science (39)

8/2/2019 Science (39)

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F a c t o r s a f f e c t i n g t h e c a r r i a g e o f m e a t i nc o n t a i n e r s

G . R . S c r i n e

K e y w o r d s : r e f r i g e r a t io n , c o n t a in e r s , m e a t

F a c t e u r s a y a n t u n e i n f l u e n c e

s u r le t r a n s p o r t d e la v ia n d e e n

c o n te n e u r

L e s # / # m e n t s d e / a c o n c e p t i o n d ' u n c o n t e n e u r a y a n tune i n f luenc e s u r /e t r ans po r t de / a v i ande s on t /et ransfe r t de cha/eur , /e vo/ume, /a r#p ar t i t io n de / "a ire t /a r#gu la t ion de /a tempe ra ture de I "a // e tI "hum idi t# re lat ive. L "ut i / isat ion d e basses pressio nse t d ' a t m os p he r es m od i f i#es f a i t I " ob je t de p / usd"a t ten t ion mais e //e n "a pas e ncore pr ou v# sa va /eurb I "#che/ /e commercia/e.

On exam ine auss i / " in fluence de / "emba/ /age sur / ar#pa r t i t ion des tempera tures , / es per tes de masse e t

la ma n lpu /a t ion , en par t ic u / ie r / "emba l/age s ous wdede / "agneau r# f r ig#r# .

Les t r ans f o rm a t i ons des m od es de c om m er c ia / i s a ti on

t r ad i t i onne / s peuv en t appe / e r une c e r t a i ne

r ##v a lua t i on des c r i t e r es de / a c onc ep t i on adm isac t ue / / em en t e t que / ques unes de c est rans format ions on t d# ja # t# #va /u#es pour la v iande

et d "aut res cargaisons conge/#es.

O n f a i t aus s i des p r opos i t i ons pou r am e l i o r e r / ar#gu/a t ion d e / a tempera ture e t / a r#pa r t i t ion de /"a i rdans / es c on t eneu r s au t onom es e t ~ ' on ex am ineI ' in f luen ce de I " isolat ion d es ca/es et de la r#gu lat io nde /a temp#ra ture sur / "humid / t# re /a t ive e t /ar#par t i t ion des tempbra tures c lans /es conteneurs .

O n donne des ex em p / es p r ov enan t de r #s u / t a t sexp#r imentaux tan t en serv ice r#e / que dans c tes

cond i t ions d 'essa i d i r ig6es .

C h a n g e s i n t r a d i n g p a t t e r n s c a l l f o r s o m er e a p p r a i s a l o f c u r r e n t l y a c c e p t e d d e s i g nc r i t e r i a . T h e e f f e c t s o f p a c k a g i n g , i n c l u d i n gv a c u u m p a c k a g i n g , o n t h e r e q u i re d

t e m p e r a t u r e d i s t r i b u t i o n , a n d it s e f f e c t o n

h a n d l i n g a n d w e i g h t l o s s a r e d i s c u s s ed .P r o p os a ls a r e m a d e t o i m p r o v e t e m p e r a t u r ec o n t r o l a n d a i r d i s t r i b u t i o n i n i n t e g r a lc o n t a i n e rs . E x a m p l e s a r e q u o t e d c o v e r i n gb o t h i n - s e r v i c e a n d c o n t r o l l e d t e s t c o n d i t i o n s .

T h e r e a r e s e v e r a l f a c t o r s w h i c h a f f e c t t h e s t o r a g e o fm e a t a n d m e a t p r o d u c t s i n c o n t a i n e r s , n a m e l yt e m p e r a t u r e , r e l a t i v e h u m i d i t y , a t m o s p h e r e

c o m p o s i t i o n , a n d p a c k a g i n g , a n d m o s t a t t e n t i o n h a sb e e n g i v e n t o t h e c o n t r o l o f a ir t e m p e r a t u r e a n d t op a c k a g i n g . A l t h o u g h r e l a t i v e h u m i d i t y o f t h e a i r h a s

a s i g n i f i c a n t e f f e c t u p o n w e i g h t l o s s o f c a r c a s em e a t , n o a t t e m p t is m a d e t o c o n t r o l i t e x c e p tp e r h a p s i n s p e c i a l e q u i p m e n t , f o r e x a m p l e t h eh y p o b a r i c c o n t a i n e r . M o d i f i e d a t m o s p h e r e s u s i n gc a r b o n d i o x i d e h a v e p l a y e d a n i m p o r t a n t p a r t i n t h e

t r a n s p o r t o f c h i l l e d b e e f a n d a t t e n t i o n h a s b e e ng i v e n m o r e r e c e n t ly t o o t h e r g a s c o m p o s i t i o n s . I nt h e d e v e l o p m e n t o f c o n t a i n e r t r a n s p o r t th e d e s i g n o f

b o t h c o n t a i n e r s h i p a n d c o n t a i n e r a f f e c t t h e r a n g e o ft e m p e r a t u r e a n d t h e r e l a t i v e h u m i d i t y o f t h e a i r

i n s i d e th e c o n t a i n e r .

T h e a u t h o r i s f r o m t h e S h i p o w n e r s R e f r ig e r a t e d C a r g o R e s e a rc hA s s o c i a t i o n , C a m b r i d g e , U K T h i s p a p e r w a s p r e s e n t e d a t t h e I IRm e e t i n g i n H a m i lt o n , N e w Z e a l a n d , J a n u a r y 1 9 8 2 .

T h e p a p e r d i s c u s s e s s o m e o f t h e s e d e s i g n f e a t u r e sa n d a l s o m e t h o d s o f m a i n t a i n i n g c a r g o t e m p e r a t u r eb o t h a t s e a a n d o n l a n d , i n c l u d i n g t o t a l l o s s

r e f r i g e r a t i o n .

D u r i n g t h e c o n c e p t i o n o f t h e f i r s t - g e n e r a t i o nr e f ri g e ra t e d c o n t a i n e r s h i p s b u i l t f o r t h er e q u i r e m e n t s o f t h e A u s t r a l i a E u r o p e s e r v ic e , i t w a sa g r e e d t h a t t h e r a n g e o f t e m p e r a t u r e w i t h i n a ni n s u l a t e d c o n t a i n e r o n b o a r d s h i p s h o u l d b e e q u a lt o o r b e tt e r t h a n t h e c o n t e m p o r a r y m u l t i -t e m p e r a t u r e r e f ri g e ra t e d s h i p . T h i s e s s e n t i a l l y m e a n ta d i f f e r e n c e b e t w e e n d e l i v e r y a n d r e t u r n a i rt e m p e r a t u r e t o a c a r g o s p a c e o f a p p r o x i m a t e l y 1 K .

A t t h e s a m e t im e i t w a s c o n s i d e r e d p r u d e n t f o rc a r r y i n g t e m p e r a t u r e s t o b e l o w e r t h a n t h o s e i nc o m m o n u s e t o a l l o w f o r s o m e w a r m i n g u p d u r in gh a n d l i n g o p e r a t i o n s a n d a g e n e r a l te m p e r a t u r ec a p a b i l i t y o f 2 5 5 K w a s b u i l t i n t o t h e v e s s e l s w i t ht h e a b i l i t y t o r e a c h 2 4 4 K in a f e w c o n t a i n e r s l o ts ,

3 0 2

01 4 0 - 7 0 0 7 / 8 2 / 0 5 0 3 0 2 - 0 8 5 3 . 0 0dE) 1 9 8 2 B u t t e r w o r t h & C o ( P u b l i s h e r s ) L t d a n d I I R R e v u e I n t e r n a t i o n a l e d u F r o id

8/2/2019 Science (39)


p r i n c i p a l l y f o r t h e c a r r i a g e o f f r o z e n f i s h a n d f i s h

p r o d u c t s .

W i t h o u t g o i n g i n t o d e t a i l i t i s a m a t t e r o f h i s t o r yt h a t t h e c o n v e n t i o n a l c a r r y i n g t e m p e r a t u r e f o r m e a ta n d m e a t p r o d u c t s f o r t h e g r e a t e r p a r t o f t h i s

c e n t u r y w a s 2 6 1 K a n d o n l y r e c e n t l y h a s t h i st e m p e r a t u r e b e e n r e d u c e d t o 2 5 5 K . I t i s a l s o a

m a t t e r o f r e c o r d t h a t c o l d s t o r e s b o t h i n N e wZ e a l a n d a n d t o s o m e e x t e n t i n t h e U n i te d K i n g d o ms t o r e m e a t a t a t e m p e r a t u r e o f 2 6 8 K , a l b e i t a t t i m e st h i s i s d u e t o e x c e s s i v e h e a t l o a d o n t h e s t o r ed u r i n g t h e w o r k i n g d a y . ~ T h e r e a r e a l so t e m p e r a t u r e

c h a n g e s in t h e c o n t a i n e r l o ad f r o m c o l d s t o r e to

t e r m i n a l w h i c h i n v a r i a b l y r e s u l t in m e a t t e m p e r a t u r e s

a p p r o a c h i n g t h a w i n g t e m p e r a t u r e .

