CN110915907A

CN110915907A - 果蔬保鲜装置

Info

Publication number: CN110915907A
Application number: CN201910994477.9A
Authority: CN
Inventors: 赵梓权; 郝亚茹; 邓招奇; 宋喜佳
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China Zhongshan Institute
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China Zhongshan Institute
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2020-03-27

Abstract

本发明适用于果蔬保鲜技术领域，公开了一种果蔬保鲜装置。果蔬保鲜装置包括外壳组件、光触媒模组、光源和电源组件，外壳组件具有中空内腔和多个从外壳组件外壁延伸连通中空内腔以用于供气体进出中空内腔的第一通风孔，光触媒模组、光源和电源组件都设于中空内腔内，光源靠近中空内腔的中心轴设置，光触媒模组设于光源与外壳组件的内壁之间，光触媒模组上设有多个用于供气体流通的第二通风孔，电源组件与光源电性连接。当将果蔬保鲜装置与果蔬放在一起时，果蔬散发出的乙烯等催熟气体通过外壳组件进入到光触媒模组中，由光触媒模组对乙烯等催熟气体进行催化分解处理，从而可延长果蔬成熟的时间，以达到保鲜、长期贮藏果蔬的目的。

Description

果蔬保鲜装置

技术领域

本发明涉及果蔬保鲜技术领域，尤其涉及一种果蔬保鲜装置。

背景技术

随着物流技术的发展，新鲜的果蔬通过物流途径可以快速的输送至全国各地。但是长时间、远距离的输送，一方面容易让果蔬碰撞产生破损，果蔬从而容易导致果蔬快速变质；另一方面果蔬在运输过程中产生的乙烯等催熟气体会使得包装箱或包装盒内果蔬快速成熟，降低果蔬的销售周期和食用口感。

因此，果蔬运输过程中的保鲜成为关键问题。现有技术中使用冷链运输方式，其通过全程运输的低温环境来控制果蔬的熟成度，缺点在于成本较高；另一种方式是全程空运或专车运输，其能够在果蔬成熟前将果蔬送至消费终端，其，成本比较高昂，且运输过程中一旦果蔬熟成，将加速果蔬损坏。

由此，急需研发一种适用于长距离运输果蔬时更为便捷且成本较低的果蔬保鲜技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种果蔬保鲜装置，其旨在解决现有果蔬运输保鲜成本高的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供的方案是：一种果蔬保鲜装置，包括外壳组件、光触媒模组、光源和电源组件，所述外壳组件具有中空内腔和多个从所述外壳组件外壁延伸连通所述中空内腔以用于供气体进出所述中空内腔的第一通风孔，所述光触媒模组、所述光源和所述电源组件都设于所述中空内腔内，所述光源靠近所述中空内腔的中心轴设置，所述光触媒模组设于所述光源与所述外壳组件的内壁之间，所述光触媒模组上设有多个用于供气体流通的第二通风孔，所述电源组件与所述光源电性连接。

进一步地，所述外壳组件包括基座和一端与所述基座连接并与所述基座围合形成所述中空内腔的主壳体，所述第一通风孔设于所述主壳体上，所述电源组件安装于基座上，所述光触媒模组靠近所述主壳体的内侧壁设置。

进一步地，所述基座之朝向所述主壳体的一侧设有第一凹腔，所述主壳体包括端板和侧板，所述侧板沿所述端板的外边缘环绕设置并与所述端板围合形成第二凹腔，所述第一凹腔和所述第二凹腔连通形成所述中空内腔，所述电源组件容置于所述第二凹腔内，所述光触媒模组环绕所述侧板的内侧壁设置，所述第一通风孔设于所述侧板上或者设于所述侧板和所述端板上。

进一步地，所述外壳组件的外部轮廓和所述光触媒模组的外部轮廓都呈圆柱形或者都呈矩形。

进一步地，所述外壳组件的外部轮廓呈圆柱形，其外径为4cm-6cm、高度为8cm-12cm。

进一步地，所述光触媒模组包括具有所述第二通风孔的载体和附着在所述载体上的光触媒材料；

所述光触媒材料包括纳米非金属光触媒材料、纳米非金属光触媒材料的改性材料、碱金属掺杂非金属光触媒材料、碱土金属掺杂非金属光触媒材料、纳米铋系氧化物中的至少一种；

所述纳米非金属光触媒材料包括g-C₃N₄和氮化硼中的至少一种，所述纳米非金属光触媒材料的改性材料包括非金属掺杂g-C₃N₄的光触媒材料。

进一步地，所述纳米非金属光触媒材料的改性材料包括碳掺杂g-C₃N₄、氮掺杂g-C₃N₄、石墨烯掺杂g-C₃N₄和SiO₂掺杂g-C₃N₄中的至少一种；且/或，

所述载体为多孔结构，所述载体的目数大于0且小于300目，所述载体的壁厚大于0小于2cm。

进一步地，所述光源为LED灯组或UVB灯组。

进一步地，所述电源组件包括一次性电池和/或可充电电池，所述果蔬保鲜装置还包括用于控制所述电源组件开关的开关控制元件，所述开关控制元件安装于所述壳体组件的外壁上并与所述电源组件电性连接。

