CN100506048C - 一种食用菌的保鲜方法及装置 - Google Patents

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CN100506048C CNB2006100232748A CN200610023274A CN100506048C CN 100506048 C CN100506048 C CN 100506048C CN B2006100232748 A CNB2006100232748 A CN B2006100232748A CN 200610023274 A CN200610023274 A CN 200610023274A CN 100506048 C CN100506048 C CN 100506048C
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Abstract

一种食用菌的保鲜方法及装置,系在密闭的真空加工室内对新鲜食用菌进行风循环冷凝除湿,达到设定的温度和除水量组合之后,再进行快速真空冷却,并进一步除去菌体内水分,在保持食用菌菌体内外的温湿度平衡的同时,一次或多次地进行风循环冷凝除湿和随后的真空快速冷却除湿。藉此,可无污染、不损坏其外观形态地,保持食用菌正常的新陈代谢。食用菌的除湿量可根据不同品种食用菌采收后含湿量的不同和要求的被加工含湿量进行调节,由此可在将新鲜食用菌快速冷却、均匀除湿的同时,达到不同保鲜要求的温湿度。本发明的食用菌保鲜方法及装置加工能耗低;菌体内外的温湿度均匀;保鲜处理后含湿度可控制在70~88%;无表面变形,可用于长时间的低温冷藏储存、运输。

Description

一种食用菌的保鲜方法及装置
技术领域
本发明涉及一种包括食用菌在内的内部水分容易蒸发的天然食品或物料的 脱水、冷却保鲜方法及其装置,特别是,本发明涉及一种食用菌的保鲜方法及装置。 背景技术
近年来,包括食用菌在内的内部水分容易蒸发的天然食品或物料产业快速发 展,但其储存、运输及销售多采用冷冻、罐头及干品形式。但该形式天然食用品或 物料的温湿度要求低,尤其是食用菌的新鲜度差,从而较大程度上影响其食用及商 业价值。因此,包括食用菌在内的内部水分容易蒸发的天然食品或物料的长期保鲜 储存及运输成为本领域一大课题。
为对包括食用菌在内的内部水分容易蒸发的天然食品或物料进行保鲜,以往 采取冷冻或冷却干燥的方法及其装置。
例如,专利申请号为"CN200410013945.3"的中国申请专利提供一种真空保鲜 成套设备,解决大容积果蔬食品储藏设备低成本化难题,但该专利限于储藏设施。 又,专利申请号为"CN03228869.7"的中国实用新型专利涉及一种可防冷害的真 空冷却保鲜设备。该设备主要包括真空槽、捕水器、制冷机组、真空泵等,其特征 在于真空槽上连通有防冷害机构,可对果蔬等进行保鲜预冷。但其除湿效果不可调, 且难以将果疏等食品的含湿量控制在一定水平以下。
专利申请号为"CN03228870.0"的中国实用新型专利涉及一种外接冷源式真 空冷却保鲜设备。该设备主要包括真空槽、捕水器、真空泵等,其特征在于外接冷 源装置。由于省去了制冷机组,使得整套设备较为轻便,成本低。但是,如同上述, 如欲对食用菌类进行保鲜处理,则其除湿效果不可调,没有预除湿部分,难以将新 鲜食用菌快速冷却、除湿,无法达到保鲜要求的温度和湿度。且难以把食用菌的含 湿量控制在一定水平。
又,专利申请号为"CN02123067.6"的中国实用新型专利揭示了一种食品、药
品等的冷冻干燥装置,其主体部由用于将液态材料冻结在管道内壁面上的直立圆筒 状管道和夹套组成,所述夹套以环绕管道的大致同心圆的外圆筒状围在每一管道外 周,热媒体在所述夹套中循环流动。专利申请号为"CN02224675.4"的中国实用
5新型专利揭示了一种自动连续式真空冷冻干燥机,是由单元干燥主机模块、小型制 冷机、真空泵和控制系统等部分组成,可随意组合成不同规模的生产线, 一条环形 轨道连接了所有生产环节,保证生产线连续不间断运转,从而降低真空冷冻干燥机 成本及其运行成本。专利申请号为"CN02292077.3"的中国实用新型专利揭示了 一种水汽凝结器上置式连续或间歇食品冷冻干燥装置,用于食品冻干加工。其结构 是:它包括方形干燥仓,方形干燥仓的中部设置加热板;下部设置地轨,在干燥仓 的里面上部装有水汽凝结器,水汽凝结器设有开关,并与铰链、液压缸相连。实现 间歇运行。
综上所述,以往技术的以冷库等冷却或冷冻干燥装置进行预冷、除湿存在的不 足是:冷却的速度慢;除湿效果差;内外湿度很不均匀,或需要先冻结,破坏了新 鲜食用菌的形态,导致食用菌菌体表面变形,即,干瘪、塌陷现象的发生。无法用 于以鲜品形式销售的食用菌的保鲜加工。而真空冷却的冷却速度虽然较快,除湿均 匀,但其对食用菌的除湿量不能控制,不能实现各种含湿量的新鲜食用菌都达到保 鲜要求的含湿量。另外,上述方法无法对食用菌等进行长时间的保鲜储存或运输。
为实现适于长时间保鲜储存和运输,如何延长新鲜食用菌的保鲜贮藏期成为本 领域一大课题。
