CN110053881A - 光催化保鲜箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提出光催化保鲜箱，用于果蔬的存储，所述保鲜箱的内腔腔壁处设有与光催化模块相通的气孔；所述光催化模块为中空框架结构，包括负离子碳刷、LED灯组、光催化板；所述LED灯组的出光面朝向光催化板；所述负离子碳刷与LED灯组相邻；所述负离子碳刷以释放的负离子带动保鲜箱内腔空气对流；使光催化板充分与保鲜腔空气接触以高效降解乙烯并杀灭细菌，从而延长箱内果蔬的贮存时间；本发明能利用负离子配合光催化效应进行果蔬保鲜。

Description

光催化保鲜箱
技术领域
本发明涉及农产品保鲜技术领域，尤其是光催化保鲜箱。
背景技术
在果蔬贮存过程中，果蔬细胞通过呼吸作用不断产生和释放乙烯，乙烯是一种信使化合物，对果蔬有催熟作用，并且随着乙烯在空气中的积累，其催熟效果显著提高；光催化技术可以对气态有机物（如乙烯）进行有效氧化分解，使之完全降解为CO2和H2O，并具有广谱的杀菌能力。光催化综合保鲜箱设置光催化模块，在杀灭细菌的同时，通过高效降解箱体内空气中积存的乙烯，消除乙烯对果蔬的催熟作用；在这一过程中，乙烯被分解为CO2和H2O，提高了保鲜箱内空气中的湿度、以及CO2浓度，内置的光催化材料在光照下能产生微量的超氧自由基·O2和羟基自由基·OH，这些自由基和高浓度的CO2气氛可以有效抑制果蔬的呼吸作用，同时在保鲜箱内放置冰袋用于调控箱内温度，综合运用上述技术手段可有效延长果蔬的贮存时间。
发明内容
本发明提出光催化保鲜箱，能利用负离子配合光催化效应进行果蔬保鲜。
本发明采用以下技术方案。
光催化保鲜箱，用于果蔬的存储，所述保鲜箱的内腔腔壁处设有与光催化模块相通的气孔；所述光催化模块为中空框架结构，包括负离子碳刷（8）、LED灯组（9）、光催化板（10）；所述LED灯组的出光面朝向光催化板；所述负离子碳刷与LED灯组相邻；所述负离子碳刷以释放的负离子带动保鲜箱内腔空气对流；使光催化板充分与保鲜腔空气接触以高效降解乙烯并杀灭细菌，从而延长箱内果蔬的贮存时间。
所述保鲜箱包括多个套层；所述套层包括保鲜箱箱壁内的中间层和保鲜箱外壁处的保温层（1）。
保温箱箱体上端设有保温盖板（3）；所述保温层、保温盖板以隔热材料成型。
所述隔热材料包括泡沫材料。
所述光催化模块设于中间层处；中间层的下方设有电池组（6）和电控模块（7）；所述电控模块包括LED灯组的电源电路和控制部分、负离子碳刷的电源电路和控制部分、电池组充电的电路和控制部分；所述中间层的侧壁处设有用于存放冷藏冰袋（2）的支撑架；所述支撑架与中间层侧壁之间设有空气对流间隙；所述冰袋之间留有空气对流间隙。
所述光催化板采用铝合金基材，光催化板负载有可见光响应光催化材料。
所述保鲜箱的内腔的底板和侧壁处均铺设有多孔抗菌板（4）。
所述多孔抗菌板安装于中间层内侧形成箱体的抗菌层，多孔抗菌板的孔的孔径范围3~5mm且按正方形阵列布置，孔间距范围为6~8mm。
所述电池组充电的电路的接口位于箱体外层侧壁下方，接口通过电呼与中间层处的电控模块连接；所述电池组为多个小型充电电池形成的组合体；所述电池组的输出电压包括1.5V、3.0V、4.5V、6V；
所述光催化模块高度范围为10~20mm；所述LED灯组内包括多个LED灯；所述LED灯为紫外LED或蓝光LED；所述紫外LED为375~380nm的紫外LED；所述蓝光LED为470~480nm的蓝光LED；所述LED灯灯头距离光催化板3~4mm；所述负离子碳刷与LED灯设于同个电路基板上；负离子碳刷的周围环绕多枚LED灯；所述负离子碳刷正对光催化板，碳刷头部距离光催化板3~4mm。
所述光催化保鲜箱的工作方法为；
A1、以冰袋把保鲜箱内腔温度降至冷藏温度；
A2、利用负离子碳刷释放负离子为保鲜箱内腔与光催化模块之间空气对流的驱动力；利用LED灯组照射光催化板为主导，负离子碳刷释放的负离子吹扫光催化板为辅助，在光催化板上富集并高效光催化杀灭细菌，减少和抑制果蔬因细菌产生的腐败；
A3、利用LED灯组照射光催化板为主导，负离子碳刷释放的负离子吹扫光催化板为辅助，受负离子极化的O2和乙烯在光催化板上高效反应，乙烯被深度氧化降解为CO2和H2O，减少和抑制保鲜箱内腔空气中的乙烯对果蔬的催熟作用；
