CN103947741B - 果实采后热激处理保鲜装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种果实采后热激处理保鲜装置，包括送料系统、冷却清洗系统、热激处理系统和吹干系统；送料系统用于将新鲜果实传送至冷却清洗系统进行清洗；冷却清洗系统包括清洗水槽、安装在清洗水槽内的第一输送带和间隔布置在第一输送带上的阻隔板，清洗水槽的水面下方还设有气泡翻滚装置；热激处理系统用于承接第一输送带输出的果实并进行热激处理，其包括热激水槽、安装在热激水槽内的第二输送带和水温控制装置；吹干系统用于去除第二输送带输出的果实的表面水分。本发明还公开了一种果实采后热激处理保鲜方法。本发明通过对果实进行冷却清洗，除去果实表面的热量并清除其病原菌等污物，然后进行热激处理，以达到最佳保鲜效果。
Description
技术领域
本发明属于果实采后贮藏保鲜技术领域，尤其涉及一种果实采后热激处理保鲜装置及方法。
背景技术
热激处理是在果实采摘后以高于果实成熟季节的温度（一般在35～50℃）处理果实，旨在杀死或抑制病原微生物的活动，改变酶的活性，调节果实生理生化代谢，从而达到贮藏保鲜的效果，是一种无化学残留、安全性高、简单有效的物理保鲜方法。
热激处理自Fawcett在1922年成功用于防治柑橘炭疽病引起果实采摘后腐烂以后，已成为一种新的贮藏保鲜技术，热处理方法主要有热水浸果、热蒸汽、热灰掩埋、强力热风、远红外和微波处理等。通常情况下，热处理方法的传热介质是空气和水。在同等温度下，加热的湿空气比干燥空气更能有效地杀死病原菌。
大多数果实热处理所用的水温都在46～55℃之间，时间为20s～10min；热空气处理的温度为43～54℃，时间为10～60min，具体数值视果品种类、成熟度等合理选择。果实经不同热处理后，可防治20多种病原菌危害，是香蕉、荔枝等热带水果贮藏的重要方法之一。美国现已大规模应用蒸汽热处理来检疫处理果实的地中海果蝇危害。
以柑橘为例，柑橘果实在长期的储藏运输过程中，往往会发生多种病害，造成果实腐烂变质，引起严重的经济损失。在生产上一般采用大量的防腐保鲜剂来抑制侵染性病害的发生和传播。但是大量杀菌剂的使用对柑橘果实的安全构成了巨大的威胁。在目前柑橘采后产业中需要大量的劳动力，这提高了果实采后的储藏成本。单纯利用热激处理或热激处理结合少量的化学采后保鲜剂，相对于传统柑橘储藏方法，可以明显延缓果实成熟衰老进程，减少果实腐烂，维持贮藏果实较好的商品性，与此同时大大降低果实表面的药剂残留，提高果实的安全性。
在现有技术中，公开号为CN103168833A的专利文献提供了一种节能型多功能果蔬温度激化处理装置，具有果蔬热激处理、果蔬冷水冷激处理和果蔬冰浆冷激处理三种模式，但是该专利只单纯的描述了一种激化处理装置，未实现果实保鲜处理的工艺化流程和系统化操作，自动化程度低。
发明内容
为提高果实采后贮藏自动化程度，降低成本，减少农药使用量，并提高柑橘等果实采后储藏品质，本发明提供了一种果实采后热激处理保鲜装置及方法。
一种果实采后热激处理保鲜装置，包括依次衔接的送料系统、冷却清洗系统、热激处理系统和吹干系统；
所述的送料系统用于将新鲜果实传送至冷却清洗系统进行清洗；
所述的冷却清洗系统包括清洗水槽、安装在清洗水槽内的第一输送带和间隔布置在第一输送带上的阻隔板，所述清洗水槽的水面下方还设有基于气体流动的温度场混匀装置；
所述的热激处理系统用于承接第一输送带输出的果实并进行热激处理，其包括热激水槽、安装在热激水槽内的第二输送带和水温控制装置；
所述的吹干系统用于去除所述第二输送带输出的果实的表面水分。
所述的送料系统包括送料支架和倾斜安装在送料支架上的传送带，该传送带具有处于低位的进料端和处于高位的输出端；果实倒在低位的进料端，由高位的输出端落入清洗水槽内，实现果实的提升搬运，降低劳动强度。同时，传送带采用食品级PVC材质，减少对果实的损害。
所述的冷却清洗系统还包括放置清洗水槽的水槽支架，该水槽支架底部装有第一万向轮；所述的热激处理系统包括安装热激水槽的支架，该支架底部安装有第二万向轮。冷却清洗系统和热激处理系统的支架上，均安装有旋转活动的万向轮，便于设备的安装、拆卸与转移。
