CN108464344A - 果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置及其使用方法，包括箱体和程序控制器，所述箱体一侧设有能够开合的门，便于取放果蔬；该箱体内设有能够移动的两种类型紫外杀菌灯；该箱体底部设有能够振动的底座；该箱体通过管道连接抽真空装置，使箱体内部产生真空；所述程序控制器能够编排杀菌方式，控制杀菌灯、底座和抽真空装置的动作。本发明可在真空预冷室内同时进行灭菌消杀，充分发挥紫外、臭氧、真空的协同作用，有效解决了以往存在的操作时间过长、杀菌不彻底、工作场所受污染等问题，提高了工作效率，而且还可减少果蔬因倒腾而造成的破损。对于减少果蔬损耗、提高产品品质具有重要作用，适合于果蔬储运保鲜生产、科研院所试验之用。

Description

果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及农产品加工贮运技术领域，尤其是一种用于蔬菜和水果采收后的预冷和灭菌处理，且在同一套装置内实现全部程序功能的装置，具体的说是一种果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置及其使用方法。

背景技术

新鲜果蔬采摘后仍是具有生命的活体，进行着以呼吸作用为主导的新陈代谢活动。由于脱离了母体，物质与能量供应中断，只能靠消耗自身的碳水化合物、果胶、维生素、有机酸等物质来维持生命，造成蔬菜品质下降。预冷是迅速排除田间热，抑制其呼吸作用，保持蔬菜鲜度的有效措施。其中，真空预冷技术是将蔬菜、水果放进密封容器内，用真空泵将容器内空气迅速抽出，果蔬所含水分从中心向物表输送，引起果蔬温度急剧下降的技术。与常规风冷、干冷相比，真空预冷技术具有冷却均匀、口感好、保鲜时间长的优点。

然而，单一真空预冷后，果蔬的微生物负载仍达不到卫生指标要求。为此，真空预冷与杀菌(臭氧、紫外等)相结合的技术得到发展。如：真空预冷机臭氧杀菌回压装置CN201220193762.4，一种草莓果实短波紫外线辐照复合冷风预冷保鲜技术CN201410652688.1，一种用于蔬菜存储的真空预冷机CN201510912983.0，肉制品果蔬的臭氧真空预冷复合气调保鲜方法CN201110287069.3等。上述技术分为两种：预冷之前或预冷之后进行紫外线杀灭菌；臭氧水浸泡再预冷或用臭氧气回压灭菌，仍存在操作时间过长、杀菌不彻底、工作场所受污染等问题。

发明内容

本发明的目的是，针对目前真空预冷与杀菌相结合技术存在的操作时间过长、杀菌不彻底、工作场所受污染等问题，提供一种果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，可在一套真空预冷室内完成预冷、杀菌保鲜两个程序任务，充分发挥紫外、臭氧、真空的协同作用，使操作更加简便，并可减少果蔬因倒腾而造成的破损。

本发明的技术方案是：

一种果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，包括箱体和程序控制器，所述箱体一侧设有能够开合的门，便于取放果蔬；该箱体内设有能够移动的两种类型紫外杀菌灯；该箱体底部设有能够振动的底座；该箱体通过管道连接抽真空装置，使箱体内部产生真空；所述程序控制器能够编排杀菌方式，控制杀菌灯、底座和抽真空装置的动作。

进一步的，所述两种类型紫外杀菌灯为185nm和254nm紫外杀菌灯，开启关闭受所述程序控制器控制，且并排安装，一根185nm紫外杀菌灯和一根254nm紫外杀菌灯构成一列紫外杀菌灯。优选的，所述程序控制器为可编程程序控制PLC。

进一步的，所述杀菌方式分为杀菌方式I和II，杀菌方式I(臭氧渗透式杀菌)由185nm 紫外杀菌灯产生高浓度臭氧对框内果蔬进行渗透式深度杀菌；杀菌方式II(真空下紫外杀菌)由254nm紫外杀菌灯在箱体真空状态下(真空度小于600Pa)对框内果蔬进行扫描式全方位杀菌。

