CN109770152A - 一种用于食品保鲜的静电场发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供了本发明提供了一种用于食品保鲜的静电场发生装置，将电压控制在1kV‑10kV之间，电流降低至0.001mA‑50mA，频率为25Hz‑100Hz，大大降低了使用安全隐患，保证了生产安全。通过建立空间电场，影响周围的易腐食品，有效减缓食品劣变速率、降低油脂氧化速率、抑制果蔬呼吸作用和后熟作用等新陈代谢、影响冰晶生成以及抑制微生物活动等，从而保障食品品质和新鲜度，大大延长货架期和物流周期。本发明保障易腐食品品质和新鲜度，提升了易腐食品的经济价值和社会价值，因此它具有较大的经济效益和社会效益。

Description

一种用于食品保鲜的静电场发生装置

技术领域

本发明涉及食品保鲜和贮藏的技术领域，更具体的说是涉及一种用于食品保鲜的静电场发生装置。

背景技术

我国粮食、水果、蔬菜、水产品以及大多数食品产量巨大。以果蔬为例，我国的水果、蔬菜产量均居世界第一位。由于产量大，而配套贮运设施不足、技术落后等原因，我国易腐食品腐损率居高不下。

随着市场和消费者对易腐食品品质要求日趋提高，我国易腐食品贮运保鲜能力亟待提升。研究人员一直采用冷藏、气调、涂膜及辐照等技术探索易腐食品冷链物流的适宜途径。但是采用冷藏保鲜，经一定时间储存后，保鲜对象会因失去水分而萎缩、干瘪，影响了产品的外观，同时造成口感下降；采用气调保鲜，能够在一定程度保证保鲜对象失水缓慢，但因保鲜室内湿度过大而导致霉变危害；采用涂膜及辐照等技术的保鲜方法在实施过程中技术保障要求高，使蔬菜的保鲜成本增大。上述技术均存在一定的局限性。

近年来，静电场保鲜技术作为一种新型的保鲜方法，保鲜效果显著，开始受到国内外学者的重视。因此，针对现有技术中的技术问题，提供设计一种用于食品保鲜的静电场发生装置，是非常有必要的。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种用于食品保鲜的静电场发生装置。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种用于食品保鲜的静电场发生装置，包括：安全控制模块、升压模块、整流模块、分流模块、放电模块和显示模块；所述安全控制模块的输入端与市电连接，安全控制模块的输出端与升压模块连接；整流模块分别与升压模块、分流模块和显示模块连接；放电模块与分流模块连接；所述安全控制模块用于稳定输入电压、保护电路并自动断电保护；所述升压模块用于将市电220V升压至1.0kV-10.0kV；所述整流模块用于将交流电整流为半波、全波或桥式单向脉冲直流电中的任意一种，同时控制电流频率为25Hz-100Hz；所述分流模块用于对整流模块或升压模块所输出的电流分流后输入放电模块；所述放电模块用于产生稳定持续的空间电场；所述显示模块用于显示静电场强度。

进一步，所述安全控制模块包括：保险电阻Fs、电阻R1、电容C1；保险电阻Fs的一端与火线连接，保险电阻Fs的另一端分别与电容C1的一端、升压模块连接，电容C1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与升压模块、零线连接。

