CN109606951A - 基于气调法与远红外陶瓷的可回收水果保鲜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于气调法与远红外陶瓷的可回收水果保鲜装置，包括箱体，所述箱体内设有保鲜气囊，所述保鲜气囊与箱体内底部之间设有远红外陶瓷板，保鲜气囊顶部设有可以打开的密封拉条，所述保鲜气囊内部设有可拆卸的隔板，所述箱体上设有与保鲜气囊内部相连通的气调装置，所述箱体包括底板和四个侧板，四个侧板之间通过合页依次相连，所述底板与四个侧板通过连接机构可拆卸相连，所述井字形格栅由横板和纵板拼接而成，所述井字形格栅底部设有缓冲板，组成井字形格栅的横板和纵板侧壁上设有缓冲层。本发明结合气调与远红外陶瓷材料保鲜的优点，具有保鲜效果好，对水果保存时间长的优点。

Description

基于气调法与远红外陶瓷的可回收水果保鲜装置
技术领域
本发明属于保鲜技术领域，涉及一种保鲜装置，具体涉及一种基于气调法与远红外陶瓷的可回收水果保鲜装置。
背景技术
随着社会的不断进步和经济的迅速发展，水果市场的规模也不断扩大，我国现已是世界上最大的水果出产国。据统计，2016年全国水果产量达到2.75亿吨，表观消费量达到2.71亿吨。但是，由于我国果蔬生产的采收不当，采后商品化处理技术落后，保鲜条件不当等原因造成的腐烂损失率占总产量的20％～25％，远高于国外成熟市场1.7％～5％的平均水平。每年约有8000万吨的水果腐烂，损失总价值近800亿元，同时也造成了资源的严重浪费。
目前，水果保鲜的包装主要分为两类:一是传统的纸箱或网袋包装；二是采用减压、冷藏的方式进行保鲜。现有技术的缺点是:采用传统的纸箱或网袋包装，在运输及贮藏过程中往往因自身的呼吸作用产生的热量造成其变质、腐烂；采用减压、冷藏的方式运输及贮藏水果蔬菜操作繁琐、成本较高。
经对现有技术文献的检索发现，中国发明专利申请号201320390914，该技术一种气调式水果蔬菜保鲜盒，包括保鲜盒盒体及保鲜盒盒盖，其特征在于:所述保鲜盒盒盖通过设置在其周边上的卡扣扣装在保鲜盒盒体上；所述的保鲜盒盒盖与保鲜盒盒体之间的装配面上设置有密封圈；所述的保鲜盒盒盖上设置有进气口和排气口，贯通于保鲜盒内外；所述的进气口可与充注装置配合对接，所述的充注装置将保鲜气体从进气口压入保鲜盒，而保鲜盒内的空气则从排气口溢出保鲜盒。但该装置没有对水果进行一定的固定及保护，水果较易受损。
中国专利申请号201510254133，该技术公开了一种果蔬气调包装模拟仪，属于食品包装和机械设计领域。本发明由模拟室和果蔬品质分析装置两大部分构成；模拟室用于模拟果蔬气调包装贮存过程中的外环境和包装内环境；果蔬品质分析装置观察模拟室内部环境、果蔬的外部感观质量和测试该气调包装试验下果蔬的品质。该装置没有提出包装盒装置，没有解决现有问题，只提供检测设备。
中国专利申请号201210088570.1，该技术提供了一种鲜活类农副产品的智能多媒体终端物流设备，该设备包含冷藏柜、多媒体终端机、身份识别器，其中冷藏柜包含柜门、若干个储物抽屉以及压缩机，能够通过降低温度来解决保鲜问题，但是只有冷藏保鲜且每个冷藏柜中的温度相同，无法适应多种农副产品的需要。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术的不足，设计了一个多方式综合保鲜水果的可回收装置，用于对需较长时间保存且易腐烂的水果进行保鲜。