进一步的，所述紫外杀菌灯为三组，均匀分布于所述箱体内的左右两侧和中间；每组紫外杀菌灯包括上下对置的两列紫外线灯管；每列紫外线灯管竖向设置，其尾端通过电动行走器连接在设置于所述箱体底板或顶板上的导向滑轨上，使所述一列紫外线灯管能够沿所述导向滑轨作前后往复移动。

进一步的，所述底座下部安装摇臂，并通过连杆与电机相连，使所述底座能够作摇床式振动。

进一步的，所述抽真空装置与烟囱相连，便于将所述箱体内的臭氧排放到室外。

进一步的，所述箱体设有气体鼓动装置，能够促进臭氧在箱体内循化、果蔬内部渗透。

进一步的，所述箱体上还设有真空测量表，便于测定箱体内的实时真空度。

一种果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置的使用方法，其特征是按照以下具体操作步骤进行：

1)将果蔬分两框装入箱体内，分两排对称放置在箱体的底座上，关闭箱体；

2)在程序控制器上设定各项运行参数：

预冷终点温度4-10℃、杀菌方式I(紫外灯照射时间3-6分钟后，延续臭氧熏蒸2-4分钟)和杀菌方式II(紫外灯照射时间2-5分钟)、电动行走器行进速度1-5厘米/秒、往复振动座振动40-240次/分钟和气体鼓动装置风速10-50米/秒；

3)首先执行杀菌方式I(臭氧渗透式杀菌)：依次开启电动行走器、往复振动座、气体鼓动装置、185nm紫外杀菌灯，紫外照射空气产生臭氧气体并对果蔬由里到外进行深度熏蒸杀菌；

4)5-10分钟后启动真空预冷装置，箱体内臭氧被抽出由2-5米的烟囱排至高空环境中；

5)当温度达到预定值时，停止抽真空。这时箱体内真空度小于600Pa，由程序控制器执行杀菌方式II(真空下紫外杀菌)：开启254nm紫外杀菌灯，果蔬处于真空状态下紫外杀菌2-5分钟；

6)然后进行回压，当箱体内的压力回升至与外界压力平衡后，取出果蔬框，完成真空预冷保鲜杀菌所有程序。

本发明的有益效果：

本发明设计合理，使用方便，可在真空预冷过程中同时实施杀菌，发挥了紫外、臭氧、真空的协同作用，有效解决了以往存在的操作时间过长、杀菌不彻底、工作场所受污染等问题，提高了效率，而且，还可减少果蔬因倒腾而造成的破损，提高了产品品质。

1.本方法在执行杀菌方式I(臭氧渗透式杀菌)后开始抽真空，185nm短波紫外线电离大气所致的臭氧随着真空泵抽气带出，排放至大气中，有效避免对现场操作人员的危害。排放口设置于屋顶2米高，微量臭氧很快消散。

2.与现有的真空预冷和杀菌分两处(预冷室内和杀菌室内)操作相比，本方法真空预冷与杀菌一锅进行，操作工艺更方便，也减少产品两次倒腾的破损率。

3.杀菌灯四面扫描照射，加上果蔬框分成两个区域，使得果蔬各部分均匀照射，有效解决紫外照射灭菌存在死角的弊端，同时近距离扫描照射可增强单位时间的照射强度(254nm,可大于60μm/cm²)，杀灭果蔬表面的有害微生物效果显著。

