在长途运输过程中增强牛奶的保存效果：浸入式蒸发器系统的数值研究

《Journal of Dairy Research》：Enhanced milk preservation during long-distance transportation: a numerical study of immersed evaporator system

牛奶运输中超过10°C会导致变质，需保持低温。传统保温在极端环境下不足，本研究提出浸没式蒸发器方案，通过瞬态层流热传递模拟验证其效果。结果显示：1）浸没式蒸发器较传统保温多延长3小时19分钟（69%提升）；2）蒸发器延长46%可使冷却时间再增91%；3）延长蒸发器并降温至0°C，冷却时间达8小时48分钟（137%提升）。优化系统可使牛奶在严苛环境下全天保持2°C以下，有效保障运输安全。

　　

摘要

在原奶运输过程中，温度超过10°C会导致牛奶变质，使其不再适合饮用。因此，保持稳定的低温对于长途运输过程中保护牛奶质量至关重要。传统的隔热方法在极端气候条件下效果不佳。本研究提出了一种新的方法，即在牛奶罐内安装浸入式蒸发器，以显著延长冷却时间并确保产品安全。通过非稳态层流和传热模拟，我们评估了该浸入式蒸发器系统在各种操作条件下的性能。结果表明，与传统隔热方法相比，其冷却效率大幅提升。主要发现包括：(1) 与仅使用隔热材料相比，浸入式蒸发器可将冷却时间延长至3小时19分钟（提高了69%）；(2) 将蒸发器长度增加约46%后，冷却时间可再延长91%，同时两种情况下牛奶温度均保持在2°C；(3) 进一步增加蒸发器长度并将其温度降至0°C后，冷却性能进一步提升，冷却时间最多可延长137%（达到8小时48分钟）。一个设计合理的浸入式蒸发器系统即使在恶劣环境中也能使牛奶温度始终低于10°C。这些发现为牛奶的长距离安全高效运输提供了一种有前景的解决方案。通过将浸入式蒸发器集成到牛奶运输罐中，我们可以确保产品质量并减少变质，从而为更加可持续和可靠的食品供应链做出贡献。

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