进一步地，所述果蔬保鲜装置还包括吸风装置，所述吸风装置设置在所述外壳组件的内部并与所述电源组件电性连接。

本发明提供的果蔬保鲜装置，通过第一通风孔使得气体可以进出中空内腔内，通过第二通风孔使得进入中空内腔的气体可以流经光触媒模组，通过光源组件照射，可以促进光触媒模组对乙烯等催熟气体进行光催化分解。这样，当将本发明的果蔬保鲜装置与果蔬放置在一起时，果蔬保鲜装置可以对催化分解果蔬散发出的乙烯等催熟气体，起到果蔬保鲜作用，且其成本低，使用方便，实现了便利且低成本去除乙烯等催熟气体的效果，从而利于保持果蔬长期运输和长期保鲜。此外，将光触媒模组、光源和电源组件都设于中空内腔内，并将光源设为靠近中空内腔的中心轴设置，将光触媒模组设于光源与外壳组件的内壁之间，一方面可利用外壳组件对光触媒模组、光源和电源组件起到防护作用；另一方面可使得果蔬保鲜装置的整体体积比较小，利于果蔬保鲜装置能够放置于果蔬的包装箱内。此外，本发明通过电源模组为光源组件提供持续的电能，便于在果蔬运输过程中，果蔬保鲜装置能够持续的分解乙烯等催熟气体，以达到果蔬保鲜的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的果蔬保鲜装置的爆炸示意图。

附图标记：10、外壳组件；101、基座；102、主壳体；20、光触媒模组；30、光源；40、电源组件；401、一次性电池；402、可充电电池；501、开关控制元件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，本发明实施例提供的果蔬保鲜装置，包括外壳组件10、光触媒模组20、光源30和电源组件40，外壳组件10具有中空内腔和多个从外壳组件10外壁延伸连通中空内腔以用于供气体进出中空内腔的第一通风孔，光触媒模组20、光源30和电源组件40都设于中空内腔内，光源30靠近中空内腔的中心轴设置，光触媒模组20设于光源30与外壳组件10的内壁之间，光触媒模组20上设有多个用于供气体流通的第二通风孔，电源组件40与光源30电性连接。

本实施例的果蔬保鲜装置通过在外壳上设置第一通风孔，在光触媒模组20上设置第二通风孔，使得乙烯等催熟气体可以从外壳进入到光触媒模组20，且通过电源组件40与光源30电性连接，光源30靠近外壳上的中空内腔的中心轴，使得光源30发出的光照照射到光触媒模组20上，光触媒模组20进行光催化反应，吸收净化乙烯等催熟气体。

具体的，本申请的果蔬保鲜装置中的光触媒模组的反应过程为：当光源30组件处于发光的工作状态时，光触媒模组20将与空气和水发生光触媒反应，使周围的氧气及水分子激发成极具氧化能力的自由基，进而去除所有促进果蔬成熟的乙烯等气体，针对TVOC(Volatile Organic Compound，总挥发性有机化合物)、NOx(氮氧化物)和乙烯等气体去除效果优异，此过程不会造成资源浪费，也不会形成附加污染，且催化材料本身不会被消耗，因此可以循环利用，由此实现降解空气中的污染源，对空气进行吸附。

优选地，外壳组件10包括基座101和一端与基座101连接并与基座101围合形成中空内腔的主壳体102，第一通风孔设于主壳体102上，电源组件40安装于基座101上，光触媒模组20靠近主壳体102的内侧壁设置。

本实施例中的果蔬保鲜装置，通过将外壳组件10为包括基座101和主壳体102两部分，便于光触媒模组20、光源30和电源组件40装在外壳组件10内。更为优选地，基座101和主壳体102可拆卸连接，这样便于果蔬保鲜装置的后续拆装和维护。