所述阻隔板的材质为软质橡胶，且相邻两阻隔板之间距离为250mm。阻隔板可防止柑橘果实在水面的漂浮移动，便于控制果实在水中的时间，并限定其材质为软质橡胶，避免对果实造成损伤。
所述的水温控制装置包括加热装置、控制装置和温度传感器，所述的加热装置为位于热激水槽内的蒸汽加热盘管。水温控制装置用于控制热激水槽内的水温，加热装置用于加热水温，温度传感器用于感应水温，控制装置根据水温来控制加热装置的开关。
所述的吹干系统包括支架、安装在支架上的滚杠输送带和位于滚杠输送带上方的风机。热激处理后的果实随滚杠输送带移动，风机吹干果实表面的水分。
采用本装置的热激处理方法，首先，将果实倒入送料系统内，然后进入冷却清洗系统的清洗水槽内进行浸泡，以除去果实表面的田间热，降低果实的呼吸，并同时去除果实表面的病原菌及污物，清洗完后的果实由冷却清洗系统的第一输送带送入热激水槽内，进行热激处理，处理完后由第二输送带输出，然后经吹干系统去除果实表面的水分，从而完成果实热激处理的整个过程。
具体方法分为以下步骤：
1）新鲜果实放入温度为15～25℃左右、PH值为6.5～7.5的水中进行清洗，控制清洗时间为20～40秒；
2）将清洗后的果实放入温度为50～55℃左右、PH值为6.5～7.5的水中进行热激处理，处理时间为20秒～10分钟；
3）吹干热激处理后的果实表面水分，并入库储存。
在步骤2）中，所述热激处理的水中加入有化学保鲜剂，生产上所用的化学保鲜剂为2,4-D、咪鲜胺和百可得，通常通过热激处理，可以有效降低现有生产中保鲜剂使用量，可以达到同样的保鲜效果。
本发明的有益效果是：通过对果实进行冷却清洗，除去果实表面的热量并清除其病原菌等污物，清洗好的果实进入热激处理，控制水温以及果实处理时间，以达到最佳保鲜效果，同时，热激处理的水中可以加入少量的化学保鲜剂以提高储藏效果，经过热激处理的果实进入强风吹干设备，快速去除果实表面的水分，避免果实品质的下降。
附图说明
图1为本发明果实采后热激处理保鲜装置的结构示意图；
图2为送料系统的装置图；
图3为冷却清洗系统的装置图；
图4为图3中A-A的剖面图；
图5为热激处理系统的装置图；
图6为图5中B-B的剖面图；
图7为吹干系统的装置图。
具体实施方式
在本发明的实施例中，以柑橘作为保鲜果实进行处理。
如图1所示，本发明的设备主要包括：送料系统1、冷却清洗系统2、热激处理系统3和吹干系统4。
如图2所示，送料系统1用于将新鲜果实传送至冷却清洗系统2，其包括送料支架11、倾斜安装在送料支架11上的传送带12和驱动电机13，果实从低位的进料端倒入传送带12，然后由传送带12的高位输出端进入冷却清洗系统2内。
传送带12表面具有软质间隔凸起，防止果实滚动移位，也可以避免柑橘果实之间的挤压碰伤。送料支架11的底部通过地脚螺栓固定在地面上，可自由调节高度，地脚螺栓采用304食品级不锈钢材质；送料系统1外形尺寸为5000*1000*1200mm，其中传送带12在本实施例中的传输速度为无极变速，其宽度为900mm，厚度为3mm，材料为白色食品级PVC材质，减少对果实的损害。
如图3和图4所示，冷却清洗系统2用于对送料系统1输出的果实进行清洗，以除去果实表面的田间热，降低果实的呼吸，并同时去除果实表面的病原菌及污物，具有洗洁净高、节能、节水、设备稳定可靠等特点。本系统还可以应用于其他有根蔬菜和叶片的清洗。
冷却清洗系统2包括水槽支架21、清洗水槽26、安装在清洗水槽26内的输送带22、间隔布置在输送带22上的阻隔板23和驱动电机25。水槽支架21下部也通过高度可调的地脚螺栓固定在地面上，清洗水槽26安装在水槽支架21内，输送带22带动果实在清洗水槽26内移动，清洗水槽26的底部设有排水阀27，便于水的更换。同时，清洗水槽26靠近送料系统1的一侧设有倾斜导料板24，以引导果实落入清洗水槽26内，防止直接下落对果实造成损伤。
在对果实进行清洗时，清洗水槽内的水温为20℃左右，PH值为6.5～7.5。果实在冷却清洗系统的清洗时间为0.5分钟左右。利用系统在水槽下部的鼓泡装置快速方便的清除果实标面的污物及病原菌。