I d o n o t p r o p o s e t o d w e l l o n t h e n e c e s s it y fo rc a r r y i n g m e a t a t a p a r t i c u l a r t e m p e r a t u r e o t h e r t h a nt o s a y a t t h i s j u n c t u r e t h a t l o w t e m p e r a t u r e s a r e o n l ya c h i e v e d a t th e e x p e n s e o f c a p i t a l i n v e s t m e n t a n de n e r g y c o n s u m p t i o n . O n t h e o t h e r h a n d , s t o r a g e a th i g h e r t e m p e r a t u r e s c o u l d r e s u l t i n a l o s s o f q u a l i t yd e p e n d i n g o n t h e t e m p e r a t u r e - t i m e h i s t o ry an da l s o i n a n i n c r e a s e d w e i g h t l os s . 2

O n e m a y t h e r e f o r e r e la te t h e a i r t e m p e r a t u r e r a n g ei n t h e c o n t a i n e r t o m a r g i n a l d i f f e r e n c e s i n m e a tq u a l i t y to g e t h e r w i t h s o m e v a r i a ti o n in w e i g h t l os sw h i c h m a y a l s o d e p e n d o n l o c a l a ir v e l o c i ti e s . T h eh e a t le a k a g e t h r o u g h t h e c o n t a i n e r w i l l a l s o a ff e c tl o c a l r e l a ti v e h u m i d i t y o f t h e a ir a s w i l l b e d is c u s s e dlater.

C o n t a i n e r s h i p a n d c o n t a i n e r i n s u l a t i o n

V e s s e l s o p e r a t e d i n t h e A N Z E C S s e r v i c e a r e c a p a b l eo f m a i n t a i n i n g a c o n t a i n e r t e m p e r a t u re o f 2 5 5 K ina n e x t e r n a l s e a w a t e r t e m p e r a t u r e o f 3 0 3 K a t a na m b i e n t t e m p e r a tu r e o f 3 0 5 K . S o m e e c o n o m y o fo p e r a t i o n o f t h e r e f ri g e ra t io n p l a n t to g e t h e r w i t h am o d e s t c h a n g e o f a ir t e m p e r a t u r e in t h e c o n t a i n e rw a s a c h i e v e d b y i n s u l a t i n g t h e b u l k h e a d s , t a n k t o pa n d h a t c h c o v e r o f th e c o n t a i n e r s h i p h o l d . T h i s w a se i t h e r s p r a y e d p o l y u r e t h a n e f o a m i n t h e c a s e o f t h eE n c o u n t e r B a y cl a ss o r s la b fo a m w i t h a n a l u m i n i u mf a c in g a s o n t h e A C T I c la s s. T h e t a n k t o p w a si n s u l a t e d i n t h e t r a d i t i o n a l w a y u s i n g s l a b c o r k w i t ha s p h a l t. T h e c o n t a i n e r s w e r e i n v a r ia b l y p o l y u r e t h a n ef o a m i n s u la t e d , a l t h o u g h s o m e o f t h e e a rl y t y p e s

c o n t a i n e d s m a l l q u a n t i ti e s o f P V C f o a m .

W e h a v e d i s c u s s e d o n p r e v i o u s o c c a s i o n s 34 t h ed e t e r i o r a ti o n o f c o n t a i n e r i n s u l a t io n w i t h t i m e a n d

m o r e r e c e n t l y h a v e s t u d i e d t h e d e t e r i o r a t i o n o f t h ei n s u l a t i o n i n a c o n t a i n e r s h i p h o l d . I t is p r e m a t u r e t oq u o t e f i g u r e s f o r t h e c o n t a i n e r s h i p o t h e r t h a n t os a y t h e y w e r e s i g n i f i c a n t a n d o n t h e o r e t ic a l g r o u n d sw o u l d t e n d t o r a is e t h e h o l d t e m p e r a t u r e a n dt h e r e f o r e t h e h e a t l e a k a c r o s s t h e c o n t a i n e r . T h i st o g e t h e r w i t h d e t e r i o r a ti o n o f t h e c o n t a i n e ri n s u l a t i o n w o u l d r a is e t h e r a n g e o f a ir t e m p e r a t u r ei n s i d e t h e c o n t a i n e r a n d a l s o a f f e c t r e l a t i v e h u m i d i t y .

A s e c o n d c o n t a i n e r s h i p is u n d e r i n v e s t i g a t i o n a n d i t

w i l l b e i n t e r e s t i n g t o s e e i f t h e r e i s a n y d i f fe r e n c eb e t w e e n t h e t w o m e t h o d s o f i n s u l a ti o n . O n e o f t h eg r e a t w e a k n e s s e s o f r e f r ig e r a t e d s h i p s i s t h e t a n k

t o p a n d t h e h e a t t r a n s f e r f r o m t h i s a r e a c o u l dd o u b l e o r e v e n t re b l e d u e t o u p t a k e o f w a t e r.

I t i s i m p o r t a n t t h a t t h e s t a t e o f t h e i n s u l a t i o n b ec h e c k e d a t f r e q u e n t i n t e r v a l s o t h e r w i s e i t is a w a s t eo f m o n e y t o i n s u l a t e i t i n t h e f i r s t p l a c e . S u c h

i n v e s t i g a t io n s c a n b e ca r r ie d o u t q u i t e s i m p l y w i t h a

t h e r m a l c o n d u c t i v i t y p r o b e b u t t h e m a j o r p r o b l e m

n o w a d a y s i t t o f i n d s u f f i c i e n t t im e w h e n a h o l d o rh o l d s a r e e m p t y .

T h e d e s i g n o f t h e c o n t a i n e r s h i p h o l d a n d i t si n s u l a t i o n i s d i r e c t l y r e l a t e d to t h e f o l l o w i n g : t h er a n g e o f a ir t e m p e r a t u r e i n t h e c o n t a i n e r ; t h ec o n t a i n e r h e a t t ra n s f e r ; r a te o f a i r c i r c u l a t i o n i n th ec o n t a i n e r ; t h e m i n i m u m c o n t a i n e r t e m p e r a t u r e ; t h ea i r d u c t s d e l i v e r i n g a i r t o a n d r e t u r n i n g a i r f r o m t h ec o n t a i n e r s; a n d th e m i n i m u m a l l o w a b l e s te e lt e m p e r a t u r e s i n t h e h o l d .

T h e e q u a t i o n s f o r h e a t f l o w i n t o a c o n t a i n e r s h i ph o l d a r e g iv e n i n re f e r e n c e 5 .

R e l a t iv e h u m i d i t y an d w e i g h t l os s

T h e d e s i g n o f t h e h o l d c o o l i n g s y s t e m a n d t h ec o n t a i n e r c o o l i n g s y s t e m i s s u c h t h a t t h e r e l a ti v eh u m i d i t y i n a c o n t a i n e r c a n b e m a i n t a in e d b e t w e e n

8 5 - 9 0 % w i t h f a n s r u n n i n g a t f u l l s pe e d . In th eS o u t h A f r i c a n t r a d e f o r e x a m p l e , t h e r e l a t i v eh u m i d i t y i s s p e c i f i e d in t e r m s o f t h e c o o l e r s u r fa c et e m p e r a t u r e r e l a t i v e t o t h e c o n t a i n e r o u t l e tt e m p e r a t u r e . T h i s t e m p e r a t u r e d i f f e r e n c e i s n o t t oe x c e e d 5 K , a n d a l t h o u g h t h i s i s n o t e x c e s s i v e , i th a s g i v e n r i s e t o c e r t a i n p r o b l e m s o f w a t e r c a r r y o v e rw h e n c a r r y i n g f r u i t c a r g o e s w i t h f u l l a i r r e f r e s h i n g .

W h e n c a r r y i n g f r o z e n c a r g o , f a n s p e e d s a r e o f t e nr e d u c e d - p a r ti c u la r ly o n m o r e m o d e r n v e ss e lsw h i c h m a y h a v e a m a x i m u m r ate o f a i r c i r c u l a t io n o f8 0 c h a n g e s a n h o u r a n d a m i n i m u m r ate o f 4 0 a i rc h a n g e s a n h o u r . I f a i r i s d e l i v e r e d t o a c o n t a i n e r i na s a t u r a t e d o r n e a r s a t u r a t e d c o n d i t i o n a t 2 5 5 K , t h ea d d i t i o n o f s e n s i b l e h e a t d r a s t i c a l l y r e d u c e s t h er e l a t i v e h u m i d i t y .