主要体现在以下五个方面：1)利用远红外陶瓷材料与水果内部的水分共振运动以及气调法改变水果气体环境抑制呼吸作用达到保鲜的目的；2)设计利用含有高锰酸钾的硅土材料吸收水果产生的乙烯气体来减缓水果腐坏过程；3)利用聚氨酯硬泡材料作为外壳，起到对水果的隔热保温的作用；4)通过设计利用PEF材料包围水果，起到缓冲减震的效果，防止水果挤压；5)模块化设计提高装置对不同水果保鲜的适应能力，同时便于拆装搬运及多次循环利用。装置采用气调保鲜法并结合远红外陶瓷保鲜技术延缓水果的衰老进程，并对由微生物引起的水果腐败及水分蒸发等问题起到一定的延缓控制作用。
新型可循环防挤压气调水果保鲜装置是在原有的冷藏水果装置的基础上进行优化的一种装置，主要分为外部箱体模块和内部的井字形隔间结构模块。外部箱体结构包括聚氨酯硬泡材料外部箱体、密封的保鲜气囊以及远红外陶瓷涂料，起到为水果提供一个密闭稳定的微环境达到水果保鲜的效果；井字形隔间结构包括井字形格栅、乙烯吸收填料、PEF缓冲材料结构，起到提供抑制水果呼吸作用同时减缓衰老速度的环境且减小运输或保鲜过程中冲击和挤压对水果造成的影响。
所述箱体的外壳采用聚氨酯硬泡材料，可以满足保鲜箱外壳承重防挤压以及保温的要求。聚氨酯硬泡材料是一种热固性闭孔聚合物材料。具有不易变形、耐腐蚀且无毒无害的优点。
所述外壳的底部涂抹有远红外陶瓷材料。远红外陶瓷材料可以发射出远红外光线，由于水分和水果组织在远红外区域有很宽的吸收带(或称吸收峰)，能吸收远红外线，产生共振现象，从而达到促进保鲜的效果，因为陶瓷涂料易脱落且红外线具有穿透能力强的特点，设计将陶瓷涂料均匀置于箱体内底部，通过辐射对每一个水果进行相同程度的保鲜。
所述箱体在侧边的下部装有进气口。进气口由单向阀构成，外壳的两侧设计有便于折叠的凹槽，当需要折叠的时候只需用手按压凹槽，纸盒的侧边会向下折叠紧靠底部堆叠。
密封保鲜气囊部分为一个顶端设计有密封条的可循环利用的密封保鲜气囊，该保鲜气囊在密封前将密封条闭合，从而形成一个密闭的空间，为水果保鲜所需要的气调气体提供密闭空间。在保鲜水果送达目的地，将密封条拉开，取出水果即可，操作简单方便。
所述保鲜气囊内部填充配制的气调气体，用于抑制水果的呼吸作用，促进水果保鲜。气调保鲜技术是通过对环境中的氧气浓度、二氧化碳浓度的合理配比及调控，可以在维持水果正常生理活动的前提下，达到利于水果的保鲜环境、保持微弱需氧呼吸的气调平衡，延缓其组织代谢的目的，并且能在一定程度上减少蒸腾作用，抑制微生物生长，实现水果长期保鲜贮藏。如表2所示，各类水果所需要的气调气体的成分不同，因此每种水果和对应的保鲜装置以及储气装置内部的气体也不同。针对不同的水果，可对保险箱进行调试为对应的水果，从而调控气调气体各成分的比例，适用性更广。
在保鲜气囊内部设计成井字形格栅结构，井字形格栅的特点是模块化安装，可以方便的装配和拆卸，其结构示意图如图5所示。可以起到缓冲冲击对水果表面以及内部结构造成损害的作用。
所述井字格栅由PEF材料制成。PEF材料是将PE原料、发泡剂、架桥剂、助剂、辅料等混合在一起造粒，经搅拌、制片、发泡而形成。缓冲材料贴附于每个隔间的内壁上，起到为水果提供缓冲的作用，可以防止水果在运输、保鲜的过程中因晃动而使水果碰撞、挤压破坏水果的果皮及内部组织导致其加速腐烂。