4.通过底座作摇床式振动，可加快果蔬表面的滞留水汽流动，提高水分的蒸腾效率，从而缩短预冷降温时间20％以上，同时也提高了臭氧对果蔬内部深层的杀菌效果。

5.根据好氧菌和厌氧菌在不同氧气供给条件下的活力差异，对应采用杀菌方式I、II进行消杀，杀菌效率提高20％以上。

附图说明

图1是本发明的正面剖视示意图。

图2是常规预冷杀菌分步实施流程示意图。

其中：1-真空表；2-导向滑轨；3-箱体；4-紫外灯管；5-果蔬框；6-底座；7-摇臂； 8-程序控制器；9-抽真空装置；10-烟囱；11-气体鼓动装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示。

实例一

1.果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置结构：包括箱体3和程序控制器8，所述箱体3一侧设有能够开合的门，便于取放果蔬；该箱体3内设有两种类型紫外杀菌灯4；该箱体3 底部设有能够振动的底座6；该箱体3通过管道连接抽真空装置9，使箱体3内部产生真空；所述程序控制器8为可编程控制器PLC，能够编排杀菌方式，控制紫外杀菌灯、底座和抽真空装置的动作。

所述两种类型紫外杀菌灯为185nm和254nm紫外杀菌灯，分别与杀菌方式I和II相对应，开启关闭受所述控制，且并排安装，一根185nm紫外杀菌灯和一根254nm紫外杀菌灯构成一列紫外杀菌灯。所述两种类型紫外杀菌灯为三组，均匀分布于所述箱体3内的左右两侧和中间；每组紫外杀菌灯包括上下对置的两列紫外线灯管4；每列紫外线灯管4 竖向设置，其尾端通过电动行走器连接在设置于所述箱体3底板或顶板上的导向滑轨2上，使所述一列紫外线灯管能够沿所述导向滑轨2作前后往复移动，进行扫描照射。优选的，紫外线灯管4长度为1/2果蔬框5的高度，其发光区超出框底或框顶端2-3cm，便于对框体上下边缘的果蔬进行完全照射。该紫外线灯管4为抗低压型，其灯管材料可选用纯度 99.999％的石英玻璃，以便有效提高185nm紫外线透过率，使空气中的O₂得到高效电离，从而产生较高浓度的臭氧。

所述底座6为两个，下部安装摇臂，并通过连杆与电机相连，使所述底座6能够作摇床式振动。该底座6上可放置装有蔬菜水果的果蔬框5，所述抽真空装置9可以是真空泵或其他类似装置，可以方便的抽出箱体3内的空气，产生所需的真空度。所述抽真空装置 9还与烟囱10相连，便于将所述箱体3内的臭氧排放到室外，避免对现场操作人员造成损害。较佳的，所述烟囱10的出口通常安装在高于屋顶2米处，便于臭氧向高空排放。

所述箱体3设有气体鼓动装置11，能够促进臭氧在箱体内循化、果蔬内部渗透。

所述箱体3上还设有真空表1，便于显示箱体3内的实时真空度。

所述程序控制器8连接所述紫外杀菌灯、底座和抽真空装置等，可通过编程对预冷终点温度、紫外杀菌灯开启关闭和照射时间，导向滑轨的行进速度和时间，以及底座的振动频率和开启关闭等进行预置。还可根据产品数量、类别的差异调整运行参数，实现预冷过程的智能化操作。

2.果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置在青菜保鲜保质上应用

将青菜分两框装入箱体内，分两排对称放置在箱体的底座上，关闭箱体；在程序控制器上设定各项运行参数：预冷终点温度10℃、杀菌方式I(紫外灯照射时间3分钟后，延续臭氧熏蒸2分钟)和杀菌方式II(紫外灯照射时间2分钟)、电动行走器行进速度1厘米/秒、往复振动座振动40次/分钟和气体鼓动装置风速10米/秒；依次开启电动行走器、往复振动座、气体鼓动装置、185nm紫外杀菌灯，产生的臭氧气体对青菜进行熏蒸杀菌； 5分钟后启动真空预冷装置，同时臭氧由2米烟囱排至高空环境中。当温度达到预定值时，停止抽真空。这时箱体内真空度小于600Pa，开启254nm紫外杀菌灯，青菜在真空状态下紫外杀菌2分钟；再进行回压。当箱体内的压力回升至与外界压力平衡后，取出青菜框，完成真空预冷保鲜杀菌所有程序。