A t e m p e r a t u r e r is e o f 2 K a t t h i s t e m p e r a t u r e

e f f e c t i v e l y r e d u c e s r e l a t iv e h u m i d i t y f r o m 1 0 0 % t o

j u s t o v e r 8 0 % ; a t 2 6 3 K t h e s a m e t e m p e r a t u r e r is eh a s a p p r o x i m a t e l y t h e s a m e e f f e c t . H o w e v e r v a p o u r

p r e s s u r e o f t h e a i r a t 2 6 3 K is a l m o s t t w i c e t h a t o fa i r a t 2 5 3 K a n d i t i s f o r t h i s r e a s o n t h a t w e i g h t l o s so f m e a t s t o r e d a t a h i g h t e m p e r a t u r e i s s o m e w h a tg r e a t e r t h a n t h a t s t o r e d a t l o w t e m p e r a t u r e a n d t h i sis a m p l y d e m o n s t r a t e d b y C u t t i n g . 2

F i g u r e s f o r c a r c a s e l a m b f o r t h e f i r s t s e v e n w e e k s o fs t o ra g e a t 2 6 3 K s u g g e s t a n a v e r a g e w e i g h t l os s o f1 ,1 % p e r 4 - w e e k l y p e r i o d . A t 2 5 3 K t h i s f i g u r e i sr e d u c e d b y a b o u t 5 0 % w h i c h i ll u s tr a t e s th en e c e s s i t y o f p r o m p t f r e e z i n g t o t e m p e r a t u r e s o f2 5 3 K o r t h e r e a b o u t s i f s i g n i f ic a n t w e i g h t l o ss e s a ret o b e a v o i d e d . S i g n i f ic a n t t e m p e r a t u r e c h a n g e sd u r i n g t h e c o l d c h a i n c a n o n l y a g g r a v a t e t h i ss i t u a t i o n .

I d o n o t p r o p o s e t o d i s c u s s t h e m e c h a n i s m o fw e i g h t l o s s in d e t a il a s s o m u c h d e p e n d s o n t h e

V o l u m e 5 N u m 6 r o 5 S e p t em b r e 1 9 8 2 3 0 3

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T a b l e 1 . T e m p e r a t u r e d i s t r i b u t i o n f o r d i f fe r e n t c o n t a i n e r t y p e s

Tab/eau 1 . R #pa r t i don de /a t empera tu re po u r d / i f # ren t s t ypes de con teneu rs

Conta iner type Conta iner temperatures, K

Me an amb ient A i r de l ivery A i r re turn Mea n Range

With bat tens 283.0 254 .4 254.6 254.4 2.1

Wi th ou t bat tens 283.1 254.4 255 .0 254.7 2 .0

With bat tens 308.5 252.8 254.5 254 4 4.1

Wi th ou t bat tens 308.8 253.2 255.0 254.6 3.7

T a b l e 2 . T e m p e r a t u r e d i f f e r e n c e b e t w e e n d e l i v e r y a ir a n d a v e r a g e c a rc a s e t e m p e r a t u r e a t t h e s id ew a l l

Tab /eau 2 . D i ff d rence en t re /a t emp#ra tu re de / ' a i r sou f f / # e t / a t empdra tu re mo yenne des ca rc ass es /e /ong d ' un eparo i l a t#ra /e

Conta iner type Mea n amb ient , K Ai r de l i very, K A t Mea n s idewal l- a i r de l i ve r y , K

With bat tens 283 254.4 - 0.1

W i t hou t ba t tens 2 8 3 2 54 .5 +0 . 3

With bat tens 308 252.8 + 1.4

Wi th ou t bat tens 308 253.2 + 1 .5

d r y n e s s o f t h e m e a t s u r f a c e a n d t h e l o c a l v a p o u r

p r e s s u r e o f t h e a i r a n d a i r v e l o c i t y . S o m e i n t e r e s t in g

i n fo r m a t i o n o n w e i g h t lo s s in c o n t a in e r s h a sr e c e n t l y b e e n o b t a i n e d b y M i r i n z .

T h e r e i s n o d o u b t t h a t th e u s e o f f il m w r a p s w i l lr e d u c e w e i g h t l o s s in s t o r a g e b u t t h e u l t im a t e l o s sw i l l d e p e n d o n t h e s ta g e a t w h i c h t h e w r a p is p u t

a r o u n d t h e c a rc a s e . T h e m e a t b u y e r w i l l n o t b ei n t e re s t e d i n a p o l y e t h y l e n e s a c k c o n t a i n i n g a f r o z e n

c a r c a s e p l u s i ce . F i lm w r a p s h a v e a p o s i t iv ea d v a n t a g e ( o r d i s a d v a n t a g e ) in t h a t i t is e a s y t o s e ew h e n m e a t h a s r i s e n i n t e m p e r a t u r e d u r i n g h a n d l i n ga n d s u b s e q u e n t ly l o w e r e d w h e n in a c o l d s t o re o rs h i p l a t e r i n t h e t r a n s p o r t c h a i n .

T h e r e c e n t t ri a ls w i t h t h r e e p o r t h o l e c o n t a i n e r s a n d

o n e i n te g r a l c o n t a i n e r s t o w e d o n d e c k g a v e s o m e

i n t e r e s t in g r e s u lt s , a l t h o u g h t h e l o s s e s f r o m o n ec o n t a i n e r w e r e v e r y l o w . T h e r e w a s n o o b v i o u se x p l a n a t i o n f o r t h i s , b u t i t i s p r o b a b l y d u e t o

w e i g h i n g e r r o rs .

O n e f a c t to e m e r g e w a s t h e s i g n i f ic a n t d i f fe r e n c e inw e i g h t l o ss b e t w e e n c a r ca s e s s t o w e d n e a r t h ep e r i p h e r y o f t h e c o n t a i n e r a n d w i t h i n t h e b u l k . T h i sd i f f e r e n c e w a s a l s o s i g n i f i c a n t i n r e l a t io n t o d i s t a n c ef r o m t h e a i r i n l e t .

O n e m a y t h e r e f o r e c o n c l u d e t h a t t h e c o n t a i n e r h e a tl e a k a g e w a s a s i g n i f i c a n t f a c t o r b o t h in l o c a l l yi n c r e a s i n g t e m p e r a t u r e a n d a t t h e s a m e t i m er e d u c i n g r e l a t i v e h u m i d i t y .

T h e a v e r a g e l o s s o f 0 .8 % i s c o n s i s t e n t w i t h t h r e e t of o u r w e e k s s t o ra g e a t 2 63 K a n d a b o u t e i g h t w e e k s

s t o r a g e a t 2 5 5 K . T h i s is re a s o n a b l y c o n s i s t e n { w i t ht h e t e m p e r a t u r e t i m e h i s t o r y o f t h e m e a t , w h i c hw o u l d g e n e r a l ly c o n f i rm t h e f ig u r e s g i v e n in t h e

l it e r a tu r e f o r c o l d s t o re s . ( A n i n t e r e s ti n g o b s e r v a t i o n

m a d e b y t h e l a te A . J . M . S m i t h in 1 9 4 8 o n t h ec a r r ia g e o f N e w Z e a l a n d l a m b in 1 9 3 1 w a s as

f o l lo w s . A g r id d e d l o w e r h o l d p r o d u c e d a w e i g h t

lo s s o f 1 .3 5 % w h e r e t h e t e m p e r a t u r e a v e r a g e d2 6 3 . 5 K . A t a t e m p e r a t u r e o f 2 5 9 K t h e w e i g h t l o ssw a s a s l i t t l e a s 0 . 4 % . )

C o n t a i n e r d e s ig n

S o m e o f t h e m o r e r e c e n t c h a n g e s in c o n t a i n e rd e s i g n h a v e b e e n t h e i n t r o d u c t i o n o f r a d iu s e dp o r t h o l e s a n d a t t e n t i o n t o t h e r e m o v a l o f a l l s h a r p

c o r n e r s a t t h e e n t r y t o a n d e x i t f r o m t h e c o n t a i n e r .T h i s h a s b e e n a c c o m p a n i e d b y a r e d u c t i o n in t h e ai rp l e n u m d e p t h o n t h e f r o n t w a l l o f th e c o n t a i n e r

f r o m 1 2 5 m m t o 7 0 m m . A m o r e c o n t r o v e r s i a lc h a n g e h a s b e e n t h e s u g g e s t i o n t o d e l e te s i d e w a l l

b a t t e n s o n s o m e c o n t a i n e rs , a n d w h e r e t h e c a r r ia g eo f f r o z e n p r o d u c e is c o n c e r n e d t h i s h a s g i v e n r is e to

c o n c e r n i n s o m e q u a r t e r s . S o m e r e c e n ti n v e s t i g a t i o n s a t C a m b r i d g e w i t h t w o c o n t a i n e r

l o a d s o f f r o z e n l a m b t e s t e d s i m u l t a n e o u s l y o n a

t o w e r u n i t i n d i c a t e d t h e r e w a s l i tt le d i f f e r e n c e in th et e m p e r a t u r e d i s t r i b u t io n a n d r a n g e b e t w e e n t h e tw oc o n t a i n e r s . S o m e r e s u lt s a re g iv e n in T a b l e 1 .