优选地，基座101之朝向主壳体102的一侧设有第一凹腔，主壳体102包括端板和侧板，侧板沿端板的外边缘环绕设置并与端板围合形成第二凹腔，第一凹腔和第二凹腔连通形成中空内腔，电源组件40容置于第二凹腔内，光触媒模组20环绕侧板的内侧壁设置，第一通风孔设于侧板上或者设于侧板和端板上。

本实施例的果蔬保鲜装置，第一通风孔可以设置在侧板上，也可以在侧板和端板上均设置，以加大通风效果。电源组件40设置在第二凹腔中，第一凹腔用于放置光源30，便于增大光源30照射面。

优选地，外壳组件10的外部轮廓和光触媒模组20的外部轮廓都呈圆柱形或者都呈矩形。

作为本实施例的一较佳实施方案，外壳组件10的外部轮廓呈圆柱形。根据数学定理，同样的周长，圆形面积最大。圆形的设置可以获得较大的空间来放置光触媒模组20及光源30。外壳组件10和光触媒模组20的外部轮廓均设置为圆柱形时，所获得的空间是最大的，可节约制作成本，达到最优的效益，此外，外壳组件10呈圆柱形，其外表面比较光滑，利于防止外壳组件10刮伤果蔬。

优选的，外壳组件10的外部轮廓外径为4cm-6cm、高度为8cm-12cm。更优的，外壳组件10的外部轮廓外径为5cm，高度为10cm。果蔬保鲜装置往微型化、小型化设置，可以用于电商小件商品的运输过程，也可以用于长途运输过程中的箱装果蔬。

优选地，光触媒模组20包括具有第二通风孔的载体和附着在载体上的光触媒材料。载体可通过底端与基座101卡插连接的方式实现定位，或者载体也可通过与主壳体102内壁连接的方式实现定位。

所述光触媒材料包括纳米非金属光触媒材料、纳米非金属光触媒材料的改性材料、碱金属掺杂非金属光触媒材料、碱土金属掺杂非金属光触媒材料、纳米铋系氧化物中的至少一种，所述纳米非金属光触媒材料包括g-C₃N₄和氮化硼中的至少一种，所述纳米非金属光触媒材料的改性材料包括非金属掺杂g-C₃N₄的光触媒材料。

光触媒材料具有空气净化的功能，采用性能优异的纳米非金属光触媒，其在自然光下就能有效的杀菌除臭，对TVOC(Volatile Organic Compound，总挥发性有机化合物)、NOx(氮氧化物)、乙烯气体等有很好的降解效果：果蔬熟成中生产的乙烯气体(乙烯气体的生成速度随着乙烯含量的提高呈指数型增长)，非金属光触媒能够有效实时的分解乙烯气体，使得乙烯气体始终保持在低浓度状态，从而有效延长果蔬未成熟状态的持续时间。而在紫外线光条件下，效果将更加优异。

优选地，所述纳米非金属光触媒材料的改性材料包括碳掺杂g-C₃N₄、氮掺杂g-C₃N₄、石墨烯掺杂g-C₃N₄和SiO₂掺杂g-C₃N₄中的至少一种。

优选地，载体为多孔结构；载体的目数大于0且小于300目，且/或，载体的壁厚大于0小于2cm。

载体厚度低于2cm，以保证光触媒模块的透光性和光触媒性能。光触媒模块要求特定的载体厚度和载体目数，光触媒组件的组合可以为多个组合或者是单一整体成型。

外壳组件10的材料为金属、塑料或木制材料。其中，金属材料选自不锈钢金属、铝合金材料、铁合金材料、钛合金材料、铜合金材料等；其中，塑料选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸树酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等；其中，木制材料选自实木板、刨花板、纤维板、夹板等。通风组件具有一定的支撑强度，便于保护装置内部的核心组件。

光触媒模组20的载体由多孔陶瓷、泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷、泡沫镍、玻璃纤维、聚酯纤维中的一种或多种组成。载体为多孔材料，便于空气的流动，同时载体需要满足一定的支撑强度，光触媒材料附着于载体上，形成整体式光触媒模组20。

优选地，光源30为LED灯组或UVB灯组。其中LED灯组采用普通白光LED，UVB灯组采用紫外线灯组。光源30主要为光触媒模组20提供光照，激发光触媒材料的光触媒性能，普通电商型小件商品采用LED灯组，可以有效解决5斤内箱装果蔬的保鲜问题。5斤以上包装或按车运输的水果，使用UVB灯组，可以高效的激活光触媒，同时可以有效杀菌。