国内外专家的研究结果表明:食用菌的保鲜与其呼吸、酶促反应、细菌污染等 因子有关。在此基础上,先后提出了预冷、辐射、减压贮藏、电磁处理、化学药物 等多种保鲜方法,并配合低温冷藏或气调低温冷藏来控制食用菌所处的环境条件, 抑制其新陈代谢和腐败性微生物的活动,取得了一定效果。
例如,辐射保鲜是食用菌保鲜的新技术,是使用辐射源(如放射性同位素钴60 等)对食用菌进行辐射可抑制其代谢反应速度,杀死腐败微生物和病原菌,延长食 用菌的保鲜期。但我国食用菌产地主要在农村, 一般不具备辐射条件,因此,这种 保鲜技术实施范围目前还有一定的局限性。
又如,减压贮藏保鲜是气调冷藏的进一步发展,其原理是降低气压,使空气中 各种气体组分的分压(含量)都相应降低,创造一个低02分压的条件,起到类似 气调贮藏的作用。但减压贮藏对容器的强度要求很高,大容积的减压贮藏库造价较 高。远距离运输困难。
电磁处理保鲜是将食用菌放在高频磁场或高压电场中处理,可达到抑制呼吸、 延迟衰老、减少腐烂的目的。但目前还没有用于规模生产的实用装置。
6化学药物保鲜是用生长抑制剂、酶钝化剂、防腐剂、抗氧化剂等适当处理会取 得一定效果,但会有药物残留现象,且规模处理成本较大,保鲜日期有限。
在现有的保鲜加工方法中,采后快速预冷配合低温冷藏是目前普遍采用的基本 方法之一。
预冷保鲜就是将新采收的食用菌在运输、储藏或加工之前,尽快除去从燕房 (床)内带来的热量,使其温度迅速降到预定值(如0-3°0的过程。
预冷是创造良好温度环境的第一步。首先,食用菌采收后仍然是有生命的有机 体,进行着旺盛的呼吸和蒸发,放出呼吸热,另外,食用菌采收时都从燕房带有一 定的热量,两者相互作用会使釆后食用菌周围的温度不断升高,分解消耗自身的营 养成分,导致食用菌快速衰老、鲜度下降。食用菌的温度越高,呼吸强度越高。经 过预冷可以迅速降低食用菌品温,有效抑制其呼吸作用,使食用菌维持低生命水平, 降低营养成分的消耗,减少乙烯释放量,延缓其衰老。食用菌温度从二十几度降低
到零度左右,呼吸强度可以减少80〜90%。
经预冷后再贮藏可以延长贮藏期,食用菌采收后预冷的越早、越快,营养成分 的消耗越少,保鲜期越长。
但现有的采后快速预冷配合低温冷藏的保鲜方法仍无法解决菌体内外湿度不 均匀、其对食用菌的除湿量不能控制、导致食用菌菌体表面变形,即,干瘪或褐变、 腐烂现象的发生的问题。
另外,在实际保鲜lt运过程中也发现,如果采用现有的采后快速预冷配合低温 冷藏的保鲜方法对食用菌进行保鲜储存,则同样预冷后、含湿量不同的鲜菇经远距 离fe运后,保鲜的效果即保鲜时间的差异很大。即,无法对不同含湿量的食用菌进 行适当的保鲜处理。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的在于:提供一种内部水分容易蒸发的天然食 品或物料的脱水、冷却保鲜方法,特别是,提供一种食用菌的保鲜方法。
本发明的目的又在于:提供一种内部水分容易蒸发的天然食品或物料的脱 水、冷却保鲜方法及装置,特别是,提供一种食用菌的保鲜装置。
本发明的食用菌的保鲜方法是对新鲜食用菌采用除湿和预冷一次加工完成 工艺。先在密闭的真空加工室内对新鲜食用菌进行常温下的风循环冷凝除湿,达到 设定的温度和除湿量之后,再对新鲜食用菌进行快速真空冷却,进一步除去食用菌
7菌体内的含湿量,实现控制除湿的目的。在保持食用菌菌体内外的温湿度平衡的同 时, 一次或多次地进行风循环冷凝除湿和随后的真空快速冷却、除湿。籍此,不会 造成新鲜食用菌的污染,也不会损坏新鲜食用菌的外观形态,保持其正常的新陈代 谢。
根据本发明的食用菌保鲜方法,食用菌的除湿量可根据不同品种的食用菌在 采收后的含湿量的不同和保鲜要求的含湿量进行调节,由此可在将新鲜食用菌快速 冷却、均匀除湿的同时,达到不同的保鲜要求的温度和湿度。
本发明的食用菌保鲜方法加工能耗低;菌体内外的温度、湿度均匀;保鲜处 理后的食用菌含湿度可控制在70〜88%;无表面变形,可用于长时间的低温冷藏 储存、运输G0〜60天)。常温下的储存、运输期可达6〜10天。食用菌食用时, 保持原有的色、香、味、形和营养,新鲜如初。
本发明的食用菌保鲜方法经如下工序实现: 1.风循环冷凝预除湿
在构成密闭加工系统、置有采后新鲜食用菌的真空加工室内,在风温10〜40°C
进行风循环冷凝预除湿,将该真空加工室内的湿空气以吸入真空度在一l〜一 40Kpa的压力下,吸入表面温度为4〜一20'C的冷却换热器中,使湿空气中的水蒸
气在此被冷凝成液态水,进入储水器内;
将冷凝除去其中水蒸气的空气以送风压力0〜2Kpa,吹入加热换热器中,在此 被加热为10〜4(TC的干空气;
上述加热后的干空气再返回至真空加工室内,进入置于真空加工室内的食用 菌中,带出食用菌中的水蒸气后,再被吸入冷却换热器中,冷凝出其中的水,进入 储水器内;
籍此,除去食用菌菌体表面及浅表层所含水分,即,除去食用菌菌体内的水 分1〜10%,同时,将食用菌菌体内温度调节至20〜35'C的范围。
本发明的食用菌保鲜方法,控制预除湿的方法为:通过预除水量与食用菌预 除湿温度的组合值或使食用菌连续预除湿不变形的允许除水量(一般不超过10 %),来控制预除湿阶段除去食用菌所含的水分量,通常为1〜10%;