进一步，所述升压模块包括：变压器T1、变压器T2、滑动电阻Rp、三极管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、定时器U1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R2、电阻R3、单刀双掷开关S1；所述单刀双掷开关S1的公共端与电容C1的一端连接，单刀双掷开关S1的A端与滑动电阻Rp的一端连接，单刀双掷开关S1的B端分别与定时器U1的8脚、变压器T2的初级线圈的1端连接；变压器T1的初级线圈的1端与滑动电阻Rp的另一端连接，变压器T1的初级线圈的2端分别与电阻R1的另一端、定时器U1的4脚连接，变压器T1的次级线圈的3端和4端分别与整流模块连接；定时器U1的1脚分别与电容C3的一端、电容C2的另一端、三极管Q1的发射极连接，定时器U1的2脚分别与定时器U1的6脚、电容C2的一端、电阻R2的另一端连接，定时器U1的3脚分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端连接；三极管Q1的基极与电阻R3的另一端连接，三极管Q1的集电极与变压器T2的初级线圈的2端连接；变压器T2的次级线圈的3端与电容C7的一端连接，变压器T2的次级线圈的4端分别与整流模块、分流模块、显示模块、二极管D1的阳极、电容C4的一端连接；电容C7的另一端分别与二极管D1的阴极、二极管D2的阳极、电容C8的一端连接；电容C4的另一端分别与二极管D2的阴极、二极管D3的阳极、电容C5的一端连接；电容C8的另一端分别与二极管D3的阴极、二极管D4的阳极、电容C9的一端连接；电容C5的另一端分别与二极管D4的阴极、二极管D5的阳极、电容C6的一端连接；电容C9的另一端分别与二极管D5的阴极、二极管D6的阳极连接；电容C6的另一端分别与二极管D6的阴极、分流模块、放电模块连接。

进一步，所述整流模块包括：单刀双掷开关S2、单刀双掷开关S3、二极管D7、二极管D8、电阻、R4、变压器T3，所述变压器T3的次级线圈设有中心抽头；所述单刀双掷开关S2的公共端与变压器T1的次级线圈的3端连接，单刀双掷开关S2的C端分别与显示模块、分流模块、电阻R4的一端、二极管D7的阴极、二极管D8的阴极连接，单刀双掷开关S2的D端与变压器T3初级线圈的1端连接；单刀双掷开关S3的公共端与变压器T1的次级线圈的4端连接，单刀双掷开关S3的E端与变压器T3初级线圈的2端连接，单刀双掷开关S3的F端分别与电阻R4的另一端、变压器T3的次级线圈的中心抽头、变压器T2的次级线圈的4端连接；变压器T3的次级线圈的3端与二极管D7的阳极连接，变压器T3的次级线圈的4端与二极管D8的阳极连接。

进一步，所述分流模块包括：电容C10、电容C11、电阻R5和电阻R6；电容C10的一端与单刀双掷开关S2的C端连接，电容C10的另一端与电容C11的一端连接，电容C11的另一端与电容C6的另一端连接；电阻R5的一端与变压器T2的次级线圈的4端连接，电阻R5的另一端通过电阻R6接地。

进一步，所述放电模块采用放电板，放电板与电容C6的另一端连接。

进一步，所述显示模块采用数字显示器，数字显示器的输入端与单刀双掷开关S2的C端连接，数字显示器的输出端与变压器T2的次级线圈的4端连接。

进一步，所述升压模块采用升压变压器、可调式升压变压器、升压芯片、升压电路或升压斩波电路中的任意一种。

进一步，所述放电模块的输出电流为0.001mA-50mA。

进一步，所述定时器U1采用555定时器。

对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种用于食品保鲜的静电场发生装置，将电压控制在1kV-10kV之间，电流降低至0.001mA-50mA，频率为25Hz-100Hz，大大降低了使用安全隐患，保证了生产安全。通过建立空间电场，影响周围的易腐食品，有效减缓食品劣变速率、降低油脂氧化速率、抑制果蔬呼吸作用和后熟作用等新陈代谢、影响冰晶生成以及抑制微生物活动等，从而保障食品品质和新鲜度，大大延长货架期和物流周期。本发明保障易腐食品品质和新鲜度，提升了易腐食品的经济价值和社会价值，因此它具有较大的经济效益和社会效益。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

附图1是本发明的电气框图。

附图2是本发明的电路原理图。

图中，1为安全控制模块，2为升压模块，3为整流模块，4为分流模块，5放电模块，6为显示模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。