同时，乙烯是植物组织产生的一种影响植物生理生化变化的有机化合物。乙烯是引发或者加速水果成熟或者衰老的重要因素，并且其浓度很低(低于0.1mg/kg)时就具有生理活性。高锰酸钾具有强氧化性，可将水果储运过程中的乙烯氧化，从而减少设置消除乙烯对水果的影响，达到水果保鲜的目的。硅土是一种多孔材料，具有较强的吸附能力和较大的内表面积，可以作为高锰酸钾溶液的载体，并增强高锰酸钾的吸收作用。用高锰酸钾溶液浸泡过的硅土材料放置在隔间中部的空腔内部，高锰酸钾具有氧化性，在中性的条件下吸收乙烯后生成乙醇和乙酸，可对乙醇与乙酸进行分离利用。装置降低了内部的乙烯的含量，从而延缓水果的老化腐烂。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于气调法与远红外陶瓷的可回收水果保鲜装置，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设有保鲜气囊，所述保鲜气囊与箱体内底部之间设有远红外陶瓷板，保鲜气囊顶部设有可以打开的密封拉条，所述保鲜气囊内部设有可拆卸的隔板，所述箱体上设有与保鲜气囊内部相连通的气调装置。
作为改进，所述箱体包括底板和四个侧板，四个侧板之间通过合页依次相连，所述底板与四个侧板通过连接机构可拆卸相连。
作为改进，所述隔板为由PEF材料制成制成的井字形格栅。
作为改进，所述井字形格栅由横板和纵板拼接而成，所述井字形格栅底部设有缓冲板，组成井字形格栅的横板和纵板侧壁上设有缓冲层。
作为改进，所述气调装置包括控制器、压力传感器、供气装置和排气管，所述压力传感器设于保鲜气囊内，用于检测保鲜气囊内压力并将压力数据传递给控制器，所述排气管上设有电磁阀，排气管固定于箱体的侧板上，所述供气装置通过进气管道与保鲜气囊内相连，用于调节保鲜气囊内气体组分，所述控制器控制电磁阀的开关。
作为改进，所述保鲜气囊内还设有若干用于吸收水果挥发出来乙烯的乙烯吸收层，所述乙烯吸收层包括用于吸附乙烯的高锰酸钾和用作高锰酸钾载体的硅土。
作为改进，所述横板在与纵板的交接点处设有柱形盒体，所述纵板上设有避让柱形盒体的凹槽，所述凹槽设有用于插入并在柱形盒体顶部内进行定位的销轴，所述柱形盒体为盛装硅土的硅土盒，硅土盒四周设有与保鲜气囊内相通的气孔。
作为改进，所述箱体上设有可以打开的箱盖，所述箱体和箱盖均采用具有保温功能的聚氨酯硬泡材料制成，所述进气管道设于箱体上，进气管道上设有只能进气的单向阀。
作为改进，连接所述底板和侧板的连接机构为限位卡槽机构，具体包括锁定销、设于侧板上的卡槽和设于底板四周的凸起，所述底板上四周的凸起与每个侧板上的卡槽相匹配，每个侧板的卡槽处均设有锁定销，当侧板和底部通过卡槽和凸起拼接起来后，旋转锁定销，即可将凸起锁定在卡槽内。
作为改进，所述侧板的卡槽两侧分别设有一个锁定槽，所述锁定销通过转轴安装在锁定槽内。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明可回收水果保鲜装置利用气调与远红外陶瓷材料结合的方法保鲜水果，与现有的冷鲜保鲜以及降压保鲜相比具有能耗低，且所用材料可以循环多次利用的优点；同时解决了水果保鲜以及运输过程中挤压而导致加速水果腐烂的问题，现在的水果气调保鲜方式复杂，成本与效益不成正比，最终导致水果的保鲜效果不理想。因此，该装置可应用于大型水果保鲜库、运输车以及大型船只中，可有效解决水果保鲜时间过短的问题。
附图说明
图1是本发明可回收水果保鲜装置整体示意图；
图2是本发明可回收水果保鲜装置去掉保鲜气囊后结构示意图；