在实际加工控制时,容易检测到的是食用菌预除湿的除水量和预除湿达到的 温度。如何根据实际检测的食用菌预除湿的除水量和预除湿达到的温度,来进行预 除湿过程的工序控制。经大量试验和研究,本发明人得到了以下实用数学模型:
Ps-Pw[Lz—K (Tx—Tz) ] .....................(1)其中:
PW —装入的物料重量(Kg); TX —预除湿达到温度('C); TZ —最终要求的预冷温度(°C); LZ —要求总的除湿率(%); Ps —预除湿的除水量(Kg);
K 一是根据物料品种及具体冷却装置不同,经实测修正折算后确定的系数值
,范围在0.0025〜0.0018;
实际应用时,在工艺设备调试阶段,根据品种、装置、包装和物料的基本情况, 实测修正系数K值。实际加工控制时,只根据实测的Ps、 Tx值,随时检验是否满 足实用数学模型(1),当满足时即可停止预除湿,马上启动真空冷却,进行快速冷 却,控制除湿、均湿。
从而,根据本发明,在食用菌的预除湿后的除水量及预除湿后的温度满足下 述关系后,启动真空快速冷却、除湿工序,
Ps-Pw[Lz—0.0025〜0.0018 (Tx—Tz)〗 .....................(1)
其中-
Pw —装入的物料重量(Kg);
Tx —预除湿达到温度('C),通常在20〜35'C范围;
Tz —最终要求的预冷温度('C),通常中低温菇在0〜3 °C,高温菇在15〜 18'C范围;
Lz —要求总的除湿率(%),通常在5%〜15%范围; Ps—预除湿的除水量(Kg),通常在1%〜10%范围;
艮卩,实测的Ps值》根据实测Tx通过数学模型(1)计算出的Ps值时,预除湿 阶段结束,启动真空快速冷却、除湿工序。 2-八..真空快速冷却、除湿、均湿
在食用菌的预除湿后的除水量及预除湿后的温度达到设定范围后,对真空加 工室进行抽真空,将真空加工室内的空气压力在10〜40分钟降到绝对压力480〜 2000Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至一1〜18 。C'进一步控制除湿。
本发明的食用菌保鲜方法,在真空快速冷却、除湿阶段控制除湿的依据是, 真空冷却是在密闭容器内,降低气压至480〜2000Pa时,使水分从食用菌内快速蒸 发,并从食用菌中夺取汽化潜热。蒸发除去的水量与真空冷却开始时的食用菌温度和最终要求的预冷温度的差值有直接关系。由于食用菌降温所释放的热量几乎全部 由食用菌中水分蒸发的汽化潜热带走,因此,对具体冷却装置和具体的食用菌品种,
有其确定的数量关系(Psz =Pw*K (Tx—Tz))。由此可对真空冷却时的除湿量 进行控制。Psz是真空冷却时的除水量(Kg),通常在3%〜6%范围。
3.食用菌菌体内外的温度、湿度均匀,菌体含湿度达70-88%时,恢复真空加 工室内的空气压力至大气压力,取出。
理想的是,在对于新鲜食用菌含水量过高或对食用菌的保鲜后含湿度要求较低 时,可在上述工序2-A.,真空快速冷却除湿工序之后,施以下述工序(2-B)的风循 环冷凝再除湿和(2-C)的真空快速再冷却除湿:
(2-B),在所述真空加工室内,在风温5〜35°C,再次进行风循环冷凝除湿, 将该真空加工室内的空气吸入表面温度为^一2(TC的冷却换热器中,冷凝除去空 气中的水蒸气;
将冷凝除去其中水蒸气的空气吹入加热换热器中,在此被加热为5〜35'C的干 空气;
上述加热后的干空气再返回至真空加工室内,进入置于真空加工室内的食用 菌中,带出食用菌中的水蒸气后,再被吸入冷却换热器中,冷凝出其中的水,进入 储水器内;
籍此,再次除去加工过程中由菌体内部带出至食用菌菌体表面及浅表层的水 分,即,除去食用菌菌体内的水分1〜5%,同时,将食用菌菌体内温度调节至15〜 3(TC的范围。
(2-C)在食用菌再次除湿后的除水量及除湿后的温度达到设定范围后,对 真空加工室进行抽真空,将真空加工室内的空气压力在10〜40分钟降到绝对压力 480〜2000Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至 一1〜18 °C,进一步除湿。 而后,恢复真空加工室内的空气压力至大气压力。
理想的是,多次循环上述工序2-B和2-C,由此形成菌体内外的温度、湿度 均匀、含湿度在70-88%,无表面变形的保鲜处理的食用菌。其中,多次进行的风 循环冷凝除湿工序本身也是一个风干脱水过程,也是一个调节食用菌温度的过程。 理想的是,根据本发明,在对于新鲜食用菌含水量过高或对食用菌的保鲜后 含湿度要求较低时,上述工序2-B和2-C可重复循环2-6次。
又,上述工序2-B和2-C重复循环7—8次,可达到深度干燥脱水获得鲜干品。 理想的是,在加工草腐菇(如褐菇)时,在上述本发明的食用菌的保鲜方法
10的真空快速冷却除湿工序中,将真空加工室内的空气压力降到绝对压力600〜 800Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至0〜3 °C。湿度控制在85〜88%。