实施例一：

如图1、图2所示的一种用于食品保鲜的静电场发生装置，包括：安全控制模块1、升压模块2、整流模块3、分流模块4、放电模块5和显示模块6；所述安全控制模块1的输入端与市电连接，安全控制模块1的输出端与升压模块2连接；整流模块3分别与升压模块2、分流模块4和显示模块6连接；放电模块5与分流模块4连接；所述安全控制模块1用于稳定输入电压、保护电路并自动断电保护；所述升压模块2用于将市电220V升压至1.0kV-10.0kV；所述整流模块3用于将交流电整流为半波、全波或桥式单向脉冲直流电中的任意一种，同时控制电流频率为25Hz-100Hz；所述分流模块4用于对整流模块3或升压模块2所输出的电流分流后输入放电模块5；所述放电模块5用于产生稳定持续的空间电场；所述显示模块6用于显示静电场强度。

所述安全控制模块1包括：保险电阻Fs、电阻R1、电容C1；保险电阻Fs的一端与火线连接，保险电阻Fs的另一端分别与电容C1的一端、升压模块2连接，电容C1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与升压模块2、零线连接。所述安全控制模块1能够进行稳定电压保护电路，自动断电保护，防止触电。

所述升压模块2包括：变压器T1、变压器T2、滑动电阻Rp、三极管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、定时器U1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R2、电阻R3、单刀双掷开关S1；所述单刀双掷开关S1的公共端与电容C1的一端连接，单刀双掷开关S1的A端与滑动电阻Rp的一端连接，单刀双掷开关S1的B端分别与定时器U1的8脚、变压器T2的初级线圈的1端连接；变压器T1的初级线圈的1端与滑动电阻Rp的另一端连接，变压器T1的初级线圈的2端分别与电阻R1的另一端、定时器U1的4脚连接，变压器T1的次级线圈的3端和4端分别与整流模块3连接；定时器U1的1脚分别与电容C3的一端、电容C2的另一端、三极管Q1的发射极连接，定时器U1的2脚分别与定时器U1的6脚、电容C2的一端、电阻R2的另一端连接，定时器U1的3脚分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端连接；三极管Q1的基极与电阻R3的另一端连接，三极管Q1的集电极与变压器T2的初级线圈的2端连接；变压器T2的次级线圈的3端与电容C7的一端连接，变压器T2的次级线圈的4端分别与整流模块3、分流模块4、显示模块6、二极管D1的阳极、电容C4的一端连接；电容C7的另一端分别与二极管D1的阴极、二极管D2的阳极、电容C8的一端连接；电容C4的另一端分别与二极管D2的阴极、二极管D3的阳极、电容C5的一端连接；电容C8的另一端分别与二极管D3的阴极、二极管D4的阳极、电容C9的一端连接；电容C5的另一端分别与二极管D4的阴极、二极管D5的阳极、电容C6的一端连接；电容C9的另一端分别与二极管D5的阴极、二极管D6的阳极连接；电容C6的另一端分别与二极管D6的阴极、分流模块4、放电模块5连接。

所述整流模块3包括：单刀双掷开关S2、单刀双掷开关S3、二极管D7、二极管D8、电阻、R4、变压器T3，所述变压器T3的次级线圈设有中心抽头；所述单刀双掷开关S2的公共端与变压器T1的次级线圈的3端连接，单刀双掷开关S2的C端分别与显示模块6、分流模块4、电阻R4的一端、二极管D7的阴极、二极管D8的阴极连接，单刀双掷开关S2的D端与变压器T3初级线圈的1端连接；单刀双掷开关S3的公共端与变压器T1的次级线圈的4端连接，单刀双掷开关S3的E端与变压器T3初级线圈的2端连接，单刀双掷开关S3的F端分别与电阻R4的另一端、变压器T3的次级线圈的中心抽头、变压器T2的次级线圈的4端连接；变压器T3的次级线圈的3端与二极管D7的阳极连接，变压器T3的次级线圈的4端与二极管D8的阳极连接。所述整流模块3能够将交流电整流为半波、全波或桥式单向脉冲直流电中的任意一种，同时控制电流频率为25Hz~100Hz；

所述分流模块4包括：电容C10、电容C11、电阻R5和电阻R6；电容C10的一端与单刀双掷开关S2的C端连接，电容C10的另一端与电容C11的一端连接，电容C11的另一端与电容C6的另一端连接；电阻R5的一端与变压器T2的次级线圈的4端连接，电阻R5的另一端通过电阻R6接地。