在本实施例中，冷却清洗系统2外形尺寸为5000*1150*1350mm，果实在系统中的速度可以无极变速调节，阻隔板23间距为250mm，阻隔板可防止柑橘果实在水面的漂浮移动，便于控制果实在水中的时间，同时阻隔板为软质橡胶材质，以避免对果实的损伤。同时，为实现对果实更好的清洗，清洗水槽的水面下方还设有气泡翻滚装置，其包括旋涡气泵，形成水浴鼓泡装置，在距水底50mm附近安装气泡翻滚机，从气泡翻滚机中产生的大量气体会释放到水中，形成大量的气泡，增强清洗效果，与此同时，翻腾的气泡可以去除果实表面农残，清洗后的漂浮物可以从溢流槽溢出，沉淀物从排污口排出，以达到保证系统清洁目的。
在本实施例中，冷却清洗系统2的输送带22采用网带传送装置，可整体从箱内移出，方便维修、清理。网带传送装置中网带为食品级材质304不锈钢，网丝直径为1.5mm，网带链条为食品级304不锈钢，网带链轮食品级304不锈钢，网带主筋直径8mm是食品级304不锈钢，网带宽度800mm。
如图5和图6所示，热激处理系统3用于承接由冷却清洗系统2输出的果实并进行热激处理，其包括装有热激水槽38的支架31、安装在热激水槽38内的输送带32、水温控制装置和驱动电机37，水温控制装置包括加热装置、控制装置和温度传感器。热激水槽38的底部设有排水管和阀门39，用于排污和水更换。
输送带32上也间隔布置有阻隔板33，热激水槽38的进料位置也设有导料板34，与清洗水槽26内的导料板效果相同；加热装置为布置在热激水槽内的蒸汽加热盘管35，水温控制装置用于控制热激水槽内的水温，加热装置用于加热水温，温度传感器用于感应水温，控制装置根据水温来控制加热装置的开关。温度传感器对温度的控制为±1度，当对柑橘进行长时间储藏时，可以在系统内加入25%生产上的化学防腐使用量，热激处理结合小剂量的化学防腐保鲜剂，既可以降低农药残留，又可以达到柑橘果实采后保鲜的目的。
热激处理时，水槽中水温为55℃、PH值为6.5～7.5。热激处理的时间为20～25秒，热激处理的水中可加入有25%～50%常规用量化学保鲜剂（1包保鲜剂兑15斤水）。在本发明中，化学保鲜剂可选用2-4D，咪鲜胺和百可得。
如图7所示，吹干系统包括支架41、安装在支架41上的滚杠输送带42和位于滚杠输送带42上方的风机44。热激处理后的果实由输送带32输出，并落入滚杠输送带42上，并由滚杠输送带42驱动果实移动，途径风机下方时吹干。支架41的顶部设有安装板43，风机44固定在安装板43上且高度可调，根据果实种类调节风机的高度。
在本实施例中，吹干系统外形尺寸为5000*1200*1400mm，系统配置风机数量为16台*0.75KW=12KW，可以快速吹干果实表面的水分，同时采用低功率、低噪音的风机，吹风口成风刀状，吹干风温为常用温，有效保护物料本身的色泽和品质，效果更佳。
在本发明的装置中，各系统的主体材料为不锈钢，不锈钢厚度1.5mm，护板厚度2mm。四个主体系统下部有360度可旋转活动轮固定，方便设备的安装、拆卸与转移。系统中地脚螺栓为304食品级不锈钢，可自由调节高度。四个系统之间有减速机连接，以避免冲力造成大量果实挤压损伤。同时，在冷却清洗系统和热激处理系统中，输送带均可分为依次衔接的水平段、倾斜段和高位出料段，水平段浸没在对应水槽中，倾斜段用于将果实从水中输出并在上升过程中沥干携带的水分，沥干得到水流入相应的水槽中，然后由高位出料段输出。
上述的装置，对柑橘果实处理的步骤如下：
（1）将椪柑果实倒在送料系统的传送带上，由传送带连续的落入清洗水槽内；
（2）开启气泡翻滚装置，控制清洗水槽内的水温为20℃左右，PH6.5～7.5，并调节输送速度，使柑橘在清洗水槽内的浸泡时间为0.5分钟；
（3）浸泡清洗完成后，果实由输送带送入热激水槽内，控制水温为55℃，PH6.5～7.5，并在水中加入25～50%的常规用量化学防腐保鲜剂（1包保鲜剂兑15斤水），同时调整热激水槽内输送带的速度，保持热激处理的时间为20～25秒；
（4）果实热激处理后，落入吹干系统的滚杠输送带，并带动柑橘依次通过多个风机的下方，吹干柑橘表面的水分，并立即入库储存。