理想的是,在加工木腐菇(如香菇)时,在上述本发明的食用菌的保鲜方法 的真空快速冷却工序中,将真空加工室内的空气压力降到绝对压力500〜700Pa, 使食用菌的温度在10-40分钟内降低至 一1〜2 °C。上述工序2-B和2-C可重复 循环1〜2次。湿度控制在73〜78% 。
理想的是,在加工高温菇(如草菇)时,在上述本发明的食用菌的保鲜方法 的真空快速冷却工序中,将真空加工室内的空气压力降到绝对压力1600〜2000Pa, 使食用菌的温度在10-30分钟内降低至15〜18 °C。湿度控制在86〜88%。
根据上述本发明的食用菌保鲜方法,本发明的要点之一在于: 在风循环冷凝预除湿阶段,在由风循环冷凝预先除去食用菌中的部分水分, 即,除去食用菌菌体内的水分1〜10%的同时,对食用菌进行温度调节至20〜35 。C的范围。具体按数学模型Ps二Pw[Lz—0.0025〜0.0018 (Tx—Tz)]进行控制。
由此,经风循环冷凝预除湿阶段的食用菌可以调节食用菌品温,使食用菌温 度达到20〜35。C范围,因预除湿过程是在密闭的系统内进行,02含量一定,且逐 渐减少,可有效抑制其呼吸作用,使食用菌维持低的生命水平,降低其中营养成分 的消耗。
在真空快速冷却、除湿、均湿阶段的食用菌可以迅速降低食用菌品温,使食 用菌温度从20〜35。C降低到一1-18。C左右,呼吸强度可以减少80〜卯%,同样可 有效抑制其呼吸作用,使食用菌维持低的生命水平,降低其中营养成分的消耗,同 时,促进食用菌内的残留药物充分挥发,减少其乙烯释放量,延缓其衰老。
另外,在风循环冷凝预除湿阶段,除去食用菌菌体表面及浅层的水分,达到 初级除湿,即,除去水分1〜10%。同时,保留其体内大部水分,也即保留食用菌 的新鲜程度。
再有,在真空快速冷却、除湿、均湿阶段,使食用菌菌体保持内外温度和除 湿均匀,因为,在本发明的真空冷却是在密闭容器内,降低气压至480〜2000Pa 时,使水分从食用菌内快速蒸发,并从食用菌中夺取汽化潜热,在降温同时,水蒸 气由内向外蒸发过程中,使食用菌内外的温度、湿度达到均匀一致。避免食用菌菌 体表面变形,即,干瘪或褐变、腐烂等现象的发生。根据本发明的食用菌保鲜方法,为对食用菌进行高度的保鲜及长期的保鲜储 存和运输,本发明的要点之二在于:
在上述真空加工室内,对食用菌进行菌体外、内的进一步均匀除湿。 艮P,首先进行风循环冷凝预除湿阶段,将真空加工室内的湿空气吸入真空度
在—^一40Kpa的压力下,表面温度为4〜一2(TC的冷却换热器中,使湿空气中
的水蒸气在此被冷凝成液态水,进入储水器内;
将冷凝除去其中水蒸气的空气以送风压力0〜2Kpa,吹入加热换热器中,在此 被加热为10〜4(TC的干空气,再回到真空加工室内,进入置于真空加工室内的食 用菌中,带出食用菌菌体中的水蒸气,再被吸入冷却换热器中,冷凝出其中的水。
随后,在真空快速冷却、除湿、均湿阶段,在食用菌的预除湿后的除水量及预 除湿后的温度达到设定范围后,对真空加工室进行抽真空,将真空加工室内的空气 压力在10〜40分钟降到绝对压力480〜2000Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内 降低至一1〜18 。C,进一步除湿。
根据本发明,对不同的食用菌种类及其保鲜温湿度的要求,可以施以真空加 工室内的风循环冷凝再除湿。
根据本发明的食用菌保鲜方法,为对食用菌进行高度的保鲜及长期的保鲜储 存和运输,本发明的要点之三在于:
在对食用菌进行菌体内外的均匀降温、除湿的同时,根据不同的食用菌种类, 使食用菌菌体内保持适当含湿度。
或者,可多次循环上述风循环冷凝再除湿和随后的真空快速再冷却除湿工序 2-6次,即可根据需要,将需保鲜处理的不同种类的食用菌保持于适当的所需含水 量,同时保持不同食用菌保鲜所需的食用菌菌体内外的温度、湿度及其均一性。
从而,避免了不同的食用菌菌体的内外温、湿度不匀、均匀效果较差及菌体 表面变形,g卩,干瘪或褐变、腐烂现象的发生。
在对食用菌进行菌体内外的均匀降温、除湿,多次循环上述风循环冷凝再除 湿和随后的真空快速再冷却除湿工序2-6次,将食用菌菌体内含湿量控制在70-88% 的原因还在于:
食用菌的除湿是利用外源能量使其中的水分向外扩散与蒸发。水分的蒸发作 用主要决定于菌体内外水汽压差和扩散阻力的大小。菌体内外水汽压差越大,菌体 表面水分蒸发越快,体内水分沿着菌体自由空间向体表面移动越迅速。当环境温度 升高时,菌体表面开始升温,菌体表水分就向环境中蒸发,菌体表面水分减少,水
12气压下降。当菌体表面(表层)的水汽压低于菌体内部的水汽压时,则菌体内部水 分沿着菌体自由空隙即细胞间隙形成的毛细管及细胞壁层向菌体表面移动,菌体表 面失水越多,内外水汽压差就越大,水分移动的速度就越快。反之,菌体内外水汽 压差越小,水分扩散的速度就越慢,单位时间内散失的水分就越少。水汽压差是菌 体脱水的主要动力。