T h e t e m p e r a t u r e d i f f e r e n c e b e t w e e n d e l i v e r y a i r a n dt h e a v e r a g e c a r c a s e t e m p e r a t u r e a t t h e s i d e w a l lg a v e s i m i l a r r e s u l t s , s h o w n i n T a b l e 2 .

3 0 4 I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f R e f r i g e r a t io n

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A f u r t h e r t r i a l w i t h c h e e s e i n c a r t o n s r a n d o m l ys t o w e d b u t w i t h m i n im a l g a p s a t t h e s id e w a l l a g a i ns h o w e d l it t le d i ff e r e n c e b e t w e e n t h e t w o c o n t a i n e rs .

A n i n t e r e s t i n g r e s u l t h e re w a s a c h a n g e i n t h et e m p e r a t u r e d i s t r i b u t i o n . W h e r e a s i t is n o r m a l f o rm a x i m u m t e m p e r a t u r e s t o o c c u r a t t h e t o p t ie r

a d j a c e n t t o t h e d o o r s , i n t h i s p a r t i c u l a r i n s t a n c et h e s e t e m p e r a t u r e s w e r e l o w e r t h a n a n t i c i p a t e d . T h e

t e m p e r a t u r e g r a d i e n t w a s f ro m t o p t o b o t t o m o f th el o a d r a t h e r t h a n f r o m o n e e n d o f t h e c o n t a i n e r t o

t h e o t h e r . O n e m a y a t t r i b u t e t h i s t o t h e f a c t t h a t t h e

s t o w a g e o f c a r t o n s , c o m b i n e d w i t h t h e 1 0 c m s i d e

c h a n n e l , g i v e s l e s s o p p o r t u n i t y f o r a i r t o s h o r t c i r c u i t

a t t h e s i d e b a t t e n s t h e r e f o r e i n c r e a s i n g t h e a i r f l o w

a t t h e d o o r e n d a d j a c e n t t o t h e c o r n e r p o s t s .

T h e e f f e c t o f f lo o r d e s i g n o n a i r d i s t r i b u t i o n h a sb e e n a d i ff i c u l t p r o b l e m t o r e s o l ve s i n c e th e a d v e n to f t h e c o n t a i n e r a n d v a r i o u s s o l u t i o n s h a v e b e e np r o p o s e d f r o m t i m e t o t im e . T h e T s e c t i o n f l o o r h a sp r e d o m i n a t e d f o r a n u m b e r o f y e a r s b u t t e n d s t o b ef r a g i le p a r t i c u l a r l y a t t h e d o o r o p e n i n g .

S o m e i n v e s t i g a t io n s in p r o g r e s s w i t h a c a s t e ll a te ds e c t i o n f l o o r h a v e i n d i c a t e d t h a t a ir d i s t r i b u t i o n isn o t s i g n i f i c a n t l y d i f fe r e n t . T h i s t y p e o f f l o o r h a s t h ea d v a n t a g e o f s u p e r i o r s t r e n g t h a n d i s a l s o e a s i e r t o

c l e a n . I t n o m i n a l l y h a s a h i g h e r a i r v e l o c i t y i n t h ec h a n n e l s d u e t o t h e r e d u c t i o n i n f r e e a r e a . T h ei nc re a s e in s t a t i c p r e s s u r e fo r a l o a d e d c o n t a i n e r

w i t h t h i s ty p e o f f l o o r is s h o w n i n F ig . 1.

T h e p ro b l e m w i t h a n y c o n t a in e r w i t h b o t t o m a ir

f l o w is f o r t h e c a r g o t o p r e s e n t a u n i f o r m r e s i s ta n c e

d o w n t h e c o n t a i n e r l e n g t h w i t h n o s h o r t c i rc u i ts .D u e to t h e in c o m p a t i b i l i ty o f c o n t a i n e r d i m e n s i o n s

a n d c o n t a i n e r l e n g t h w i t h s o m e c a r to n s , t h e re i si n e v i ta b l y a b y p a s s a t t h e d o o r s e v e n t h o u g h o t h e rs h o r t c i r c u i t s a r e m i n i m i z e d . A s a t l e a s t 4 2 4 m 3 h 1

300,

no. 20 0] /

Q. •

• J

le o

/e

//

I ,

Castellated.. . .. Standard T-- - -- Castellated with cargo

I I I20 40 60 80

Air changes per h

Fig. 1 Pressure drop vs vo lum e in a 20x 8x 8 f t conta iner wi th a

caste l la ted f loor

F i g . 1 C h u t e d e p r e s s i o n e n f o n c t i o n d u v o / u m e d a n s u n

c o n t e n e u r d e 2 0 x 8 x 8 p i e d s a v e c c a i / / e b o t i s a u s o /

o f a i r a r e r e q u i r e d t o k e e p t h e t e m p e r a t u r e r a n g e o fa i r w i t h i n 2 K w h e n p a s s i n g o v e r th e d o o r e n d i t is

d i f f i c u l t t o r e g u l a t e t h i s b y s t o w a g e o f c a r g o .

S o m e i n v e s t i g a t io n s a re in p r o g r e s s t o a d a p tt e c h n i q u e s u s e d in c o n v e n t i o n a l r e fr ig e r a te d s h i p s

f o r a ir d i s t r i b u t i o n a n d t h e s e h a v e s h o w ne n c o u r a g i n g r e s u lt s . U s i n g a g r a d e d p e r f o r a t e d f lo o r

i t is p o s s ib l e t o d u c t a k n o w n q u a n t i t y o f a i r t o t h ed o o r a n d u n i f o r m l y d i s t r i b u t e t h e r e m a i n d e r o v e r t h el e n g t h o f t h e c o n t a i n e r . I t i s a l s o p o s s i b l e t o r e g u l a t et h e a m o u n t o f a ir f l o w i n g u p t h e s id e w a l l s o f th e

c o n t a i n e r , t h e r e b y a v o i d i n g o n e o f t h e m o r e o b v i o u s

s h o r t c ir c u i t s . O n e p o s s i b l e d i s a d v a n t a g e i s t h a t t h ef l o o r h a s t o b e h i n g e d a t t h e s i d e t o g i v e a c c e s s f o r

c l e a n i n g p u r p o s e s , a n d h a s y e t t o o b t a i n T I Ra p p r o v a l . I f h o w e v e r a i r c a n b e u s e d m o r e e f f i c i e n t l y

i t s h o u l d g i v e r i s e t o m o r e u n i f o r m g r a d i e n t s i n t h e

c a r g o a n d l i m i t t h e a m o u n t o f e n e r g y w h i c h is u s e d

i n c i r c u l a t i n g l a r g e q u a n t i t i e s o f a i r i n o r d e r t o

a c h i e v e t h e s a m e r e s u l t s .

C o n t a i n e r h e a t t r a n s f e r

A p a r t f r o m t h e d e t e r io r a t i o n w i t h t im e o f

p o l y u r e t h a n e i n s u l a t i o n a s g i v e n i n t h e r e fe r en c e s,

t h e c o n t a i n e r h e a t l e a k a g e is f a r f r o m u n i f o r m a sw a s s h o w n f o l l o w i n g s o m e i n v e s ti g a ti o n s a t

C a m b r i d g e s o m e y e a r s a g o . F i g u re s fo r a 2 0 x 8 x 8 f t

p o r t h o l e c o n t a i n e r a r e g i v e n i n T a b l e 3 .

I t is in e v i t a b l e w i t h t h e i n t e g r a l c o n t a i n e r t h a t a h i g h

p r o p o r t i o n o f t h e h e a t lo s s s h o u l d b e a t t h e f r o n t

w a l l a s a n u m b e r o f p i p e s a n d c a b l e s p e n e t r a t e t h e

i n s u la t e d e n v e l o p e . I t is h o w e v e r a t th e d o o r e n d

t h a t m o s t o f t h e h e a t l e a k o c c u r s w i t h p o r t h o l e

c o n t a i n e r s . T h i s i s i n v a r i a b l y a n a r e a o f h i g h

t e m p e r a t u r e p a r t ic u l a r ly i f t h e s t o w a g e d o e s n o t

p e r m i t a r e a s o n a b l e f l o w o f a i r o v e r t h e c o r n e r p o s t s

a n d d o o r s u r f a c e s . S o m e i n t e r e s t i n g o b s e r v a t i o n s b yI r v in g e t a l. 67 w i t h c o n t a i n e r l o a d s o f f r u i t c o n c l u d e d

t h a t i t w a s b e t t e r t o s t o w t h e l o a d a l m o s t u p t o t h e

c o n t a i n e r d o o r s t o e n s u r e th a t t h e a i r f l o w e d o v e r

b o t h d o o r s a n d c a r g o .