所述放电模块5采用放电板，放电板与电容C6的另一端连接。所述放电模块5能够产生稳定持续的空间电场。

所述显示模块6采用数字显示器，数字显示器的输入端与单刀双掷开关S2的C端连接，数字显示器的输出端与变压器T2的次级线圈的4端连接。

所述升压模块2采用升压变压器、可调式升压变压器、升压芯片、升压电路或升压斩波电路中的任意一种，能够将市电220V升压至1.0kV-10.0kV。

所述放电模块5的输出电流为0.001mA-50mA。

所述定时器U1采用555定时器。

本实施例所述用于食品保鲜的静电场发生装置，安装位置距离地面≥0.5m，同时根据不同食品的生理特性，将电压控制在1kV-10kV之间，电流降低至0.001mA-50mA，频率为25Hz-100Hz。

本实施例的具体工作控制方式为：当接通220V交流电源后，将单刀双掷开关S1、S2、S3同时拨至A、C、F处，可在放电模块5处形成低电流高压变频电场；将单刀双掷开关S1、S2、S3同时拨至A、D、E处，可在放电模块5处形成低电流全波高压变频电场；将单刀双掷开关S1拨至B处，可在放电模块5处形成低电流全波高压脉冲电场。根据实际生产需要，可改变电子元器件的规格，并使用上述电路得到符合保鲜所需要的电场环境参数，具体将电压控制在1kV-10kV之间，电流降低至0.001mA-50mA，频率为25Hz-100Hz。

实施例二：

在实施例一的基础上，通过调整升压模块、整流模块、分流模块和放电模块，使静电场发生装置产生场强为2.8kV/m，其中，电流≤0.1mA，频率为25Hz。

在贮藏环境温度为0℃的条件下，将樱桃置于上述静电场中进行长期保鲜。与预先测定的采用冷藏保鲜对照组相比，静电场处理组的保鲜期可由25d延长至40-45d，好果率可由75%提高至95%，失重率低于2%，糖度基本不变。

实施例三：

在实施例一的基础上，通过调整升压模块、整流模块、分流模块和放电模块，使静电场发生装置产生场强为5.0kV/m，其中，电流≤0.5mA，频率为100Hz。

在贮藏环境温度为-2℃的条件下，将冬枣置于上述静电场中进行长期保鲜。与预先测定的采用冷藏保鲜的对照组相比，静电场处理组的保鲜期可由70d延长至100-120d，好果率可由80%提高至93%，失重率低于3%，糖度高于22%，转红率低于10%。

实施例四：

在实施例一的基础上，通过调整升压模块、整流模块、分流模块和放电模块，使静电场发生装置产生场强为8.0kV/m，其中，电流≤0.05mA，频率为100Hz。

在贮藏环境温度为0℃的条件下，将包装好的鲜切苹果置于上述静电场中进行保鲜。与预先测定的采用冷藏保鲜的对照组相比，静电场处理组的保鲜期可由2d延长至5-7d，失重率低于2%，褐变程度好于对照组，菌落总数明显低于对照组。

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims (10)

1.一种用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于，包括：安全控制模块、升压模块、整流模块、分流模块、放电模块和显示模块；

所述安全控制模块的输入端与市电连接，安全控制模块的输出端与升压模块连接；整流模块分别与升压模块、分流模块和显示模块连接；放电模块与分流模块连接；

所述安全控制模块用于稳定输入电压、保护电路并自动断电保护；

所述升压模块用于将市电220V升压至1.0kV-10.0kV；

所述整流模块用于将交流电整流为半波、全波或桥式单向脉冲直流电中的任意一种，同时控制电流频率为25Hz-100Hz；

所述分流模块用于对整流模块或升压模块所输出的电流分流后输入放电模块；

所述放电模块用于产生稳定持续的空间电场；

所述显示模块用于显示静电场强度。

2.根据权利要求1所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于，所述安全控制模块包括：保险电阻Fs、电阻R1、电容C1；保险电阻Fs的一端与火线连接，保险电阻Fs的另一端分别与电容C1的一端、升压模块连接，电容C1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与升压模块、零线连接。