促使菌体水分蒸发的另一个动力是菌体内外温度的差异。在脱水除湿过程中,就菌体 而言,总是重复出现升温,降温的情况。由于外界提供热能,而使整个菌体升温,菌体表 面升温快一些,内部升温慢些,由于流动空气和表面水分蒸发的共同作用,菌体表面水分 散失,在此过程中产生吸热现象而使菌体表面降温,使菌体内外形成一个温度梯度。水分 借助温度差沿着热传导方向迅速向外移动。所以说,菌体脱水是靠菌体表面水分汽化和菌 体内水分向外扩散而实现的。在加工小菇时,菌体内水分扩散阻力小,速度大于表面汽化 速度,所以表面汽化速度对于脱水起决定作用。空气相对湿度和温度直接左右着小菌体的 脱水速度。在加工较大的菌体或厚菇时,菌体内水分扩散阻力大,扩散速度小于菌体表面 水分汽化速度,所以菌体内部水分扩散速度对于脱水起决定作用。
根据本发明的食用菌保鲜方法,可以按不同食用菌的种类及要求,调整被加工食用菌 的含湿量,将新鲜食用菌快速冷却、均匀除湿,达到保鲜要求的温度和湿度。另外,本发 明的食用菌保鲜方法的加工能耗低,效率高,菌体内外的温度、湿度均匀、含湿度在 70-88%,无表面变形,可用于低温下的长时间储存、运输。
本发明的食用菌的保鲜装置是对新鲜食用菌采用除湿和预冷一次加工完成工 艺。先在密闭的真空加工室内对新鲜食用菌进行常温下的风循环冷凝除湿,达到设 定的预除湿温度和预除湿量组合之后,再对新鲜食用菌进行快速真空冷却,进一步 除去食用菌菌体内的含湿量,在保持食用菌菌体内外的温湿度平衡的同时, 一次或 多次地进行常温下的风循环冷凝除湿和随后的真空快速冷却、除湿。籍此,不会造 成新鲜食用菌的污染,也不会损坏新鲜食用菌的外观形态,保持其正常的新陈代谢。
根据本发明的食用菌保鲜装置,食用菌的除湿量可根据不同品种的食用菌在
采收后的含湿量的不同和要求的被加工含湿量进行调节,由此可在将新鲜食用菌快 速冷却、均匀除湿的同时,达到不同的保鲜要求的温度和湿度。
另外,根据本发明的食用菌保鲜装置,加工能耗低,菌体内外的温度、湿度
13均匀、含湿度在70〜88%,无表面变形,可用于低温冷藏储存、运输。低温下的 储存、运输期可达30〜60天。常温下的储存、运输期可达10〜20天。食用菌食用 时,保持原有的色、香、味、形和营养,新鲜如初。
本发明的食用菌保鲜装置为一种物料的脱水、冷却装置,所述装置为由下述 构件构成的密闭的加工系统装置,包括:
用于对食用菌进行保鲜处理的密闭的真空加工室;
与上述真空加工室连通的冷却换热器;
设置于该冷却换热器下方、用于承接来自冷却换热器的冷凝水的储水器;
用于向真空加工室内进行抽真空的真空泵;
设置于真空泵的连接管路上的真空阀;
一端连通冷却换热器,用于对真空加工室内进行抽吸风、其一端连通并向加 热换热器送风的风机;
与真空加工室连通的加热换热器;
设置于冷却换热器与风机之间管路上的真空阀和设置于风机与加热换热器 之间管路上的真空阀;
用于向真空加工室内进行回气的过滤器阀门; 控制柜。
理想的是,根据本发明的食用菌保鲜装置,在所述保鲜装置的真空加工室内, 在置放食用菌的物料箱近冷却换热器端,安装密闭所述物料箱四周和真空加工室四 壁间隙的挡风板,阻止来自加热换热器的热风沿物料箱四周和真空加工室四壁的间 隙直接进入冷却换热器。
理想的是,根据本发明的食用菌保鲜装置,所述真空加工室上和储水器上设 置有用于监测真空加工室内真空压力和温度的真空压力、温度传感器及除水量传感 器。另外,所述储水器上设置放水阀,用于放水。
理想的是,根据本发明的食用菌保鲜装置,所述加热换热器的下端与物料箱 之间由隔板隔开。由此,使吹入加热换热器的热风,全部进入真空加工室不靠近冷 却换热器一端,使热风全部经过物料后进入冷却换热器。
理想的是,根据本发明的食用菌保鲜装置,所述冷却换热器上设有用于向冷 却换热器内提供冷源的进液接管和回气接管,所述加热换热器上设有用于向加热换 热器内提供热源的进液、汽进入接管和回液接管。
所述控制柜包括用于安装连接系统启动、监控、转换、停止的可编程控制器、
14设置于真空加工室上的真空压力传感器、温度传感器、水量传感器、显示器、保护 器、开关、继电器等器件。
理想的是,根据本发明的食用菌保鲜装置,在所述冷却换热器出气端和加热 换热器进气端的通风管路上安装有真空阀门。
在冷却换热器出气端和加热换热器进气端的通风管路上安装真空阀门,当风 机(气泵)的漏气影响到进一步降低真空加工室内的压力时,关闭风机(气泵)及 吸、吹风管路上的真空阀门,隔断风机(气泵)与真空系统的连通。实现真空系统 的严格密封。保证真空系统在工艺要求的时间内达到要求的压力值。
从而,理想的是,在加工木腐菇(如香菇)时,在上述本发明的食用菌的保 鲜方法的真空快速冷却工序中,要将真空加工室内的空气压力降到绝对压力500〜
700Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至 —1〜2 °C。湿度控制在74〜76 %。此时,在冷却换热器出气端和加热换热器进气端的通风管路上安装真空阀门, 当风机(气泵)的漏气影响到进一步降低真空加工室内的压力时,关闭风机(气泵) 及吸、吹风管路上的真空阀门,隔断风机(气泵)与真空系统的连通,实现真空系 统的严格密封。保证真空系统在工艺要求的时间内达到要求的压力值。
