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冷鏈運輸及相關技術在生鮮農產品城市宅配中的應用及發展

 

隨著電子商務業務平臺的日趨成熟,生鮮農產品電子商務及其城市宅配也逐漸成為人們所接受的消費模式。目前,生鮮農產品在線購買并以宅配方式運輸在日本、美國、澳大利亞等國家發展迅速。截止至2010年,日本的生鮮農產品宅配業務已經超越消費者的團購業務。在美國,亞馬遜從2007年開始陸續在多個城市開展名為“Amazon Fresh”的生鮮宅配服務。而我國的生鮮農產品城市宅配起步于2006年,諸多電商和物流企業近年來都在積極開拓這一市場。據相關數據表明,至2020年,我國生鮮電商市場規模將達到3,200億,冷鏈部分占比約為30%,規模超過1,000億。生鮮農產品的產量和流通量的逐年增加,使得全社會對生鮮農產品的安全和品質提出了更高的要求。加強冷鏈技術研發,對于加快發展生鮮農產品城市宅配,提高農民收入具有重要意義。本文擬圍繞生鮮農產品城市宅配的3個關鍵環節,對所涉及相關技術進展進行歸納與總結,以期為我國生鮮農產品城市宅配中冷鏈運輸及其相關技術分析提供一定參考。
 
一、生鮮農產品城市宅配
       “宅配”一詞起源于日本,即“配送到家”的意思。生鮮農產品城市宅配是指通過電子商務的手段實現“農戶—生鮮電商—消費者”的“從產地到餐桌”的直線經營模式。據統計,中國網民數量達到2.71億人,可見生鮮農產品城市宅配未來的市場潛力巨大。但目前生鮮農產品電子商務仍存在許多難以逾越的發展障礙,特別是生鮮農產品城市宅配對配送條件要求很高,與之相關的諸多關鍵技術有待進一步完善和推廣。
 
二、生鮮農產品城市宅配的關鍵環節及其發展狀況
      一般認為,生鮮農產品城市宅配包含電商倉儲保鮮、城市運輸配送以及宅配信息化3 個關鍵環節。目前,各個環節初步形成了較為完善的技術體系,為生鮮農產品城市宅配提供了技術保障。
 
(一)、倉儲保鮮環節
 
       倉儲保鮮環節是生鮮農產品城市宅配的首要環節,對保障生鮮農產品在配送前的品質、價值有重要作用。目前倉儲保鮮技術正在向以冷庫控溫為主,以氣調、保鮮劑、保鮮包裝等做輔助手段的綜合保鮮技術發展。微凍技術、冰溫技術等保鮮新技術也有望在生鮮農產品城市宅配中得到推廣和應用。
1、冷庫技術
        冷庫是維持生鮮農產品低溫環境的基礎設施,是倉儲保鮮環節的核心。生鮮農產品城市宅配具有小批量、多品種、高成本、高品質的特點,與此相適應,城市宅配的中的冷庫技術應向多溫區冷庫、微型冷庫、氣調庫、可移動式小冷庫、自動化冷庫、節能冷庫等方向發展。近些年,隨著各行業對節能和安全要求的提高,諸多研究團隊和公司對冷庫的保溫隔熱材料以及制冷劑的選用進行了廣泛研究。也有學者和研究團隊從冷庫優化運行管理角度出發,對現有冷庫實行節能增效的管理模式進行研究。在歐盟開發的知識產權項目Frisbee中,提出了一種全新的技術方案來降低冷庫的能耗成本。如圖1所示,該方法綜合考慮了天氣預測、貨物流通次數、開關門次數、能源價格及可利用性、冷庫儲藏能力、技術限制等因素,運用科學的評估預測方法,獲得未來24 h內最佳的冷庫運行方案,極大地提高了冷庫的節能效果。這對于提升生鮮農產品的品質、降低生鮮農產品城市宅配的運行成本,起到了重要作用。

 

圖1 Frisbee項目中的冷庫節能運行方案


2、氣調包裝保鮮技術
       氣調包裝保鮮技術是采用復合保鮮氣體置換包裝盒內的氣體,使得果蔬置于一個不利于自身新陳代謝且抑制細菌生長繁衍的環境,從而提高食品品質的保鮮技術。氣調包裝保鮮技術能保證新鮮果蔬的原汁原味以及肉類的色澤和鮮嫩,滿足了生鮮農產品城市宅配中顧客對高品質食品的要求。氣調包裝保鮮技術從20世紀70年代開始在歐美的商業市場上應用于生鮮肉、水產品、蔬菜、水果及其他家庭即食食品的保鮮,而在我國還主要應用于對接大型超市的銷售環節。目前,有企業已將氣調包裝保鮮技術成功應用到醬鴨的常溫保鮮中,彌補了傳統的高溫殺菌造成的肉質下降以及低溫殺菌不徹底的缺點。在不改變其原有風味的基礎上,實現了常溫保鮮2天的效果。氣調包裝保鮮膜及其相關設備的研發將是今后研究的重點,該技術與微凍技術、預冷保鮮技術的有機結合,也會成為推動生鮮農產品城市宅配發展的重要技術。


3、冰溫保鮮技術
     冰溫保鮮技術是將農產品置于0 ℃以下至凍結點以上的未凍結溫度區域進行貯藏的方法。該方法的研究始于20世紀70年代,是繼冷藏和氣調貯藏之后的第三代保鮮技術。目前,冰溫保鮮技術在日本、美國和韓國等一些國家得到了迅速發展,并在此基礎上研發了超冰溫技術、冰膜貯藏技術。
 