图3是本发明可回收水果保鲜装置的箱体去掉箱体右侧板后结构示意图；
图4是本发明可回收水果保鲜装置爆炸图；
图5是本发明井字形格栅结构示意图；
图6是本发明箱体内底部示意图；
图7是图6中局部放大图A。
图中，Ⅰ-箱盖，Ⅱ-箱体，1-上盖左侧板，2-上盖右侧板，3-上盖前侧板，4-上盖后侧板，5-上盖顶板，6-箱体左侧板，7-箱体右侧板，8-箱体前板，9-箱体后板，10-底板，11-合叶一，12-合叶二，13-合叶三，14-合叶四，15-合叶五，16-合叶六，17-电磁阀，18-排气管，19-进气管，20-压力显示屏，21-保鲜气囊，22-密封拉条，23-井字形格栅，24-横板，25-纵板，26-柱形盒体，27-凹槽，28-销轴，29-缓冲板，30-远红外陶瓷板，31-卡槽，32-锁定槽，33-锁定销，34-凸起。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种基于气调法与远红外陶瓷的可回收水果保鲜装置，包括箱体Ⅱ，所述箱体Ⅱ内设有保鲜气囊21，所述保鲜气囊21与箱体Ⅱ内底部之间设有远红外陶瓷板30，保鲜气囊21顶部设有可以打开的密封拉条22，所述保鲜气囊21内部设有可拆卸的隔板，所述箱体Ⅱ上设有与保鲜气囊21内部相连通的气调装置。
所述箱体Ⅱ包括底板10和四个侧板，四个侧板之间通过合页依次相连，所述底板10与四个侧板通过连接机构可拆卸相连，所述箱体Ⅱ上设有可以打开的箱盖Ⅰ，箱盖Ⅰ通过合页与箱体Ⅱ的侧板相连，具体的箱盖Ⅰ包括上盖左侧板1、上盖右侧板2、上盖前侧板3、上盖后侧板4和上盖顶板5，如图2所示，所述的上盖左侧板1、上盖右侧板2、上盖前侧板3、上盖后侧板4与上盖顶板5通过亚克力胶紧密连接，形成盒型上盖。
箱体Ⅱ包括箱体左侧板6、箱体右侧板7、箱体前板8、箱体后板9和底板10，合叶一11，合叶二12，合叶三13，合叶四14，合叶五15，合叶六16，电磁阀17，排气管18，进气管19，压力显示屏20。如图5所示，所述箱体左侧板6、箱体右侧板7、箱体前板8、箱体后板9与底板10通过限位卡槽机构紧密连接。箱体左侧板6与箱体前板8之间通过合叶一11，用自攻螺钉紧密连接。所述的压力显示屏20与箱体前板8通过限位卡槽31固定，用于显示保鲜气囊21内部压力变化，进气管19通过限位环与箱体前板8紧密相连，电磁阀17与排气管18通过螺纹连接，并通过限位与箱体左侧板6相连。所述箱体Ⅱ和箱盖Ⅰ均采用具有保温功能的聚氨酯硬泡材料制成。
上盖后侧板4与箱体后板9之间通过合叶五15和合叶六16用自攻螺钉紧密连接，上盖可以上下自由翻动，关合箱体。
本实施例中，所述隔板为由PEF材料制成制成的井字形格栅23，井字形格栅23由横板24和纵板25拼接而成，所述井字形格栅23底部设有采用PEF材料制成的缓冲板29，组成井字形格栅23的横板24和纵板25侧壁上设有缓冲层。
所述气调装置包括控制器、压力传感器、供气装置和排气管18，所述压力传感器设于保鲜气囊21内，用于检测保鲜气囊21内压力并将压力数据传递给控制器，所述排气管18上设有电磁阀17，排气管18固定于箱体左侧板6上，所述供气装置通过进气管道19与保鲜气囊21内相连，用于调节保鲜气囊21内气体组分，所述控制器控制电磁阀17的开关，所述进气管道19设于箱体前板8上，进气管道19上设有只能进气的单向阀，本实施例中，采用AT89C51单片机为控制系统的核心，接收压力检测模块的压力检测信号与键盘输入的控制信号。单片机根据其内部的信号处理，控制电磁阀17的排气过程，对于保鲜气囊21内部的气压进行调节。