根据本发明的食用菌保鲜装置,可以对新鲜的食用菌进行如上所述的在真空 加工室内的风循环冷凝预除湿处理、如上所述的由真空加工室内的真空快速冷却、 除湿构成的进一步温度均匀的除湿处理及适当含湿量的处理。在上述风循环冷凝预 除湿处理阶段,在对食用菌进行控制除湿,即预先除去食用菌中的部分水分,除去 食用菌菌体表面及浅层的水分,达到初级除湿的同时,可调节食用菌的温度;在所 述的由真空加工室内的真空快速冷却、除湿的进一步温度均勾的除湿处理阶段,在 对食用菌进行菌体内外的均匀降温、除湿的同时,可根据不同的食用菌种类,使食 用菌菌体内保持适当含湿度。
根据本发明的食用菌保鲜装置,加工能耗低,菌体内外的温度、湿度均匀、 含湿度在70-88%,无表面变形,可用于低温或常温下的长期储存、运输。
附图说明-
图l是本发明的结构示意图。
图2是本发明的一个实施例的具体构造示意图。
图3是图2实施例中,B—B向截面的剖视图。
15图中l.真空加工室,2.热源进液(汽)接管,3.加热换热器,4.热源回液接
管,5.真空阀A, 6.真空阀B, 7.风机(气泵),8.真空阀C, 9.真空泵,IO.冷源进 液接管,ll.冷源回气(液)接管,12.冷却换热器,13.储水器,14.放水阀,15.挡 风板,16.物料箱,17.水量传感器,18.控制柜,19.回气过滤器阀门,20.压力传感 器,21.隔板,22.真空加工室外壁加强筋,23.真空加工室壳体,24.温度传感器,25. 真空加工室门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 实施例1
对采收的新鲜食用菌褐菇进行保鲜处理。新采收的食用菌含水量高,在90% — 95%之间。要求保鲜加工后温度在0〜3'C,湿度在85〜88%。 本实施例的保鲜装置结构如下。
在图1所示的本发明的食用菌保鲜装置的结构示意图和图2所示的实施例 中,在密闭的真空加工室1的B端连接冷却换热器12,在真空加工室1的上端, 安装加热换热器3,在加热换热器与物料之间设置隔板21。
冷却换热器12的进气端与真空加工室1的B端连通,冷却换热器12的出气 端与真空泵9的吸气管路和风机(气泵)7的吸气管路连通,在将真空泵9连接至 冷却换热器12的管路上的真空泵9的吸气口处,设有真空阀C8。
在冷却换热器12上设置冷源进液接管IO和冷源回气(液)接管11。冷源可 以是来自制冷机组的制冷剂(如氟利昂或氨)液体,也可是载冷剂(低温盐水或乙 二醇液体)等。
在加热换热器3上设置热源进液(汽)接管2和热源回液接管4。热源可以 是热水、热油、热风或蒸汽。也可利用制冷压縮机的排气作热源,但需要专用换热 器。
在上述冷却换热器12的下方、设置有用于承接来自该冷却换热器的冷凝水 的储水器13。在储水器13下面设置有放水阀14,在储水器13侧面设置有水量传 感器17,水量传感器的信号连接到控制柜18内的控制器上。
在位于真空加工室1B端上部的壳体上开设有连接风机(气泵)7的吹气管的 开孔,使加热换热器3与风机(气泵)7连通,在风机(气泵)7的吹气管路和吸 气管路上分别加装真空阀A5和真空阀B6,以用于连通或中断风机(气泵)7与的真空加工室1的连接。
在加热换热器3的下面与物料箱16之间,由于设置隔板21隔开。由此,如 下所述,使吹入加热换热器3的热风仅仅沿该隔板21上面进入真空加工室1的A 端。
在真空加工室1内B端,如图2、图3所示,在真空加工室内的物料箱空间 内置放食用菌的物料箱近冷却换热器12进气端,安装密闭所述物料箱16四周和真 空加工室1四周室壁间隙的挡风板15。使来自加热换热器3的热风全部从置放于 食用菌物料箱中通过。带走食用菌中的水分并调整食用菌温度。由此,可避免热风 从四周空隙直接流向至冷却换热器12。
在将真空泵9连接于冷却换热器12上的真空泵的连接管路上,所述真空泵 的吸气口处设置真空阀C8。风机(气泵)7用于向真空加工室内进行抽吸风,其 一端连通加热换热器3、 一端连通冷却换热器12与真空泵9的连接管路上。
在真空加工室1外侧设置有用于对系统操作进行控制的系统控制柜18。
另外,在真空加工室壳体23上开孔连接真空压力传感器20和温度传感器24, 以便将真空加工室1内的真空压力、温度信号电气连接至控制柜18内的控制器上。
本发明实施例1的食用菌的保鲜工序如下。 将采收的新鲜食用菌(如褐菇)装入通风的筐内,置放于真空加工室l内。 (1)风循环冷凝预除湿
在构成密闭加工系统、置有釆后新鲜食用菌的真空加工室1内,启动风机(气 泵)7,在风温20〜4(TC,进行风循环冷凝预除湿,将该真空加工室内的湿空气以吸入 真空度—10^20Kpa的压力下,吸入表面温度为4〜—2(TC的冷却换热器12中, 使湿空气中的水蒸气在此被冷凝成液态水,进入储水器13内。
如图中箭头流向所示,冷凝除去其中水蒸气的空气经风机(气泵)7以送风压 力0〜2Kpa,进入加热换热器3中,在此被加热为20〜40'C的干空气。
如图中箭头流向所示,上述加热后的干空气沿隔板21上面空间形成的热风 通道再返回至真空加工室1内的A端,由于挡风板15封闭了物料箱16四周与真 空加工室l四周室壁的间隙,使来自加热换热器3的热风全部从置放于食用菌物料 箱中通过。经由该所述热风带走食用菌菌体内的温度和水分。所述挡风板15避免 热风从四周空隙直接流向至冷却换热器12。
上述热风进入置于真空加工室内的食用菌中,带出食用菌中的水蒸气后,再
17被吸入冷却换热器12中,冷凝出其中的水,进入储水器13内.
