大眾對生鮮貨物運輸的需求與服務質量的提升，需保證物流活動中需要生鮮貨物在做到保鮮與安全。同時為了解決貨物外包裝規格不統一，途中會進行暴力分揀也進行了調整，使得每個物流箱可以通過凹槽結合起來，形成一個集合體，從而達到不受包裝規格不統一等實際問題的影響。既方便了分揀，又防止運輸途中快遞員的暴力分揀導致箱體損壞，同時也節省了快遞員的作業，降低了作業成本。

模塊化物流箱采用模塊化組配，采用上部定位點凸起與箱體底部凹陷來實現上下不同規格型號箱型的拼接，從而提出模塊化概念，以多箱結合為一整體來定義模塊，以模塊化為基礎提出模塊化配載，模塊化運輸，模塊化分揀，從而在物流產業鏈的各個流程節約時間，提高物流貨物的分揀和運輸效率。在循環使用節約包裝成本的同時節約人工分揀，運輸相容利用率及時間成本。以實際行動助力了綠色物流的發展。綠色物流的本質是在追求經濟效益的同時不損害生態環境，實現經濟社會發展與生態環境保護的“雙輪驅動”。綠色物流的實現能有效引導綠色生產、提升流通效率和促進綠色消費，是促進綠色經濟發展的新引擎。

國民經濟的快速增長帶動我國物流業發展規模迅速擴大，現代物流業已成為支撐我國國民經濟發展的戰略性、基礎性行業。綠色物流是現代物流未來發展的必然趨勢，是促進綠色經濟發展的基礎與內在要求。

模塊物流箱可以為普通傳統生鮮批發帶來福音，一方面，模塊物流箱相較冷鏈車、冷鏈倉成本更低，大大降低了批發商的運輸成本，另一方面相較普通運輸加入了制冷保鮮保障，能夠保障生鮮的質量與品質，減少貨損。

五、結語

本文提出的具備保鮮滅菌功能的模塊物流箱設計可有效解決零擔生鮮快遞的“短”板、“損”板、“染”板，消除末端運輸“最后一公里的痛”、傳統普通零售的“兩難抉擇”。但本箱停留在方案設計層面，并未實際生產試用，仍存在不足有待完善。

參考文獻：

[1]郭亞楠，胡源坤.我國農產品冷鏈物流發展現狀及對策研究[J].物流工程與管理，2018，40（02）：4-6+14.

[2]劉曉娜.我國鮮農產品冷鏈物流現狀及對策研究[J].物流工程與管理，2017（39）：93-94.

[3]鄧余玲.生鮮農產品冷鏈物流發展問題及其對策研究[J].物流工程與管理，2017，39（30）：85-87.

[4]袁韻美，李紅雨，孔月紅，倪淑婷，解旭東，張政宇.一種物流運輸用農產品存儲裝置[P].江蘇省：CN212333517U，2021-01-12.

[5]關健，李紅雨，孟德鑫.一種新型可循環制冷的物流周轉箱[P].江蘇省：CN209689255U，2019-11-26.

本文系2020年江蘇省大學生創新訓練計劃項目（校級）“疫情下具備保鮮滅菌功能的模塊物流箱”（課題編號：YXKC202047）的研究成果。