所述压力检测模块由气压传感器和信号处理电路组成。为了提高冲入气调气体时的安全系数，在供气装置给保鲜气囊21内冲入气调气体时，对承接保鲜气囊21内的气压进行实时检测，并通过压力显示屏20(LCD1602液晶屏)显示结果，提醒操作人员注意保鲜气囊21内气体压强，同时将数据发送至51单片机进行处理，控制排气口处的气动电磁阀17工作，防止发生安全事故。
操作人员可自行选择所需的保鲜气囊21内气压，并监控气调气体的占比情况。按键主要控制该装置的控制检测模块的电源以及检测和设定所需的气压值，并通过串口与单片机通讯，当保鲜气囊21内的气压值高于所输入的气压值时，将控制电磁阀17打开，进行排气。整个控制检测模块与执行模块构成闭环系统，在充入气体时对气体量进行检测与控制。
电磁阀17执行模块中选择常闭式电磁阀17对保鲜气囊21内的气体进行密闭，压力检测模块实时检测保鲜气囊21内的压力信息，并将信息传入到单片机中进行处理，判断气压大于保鲜气囊21所能承受的最大气压值即标志位置时，电磁阀17开始工作，将保鲜气囊21内的气体维持在正常的范围内。
所述保鲜气囊21内还设有若干用于吸收水果挥发出来乙烯的乙烯吸收层，所述乙烯吸收层包括用于吸附乙烯的高锰酸钾和用作高锰酸钾载体的硅土。所述横板24在与纵板25的交接点处设有柱形盒体26，所述纵板25上设有避让柱形盒体26的凹槽27，所述凹槽27设有用于插入并在柱形盒体26顶部内进行定位的销轴28，所述柱形盒体26为盛装硅土的硅土盒，硅土盒四周设有与保鲜气囊21内相通的气孔。
连接所述底板10和侧板的连接机构为限位卡槽机构，具体包括锁定销33、设于侧板上的卡槽31和设于底板10四周的凸起34，所述底板10上四周的凸起34与每个侧板上的卡槽31相匹配，每个侧板的卡槽31处均设有锁定销33，当侧板和底部通过卡槽31和凸起34拼接起来后，旋转锁定销33，即可将凸起34锁定在卡槽31内，所述侧板上的卡槽31两侧分别设有一个锁定槽32，所述锁定销33通过转轴安装在锁定槽32内，本实施例中，锁定销33通过内六角螺栓拧紧在侧板上，通过锁定槽32使得锁定销33整体位于槽内，不会影响箱体Ⅱ放在地面的平整度，通过内六角螺栓拧紧既可以保证锁定销33的牢固程度，又便于拧动，需要指出的是本实施例中锁定销33前端最优的设置为楔形销，这样锁定底板10的凸起34时，底板10与侧板之间具有一定的预紧力，保证了箱体Ⅱ结构稳固性。
本实施例中，所述箱体Ⅱ和箱盖Ⅰ均采用具有保温功能的聚氨酯硬泡材料制成，除了保温效果好以外，缓冲效果也好，可以有效的保护储存的水果。
需要指出的是，本发明实施例中，远红外陶瓷板30既可以是板状物件，也可以是涂敷于箱体Ⅱ内底部的远红外陶涂层。
使用时，将本发明的箱体Ⅱ打开，将底板10拼接上，并通过卡槽31结构固定，然后在箱体Ⅱ内安装保鲜气囊21和井字形格栅23等一系列的部件，具体按照上述结构按照即可，然后在井字形格栅23的每个井字格内放置水果，之后打开气调装置，根据不同的水果种类，利用供气装置给保鲜气囊21内注入气调法最优的气体组分和控制保鲜气囊21内最优压力，对水果进行保鲜，同时位于保鲜气囊21底部的远红外陶瓷板30持续发出远红外光线，与内部水果水分子共振，实现保水作用，同时与气调法协同作用抑制水果呼吸，达到保鲜作用，同时通过设于保鲜气囊21内的高锰酸钾吸收水果呼吸已经挥发的乙烯气体，可以进一步有效降低水果成熟腐烂，达到长时间保鲜的目的。