籍此,除去食用菌菌体表面及浅表层所含水分,即,除去食用菌菌体内的水
分1〜10%,同时,将食用菌菌体内温度调节至25〜30'C的范围。
预除湿量的控制是,通过温度传感器实测被加工食用菌的实际温度,通过水
量传感器实测预除湿的除水量,将数据送入可编程控制器,可编程控制器根据前述
本发明的数学模式,艮P,
Ps=Pw[Lz—0細5〜0細8 (Tx—Tz) ] .....................(1)
其中:
PW —装入的物料重量(Kg);
Tx —预除湿达到温度(°C),通常在25〜3(TC范围;
Tz —最终要求的预冷温度rc),通常在o〜3-c范围;
Lz —要求总的除湿率(%),通常在3〜10%范围;
Ps—预除湿的除水量(Kg),通常在1%〜10%范围;
进行验算比较,当实测的Ps值》根据实测Tx通过数学模型(1)计算出的Ps 值时,预除湿阶段结束,启动真空快速冷却、除湿工序。 (2-A).真空快速冷却、控制除湿、均湿
在食用菌的预除湿过程中的除水量及预除湿后的温度达到设定组合范围后, 启动真空泵9,对真空加工室1进行抽真空,将真空加工室1内的空气压力在10〜 40分钟降到绝对压力600〜800Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至0〜3 °C,进一步除湿。
(3)食用菌菌体内外的温度、湿度均匀,菌体含湿度达85-88%时,恢复真 空加工室内的空气压力至大气压力,由此形成菌体内外的温度、湿度均匀、含湿度 在85-88%,无表面变形的保鲜处理的鲜褐菇。取出入冷藏库或发货。
根据实施例l进行保鲜处理的褐菇,菌体内外的温度、湿度均匀、含湿度在 85-88%,无表面变形,可用于低温下的储存、运输。低温下的储存、运输可达40 一60天。
实施例2
对新鲜香菇进行保鲜处理。新采收的香菇含水量在85%—90%之间,要求保 鲜加工后温度在一1〜2。C,湿度在74〜76%。
除了在本发明实施例1的食用菌的保鲜工序中,在上述工序2-八..真空快速冷却除湿工序中,将真空加工室内的空气压力在10〜30分钟,降到绝对压力800〜1000Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至5〜8°C,之后,在加以下述工序之外,其他如同实施例l,进行保鲜处理。2-B.风循环冷凝再除湿
艮P,在所述真空加工室内,在风温5〜35。C,再次进行风循环冷凝除湿,将该真空加工室内的空气吸入表面温度为4〜一2(TC的冷却换热器中,冷凝除去空气中的水蒸气;
将冷凝除去其中水蒸气的空气吹入加热换热器中,在此被加热为10〜35。C的干空气;
上述加热后的干空气再返回至真空加工室内,进入置于真空加工室内的食用菌中,带出食用菌中的水蒸气后,再被吸入冷却换热器中,冷凝出其中的水,进入储水器内;
籍此,再次除去食用菌菌体表面及浅表层所含水分,即,除去食用菌菌体内的水分1~5%,同时,将食用菌菌体内温度调节至-l〜2'C的范围。
(2-C)在食用菌的再除湿后的除水量及温度达到设定范围后,对真空加工室进行抽真空,将真空加工室内的空气压力在10〜40分钟降到绝对压力480〜2000Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至 —1〜2 。C,进一步除湿。
由此形成菌体内外的温度、湿度均匀、含湿度在74-76°/。,无表面变形的保鲜处理的香菇食用菌。取出入冷藏库或发货。
根据实施例2进行保鲜处理的香菇,菌体内外的温度、湿度均匀、含湿度在74-76%,无表面变形,可用于低温下的储存、运输。低温下的储存、运输可达40-60天。
实施例3
对新鲜香菇进行保鲜处理。新采收的香菇含水量高,在90%—95%之间,要求保鲜加工后温度在一1〜2'C,湿度在74~76%。
除了在本发明实施例2的香菇食用菌的保鲜工序中,除了重复2次进行上述工序2-B和工序2-C之外,其他如同实施例2,进行保鲜处理。由此形成菌体内外的温度、湿度均匀、含湿度在74-76%,无表面变形的保鲜处理的香菇食用菌。
根据实施例3进行保鲜处理的香菇,菌体内外的温度、湿度均匀、含湿度在74-76%,无表面变形,可用于低温下的储存、运输。低温下的储存、运输可达40-60天。实施例4
对新鲜草菇进行保鲜处理。新采收的草菇含水量在89%—94%之间,要求保鲜加工后温度在15〜18°C,湿度在84〜86%。
除了在本发明实施例1的食用菌的保鲜工序中,在上述工序2-八..真空快速冷却除湿工序中,将真空加工室内的空气压力在10〜30分钟,降到绝对压力1600〜2000Pa,使食用菌的温度在10-30分钟内降低至15〜18°C,其他如同实施例1,进行保鲜处理。
根据实施例4进行保鲜处理的草菇,菌体内外的温度、湿度均匀、含湿度在84〜86%,无表面变形,低温下的储存、运输可达40-60天。在15 —2(TC下的储存、运输可达6-8天。
根据本发明的食用菌保鲜方法和装置,在上述风循环冷凝预除湿处理阶段,在对食用菌进行控制除湿,即预先除去食用菌中的部分水分,除去食用菌菌体表面及浅层的水分,达到初级除湿的同时,可调节食用菌的温度;在所述的由真空加工室内的真空快速冷却、除湿的进一步温度均匀的除湿处理阶段,在对食用菌进行菌体内外的均匀降温、除湿的同时,可根据不同的食用菌种类,使食用菌菌体内保持适当含湿度。食用菌的除湿量可根据不同品种的食用菌在采收后的含湿量的不同和保鲜要求的含湿量进行调节,由此可在将新鲜食用菌快速冷却、均匀除湿的同时,达到不同的保鲜要求的温度和湿度。
本发明的食用菌保鲜方法和装置加工能耗低;菌体内外的温度、湿度均匀;保鲜处理后的食用菌含湿度可控制在70〜88%;无表面变形,可用于长期的低温冷藏储存、运输(40〜60天)和较长期的常温下储存。食用菌食用时,保持原有的色、香、味、形和营养,新鲜如初。
显而易见,本发明的食用菌保鲜方法和装置也适用于其他内部水分容易蒸发的天然食品或物料的脱水、冷却储存及保鲜储存。