T h e r e h a s b e e n s o m e s p e c u l a t i o n o n t h e m e c h a n i s m

o f h e a t t r a n s f e r f r o m t h e a t m o s p h e r e t o t h e c a r g o i na c o n t a i n e r w h i c h h a s n o a c t iv e i n t e r n a l a ir

c i r c u l a t i o n a n d r e l i e s e n t i r e l y o n n a t u r a l c o n v e c t i o nt o t r a n s p o r t h e a t f r o m t h e w a l l o f t h e c o n t a i n e r t o

t h e a i r a n d t h e n c e t o t h e l o a d . V a r i o u s t h e o r i e s h a v e

b e e n p u t f o r w a r d t o e x p l a in t h i s m e c h a n i s m , b u t i t is

s u f f ic i e n t t o s a y th a t t h e c o m b i n e d e f fe c t s o f

c o n d u c t i o n , c o n v e c t i o n a n d r a d i a t io n p l a y e q u a l l y

i m p o r t a n t p a r t s i n t h i s f o r m o f h e a t t r a n s f e r .

L o r e n t z e n 8 h a s p u t f o r w a r d t h e n a t u ra l c o n v e c t i o n

t h e o r y a n d h a s a p p a r e n t ly o b t a i n e d r e a s o n a b lec o r r e l a ti o n w i t h l o a d s o f f r o ze n f is h . A t C a m b r i d g e ,

a re a s o n a b l e c o r r e la t i o n w a s o b t a i n e d f o r p a r t s o ft h e lo a d u s i n g t h r e e d i m e n s i o n a l h e a t c o n d u c t i o n

t h e o r y . O t h e r i n v e s t i g a t o r s h a v e t r e a t e d t h e t o ps u r f a c e o f t h e l o a d a s b e i n g o f a u n i f o r m

t e m p e r a t u r e a n d a p p l i e d t h e t h e o r y o f h e a tc o n d u c t i o n f r o m i n f i n i t e s l a b .

V o l u m e 5 N u m b e r 5 S e p t e m b e r 1 9 8 2 3 0 5

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T a b l e 3 . C o n t a i n e r h e a t l e a k a g e

Tab/eau 3 . Ent r#es de cha/eur dans /es conteneurs

Conta iner type Heat leak , Front bu lkhead, Door end, Remainder,to ta l W K ] W K- ~gb W K- ~ W K

1 No T bar f loor 24.1 4.2 6.2 13 7

2 Wi th T ba r f loo r 23 ,4 4 0 5 .2 ] 4 33 Wi th T bar f loor 26 4 4 .0 71 15.3

4 In tegra l conta iner 27 .1 8.4 50 14 3

5 Integral conta iner 23.5 7.3 4.3 11 9

N u m b e r s 1 a n d 2 w e r e p r o t o t y p e s , t h e 3 rd c o n t a i n e r h a d b e e n p r e v i o u s l y

t r a n s f e r w a s 2 5 . 4 W K - 1

A t t h e b e g i n n i n g o f th e c o n t a i n e r s e r v i ce i n 1 9 6 9

a n d f o r a p e r i o d o f s o m e 2 t o 3 y e a r s , s o m ei n v e s t i g a t io n s w e r e m a d e b o t h in N e w Z e a l a n d 9 a n d

i n o u r l a b o r a t o r y a t C a m b r i d g e t o d e m o n s t r a t e

t e m p e r a t u r e c h a n g e s i n lo a d s o f f r o z e n c a r c a s e m e a tb o t h f o l l o w i n g l o ad o u t f r o m t h e c o l d s to re , a n d

f o l l o w i n g d i s c h a r g e fr o m t h e c o n t a i n e r s h ip h o l d .

B o t h l a b o r a t o r i e s d e m o n s t r a t e d v e r y e f f e c t i v e l y th er a p id c h a n g e s i n t e m p e r a t u r e w h i c h o c c u r w h e n

c a r c a s e la m b i s c a r r ie d i n c o n t a i n e r w i t h o u t

r e f r i g e r a t i o n . T h e M i r i n z r e s u l t s i n p a r t i c u l a r s h o w e d

t o w h a t e x t e n t b o t h l o a d i n g t i m e a n d a m b i e n t

t e m p e r a t u r e a f f e c t e d c a r c a s e t e m p e r a t u r e s a t t h e

f r o n t e n d . T h e r e s u l t s f o r c o n t a i n e r s d i s c h a r g e d f r o mt h e c o n t a i n e r s h i p h a v e b e e n e s p e c i a l l y u s e f u l o v e r

t h e p a s t d e c a d e w h e n c o n t a i n e r s h a v e b e e n

t r a n s h i p p e d f r o m E u r o p e t o t h e U n i t e d K i n g d o m .

C r y o g e n i c r e f r ig e r a t i o n o f m e a t c a r g o e s

i n c o n t a i n e r s

W h e n r e f r ig e r a t i n g c o n t a i n e r s o t h e r t h a n b y f o r c e da i r and i n pa r t i cu la r b y CO2 o r l i qu id n i t r og en , i t i s

i n t e r e s t i n g t o n o t e t h a t t h e r a n g e o f t e m p e r a t u r e i n

t h e c o n t a i n e r o n c e d u m p i n g h a s b e e n c o m p l e t e d f o r

a n h o u r o r so i s q u i t e c o n s i d e r a b l e a n d h a s g i v e n

r is e t o s p e c u l a t i o n i n t h e p a s t t h a t t h e q u a l i t y o f

m e a t c a n b e a ff e c te d b y p r o l o n g e d e x p o s u r e t o

t h e s e r e f r ig e r a n t s . W e c a r r i e d o u t a t r ia l s o m e f o u r

y e a r s a g o t o a s s e s s c h a n g e s i n m e a t q u a l i t y a f t e re x p o s u r e to l i q u id n i t ro g e n d u m p i n g o n a o n c e p e r

d a y b a s i s o v e r a p e r i o d o f t h r e e w e e k s , t h e n e t r e s u l t

b e i n g t h a t t h e m e a t w a s e n t i re l y a c c e p t a b l e t o t h ec o n s i g n e e . A t t h e s a m e ti m e w e n o t e d t h a t d u r i n g

t h e d u m p i n g p r o c e s s a c o n s i d e r a b l e q u a n t i t y o fw a t e r v a p o u r e n t e r e d t h e c o n t a i n e r a n d t h e r e w a s

s o m e a c c u m m u l a t i o n o f i c e c r y s t a l s o n t h es t o c k i n e t t e w r a p s o n t h e fr o n t t h i r d o f th e c o n t a i n e r .

Some resu l t s a re g i ven i n F ig . 2 .

A s f a r a s C O 2 i s c o n c e r n e d w e h a v e o n l y c a r r i e d o u tt w o t ri a ls w i t h s n o w s h o o t i n g in w h i c h a l ar g eq u a n t i t y o f C O 2 i s i n j e c t e d t h r o u g h a n o z z l e a n dp r o d u c e s a li g h t f il m o f s n o w o v e r th e s u r fa c e o f t h em e a t . S o m e t e m p e r a t u r e p r o f i le s a r e g i v e n i n F ig . 3

f o r s u c h a p r o c e s s .

t e s t e d b y t h e m a n u f a c t u r e r t w o m o n t h s e a r l i e r w h e n t h e o v e ra l l h e a t

W e h a v e b e en a w a r e o f s o m e c o m m e n t in A u s t ra l ia

a n d N e w Z e a l a n d o f g a s s t a i n i n g o f m e a t d u e t o

p r o l o n g e d e x p o s u r e t o C O 2 v a p o u r . T h i s fi r s t a r os e

d u r i n g t h e 1 9 3 0 ' s w h e n c h i l le d b e e f w a s c a r r ie d

f r o m A u s t r a l ia in a 1 0 % a t m o s p h e r e o f C O 2 f o rp e r i o d s o f 5 0 d a y s . D u r i n g t h e l a t e 1 9 5 0 " s a n d e a r l y1 9 6 0 's t h e A u t h o r e x a m i n e d m a n y s h ip m e n t s o f

c h i l le d b e e f d i s c h a r g e d in L o n d o n f o l l o w i n g c a r ri a g e

w i t h 1 0% C Q a n d t h er e w a s n o e v id e n c e o f

d i s c o l o u r a t i o n , t t w i l l b e i n t e r e s t i n g t o h e a r s o m e

c o m m e n t o n r e a s o ns f o r t h i s s u p p o s e d s t a i n in g a n d

i ts e f f e c t o n c o n s u m e r a c c e p t a b i l i ty .