A4、乙烯被光催化深度氧化，生成CO2和H2O，光催化过程中产生微量的超氧自由基·O2和羟基自由基·OH；这些气态物质和活性物种可以减缓和抑制果蔬的呼吸作用，延长保鲜箱内果蔬的贮存时间。
本发明的优点是使用小功率LED灯组照射、小功率负离子发射装置辅助激发与吹扫共同作用于光催化板，耗电小，可使用充电电池组供电；光催化剂在受到光照的同时，以受激发的氧负离子为氧化剂，氧化分解果蔬释放出的乙烯，提高了光催化板对乙烯分解矿化的速率；光催化过程可以生成微量超氧自由基·O2和羟基自由基·OH。利用负离子吹扫作用，带动保鲜箱内的空气流动，使光催化过程产生的CO2、H2O、·OH、·O2均匀扩散到保鲜箱内，进一步抑制果蔬的呼吸作用；从而达到光催化综合保鲜的效果，延长果蔬的存储时间。
本发明通过负离子将细菌富集到光催化板上，高效光催化杀灭，减少和抑制因细菌导致的果蔬腐败；因用负离子释放时的气流替代风扇搅拌的功能，由于负离子气流微弱且方向随机，因此能避免了循环风造成的果蔬表皮失水。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是本发明光催化模块中LED灯、负离子碳刷的布置示意图；
附图3是本发明降解乙烯的效果示意图；
附图4是本发明光催化产生超氧自由基·O2和羟基自由基·OH的效果示意图；
附图5是常温下本产品的保鲜对照实验示意图；
图中：1-保温层；2-冰袋；3-保温盖板；4-多孔抗菌板；5-充电的电路的接口；6-电池组；7-电控模块；8-负离子碳刷；9-LED灯组；10-光催化板；
21-电路基板；22-LED灯。
具体实施方式
如图1-2所述，光催化保鲜箱，用于果蔬的存储，所述保鲜箱的内腔腔壁处设有与光催化模块相通的气孔；所述光催化模块为中空框架结构，包括负离子碳刷8、LED灯组9、光催化板10；所述LED灯组的出光面朝向光催化板；所述负离子碳刷与LED灯组相邻；所述负离子碳刷以释放的负离子带动保鲜箱内腔空气对流；使光催化板充分与保鲜腔空气接触以高效降解乙烯并杀灭细菌，从而延长箱内果蔬的贮存时间。
本例中，LED灯组照射、负离子辅助，使光催化板富集并高效光催化杀灭细菌；负离子使O2、乙烯等带电极化，在LED灯组照射下，光催化板高效催化降解乙烯；保鲜箱内腔空气中的乙烯被光催化板降解为H2O和CO2，同时光催化板产生微量的超氧自由基·O2和羟基自由基·OH；杀灭细菌，可以抑制果蔬的腐败；高效分解乙烯，可以减少乙烯对果蔬的催熟作用；通过分解乙烯，提高湿度和CO2浓度，光催化过程可以产生·O2、·OH等微量自由基，这些气态物质和活性物种可以有效抑制果蔬的呼吸作用，从而延长果蔬贮存时间。
所述保鲜箱包括多个套层；所述套层包括保鲜箱箱壁内的中间层和保鲜箱外壁处的保温层1。
保温箱箱体上端设有保温盖板3；所述保温层、保温盖板以隔热材料成型。
所述隔热材料包括泡沫材料。
所述光催化模块设于中间层处；中间层的下方设有电池组6和电控模块7；所述电控模块包括LED灯组的电源电路和控制部分、负离子碳刷的电源电路和控制部分、电池组充电的电路和控制部分；所述中间层的侧壁处设有用于存放冷藏冰袋2的支撑架；所述支撑架与中间层侧壁之间设有空气对流间隙；所述冰袋之间留有空气对流间隙。
所述光催化板采用铝合金基材，光催化板负载有可见光响应光催化材料。
所述保鲜箱的内腔的底板和侧壁处均铺设有多孔抗菌板4。
所述多孔抗菌板安装于中间层内侧形成箱体的抗菌层，多孔抗菌板的孔的孔径范围3~5mm且按正方形阵列布置，孔间距范围为6~8mm。
所述电池组充电的电路的接口5位于箱体外层侧壁下方，接口通过电呼与中间层处的电控模块连接；所述电池组为多个小型充电电池形成的组合体；所述电池组的输出电压包括1.5V、3.0V、4.5V、6V；
所述光催化模块高度范围为10~20mm；所述LED灯组内包括多个LED灯22；所述LED灯为紫外LED或蓝光LED；所述紫外LED为375~380nm的紫外LED；所述蓝光LED为470~480nm的蓝光LED；所述LED灯灯头距离光催化板3~4mm；所述负离子碳刷与LED灯设于同个电路基板21上；负离子碳刷的周围环绕多枚LED灯；所述负离子碳刷正对光催化板，碳刷头部距离光催化板3~4mm。
所述光催化保鲜箱的工作方法为；
A1、以冰袋把保鲜箱内腔温度降至冷藏温度；