光源30中的灯组均是采用低功率的灯组，灯组的排布根据需求排列，依据不同使用场景的设计需要。光源30设置在中空内腔的中央位置，便于光源30向四周辐射光照。具体的，光源30的底端可通过与电源组件40连接实现定位，或者，光源30的底端也可穿过电源组件40延伸连接基座101以实现定位。

优选地，电源组件40包括一次性电池401和/或可充电电池402，果蔬保鲜装置还包括用于控制电源组件40开关的开关控制元件501，开关控制元件501安装于壳体组件的外壁上并与电源组件40电性连接。

电源组件40可采用三种应用方案，一是一次性电池401，例如纽扣电池、七号电池等，针对电商一次性送货，全续航时间3～5天；二是可充电电池402，例如微型锂电池组件，针对物流和线下门店等持续使用环境；三是一次性电池401和可充电电池402同时存在，在不方便使用充电电池的情况下，即在长途运输过程中充电电池不方便充电，此时可以使用一次性电池401，满足果蔬保鲜装置的续航能力。

优选地，果蔬保鲜装置还包括吸风装置(图未示)，吸风装置设置在外壳组件10的内部，并与电源组件40电性连接。

吸风装置用于增强空气的流动性，以达到更好的空气吸附效果。将吸风装置设置在外壳组件10的内部，可利于提高果蔬保鲜装置的紧凑性，从而利于果蔬保鲜装置的小型化设计。由于果蔬保鲜装置体积较小，吸风装置的风速需要控制，使用慢风速(≤1米/秒)，保持空气流动。

本申请不仅可以在果蔬运输上能够广泛使用，而且可以在食品包装、冰箱贮藏、食品柜存放等多个领域应用。下表1为光触媒材料在LED光照条件下污染物降解率表。

表1：光触媒材料在LED光照条件下污染物降解率

污染物种类	降解率
		TVOC	85％(24h)
NO<sub>X</sub>(氮氧化物)	80％(45min)
		乙烯	90％(24h)

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种果蔬保鲜装置，其特征在于，包括外壳组件、光触媒模组、光源和电源组件，所述外壳组件具有中空内腔和多个从所述外壳组件外壁延伸连通所述中空内腔以用于供气体进出所述中空内腔的第一通风孔，所述光触媒模组、所述光源和所述电源组件都设于所述中空内腔内，所述光源靠近所述中空内腔的中心轴设置，所述光触媒模组设于所述光源与所述外壳组件的内壁之间，所述光触媒模组上设有多个用于供气体流通的第二通风孔，所述电源组件与所述光源电性连接。

2.如权利要求1所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述外壳组件包括基座和一端与所述基座连接并与所述基座围合形成所述中空内腔的主壳体，所述第一通风孔设于所述主壳体上，所述电源组件安装于基座上，所述光触媒模组靠近所述主壳体的内侧壁设置。

3.如权利要求2所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述基座之朝向所述主壳体的一侧设有第一凹腔，所述主壳体包括端板和侧板，所述侧板沿所述端板的外边缘环绕设置并与所述端板围合形成第二凹腔，所述第一凹腔和所述第二凹腔连通形成所述中空内腔，所述电源组件容置于所述第二凹腔内，所述光触媒模组环绕所述侧板的内侧壁设置，所述第一通风孔设于所述侧板上或者设于所述侧板和所述端板上。

4.如权利要求1至3任一项所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述外壳组件的外部轮廓和所述光触媒模组的外部轮廓都呈圆柱形或者都呈矩形。

5.如权利要求4所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述外壳组件的外部轮廓呈圆柱形，其外径为4cm-6cm、高度为8cm-12cm。

6.如权利要求1至3任一项所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述光触媒模组包括具有所述第二通风孔的载体和附着在所述载体上的光触媒材料；

7.如权利要求6所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述纳米非金属光触媒材料的改性材料包括碳掺杂g-C₃N₄、氮掺杂g-C₃N₄、石墨烯掺杂g-C₃N₄和SiO₂掺杂g-C₃N₄中的至少一种；且/或，

8.如权利要求1至3任一项所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述光源为LED灯组或UVB灯组。

9.如权利要求1至3任一项所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述电源组件包括一次性电池和/或可充电电池，所述果蔬保鲜装置还包括用于控制所述电源组件开关的开关控制元件，所述开关控制元件安装于所述壳体组件的外壁上并与所述电源组件电性连接。

10.如权利要求1至3任一项所述的果蔬保鲜装置，其特征在于，所述果蔬保鲜装置还包括吸风装置，所述吸风装置设置在所述外壳组件的内部并与所述电源组件电性连接。