C h i l l e d l a m b a n d b e e f

A l t h o u g h c h i ll e d b e e f s h i p m e n t s in c o n ta i n e r s t o t h e

U n i t e d K i n g d o m w e r e s u s p e n d e d f o l l o w i n g e n t r y t o

t h e E E C , n e v e r t h e l e s s s o m e i n t e r e s t i n g r e s u l ts w e r eo b t a i n e d f o r c r y o v a c p a c k e d b e e f c u t s i n c a r t o n s .

T h e s e w e r e m o s t l y c a r r ie d i n in t e g r a l c o n t a i n e r s o nd e c k o f th e c o n t a i n e r s h i p a l t h o u g h p o r t h o l e

c o n t a i n e r s w e r e c a r r i e d b e l o w d e c k o n s h i p s o f t h eE n c o u n t e r B a y cl a s s a n d r e f r i g e ra t e d b y c li p o n u n i t

f o l l o w i n g d i s c h a r g e f r o m t h e v e ss e l.

F e w o f t h e s e s h i p m e n t s s h o w e d p r o b l e m s o t h e r

t h a n s l i g h t ic e f o r m a t i o n w h e n d e l i v e r y a i r

t e m p e r a t u r e s f e ll b e l o w 2 7 1 K . O n e h a d t h ei m p r e s s i o n t h a t c r y o v a c b e e f w a s m o r e t o l e r a n t t o

b o t h h i g h e r s to r a g e t e m p e r a t u r e s , u p t o 2 7 5 K , a n d

f l u c t u a t i o n s in te m p e r a t u r e b e t w e e n t h e s e t w o

2 6 C

g

2 5 £

. o _ ~ ~ . o . ~ s ~ " ~ _ _ _ o . . ~ ~ ~ 3..~ _ ..O o - - - - - o

....-.-~ ..........~ ...- '~k ,,,,x----- ~ ..~. ;= ,.,4* ' I , , t _.--"*

I I I I I I I IIO 20 5 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0

T im e, h

F i g . 2 D u m p c h a r g i n g o f a 2 O f t i n s u l a t e d c o n t a i n e r l o a d e d w i t h

c a r c a s e l a m b ( i n j e c t i o n p e r i o d 7 5 r a i n / 2 4 h , 1 0 5 k g N 2 )

F /g. 2 / n /e c t io n d ' a zo te f l q u id e d ar t s u n co n te n e u r Jso th erme d e2 0 p ie d s ch a rg # d e ca rca sse s d ' a g n e a u ( p # n o d e d ' i n /e c t io n75 ra in ~2 4 h . 1 05 kg d e N 2 )

2 7 5

~_70

3 0 6 R e v u e I n t e r n a t i o n a l e d u F r o i d

8/2/2019 Science (39)


26 C

~ 2 5 0

~ 2~. 240E

23 0

8 2 2 o

Fig. 3

~ . s ~ " A m b ien t temperature- / / t

~ . ~ . ~ Bottom

i i ~ i I I iIO 20 0 40 50 60 70

T im e , h

D u m p c h a r g i n g o f a 2 0 f t in s u l a te d c o n t a i n e r w i t h

- ~ 2 9 0

2 80

2 . 2 t o n n e s o f l i q u i d C O 2 o v e r 7 5 m i n

F ig . 3 I n j # c t i o n d e 2 , 2 t d e C O 2 e n 7 5 m i n d a n s u n c o n t e n e u ri s o t h e r m e d e 2 0 p i e d s

' l im i ts . ( T h i s w a s e x t r e m e l y d i f f e r e n t f r o m t h e

s h i p m e n t s o f b e e f in c a rc a s e w h e n r ig i d t e m p e r a t u r e

c o n t r o l o f 2 7 1 .6 K + 0 . 3 K w a s r e q u i r e d . )

T h e s i tu a t i o n w i t h c h i ll e d l a m b i s s o m e w h a t

d i f fe r e n t h o w e v e r , a n d b o t h l o w e r t e m p e r a t u re s ,p r e f e ra b l y b e l o w 2 7 2 K a n d e x e m p l a r y t e m p e r a t u r e

c o n t r o l a r e n e c e s s a r y t o m a i n t a i n m i c r o b i a l a c t i v i t y

a t a sa t i s f ac to r y l eve l .

O p i n i o n is d i v i d e d b e t w e e n t h o s e w h o c o n s i d e r t h e

a i r t e m p e r a t u r e e n t e r in g t h e c o n t a i n e r t o b e m o r e

i m p o r t a n t a n d t h o s e w h o c o n s i d e r a i r l e a v i n g t h e

c o n t a i n e r t o b e m o r e i m p o r t a n t . W h e n c a r r y i n g

c h i ll e d m e a t it is a s w e l l t o k n o w w h a t t h e l im i ti n g

l o w e r l i m i t is g o i n g t o b e .

W h e n c o n t a i n e r s a r e c a r r ie d o n d e c k a r e t u r n a i r

c o n t r o l l e r c a n m a i n t a i n a re t u r n a ir t e m p e r a t u r e o f

2 7 2 K , b u t w h e n p a s s i n g t h r o u g h t h e t ro p i c s t h e

h e a t l e a k o n t h e c o n t a i n e r n a t u r a l l y i n c r e a s e s a n d

d e l i v e r y a ir t e m p e r a t u r e s m a y w e l l f a ll b e l o w

2 7 0 . 5 K o r e v e n 2 7 0 K d e p e n d i n g o n t h e d e s ig n . I f,

o n t h e o t h e r h a n d , a c o n s t a n t d e l i v e r y a i rt e m p e r a t u r e o f 2 7 0 . 5 K i s c o n s i d e r e d t h e n r e t u r n a i r

t e m p e r a t u r e s m a y r is e a b o v e 2 7 2 K i n t h e h i g h e ra m b i e n t t e m p e r a t u r e .

I f t he w a te r i n l amb ca rcases s ta r t s t o f r eeze a t

a b o u t 2 7 2 K , a t 2 7 0 .5 K t h e i ce c o n t e n t o f t h e m e a t

is a b o u t 6 0 % b a s e d o n a n a n i t ia l w a t e r c o n t e n t o f7 5 % . 9 T e m p e r a t u r e f l u c t u a t i o n s b e t w e e n t h e s e t w o

t e m p e r a t u r e s a r e u n l i k e l y t o a f f e c t c r y s t a l g r o w t ha n d m e a t q u a l i t y . O n e i s t h e r e f o r e o n l y l e f t w i t h t h e

q u e s t i o n , w h e n is c h i l l e d m e a t n o lo n g e r c h i l le d ?

T e m p e r a t u r e c o n t r o l

W i t h t h e c a r ri a g e o f f r o z e n m e a t, w h e t h e r in c a r t o n

o r c a r c a s e f o r m , i t i s u s u a l l y s u f f i c i e n t t o m a i n t a i n

t e m p e r a t u r e s a t o r b e l o w a p r e s c ri b e d m a x i m u m a n dt h e v a r i a t i o n s i n t e m p e r a t u r e d u e t o c y c l i n g

o p e r a t i o n o f c l ip o r i n t e g r a l r e f r ig e r a t i o n u n i t s h a sl it t le n o t i c e a b l e e f f e c t o n m e a t q u a l i ty .

I n s o m e c o n t a i n e r s h i p s i t i s p o s s i b l e t o m a i n t a i n t h eh o l d t e m p e r a t u re a t a c o n s t a n t v a l u e w h i c h g i v e s a

c o n s t a n t h e a t f l o w i n to t h e c o n t a i n e r . T h i s i s u s u a l l y

i n s i g n i f i c a n t a t c h i l l t e m p e r a t u r e s a n d a t f r o z e n

t e m p e r a t u r e s t h e c o n t a i n e r h e a t l e a k i s a b o u t h a l f

t h a t o f t h o s e c o n t a i n e r s s t o w e d o n d e c k .

T h e c o n t r o l o f i n te g r a l a n d c l ip o n c o n t a i n e rr e f r ig e r a t i o n s y s t e m s w a s r e c e n t l y re v i e w e d b y t h eA u t h o r 5 a n d t w o o f t h e m o r e p o p u l a r s y s t e m s a r e

g i ven i n F ig . 4 .