Claims (10)

1.一种基于气调法与远红外陶瓷的可回收水果保鲜装置，包括箱体，其特征在于：所述箱体内设有保鲜气囊，所述保鲜气囊与箱体内底部之间设有远红外陶瓷板，保鲜气囊顶部设有可以打开的密封拉条，所述保鲜气囊内部设有可拆卸的隔板，所述箱体上设有与保鲜气囊内部相连通的气调装置。
2.如权利要求1所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：所述箱体包括底板和四个侧板，四个侧板之间通过合页依次相连，所述底板与四个侧板通过连接机构可拆卸相连。
3.如权利要求2所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：所述隔板为由PEF材料制成制成的井字形格栅。
4.如权利要求3所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：所述井字形格栅由横板和纵板拼接而成，所述井字形格栅底部设有缓冲板，组成井字形格栅的横板和纵板侧壁上设有缓冲层。
5.如权利要求2所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：所述气调装置包括控制器、压力传感器、供气装置和排气管，所述压力传感器设于保鲜气囊内，用于检测保鲜气囊内压力并将压力数据传递给控制器，所述排气管上设有电磁阀，排气管固定于箱体的侧板上，所述供气装置通过进气管道与保鲜气囊内相连，用于调节保鲜气囊内气体组分，所述控制器控制电磁阀的开关。
6.如权利要求4所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：所述保鲜气囊内还设有若干用于吸收水果挥发出来乙烯的乙烯吸收层，所述乙烯吸收层包括用于吸附乙烯的高锰酸钾和用作高锰酸钾载体的硅土。
7.如权利要求6所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：所述横板在与纵板的交接点处设有柱形盒体，所述纵板上设有避让柱形盒体的凹槽，所述凹槽设有用于插入并在柱形盒体顶部内进行定位的销轴，所述柱形盒体为盛装硅土的硅土盒，硅土盒四周设有与保鲜气囊内相通的气孔。
8.如权利要求1所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：所述箱体上设有可以打开的箱盖，所述箱体和箱盖均采用具有保温功能的聚氨酯硬泡材料制成，所述进气管道设于箱体上，进气管道上设有只能进气的单向阀。
9.如权利要求2所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：连接所述底板和侧板的连接机构为限位卡槽机构，具体包括锁定销、设于侧板上的卡槽和设于底板四周的凸起，所述底板上四周的凸起与每个侧板上的卡槽相匹配，每个侧板的卡槽处均设有锁定销，当侧板和底部通过卡槽和凸起拼接起来后，旋转锁定销，即可将凸起锁定在卡槽内。
10.如权利要求9所述的可回收水果保鲜装置，其特征在于：所述侧板的卡槽两侧分别设有一个锁定槽，所述锁定销通过转轴安装在锁定槽内。
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