A2、利用负离子碳刷释放负离子为保鲜箱内腔与光催化模块之间空气对流的驱动力；利用LED灯组照射光催化板为主导，负离子碳刷释放的负离子吹扫光催化板为辅助，在光催化板上富集并高效光催化杀灭细菌，减少和抑制果蔬因细菌产生的腐败；
A3、利用LED灯组照射光催化板为主导，负离子碳刷释放的负离子吹扫光催化板为辅助，受负离子极化的O2和乙烯在光催化板上高效反应，乙烯被深度氧化降解为CO2和H2O，减少和抑制保鲜箱内腔空气中的乙烯对果蔬的催熟作用；
A4、乙烯被光催化深度氧化，生成CO2和H2O，光催化过程中产生微量的超氧自由基·O2和羟基自由基·OH；这些气态物质和活性物种可以减缓和抑制果蔬的呼吸作用，延长保鲜箱内果蔬的贮存时间。
以下是采用本发明与未采用本发明时果蔬的保存情况对照表：
。

Claims (10)

1.光催化保鲜箱，用于果蔬的存储，其特征在于：所述保鲜箱的内腔腔壁处设有与光催化模块相通的气孔；所述光催化模块为中空框架结构，包括负离子碳刷（8）、LED灯组（9）、光催化板（10）；所述LED灯组的出光面朝向光催化板；所述负离子碳刷与LED灯组相邻；所述负离子碳刷以释放的负离子带动保鲜箱内腔空气对流；使光催化板充分与保鲜腔空气接触以高效降解乙烯并杀灭细菌，从而延长箱内果蔬的贮存时间。
2.根据权利要求1所述的光催化保鲜箱，其特征在于：所述保鲜箱包括多个套层；所述套层包括保鲜箱箱壁内的中间层和保鲜箱外壁处的保温层（1）。
3.根据权利要求2所述的光催化保鲜箱，其特征在于：保温箱箱体上端设有保温盖板（3）；所述保温层、保温盖板以隔热材料成型。
4.根据权利要求3所述的光催化保鲜箱，其特征在于：所述隔热材料包括泡沫材料。
5.根据权利要求2所述的光催化保鲜箱，其特征在于：所述光催化模块设于中间层处；中间层的下方设有电池组（6）和电控模块（7）；所述电控模块包括LED灯组的电源电路和控制部分、负离子碳刷的电源电路和控制部分、电池组充电的电路和控制部分；所述中间层的侧壁处设有用于存放冷藏冰袋（2）的支撑架；所述支撑架与中间层侧壁之间设有空气对流间隙；所述冰袋之间留有空气对流间隙。
6.根据权利要求1所述的光催化保鲜箱，其特征在于：所述光催化板采用铝合金基材，光催化板负载有可见光响应光催化材料。
7.根据权利要求2所述的光催化保鲜箱，其特征在于：所述保鲜箱的内腔的底板和侧壁处均铺设有多孔抗菌板（4）。
8.根据权利要求7所述的光催化保鲜箱，其特征在于：所述多孔抗菌板安装于中间层内侧形成箱体的抗菌层，多孔抗菌板的孔的孔径范围3~5mm且按正方形阵列布置，孔间距范围为6~8mm。
9.根据权利要求5所述的光催化保鲜箱，其特征在于：所述电池组充电的电路的接口位于箱体外层侧壁下方，接口通过电呼与中间层处的电控模块连接；所述电池组为多个小型充电电池形成的组合体；所述电池组的输出电压包括1.5V、3.0V、4.5V、6V；
所述光催化模块高度范围为10~20mm；所述LED灯组内包括多个LED灯；所述LED灯为紫外LED或蓝光LED；所述紫外LED为375~380nm的紫外LED；所述蓝光LED为470~480nm的蓝光LED；所述LED灯灯头距离光催化板3~4mm；所述负离子碳刷与LED灯设于同个电路基板上；负离子碳刷的周围环绕多枚LED灯；所述负离子碳刷正对光催化板，碳刷头部距离光催化板3~4mm。
10.根据权利要求5所述的光催化保鲜箱，其特征在于：所述光催化保鲜箱的工作方法为；
A1、以冰袋把保鲜箱内腔温度降至冷藏温度；
A2、利用负离子碳刷释放负离子为保鲜箱内腔与光催化模块之间空气对流的驱动力；利用LED灯组照射光催化板为主导，负离子碳刷释放的负离子吹扫光催化板为辅助，在光催化板上富集并高效光催化杀灭细菌，减少和抑制果蔬因细菌产生的腐败；
A3、利用LED灯组照射光催化板为主导，负离子碳刷释放的负离子吹扫光催化板为辅助，受负离子极化的O2和乙烯在光催化板上高效反应，乙烯被深度氧化降解为CO2和H2O，减少和抑制保鲜箱内腔空气中的乙烯对果蔬的催熟作用；
A4、乙烯被光催化深度氧化，生成CO2和H2O，光催化过程中产生微量的超氧自由基·O2和羟基自由基·OH；这些气态物质和活性物种可以减缓和抑制果蔬的呼吸作用，延长保鲜箱内果蔬的贮存时间。
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