根据上面的处理步骤，以椪柑果实为例，做进一步的实验验证及说明。椪柑果实于2013年11月10日采于浙江衢州，将8份大小、成熟度一致的果实分别采用以下8个条件进行处理：
条件1：冷却清洗的水温20℃，PH6.5～7.5，清洗时间0.5分钟；
条件2：冷却清洗的水温20℃，PH6.5～7.5，清洗时间0.5分钟；热激处理的水温55℃，PH6.5～7.5，处理时间20秒；
条件3：冷却清洗的水温20℃，PH6.5～7.5，清洗时间0.5分钟；热激处理的水温55℃，PH6.5～7.5，处理时间20秒，水中加入100%的市场常规用量的化学防腐保鲜剂（2,4-D，咪鲜胺，百可得）；
条件4：冷却清洗的水温20℃，PH6.5～7.5，清洗时间0.5分钟；热激处理的水温55℃，PH6.5～7.5，处理时间20秒，水中加入50%的市场常规用量的化学防腐保鲜剂（2,4-D，咪鲜胺，百可得）；
条件5：冷却清洗的水温20℃，PH6.5～7.5，清洗时间0.5分钟；热激处理的水温55℃，PH6.5～7.5，处理时间20秒，水中加入25%的市场常规用量的化学防腐保鲜剂（2,4-D，咪鲜胺，百可得）；
条件6：100%的市场常规用量的化学防腐保鲜剂（2,4-D，咪鲜胺，百可得）；
条件7：50%的市场常规用量的化学防腐保鲜剂（2,4-D，咪鲜胺，百可得）；
条件8：25%的市场常规用量的化学防腐保鲜剂（2,4-D，咪鲜胺，百可得）。
表1.不同条件处理椪柑果实采后的腐烂率变化
| 处理 | 1月10日 | 2月9日 | 3月9日 |
| 条件1 | 1.00% | 11.00% | 18.30% |
| 条件2 | 0.67% | 3.33% | 9.00% |
| 条件3 | 0 | 0.33% | 2.67% |
| 条件4 | 0 | 1.33% | 3.33% |
| 条件5 | 0 | 0 | 2.00% |
| 条件6 | 0 | 0.67% | 2.33% |
| 条件7 | 0 | 2.67% | 5.67% |
| 条件8 | 4.86% | 9.56% | 6.67% |
从表中可以看出，本发明装置结合25%市场常规用量的化学防腐保鲜剂可以达到100市场常规用量的化学防腐保鲜剂的保鲜效果。本发明可以降低75%的化学保鲜剂使用量，对促进果实采后绿色产业的发展具有较大的效果。
Claims (8)
1.一种果实采后热激处理保鲜装置，其特征在于，包括依次衔接的送料系统、冷却清洗系统、热激处理系统和吹干系统；
所述的送料系统用于将新鲜果实传送至冷却清洗系统进行清洗；
所述的冷却清洗系统包括清洗水槽、安装在清洗水槽内的第一输送带和间隔布置在第一输送带上的阻隔板，所述清洗水槽的水面下方还设有气泡翻滚装置；
所述的热激处理系统用于承接第一输送带输出的果实并进行热激处理，其包括热激水槽、安装在热激水槽内的第二输送带和水温控制装置；
所述的吹干系统用于去除所述第二输送带输出的果实的表面水分。
2.如权利要求1所述的果实采后热激处理保鲜装置，其特征在于，所述的送料系统包括送料支架和倾斜安装在送料支架上的传送带，该传送带具有处于低位的进料端和处于高位的输出端。
3.如权利要求2所述的果实采后热激处理保鲜装置，其特征在于，所述的传送带为食品级PVC材质。
4.如权利要求1所述的果实采后热激处理保鲜装置，其特征在于，所述的冷却清洗系统还包括放置清洗水槽的水槽支架，该水槽支架底部装有第一万向轮。
5.如权利要求1所述的果实采后热激处理保鲜装置，其特征在于，所述阻隔板的材质为软质橡胶，且相邻两阻隔板之间距离为250mm。
6.如权利要求1所述的果实采后热激处理保鲜装置，其特征在于，所述的热激处理系统包括安装热激水槽的支架，该支架底部安装有第二万向轮。
7.如权利要求6所述的果实采后热激处理保鲜装置，其特征在于，所述的水温控制装置包括加热装置、控制装置和温度传感器，所述的加热装置为位于热激水槽内的蒸汽加热盘管。
8.如权利要求1所述的果实采后热激处理保鲜装置，其特征在于，所述的吹干系统包括支架、安装在支架上的滚杠输送带和位于滚杠输送带上方的风机。
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