20

Claims (12)

1. 一种食用菌的保鲜方法,其特征在于,所述食用菌保鲜方法包括下述工序:(1)风循环冷凝预除湿在构成密闭加工系统、置有采后新鲜食用菌的真空加工室内,在风温10~40℃进行风循环冷凝预除湿,将该真空加工室内的湿空气吸入真空度在—1~—40Kpa的压力下,表面温度为4~—20℃的冷却换热器中,使湿空气中的水蒸气在此被冷凝成液态水,进入储水器内;将冷凝除去其中水蒸气的空气以送风压力0~2Kpa,吹入加热换热器中,在此被加热为10~40℃的干空气;上述加热后的干空气再返回至真空加工室内,进入置于真空加工室内的食用菌中,带出食用菌中的水蒸气后,再被吸入冷却换热器中,冷凝出其中的水,进入储水器内;籍此,除去食用菌菌体内的水分1~10%,同时,将食用菌菌体内温度调节至20~35℃的范围,(2-A). 真空快速冷却、除湿、均湿在食用菌的预除湿过程的除水量及预除湿后的温度达到设定组合范围后,对真空加工室进行抽真空,将真空加工室内的空气压力在10~40分钟降到绝对压力480~2000Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至—1~18℃,进一步控制除湿,(3)食用菌菌体内外的温度、湿度均匀,菌体含湿度达70-88%时,恢复真空加工室内的空气压力至大气压力,取出。
2. 如权利要求l所述的食用菌的保鲜方法,其特征在于,在上述的(2-A)的. 真空快速冷却除湿工序之后,施以下述工序(2-B)的风循环冷凝再除湿和(2-C) 的真空快速再冷却除湿:(2-B),在所述真空加工室内,在风温5〜35°C,再次进行风循环冷凝除湿, 将该真空加工室内的空气吸入表面温度为^一2(TC的冷却换热器中,冷凝除去空 气中的水蒸气;将冷凝除去其中水蒸气的空气吹入加热换热器中,在此被加热为5〜35。C的干 空气;上述加热后的干空气再返回至真空加工室内,进入置于真空加工室内的食用菌中,带出食用菌中的水蒸气后,再被吸入冷却换热器中,冷凝出其中的水,进入 储水器内;籍此,再次除去食用菌菌体内的水分1〜5%,同时,将食用菌菌体内温度调 节至15〜3(TC的范围,(2-C)在食用菌的再次除湿后的除水量及除湿后的温度达到设定范围后, 对真空加工室进行抽真空,将真空加工室内的空气压力在10〜40分钟降到绝对压 力480〜2000Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至 一1〜18 °C,进一步除 湿。
3.如权利要求1或2所述的食用菌的保鲜方法,其特征在于,所述风循环冷 凝预除湿及再除湿的控制方法是:根据下述数学模型:Ps=Pw[Lz—0舰5〜0細8 (Tx—Tz) ] .....................(1)其中:PW —装入的物料重量(Kg);Tx —除湿达到温度CO,通常在20〜35。C范围;Tz —最终要求的预冷温度('C),通常中低温菇在0〜3 'C,高温菇在15〜18'C范围;Lz —要求总的除湿率(%),通常在5%〜15%范围; Ps—预除湿的除水量(Kg),当实测的Ps值》根据实测Tx通过数学模型(1)计算出的Ps值时,除湿阶段 结束,启动真空冷却,进行快速冷却,除湿、均湿。
4. 如权利要求2所述的食用菌的保鲜方法,其特征在于,循环2-6次上述工 序(2-B)和(2-C)。
5. 如权利要求1或2所述的食用菌的保鲜方法,其特征在于, 将真空加工室内的空气压力降到绝对压力600〜800Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至0〜3 °C,食用菌湿度控制在85〜88%。
6. 如权利要求1或2所述的食用菌的保鲜方法,其特征在于,将真空加工室 内的空气压力降到绝对压力500〜700Pa,使食用菌的温度在10-40分钟内降低至 一1〜2 °C,食用菌湿度控制在73〜78%。
7.如权利要求1或2所述的食用菌的保鲜方法,其特征在于,将真空加工室 内的空气压力降到绝对压力1600〜2000Pa,使食用菌的温度在10-30分钟内降低 至15〜18 °C,食用菌湿度控制在84〜86%。
8. —种食用菌的保鲜装置,所述食用菌的保鲜装置为一种物料的脱水、冷却 装置,其特征在于,所述装置为由下述构件构成的密闭的加工系统装置,包括:用于对食用菌进行保鲜处理的密闭的真空加工室; 与上述真空加工室连通的冷却换热器;设置于该冷却换热器下方、用于承接来自冷却换热器的冷凝水的储水器; 用于向真空加工室内进行抽真空的真空泵;设置于真空泵的连接管路上的真空阀;一端连通冷却换热器,用于对真空加工室内进行抽吸风、其一端连通并向加热换热器送风的风机;与真空加工室连通的加热换热器;设置于冷却换热器与风机之间管路上的真空阀和设置于风机与加热换热器 之间管路上的真空阀;用于向真空加工室内进行回气的过滤器阀门; 控制柜。
9. 如权利要求8所述的食用菌的保鲜装置,其特征在于,在所述保鲜装置的 真空加工室内,置放食用菌的物料箱近冷却换热器端,安装密闭所述物料箱四周和 真空加工室四壁间隙的挡风板,阻止来自加热换热器的热风沿物料箱四周和真空加 工室四壁的间隙直接进入冷却换热器。
10. 如权利要求8所述的食用菌的保鲜装置,其特征在于,真空加工室上和 储水器上分别设置有用于监测真空加工室内真空压力和温度的真空压力、温度传感 器及除水量传感器。
11. 如权利要求8所述的食用菌的保鲜装置,其特征在于,所述加热换热器 与物料箱之间由隔板隔开。
12. 如权利要求8所述的食用菌的保鲜装置,其特征在于,所述冷却换热器 上设有用于向冷却换热器内提供冷源的进液接管和回气接管,所述加热换热器上设 有用于向加热换热器内提供热源的液、汽进入接管和回液接管。
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