T h e e le c t r o n i c c o n t r o l l e r a nd m o d u l a t i n g s o l e n o i d

v a l v e h a v e e n a b l e d t h e r e f r ig e r a t i o n s y s t e m s

e n g i n e e r t o c o n t r o l a i r t e m p e r a t u r e s t o a v e r y s t a b l e

le v el w i t h o n l y m i n o r fl u c t u a t i o n s , a n d w i t hc o n t i n u o u s c a p a c i t y c o n t r o l i t is p o s s i b l e t o r u n th e

e v a p o r a t o r a t t h e h i g h e s t t e m p e r a t u r e c o m m e n s u r a t ew i t h t h e r e q u i r e d a ir t e m p e r a t u r e a n d t h e r e f o r em i n i m i s e w a t e r t r a n s f e r f r o m t h e c a r g o .

,JAir cooler

(evaporator)

i i

Three waydiverting valve

)

' '

5 hp th ree cyl inder compressor

Temperaturecontroller

Hot gas injection to evaporator

I Air cooledcondenser

I I

2

Modulatingback ~

pressurevalve ( ~

Air cooler

Liquid injectionto suct ion

--- Air cooledcondenser

5hp three cyl inder compressor

Evaporator pressure control w ith l iquid inject ion to suct ion

F i g . 4 C o n t a i n e r r e f r ig e r a t i o n s y s t e m s w i t h c a p a c i t y c o n t r o l

F i g. 4 S y s te m e s f r ig o r i f i q u e s p o u r c o n t e n e u r s a v e c r # g u / a t i o n d ep u i s s a n c e

V o l u m e 5 N u m 6 r o 5 S e p te m b r e 1 9 8 2 307

8/2/2019 Science (39)


S y s t e m s fi t te d w i t h a s u c t i o n t h r o t t l i n g v a l v e r e q u i r e

s u i t a b l e d e s u p e r h e a t i n g t e c h n i q u e s i f z e r o c a p a c i t y

is t o b e a c h i e v e d . O n e s y s t e m r e c e n t l y te s t e d h a d a

r e s i d u a l l o a d o f 2 k W a t a n e v a p o r a t i n g t e m p e r a t u r e

o f 2 6 8 K s i m p l y b e c a u s e th e v a l v e w a s d e s i g n e d t or e m a i n p a r t i a l l y o p e n a t a l l t i m e s . T h i s s y s t e m w a s

b a s e d o n a s i x c y l i n d e r c o m p r e s s o r u n l o a d i n g i n

s t a g e s b u t t h e i m p r o v e d v o l u m e t r i c e f f i c i e n c y a t t h e

l o w e r c o m p r e s s i o n r a t io w h e n o p e r a t in g w i t h t w oc y l i n d e r s v i r t u a l l y o ff s e t th e r e d u c t i o n i n s w e p t

v o l u m e a t l o w c o n t a i n e r h e a t l o a d s . P e r h a p s t h e

m o s t s i g n i f i c a n t c o n t r i b u t i o n o f t h i s t y p e o f c o n t r o l

is t h e s a v i n g i n p o w e r .

H o w e v e r , t h e h o t g a s i n j e c t io n m e t h o d h a s a m a j o r

d i s a d v a n t a g e i n th a t t h e c o m p r e s s o r is w o r k i n g a t a

l o w e r c o m p r e s s i o n r a t i o w h e n c a r r y i n g c h i l l c a r g o e s ,

a n d t h e s w e p t v o l u m e o f a n o n u n l o a d i n g t y p e o fc o m p r e s s o r s u c h a s t h e C o p e l a n d 3 . 7 k W t o 5 . 6 k W

r a n g e r e s u l t s i n a h i g h p o w e r c o n s u m p t i o n f o r a l o w

r e f r i g e r a t i o n c a p a c i t y .

N e v e r t h e l e s s , t h e r e a r e n o p r o b l e m s w i t h c o m p r e s s o r

s u p e r h e a t a s th e e x p a n s i o n v a l v e is s ti ll c o n t r o l l i n g

t h e c o n d i t i o n o f t h e v a p o u r l e a v i n g t h e e v a p o r a t o r .

W i t h t h e b y p a s s w i d e o p e n i t is p o s s i b l e to b o t h

h e a t t h e c o n t a i n e r a n d a l s o d e f r o s t t h e c o o l e r . T h e

s y s t e m i s l es s s t a b l e th a n t h e s u c t i o n t h r o t t l i n g

m e t h o d p a r t ic u l a r ly w h e n a t h re e w a y d i v e r ti n g

v a l v e i s u s e d a n d r e q u i r e s a h i g h q u a l i t y c o n t r o l l e r

w i t h a m u l t i t e r m o u t p u t t o a c h i e v e t h e b e s t r e s u l t s .

A t C a m b r id g e w e a re p r e se n t ly d e v e l o p i n g a

m i c r o p r o c e s s o r c o n t r o ll e r w h i c h i n a d d i t io n t o

h a v i n g t h e e q u i v a l e n t m u l t i p l e te r m c o n t r o l h a s a

c o m p r e h e n s i v e m o n i t o r i n g a n d a l a r m s y s t e mt o g e t h e r w i t h p r e t r ip i n s p e c t i o n f a c i l it ie s . P e r h a p s i n

t h e f u t u r e t h e c i r c u l a r c h a r t w i l l b e r e p l a c e d b y a

d i s c r e t e m e m o r y s y s t e m s o t h a t a l l t h e s i g n i f i c a n tp a r a m e t e r s a r e r e c o r d e d , n o t a b l y d e l i v e r y a n d r e t u r n

a i r , a m b i e n t t e m p e r a t u r e , a n d d e f r o s t i n g . S o m e p i l o t

s c a l e t r i a l s h a v e b e e n v e r y s u c c e s s f u l a n d a l t h o u g ht h e r e a r e s t i ll s o m e p r o b l e m s t o b e o v e r c o m e , t h e r e

i s n o d o u b t t h a t u n i t s o f t h i s t y p e w i l l b e i n

o p e r a t i o n w i t h i n t h e n e x t y e a r o r so .

T a i n t

I t w o u l d b e w r o n g n o t to i n c l u d e th i s s o m e w h a tp e r e n n i a l p r o b l e m i n a p a p e r c o n c e r n e d w i t h t h e

t r a n s p o r t o f m e a t s i n c e i t h a s b e e n a n d c o n t i n u e s t c

b e a n i r r i t a t i o n t o t h e t r a n s p o r t o p e r a t o r .

T h e p r o b l e m o f m a t e r i a l s f o r u s e i n c o n t a i n e rc o n s t r u c t i o n w a s h i g h l i g h t e d w i t h t h e i n t r o d u c t i o n

o f g l a s s r e i n fo r c e d p o l y e s t e r l i n i n g s f o r i n s u l a t e dc o n t a i n e r s a n d r e s i d u a l s ty r e n e f r o m i n c o m p l e t e l y

c u r e d p a n e l s . T h i s h a s b e e n a c c o m p a n i e d b y o t h e ro d o u r s fr o m s e a l a n t s a n d p a i n t s y s te m s . I t w a s am a t t e r o f re g r e t i n 19 8 1 w h e n w e w e r e a b l e t or e p o r t a c o n t a i n e r h a v i n g s o m e o f i t s li n i n g s w i t hr e s id u a l v o l a t i l e s i n e x c e s s o f t h e l i m i t s u g g e s t e d b y

t h e B r i t i s h P l a s t i c s F e d e r a t i o n , i e 0 . 1 % e x p r e s s e d a ss t y re n e . T h i s c o n t a i n e r f a i l e d a t a i n t t e s t a n d

r e q u i r e d c o n s i d e r a b l e r e b u i l d i n g .

A l e s s o b v i o u s s o u r c e o f t a i n t m a y o c c u r w h e n

c o n t a i n e r s a r e u n l o a d e d f r o m a c o n t a i n e r s h i p o r

m o v e d w i t h i n a c o n t a i n e r te r m i n a l a n d l e ft w i t h t h e i r

p o r t - h o l e c l o s u r e s o p e n . I t is p e r h a p s n o t u s u a l l y

k n o w n t h a t in a m b i e n t te m p e r a t u re s b e t w e e n 2 7 3 Ka n d 2 7 8 K a n d w i t h a c o n t a i n e r te m p e r a t u r e o f

2 5 3 K , a i r c a n e n t e r a n d l e a v e t h e c o n t a i n e r a t a r a te

e q u i v a l e n t t o s i x a i r c h a n g e s p e r h o u r o f t h e e m p t y

v o l u m e .

N o t o n l y d o e s t h i s r a is e t h e c a r g o t e m p e r a t u r e

s i g n i f i c a n t l y b u t i n t r o d u c e s a q u a n t i t y o f w a t e r

v a p o u r w h i c h p r o m p t l y f re e ze s o n t he c a r g o a n dc o n t a i n e r w a l l s a n d al s o i n t r o d u c e s c h e m i c a l o d o u r s

w h i c h a re r e a d il y a b s o r b e d b y t h e c a rg o .