记录预冷降温时间、破损率、保鲜期，检验杀菌效果，评价臭氧气味。结果见表1。

实例二

1.果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置结构：安装方法同实施例一1)。

2.果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置在草莓保鲜保质上应用

将草莓分两框装入箱体内，分两排对称放置在箱体的底座上，关闭箱体；在程序控制器上设定各项运行参数：预冷终点温度4℃、杀菌方式I(紫外灯照射时间6分钟后，延续臭氧熏蒸4分钟)和杀菌方式II(紫外灯照射时间5分钟)、电动行走器行进速度5厘米/秒、往复振动座振动240次/分钟和气体鼓动装置风速50米/秒；依次开启电动行走器、往复振动座、气体鼓动装置、185nm紫外杀菌灯，产生的臭氧气体对草莓进行熏蒸杀菌； 10分钟后启动真空预冷装置，同时臭氧由2米烟囱排至高空环境中。当温度达到预定值时，停止抽真空。这时箱体内真空度小于600Pa，开启254nm紫外杀菌灯，青菜在真空状态下紫外杀菌5分钟；再进行回压。当箱体内的压力回升至与外界压力平衡后，取出草莓框，完成真空预冷保鲜杀菌所有程序。

记录预冷降温时间、破损率、保鲜期，检验杀菌效果，评价臭氧气味。结果见表1。

实例三

1.果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置结构：安装方法同实施例一1)。

2.果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置在草莓保鲜保质上应用

将草莓分两框装入箱体内，分两排对称放置在箱体的底座上，关闭箱体；在程序控制器上设定各项运行参数：预冷终点温度6℃、杀菌方式I(紫外灯照射时间5分钟后，延续臭氧熏蒸3分钟)和杀菌方式II(紫外灯照射时间4分钟)、电动行走器行进速度3厘米/秒、往复振动座振动120次/分钟和气体鼓动装置风速30米/秒；依次开启电动行走器、往复振动座、气体鼓动装置、185nm紫外杀菌灯，产生的臭氧气体对草莓进行熏蒸杀菌； 8分钟后启动真空预冷装置，同时臭氧由2米烟囱排至高空环境中。当温度达到预定值时，停止抽真空。这时箱体内真空度小于600Pa，开启254nm紫外杀菌灯，青菜在真空状态下紫外杀菌4分钟；再进行回压。当箱体内的压力回升至与外界压力平衡后，取出草莓框，完成真空预冷保鲜杀菌所有程序。

记录预冷降温时间、破损率、保鲜期，检验杀菌效果，评价臭氧气味。结果见表1。

对比例

1.装置结构：一套真空预冷装置+一套紫外灯杀菌装置。

2.真空预冷装置+臭氧杀菌装置在草莓保鲜保质上应用，如图2所示。

先将将两框草莓并排装入真空预冷室内，关闭箱门。设置预冷终点温度6℃，开启真空装置，箱体内的气压开始下降，当温度达到预定值时，停止抽真空，再进行回压。当箱体内的压力回升至与外界压力平衡后，取出两框草莓，完成真空预冷程序。

