CN103697656B - 一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法，在冰箱冷藏室箱体侧壁内安装臭氧传感器，以及由自持式等离子体产生器和金属丝网构成的智能抗菌农残降解装置，在冰箱中设置控制器、高压电源和数字直流可控电源，自持式等离子体产生器和金属丝网分别由高压电源供电，控制器根据臭氧传感器监测的臭氧浓度，控制高压电源的输出功率。本发明采用臭氧传感器、控制器、高压电源和数字直流可控电源、自持式等离子体产生器和金属丝网构成闭环控制回路，动态智能控制臭氧浓度，使之维持在国标最佳的范围内，从而满足高效、绿色环保食品保鲜、除异味、降低农残的需求。

Description

一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法

技术领域

本发明涉及冰箱保鲜降低农残技术领域，具体为一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高以及生活节奏的加快，大容量电冰箱己经成为居家生活的必备品。许多人因为工作繁忙，往往有集中采购食物的习惯，然后将食品放在冰箱里，以满足日常生活的需要。时间久了冰箱里的食物会相互串味，还会产生异味，影响食用效果，还会对人们的身体健康状况造成威胁。这些与冰箱中的细菌有关。研究结果表明，冰箱内的低温环境虽可抑制常温细菌的生长，但对于一些适应能力较强的细菌如肝炎病毒、流感病毒、大肠杆菌、沙门氏菌等病菌，冰箱内冷藏低温环境仍是其生长繁殖的温床，其生长代谢的过程中会产生许多代谢气体，如甲烷，硫化氢，甲硫醇，甲基胺等臭味气体，多种臭气体混合在一起就会使得冰箱产生异味。

目前常用的具备抗菌、净化功能的冰箱，通常采用臭氧、负离子发生器、光触媒与紫外线组合、负离子产生器与紫外线和光触媒相结合的方式。

负离子发生器将直流负高压连接至金属或碳纤维刷，利用尖端产生电晕释放出电子，电子立刻会被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子发生器在产生负离子的同时会产生微量臭氧，因此灭菌效果并不明显。

紫外线与光触媒相组合也是常用的抗菌除臭方式之一，具有一定的冰箱抗菌除异味的功能。但在冰箱高湿的环境中，紫外灯管容易结雾，使其使用效果受到影响，而且紫外灯和光触媒都有使用寿命的问题，增加使用者的费用。

负离子产生器与紫外线和光触媒相结合的方式，虽然效果可以有所增强，但也存在上面的问题。

臭氧具有较强的氧化性，因此臭氧发生器具有杀菌除臭能力较强的特点。也有利用控制器来使发生器工作在间断方式下，但是这种方式属于开环控制方式，臭氧浓度波动较大。在冰箱冷藏室密闭的空间内，其储存食品的容量是变化的。当冰箱存储食品接近满容时，即使采用间断工作方式，臭氧浓度也较难控制。臭氧浓度往往容易超出国家标准，对室内环境及人体健康带来不利的影响。

为了增强处理效果，通常在冷藏室中增加一个循环风扇，这样会造成食品水分严重流失。

因此需要一种动态智能控制臭氧浓度、处理高效使用便捷、保持食品水分、降低农残的处理装置及控制方法，以满足人们对绿色环保冰箱的高端需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法，其特征在于：在冰箱冷藏室箱体侧壁内安装臭氧传感器，以及由自持式等离子体产生器和金属丝网构成的智能抗菌农残降解装置，在冰箱中设置控制器、高压电源和数字直流可控电源，所述高压电源、数字直流可控电源、臭氧传感器分别接入控制器，高压电源具有两路负直流高压输出，其中一路负直流高压输出接入自持式等离子体产生器，另一路负直流高压输出接入金属丝网；

所述臭氧传感器监控冰箱冷藏室箱体内的臭氧浓度，并将监控到的臭氧浓度数据传送至控制器，控制器根据臭氧传感器实时测量的臭氧浓度，动态控制高压电源和数字直流可控电源；

所述高压电源输出一路负高压至金属丝网，并通过金属丝网在冰箱冷藏室箱体内产生高压静电场；由金属丝网吸附冰箱内带异种电荷的气体污染物，同时高压静电场在微生物膜上产生附加电场，改变微生物膜的跨膜电位；

所述高压电源输出另一路负高压至自持式等离子体产生器，通过自持式等离子体产生器在冰箱冷藏室箱体内产生负离子及臭氧；

所述高压电源内部设有脉宽调制器、开关管和频率控制部分，且高压电源采用开关模式，高压电源的工作频率受内部脉宽调制器控制；当臭氧浓度小于设置阈值时，控制器通过高压电源内部脉宽调制器增加高压电源的工作频率，当臭氧浓度大于设置阈值时，控制器通过高压电源内部脉宽调制器降低高压电源的工作频率。