I n v e s t i g a t i n g s u c h c o n d i t i o n s c a n b e b o t h t e d i o u s

a n d e x p e n s i v e e v e n w h e n t h e m o s t m o d e r n g a s

c h r o m a t o g r a p h a n d m a s s s p e c t ro m e t e r t e c h n i q u e s

a re used .

F u t u r e t r e n d sW e m a y w e l l s e e f u r t h e r c h a n g e s i n c o n t a i n e r

c o n s t r u c t i o n a r i s in g fr o m t h e i n c re a s e d c o s t o fp e t r o l e u m b a s e d p r o d u c t s a n d o v e r - p r o d u c t i o n o f

s t e e l. T h e s t a i n l e s s s t e e l li n e d c o n t a i n e r w i t h ac o r r u g a t e d m i l d s t e e l o u t e r s k in i n s u l a t e d w i t h i n

s i tu f o a m e d p o l y u r e t h a n e m a y w e l l b e a s t a n d a r d fo r

t h e f u tu r e . ( A n a l u m i n i u m c o n t a i n e r w h i c h w a so r i g i n a l l y i n s u l a t e d w i t h s l a b s t o c k p o l y u r e t h a n e

f o a m w a s f o u n d t o h a v e a n o v e r a ll h e a t tr a n s f e r of

a b o u t 2 5 . 0 W K 1 w h e n n e w . W h e n r e fu r b ( s h e dw i t h a g . r. p , i n n e r l in i n g a n d i n s u l a t e d w i t h

p o l y u r e t h a n e fo a m w h i c h w a s f o a m e d i n s it u th e

o v e r a l l h e a t tr a n s f e r w a s r e d u c e d b y a b o u t 2 5 % . )

T h e r e w i l l p r o b a b l y b e c h a n g e s i n c o n t a i n e r

d i m e n s i o n s , p a r t i c u l a r l y v e r t i c a l , i f t h e r o a d

r e g u l a t i o n s a r e c h a n g e d i n t h e E E C a l l o w i n g s o m ei nc r ea s e i n m a x i m u m v e h i c le w e i g h t .

S o m e f u r t h e r c h a n g e s i n c o n t a i n e r f l o o r d e s i g n a r ea l s o e n v i s a g e d b u t t h e i r f u t u r e s u c c e s s w i l l l a r g e ly

d e p e n d o n t h e a b i l i t y to w i t h s t a n d g e n e r a l a s w e l l

a s r e f r i g e r a t e d c a r g o .

W i t h t h e i n c r e a s i n g i n t e r e s t i n r e l a t i v e h u m i d i t y

c o n t r o l f o r o t h e r p r o d u c t s , n o t a b l y h o r t i c u l t u r a l a s

w e l l a s f r u i t a n d v e g e t a b le s , s o m e n e w d e s i g n s m a yw e l l a p p e a r a l t h o u g h t h e c o s t s o f s u c h e q u i p m e n t

w i l l b e s i g n i f i c a n t l y g r e a t e r t h a n e x i s t i n g d e s i g n s .

T h e c o n t r o l l e d a t m o s p h e r e c o n t a i n e r h a s y e t to

a p p e a r a n d a l t h o u g h s o m e s u c c e s s e s a r e c l a i m e dw i t h m o d i f i e d a t m o s p h e r e s i n c o n t a in e r s t h e y h a v ey e t t o m a k e t h e i r m a r k i n l o n g d i s t a n c e s e at r a n s p o r t . O n e i s a l w a y s c o n c e r n e d t h a t l e a k a g e w i l l

a f f e c t t h e g as c o n c e n t r a t i o n a n d s u b s e q u e n t l y t h e

s t o r a g e li fe o f t h e p r o d u c t . M o d i f i e d a t m o s p h e r e sa r e p o s s i b l y m o r e u s e f u l w i t h c h i l l e d m e a t o nj o u r n e y s o f l e s s t h a n 2 1 d a y s d u r a t i o n i f le a k a g e

c a n n o t b e c o n t r o l le d .

T h e u s e o f e l e c t r o n i c o r m i c r o p r o c e s s o r b a s e d

c o n t r o l s y s t e m s w i l l e n a b l e t h e c o n t a i n e r o p e r a t o r t o

3 0 8 I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f R e f r i g e ra t i o n

8/2/2019 Science (39)


o f f e r m o r e p r e c i s e c o n t r o l a n d a t t h e s a m e t i m e

m i n i m i z e t h e r is k o f f a i lu r e b y i m p r o v e d p r e - t r i p a n d

i n - t r a n s i t i n s p e c t i o n s y s t e m s .

N e v e r t h e le s s t h e r e i s s c o p e f o r i m p r o v i n g s y s t e m

r e l i a b i l i t y t h r o u g h i m p r o v e d d e s i g n s t o r e d u c e

l e a k a g e a n d i n g r e s s o f m o i s t u r e . T h e i n t e g r a l u n i t

h a s c h a n g e d s o m e w h a t in r e c e n t y e a r s r e s u l ti n g in

b o t h i m p r o v e d a i r d i s t r ib u t i o n , r e d u c e d l e n g t h a n db e t t e r t e m p e r a t u r e c o n t r o l . I f, h o w e v e r , t h e r e w e r et o b e r e q u i r e m e n t s f o r l o w e r c a r g o t e m p e r a t u r e s

( p a r t ic u l a r l y f o r f is h ) , t h e n s e r io u s c o n s i d e r a t i o n w i l l

h a v e t o b e g iv e n t o t h e i n t r o d u c t i o n o f R 5 0 2 o r

R 2 2 o r p e r h a p s a n e w a z e o t r o p e t o i m p r o v e

r e f ri g e r a ti o n c a p a c i t y f o r a g i v e n c o m p r e s s o r s w e p tv o l u m e .

F u t u re d e s i g n s s h o u l d s e e f u r t h e r i m p r o v e m e n t s in

c l im a t ic c o n d i t i o n s i n s id e t h e c o n t a i n e r , a l t h o u g h

t h i s is o f l es s i m p o r t a n c e w h e n c a r r y i n g f r o z e n

c a r g o .

M y t h a n k s t o t h e S R C R A f o r p e r m i s s io n t o p r e s e n tt h i s p a p e r a n d p a r t i c u l a r l y t o m y c o l l e a g u e s a t

C a m b r i d g e w h o h a v e p ro v i d e d m u c h o f th e m a t e r ia l .A l s o t o M r s V . P o t t e r f o r t y p i n g t h e m a n u s c r i p t .

I w o u l d a l s o li ke t o a c k n o w l e d g e t h e h e l p g iv e n t o

t h e A s s o c i a t i o n b y t h e C o n t a i n e r C o n s o r t ia b o t h a t

h o m e a n d o v e r s e a s a n d a l s o t o t h e v a r i o u s o v e r s e a s

o r g a n is a t io n s w i t h o u t w h o s e h e lp s o m e o f t h is w o r kc o u l d n o t t a k e p l a c e ,

C o n c l u s i o n s

T h e d e s i g n s o f b o t h p o r t h o l e a n d i n t e g r a l c o n t a i n e r s

w h i c h h a v e b e e n u s e d i n l o n g d i s t a n c e t r a n s p o r t f o r

b o t h f r o z e n a n d c h i l l e d m e a t h a v e b e e n v e r y

s u c c e s s f u l i n s p i t e o f o c c a s i o n a l d e s i g n a n d

o p e r a t i o n a l p r o b l e m s . T h e y h a v e b e e n e x t r e m e l yv e r s a t i l e in a d a p t i n g t o c o o l i n g b y c o l d a i r a n d a l s o

b y t o t a l l o s s c r y o g e n i c s y s t e m s s u c h a s l iq u i d

n i t r o g e n a n d l i q u i d c a r b o n d i o x i d e .

I n s u l a t in g m a t e r ia l s s u c h a s p o l y u r e t h a n e f o a m h a v e

b e e n o n t h e w h o l e s u c c e s s f u l p a r t ic u l a r ly w h e r es o m e c a r e h a s b e e n t a k e n i n p a n e l d e s i g n .

N e v e r t h e l e s s d e t e r i o r a t i o n o f i n s u l a t i o n d u e t o

a g e i n g a n d w a t e r u p t a k e h a s b e e n s i g n i f i c a n ta l t h o u g h n e w c o n t a i n e r d e s i g n s s h o u l d l a r g e ly

o v e r c o m e t h i s p r o b l e m .

T e m p e r a t u r e c o n t r o l h a s i m p r o v e d o v e r t h e p a s t

d e c a d e a n d o p e r a t o r s m a y l o o k f o r w a r d t o s y s te m sf i t t e d t o i n t e g r a l c o n t a i n e r s w h i c h a r e a s p r e c i s e a s

t h o s e u s e d b e l o w d e c k f o r p o r t h o l e s y s t e m s .

R e f e r e n c e s

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