再将两框草莓运至紫外杀菌室内，开启254nm紫外杀菌灯(常规紫外杀菌方式)杀菌9分钟，打开壁挂抽风机抽排臭氧，取出草莓框，完成杀菌程序。

记录预冷降温时间、破损率、保鲜期，检验杀菌效果，评价臭氧气味。结果见表1。

表1果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置及其使用效果

结果分析：由表1可见，对于草莓样品，实施例三(本发明)和对比例在达到相同预冷终点温度6℃时，降温时间、破损率、保鲜期、杀菌效果、臭氧气味分别为10.1分钟和12.3分钟、3.1％和10.1％、8天和5天、92％和65％、无明显气味和有臭味，可见本发明技术对果蔬保鲜有显著的有益效果。与常规预冷方式相比(未列出)，实施例一、二、三的上述五项指标也有较大改善。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，包括箱体和程序控制器，其特征是所述箱体一侧设有能够开合的门，便于取放果蔬；该箱体内设有能够移动的两种类型紫外杀菌灯；该箱体底部设有能够振动的底座；该箱体通过管道连接抽真空装置，使箱体内部产生真空；所述程序控制器能够编排杀菌方式，控制杀菌灯、底座和抽真空装置的动作。

2.根据权利要求1所述的果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，其特征是所述两种类型紫外杀菌灯为185nm和254nm紫外杀菌灯，开启关闭受所述程序控制器控制，且并排安装，一根185nm紫外杀菌灯和一根254nm紫外杀菌灯构成一列紫外杀菌灯；所述程序控制器为可编程程序控制PLC。

3.根据权利要求1所述的果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，其特征是所述杀菌方式分为杀菌方式I和II，杀菌方式I(臭氧渗透式杀菌)由185nm紫外杀菌灯产生高浓度臭氧对框内果蔬进行渗透式深度杀菌；杀菌方式II(真空下紫外杀菌)由254nm紫外杀菌灯在箱体真空状态下(真空度小于600Pa)对框内果蔬进行扫描式全方位杀菌。

4.根据权利要求1所述的果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，其特征是所述紫外杀菌灯为三组，均匀分布于所述箱体内的左右两侧和中间；每组紫外杀菌灯包括上下对置的两列紫外线灯管；每列紫外线灯管竖向设置，其尾端通过电动行走器连接在设置于所述箱体底板或顶板上的导向滑轨上，使所述一列紫外线灯管能够沿所述导向滑轨作前后往复移动。

5.根据权利要求1所述的果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，其特征是所述底座下部安装摇臂，并通过连杆与电机相连，使所述底座能够作摇床式振动。

6.根据权利要求1所述的果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，其特征是所述抽真空装置与烟囱相连，便于将所述箱体内的臭氧排放到室外。

7.根据权利要求1所述的果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，其特征是所述箱体设有气体鼓动装置，能够促进臭氧在箱体内循化、果蔬内部渗透。

8.根据权利要求1所述的果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置，其特征是所述箱体上还设有真空测量表，便于测定箱体内的实时真空度。

9.一种根据权利要求1所述的果蔬真空预冷杀菌保鲜协同装置的使用方法，其特征是按照以下具体操作步骤进行：

1)将果蔬分两框装入箱体内，分两排对称放置在箱体的底座上，关闭箱体；

2)在程序控制器上设定各项运行参数：

预冷终点温度4-10C、杀菌方式I：紫外灯照射时间3-6分钟后，延续臭氧熏蒸2-4分钟，和杀菌方式II：紫外灯照射时间2-5分钟、电动行走器行进速度1-5厘米/秒、往复振动座振动40-240次/分钟和气体鼓动装置风速10-50米/秒；

3)首先执行杀菌方式I---臭氧渗透式杀菌：依次开启电动行走器、往复振动座、气体鼓动装置、185nm紫外杀菌灯，紫外照射空气产生臭氧气体并对果蔬由里到外进行深度熏蒸杀菌；

4)5-10分钟后启动真空预冷装置，箱体内臭氧被抽出由2-5米的烟囱排至高空环境中；

5)当温度达到预定值时，停止抽真空；这时箱体内真空度小于600Pa，由程序控制器执行杀菌方式II，真空下紫外杀菌：开启254nm紫外杀菌灯，果蔬处于真空状态下紫外杀菌2-5分钟；

6)然后进行回压，当箱体内的压力回升至与外界压力平衡后，取出果蔬框，完成真空预冷保鲜杀菌所有程序。