所述数字直流可控电源为高压直流电源供电，可控电源设置有和控制器相连的数字接口，可以通过控制器来调整输出的直流电压，从而改变高压电源的输出功率。

所述的一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法，其特征在于：自持式等离子体发生器及高压静电场在冰箱加电时，以系统默认的方式运行。然后在臭氧传感器和控制器的监控下，适时动态地调整运行状态，即动态改变高压电源的输出功率，使得臭氧及负离子浓度即不超过国标值，同时维持在最佳的浓度范围。

本发明采用臭氧传感器、控制器、高压电源和数字直流可控电源、自持式等离子体产生器和金属丝网构成闭环控制回路，动态智能控制臭氧浓度，使之维持在国标最佳的范围内，从而满足高效、绿色环保食品保鲜、除异味、降低农残的需求。

附图说明

图1是本发明冰箱智能抗菌农残降解装置的控制方法示意图。

图2是本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示。本发明在冰箱冷藏室箱体侧壁内安装有由自持式等离子体产生器和金属丝网构成的智能抗菌农残降解装置，智能抗菌农残降解装置在臭氧传感器、控制器和高压电源、数字直流可控电源控制下，产生稳定浓度的臭氧和负离子，从侧壁上的出风口进入冷藏室内。臭氧传感器设置在冷藏室侧壁以监控臭氧浓度。控制器根据实时测量的臭氧浓度，动态控制高压电源和数字直流可控电源。高压电源输出功率可以由控制器控制，包括降频控制和直流输入电压控制。高压电源内部设有脉宽调制器、开关管和频率控制部分，高压电源可以输出两路负直流高压。数字直流可控电源设置有和控制器相连的接口，可以通过控制器来调整输出的直流电压。高压电源输出分别和自持式等离子体产生器和金属丝网相连。自持式等离子体产生器高压电极和负高压相连，另一电极接地。高压电源的另一路负高压输出和金属丝网连接。

高压电源采用开关模式，其工作频率受脉宽调制器控制。频率的改变可以通过调整外接电阻来控制。当输出臭氧浓度小于设置阈值时，控制器通过脉宽调制器使高压电源工作频率增加；而当输出臭氧浓度大于设置的阈值时，控制器通过脉宽调制器使高压电源工作频率降低。这样随着频率的改变，输出功率也随之改变。

高压电源的另一路负高压输出和金属丝网连接，产生高压静电场。在外加电场的作用下，吸附冰箱内带异种电荷的气体污染物。同时在微生物膜上产生附加电场，改变其跨膜电位，影响细胞膜的通透性，影响膜内外正常的离子交换、蛋白运输等,引起细胞功能性的改变而使其死亡。同时也会有微量的臭氧产生增强灭菌效果。

自持式等离子体发生器及高压静电场，在冰箱加电时，以系统默认的方式运行。然后在臭氧传感器和控制器的监控下，适时动态地调整运行状态，即动态改变高压电源的输出功率，使得臭氧及负离子浓度即不超过国标值，同时维持在最佳的浓度范围。臭氧能够有效分解有机农药，因此可以降低蔬菜水果中的农药残留。臭氧、负离子、高压电场几种方式相结合，比单一形式的处理器具有更高效的抗菌、除异味和降低农残的效果。

如图2所示，本发明冰箱智能抗菌农残降解装置包括壳体3，可产生活性长效因子（包括负离子和臭氧）的等离子体产生器1，高压静电场金属丝网2，高压电源4，在壳体3的侧面开有出风口，该装置安装在冰箱冷藏室箱体侧壁。臭氧传感器设置在冷藏室侧壁以监控臭氧浓度。冰箱冷藏室侧壁内安装有控制器及数字直流可控电源。装置在臭氧传感器、控制器和外部执行部件的控制下，产生稳定浓度的臭氧和负离子，从侧壁上的出风口进入冷藏室内。

本发明一种冰箱智能抗菌农残降解装置的控制方法，其工作及控制方式按以下步骤进行：

1、冰箱加电，控制器加载初始化程序，装置以默认方式工作。

2、臭氧浓度传感器开始工作，监控臭氧浓度。

3、根据测量的臭氧浓度值，控制器进行判断，执行相应的程序。

3.1N₁<Ns and N₁>=Ns-ΔN，维持当前工作状态（臭氧浓度最佳）

3.2N₁<Ns and N₁<Ns-ΔN（臭氧浓度偏低），

a）若频率低，则提高工作频率以提升功率，

b）若已在高频率下工作，则增加工作电压，以提升功率，

3.3N1>Ns（臭氧浓度偏高）

a）若在高频率下工作，则降低工作频率以减小功率

b）若已在低频率下工作，则降低工作电压，以进一步减小功率

4、若冰箱门打开，为防止臭氧浓度泄漏超标，控制器设置为最低功率输出。

5、控制器从第二步开始循环执行

实施例一：冰箱抗菌试验（GB21551.4-2010）

试验用菌：

a)金黄色葡萄球菌，

b)大肠埃希氏菌，

选择菌液浓度为5.0×10³CFU/ml～1.0×10⁴CFU/ml的稀释液作为试验用菌液。用移液管吸取菌悬液0.1ml滴加到平皿样品的试验载体琼脂上，将菌液均匀涂布。试验冰箱（采用本发明装置的控制方法）和对照冰箱在环境温度25℃±0.5℃、冷藏间室内食品储藏温度5℃±0.5℃条件下空载运行24h后，在试验冰箱和对照冰箱冷藏间室内上、中、下三层搁架的中心位置分别放置一个样品。试验冰箱和对比冰箱冷藏间室温度为5℃±0.5℃，在此温度下静置培养24h。试验冰箱的除菌装置为开启状态，对照冰箱的除菌装置为关闭状态。