(二)、運輸配送環節 
       運輸配送環節是生鮮農產品城市宅配的核心環節。目前我國果蔬、肉類、水產品流通損失率分別達到20%~30%、12%、15%,而發達國家果蔬損失率則控制在5%以下。加強對運輸配送環節中冷鏈技術的投入,研發先進的冷藏車技術、宅配箱技術、多溫共配技術以及智能終端自提技術,是防止“斷鏈”、保證農產品品質的關鍵。


1、冷藏車技術
       冷藏車為保證生鮮農產品的品質提供了硬件保障。近年來,我國的冷藏車市場發展迅速,2012年實現50%的增長,市場規模從2005年的不足5,000輛增加至30,000輛左右。目前,城市宅配專用冷藏車正向功能多樣化、技術含量高、節能環保、自動監控等方向發展。多溫區冷藏車、太陽能冷藏車在生鮮農產品城市宅配中的應用進一步推動了冷藏車技術的發展。


2、蓄冷式多溫共配技術
       蓄冷式多溫共配系統是指利用蓄冷技術提供一種裝載不同品溫食品的蓄冷保溫柜,并將其置入普通貨車配送的技術。其優點在于能夠實現同時混裝不同品溫的食品進行配送,交接方便迅速,避免了傳統冷藏車開關門對貨物品質的影響,適用于生鮮農產品城市宅配小批量、多品種的特點。蓄冷式多溫共配技術無需機械制冷,降低了初置成本,與傳統冷凍車相比,實現節能40%以上,降低油耗12%左右。目前,多溫共配技術已在臺灣地區得到了廣泛應用。預計未來幾年內,蓄冷式多溫共配將成為生鮮農產品城市宅配中的主要配送模式。


3、宅配保溫箱技術
       保溫箱是20世紀80年代初期在發達國家發展起來的一種高效物流技術裝備,其優良的保溫性以及靈活的配載形式能夠滿足生鮮農產品城市宅配“門對門”的物流要求。按照原理可將其分為機械式制冷保溫箱和蓄冷式保溫箱。機械式制冷保溫箱類似于一個可移動冰箱,其可控性好,但成本較高。蓄冷式保溫箱靠內部的蓄冷劑制冷,成本低廉,在生鮮農產品城市宅配中有更廣泛的應用前景。不過,本課題組對目前農產品冷鏈宅配保溫箱的實地調查研究中發現:諸多企業缺乏對宅配保溫箱的技術性研究。圖2是對某型號宅配保溫箱在宅配過程中的溫度變化情況進行實地調研的結果。從圖中可以看出,放置在普通冷藏車中的保溫箱箱體內部的溫度在初始3 h內逐漸下降至10 ℃,但隨著保溫箱外部環境的升高,箱體內部的溫度又逐漸上升至12 ℃以上。究其原因,一是蓄冷材料本身的物性和質量不能保證保溫箱中始終維持所需的溫度條件;二是冰袋的隨意布置也無法達到最佳的傳熱效果。


       因此,宅配保溫箱中冰袋的布置和冷板的配裝還需要規范化、標準化,才可以保證食品安全。

 

 圖2 保溫箱內部及外部的溫度變化

4、智能終端自提柜
       生鮮自提柜是指能夠實現對生鮮農產品的識別、暫存、監控和管理,同時還具有多個獨立的制冷單元的智能設備。這是近兩年興起的一種生鮮農產品終端配送模式。客戶下單后,配送人員將生鮮農產品送到顧客就近的生鮮自提柜,客戶通過獨立的動態密碼即可在任意時間提取訂購的生鮮產品,解決了生鮮農產品城市宅配終端因無人簽收導致的二次配送等難題。目前,通過快遞自提方式來解決電商宅配問題,已經在境外普及開來。宅配自提柜的推廣應用,在減輕農產品電商的配送壓力的同時,提升了顧客對生鮮農產品城市宅配的滿意度。
 
(三)、生鮮農產品城市宅配信息化技術
       隨著信息化技術的快速發展,食品追溯系統已成為食品安全監管的最有效手段之一。宅配信息化技術以物聯網技術作為平臺,集合了射頻識別技術(RFID)、無線傳感器網絡(WSN)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)等,實現了對生鮮農產品配送過程以及食品品質的全程實時監控。目前,RFID技術以及WSN技術在生鮮農產品城市宅配追溯系統中的應用最為廣泛。WSN技術能夠實時監測農產品所處環境的溫度和濕度等參數,RFID技術則能夠實現對生鮮農產品整個配送過程中的品質監控。將兩種技術結合起來可以實現農產品冷鏈物流的智能化跟蹤和追溯。但是,成本仍是制約生鮮農產品城市宅配信息化發展的主要因素。
       因此,開發更為高效、低成本的生鮮農產品城市宅配追溯系統,將是未來的主要發展方向。
 
三、結論
    近年來,我國的生鮮農產品城市宅配市場規模正在急劇增大,宅配體系的建設也在不斷完善。冷鏈技術是提高農產品品質和發展生鮮農產品城市宅配的關鍵。保證全程冷鏈,實現配送過程中的信息化監控,是目前生鮮農產品城市宅配急需解決的問題。與此同時,研發高效率、低成本的生鮮農產品城市宅配冷鏈新技術,是將來發展生鮮農產品城市宅配的主要任務。

 

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