蓄冷箱在疫苗冷链中的研究进展

每年疫苗产品损耗的主要因素之一是冷链运输的失效,在运输过程中使用最为普遍的设备是蓄冷箱。影响蓄冷箱保温性能的因素主要包括保温箱体的绝热性能、蓄冷材料的蓄冷能力及保温包装方式的设计。本文综述了蓄冷箱在疫苗冷链中的研究进展,分析了疫苗蓄冷箱常用保温材料及相变蓄冷材料的选择和应用,并讨论了箱体热阻的计算及蓄冷箱温度的监控。在此基础上指出整体包装和开发相变蓄冷材料的研究方向。

生物样本速冻装置冷台模拟研究

在低温生物学及转化医学等研究中需要冷冻复苏后的样本具有较高的成活率,冻存装置是保证其质量的重要一环。本文设计了以80 W斯特林制冷机为冷源的新型样本速冻平台,并基于COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对冷台结构进行了模拟分析,结果表明:管间距对样本降温速率无显著影响;冷台高度对样本冷冻过程中的降温速率及温度均匀性影响较大,其中模拟4组样本效果最好的是H=25 mm,比样本高度略低;此外,冷台半径越小,样本降温速率越快,半径越大管内温差相对越小,但不同半径之间差距较小。

新型组合楔形相变蓄冷腔体的设计与研究

针对疫苗冷链对运输环境的温度均匀性及其稳定性要求较高的问题,提出组合楔形相变蓄冷腔体,探讨蓄冷剂不同包装形式时,保温箱内部温度场的分布情况和变化规律。利用COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对不同尺寸的组合楔形蓄冷腔体进行模拟,使用温度云图定性分析箱体内部温度场变化及其均匀性,并通过实验验证模拟数据的可靠性。结果发现,箱内最低温度随组合楔形相变蓄冷腔体边长之比(c:d)的减小呈“M型”变化,在c:d=1:1时最低,此时疫苗损坏率最高;过冷总时间先变短后变长,在c:d=7:3时过冷时间总长度最短,保温效果最好;最易发生过冷的点为顶部直角处(点3)及底部直角处(点9)。在以后的设计工作中,应尽可能消除蓄冷保温箱内直角效应,降低过冷对疫苗产生不良影响。

组合矩形蓄冷壳体的疫苗冷藏箱仿真与实验研究

本文利用仿真软件建立装载有组合矩形蓄冷壳体的蓄冷箱仿真模型,并对不同尺寸的组合矩形蓄冷壳体进行数值仿真,研究其对蓄冷箱保温时间和内部温度场分布的影响,通过实验验证仿真结果的可靠性。结果表明:减小外部低温蓄冷材料的壳体边长,可以使箱体有效保温时间缩短(从2645min减少至1672 min),但箱内过冷点数目减少(从8个减少至1个),温度均匀性增强;在保温过程结束时(约测试至2000 min),箱内温度最高点和最低点分别发生在顶部直角处和底部中心处。同一水平底面上距离箱体底边较近的两个测点的升温时间(1975 min、1935 min)较中心点升温时间(2000 min)短。