24小时后，将样品从试验冰箱和对照冰箱取出，在设定为35～37℃的培养器内培养48h后，记录样品上残余细菌数。

用下面公式计算除菌率：

$R=\frac{B-A}{B}\&times;100\%$

式中：

R——除菌率，单位为（％）；

A——除菌装置开启状态冰箱试验样品平均回收菌数，单位为(CFU/片)；

B——除菌装置关闭状态冰箱试验样品平均回收菌数，单位为(CFU/片)。

采用本发明冰箱智能抗菌农残降解装置及控制方法，运行24h后记录样品上残余细菌数，并与对照冰箱的细菌数相比较，其除菌率均达到90%以上，符合国标要求。

实施例二：冰箱除异味检验（GB21551.4-2010）

试验样品：在抗菌冰箱（采用本发明装置的控制方法）待测箱体门上打两个采样孔，用于发生和采集待测气体。

试验环境：抗菌冰箱内胆环境温度-25-5℃，相对湿度大于或等于60%

抗菌冰箱门应封闭严密，在正常运转的抗菌电冰箱密封箱体中，分别送入初始浓度为12mg/m³-2mg/m³的甲硫醇，2h后检测甲硫醇的残余浓度。

气体分解率按下式计算：

$A=\frac{C_1-C_2}{C_1}\&times;100\%$

式中：

A—气体分解率；

C₁—试验开始时气体浓度，单位为千克每升（Kg/L）；

C₂—试验结束时气体浓度，单位为千克每升（Kg/L）。

采用本发明所述装置及控制方法，运行2h后采样甲硫醇的残余浓度，其分解率都达到了90%以上，符合国标要求。

以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种冰箱智能抗菌农残降解控制方法，其特征在于：在冰箱冷藏室箱体侧壁内安装臭氧传感器，以及由自持式等离子体产生器和金属丝网构成的智能抗菌农残降解装置，在冰箱中设置控制器、高压电源和数字直流可控电源，所述高压电源、数字直流可控电源、臭氧传感器分别接入控制器，高压电源具有两路负直流高压输出，其中一路负直流高压输出接入自持式等离子体产生器，另一路负直流高压输出接入金属丝网；

所述臭氧传感器监控冰箱冷藏室箱体内的臭氧浓度，并将监控到的臭氧浓度数据传送至控制器，控制器根据臭氧传感器实时测量的臭氧浓度，动态控制高压电源和数字直流可控电源； 所述高压电源输出一路负高压至金属丝网，并通过金属丝网在冰箱冷藏室箱体内产生高压静电场；由金属丝网吸附冰箱内带异种电荷的气体污染物，同时高压静电场在微生物膜上产生附加电场，改变微生物膜的跨膜电位；

所述高压电源输出另一路负高压至自持式等离子体产生器，通过自持式等离子体产生器在冰箱冷藏室箱体内产生负离子及臭氧；

所述高压电源内部设有脉宽调制器、开关管和频率控制部分，且高压电源采用开关模式，高压电源的工作频率受内部脉宽调制器控制；当臭氧浓度小于设置阈值时，控制器通过高压电源内部脉宽调制器增加高压电源的工作频率，当臭氧浓度大于设置阈值时，控制器通过高压电源内部脉宽调制器降低高压电源的工作频率；

所述数字直流可控电源为高压直流电源供电，可控电源设置有和控制器相连的数字接口，可以通过控制器来调整输出的直流电压，从而改变高压电源的输出功率；

该控制方法按以下步骤进行：

（1）、冰箱加电，控制器加载初始化程序，装置以默认方式工作；

（2）、臭氧浓度传感器开始工作，监控臭氧浓度；

（3）、根据测量的臭氧浓度值，控制器进行判断，执行相应的程序： 3.1 N1<Ns and N1>= Ns-ΔN，维持当前工作状态；

3.2 N1<Ns and N1<Ns-ΔN，

a）若频率低，则提高工作频率以提升功率，

b）若已在高频率下工作，则增加工作电压，以提升功率；

3.3 N1>Ns

a）若在高频率下工作，则降低工作频率以减小功率，

b）若已在低频率下工作，则降低工作电压，以进一步减小功率；

（4）若冰箱门打开，为防止臭氧浓度泄漏超标，控制器设置为最低功率输出；

（5）控制器从第二步开始循环执行。