3.根据权利要求2所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于，所述升压模块包括：变压器T1、变压器T2、滑动电阻Rp、三极管Q1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、定时器U1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R2、电阻R3、单刀双掷开关S1；

所述单刀双掷开关S1的公共端与电容C1的一端连接，单刀双掷开关S1的A端与滑动电阻Rp的一端连接，单刀双掷开关S1的B端分别与定时器U1的8脚、变压器T2的初级线圈的1端连接；

变压器T1的初级线圈的1端与滑动电阻Rp的另一端连接，变压器T1的初级线圈的2端分别与电阻R1的另一端、定时器U1的4脚连接，变压器T1的次级线圈的3端和4端分别与整流模块连接；定时器U1的1脚分别与电容C3的一端、电容C2的另一端、三极管Q1的发射极连接，定时器U1的2脚分别与定时器U1的6脚、电容C2的一端、电阻R2的另一端连接，定时器U1的3脚分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端连接；

三极管Q1的基极与电阻R3的另一端连接，三极管Q1的集电极与变压器T2的初级线圈的2端连接；

变压器T2的次级线圈的3端与电容C7的一端连接，变压器T2的次级线圈的4端分别与整流模块、分流模块、显示模块、二极管D1的阳极、电容C4的一端连接；

电容C7的另一端分别与二极管D1的阴极、二极管D2的阳极、电容C8的一端连接；电容C4的另一端分别与二极管D2的阴极、二极管D3的阳极、电容C5的一端连接；电容C8的另一端分别与二极管D3的阴极、二极管D4的阳极、电容C9的一端连接；电容C5的另一端分别与二极管D4的阴极、二极管D5的阳极、电容C6的一端连接；电容C9的另一端分别与二极管D5的阴极、二极管D6的阳极连接；电容C6的另一端分别与二极管D6的阴极、分流模块、放电模块连接。

4.根据权利要求3所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于，所述整流模块包括：单刀双掷开关S2、单刀双掷开关S3、二极管D7、二极管D8、电阻、R4、变压器T3，所述变压器T3的次级线圈设有中心抽头；

所述单刀双掷开关S2的公共端与变压器T1的次级线圈的3端连接，单刀双掷开关S2的C端分别与显示模块、分流模块、电阻R4的一端、二极管D7的阴极、二极管D8的阴极连接，单刀双掷开关S2的D端与变压器T3初级线圈的1端连接；

单刀双掷开关S3的公共端与变压器T1的次级线圈的4端连接，单刀双掷开关S3的E端与变压器T3初级线圈的2端连接，单刀双掷开关S3的F端分别与电阻R4的另一端、变压器T3的次级线圈的中心抽头、变压器T2的次级线圈的4端连接；

变压器T3的次级线圈的3端与二极管D7的阳极连接，变压器T3的次级线圈的4端与二极管D8的阳极连接。

5.根据权利要求4所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于，所述分流模块包括：电容C10、电容C11、电阻R5和电阻R6；

电容C10的一端与单刀双掷开关S2的C端连接，电容C10的另一端与电容C11的一端连接，电容C11的另一端与电容C6的另一端连接；电阻R5的一端与变压器T2的次级线圈的4端连接，电阻R5的另一端通过电阻R6接地。

6.根据权利要求3所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于，所述放电模块采用放电板，放电板与电容C6的另一端连接。

7.根据权利要求4所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于，所述显示模块采用数字显示器，数字显示器的输入端与单刀双掷开关S2的C端连接，数字显示器的输出端与变压器T2的次级线圈的4端连接。

8.根据权利要求1所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于：所述升压模块采用升压变压器、可调式升压变压器、升压芯片、升压电路或升压斩波电路中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于：所述放电模块的输出电流为0.001mA-50mA。

10.根据权利要求3所述的用于食品保鲜的静电场发生装置，其特征在于：所述定时器U1采用555定时器。