CN111480691A - 一种活性炭料包、使用其的保鲜处理系统及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种活性炭料包、使用其的保鲜处理系统及其用途，所述的活性炭料包包括竹炭粉、氧化剂、催化剂和还原剂。一种保鲜系统，所述保鲜系统包括壳体，所述壳体内部按照空气流向包括依次连通的料包处理腔室和紫外处理腔室；所述的料包处理腔室内部设置有活性炭料包，所述的紫外处理腔室包括环设在所述紫外处理腔室内壁上的至少一组紫外灯组件和固定于所述紫外处理腔室中部的钛板功能块。本发明提供的活性炭料包不仅去除了冷库空气中的霉菌和致腐细菌产生的异味，也消解冷库气体中的VOC气体，采用本发明提供的保鲜处理系统后，水果蔬菜的保鲜期可由常规气调贮藏保鲜技术下保鲜4‑5天延长至12‑16天。
Description
技术领域
本发明属于储藏设置技术领域，涉及一种活性炭料包、使用其的保鲜处理系统及其用途，尤其涉及一种活性炭料包、使用其的用于贮藏果蔬保鲜处理系统及其用途。
背景技术
现有的蔬菜水果保鲜方式主要包括：温控贮藏保鲜和气调贮藏保鲜，其中，温控贮藏保鲜是一种较为简单的贮藏方式，也称冷藏保鲜，冷藏是现代化水果蔬菜贮藏的主要形式之一，它是采用高于水果蔬菜组织冻结点的较低实现水果蔬菜的保鲜，通过控制冰点贮藏保鲜，在冰点湿度下对食品进行保鲜的新方法称为控制冰点贮藏法。气调贮藏保鲜，是利用控制气体比例的方式来达到储藏保鲜的目的。气调保鲜技术是通过调整环境气体来延长食品贮藏寿命和货架寿命的技术，其基本原理为：在一定的封闭体系内，通过各种调节方式得到不同于正常大气组分的调节气体，抑制导致食品变败的生理生化过程及微生物的活动。目前，国内普遍采用的主要有两种气调储藏方式，CA气调贮藏保鲜和MA气调贮藏保鲜。
CA气调贮藏保鲜(气调保鲜冷库)利用机械设备，人为地控制气调冷库贮藏环境中的气体，实现水果保鲜。气调保鲜冷库要求精确调控不同水果所需的气体组分浓度及严格控制温度和湿度。温度可与冷藏库贮藏温度相同，或稍高于冷藏的温度，以防止低温伤害。气调与低温相结合，保鲜效果(色泽、硬度等)比普通冷藏好，保鲜期明显延长。
MA气调贮藏保鲜(塑料薄膜袋气调保鲜，也称气调保鲜包装)根据食品的生理特性和保鲜的需要，使食品处于适合比例的包装中贮藏，以延长其保鲜期。被广泛应用于新鲜果蔬等保鲜，并以每年20％的速度增长，应用保鲜包装与冷藏库结合，效果已基本接近于气调保鲜冷库。MA气调包有两种：一种是被动气调包装，即用塑料薄膜包裹的水果，借助呼吸作用来降低氧气含量并通过包装交换气体调节氧气与二氧化碳的比例；另外一种是主动气调，即根据不同水果的呼吸速度充入混合气体，并使用不同透气率的薄膜，但由于技术较复杂且对包装材料的品种及性能要求较高，在我国还未获得广泛应用。
CN101766996A公开了一种果蔬保鲜配套使用的复合光催化材料的制备方法和工艺，该方法和工艺是以钛酸酯为原料首先进行酸性水解制备成溶胶，或使用纳米二氧化钛粉末在水中超声分散，然后加入活性炭纤维进行水热处理，制备成二氧化钛为主要催化剂、活性炭纤维为载体和支承体的吸附型复合光催化材料。
CN205784214U公开了一种延长柚子保鲜的设备，包括保鲜室，保鲜室由内外两层组成，内层为保温层、外层为隔热层，保温层内壁设有活性炭纤维层；保鲜室内壁设有多个脱气装置；保鲜室一侧部连接制冷设备；保鲜室顶部设有等离子体发生器和紫外线灯；保鲜室顶部设有抽气孔，抽气孔连接抽气装置；保鲜室侧壁设有空气除湿器；保鲜室侧部通过管道连接水箱，水箱中设有超声波加湿器，水箱通过进风管道连接进风机；保鲜室内设有温度传感器和湿度传感器；温度传感器和湿度传感器的输出端均与PLC控制器电性连接，PLC控制器的输出端分别与空气除湿器、超声波加湿器和进风机电性连接。
CN205916559U公开了一种果蔬保鲜容器，该果蔬保鲜容器包括可装入果蔬的密封容器主体、位于容器主体内的紫外光源、以及位于容器主体内用于消除乙烯的二氧化钛催化组件。
但综合分析现有技术公开的保鲜处理系统，普遍存在如下技术问题：(1)保鲜效果差，保鲜时间太短，自然状态下保鲜2-3天，使用后延长至4-5天；(2)营养流失及口感不能保持，完全失去果蔬的新鲜口感和流失营养；(3)使用的保鲜剂(含气体和设备)遗留果蔬表面或内部，对人体和环境有危害；(4)一次性资金投入太大，投资回报率差；(5)维护使用成本太高，能耗太大，对环境有污染；(6)应用范围较窄，不能满足更多市场环境下的需求，只能满足大的一级批发商的储存需求。而在运输，流通，二到三级直销场所使用局限性大，在流通和小面积和移动场所没有很好的坚决方案。
因此，亟需针对现有技术中公开的保鲜处理系统进行改进，以弥补或解决上述技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种活性炭料包、使用其的保鲜处理系统及其用途，本发明提供的活性炭料包在发挥了竹炭粉吸附的物理作用的基础上也发生了化学反应，不仅去除了冷库空气中的霉菌和致腐细菌产生的异味，也消解冷库气体中的挥发性有机化合物(VOC)，增强了保鲜效果。通过35种水果蔬菜验证，采用本发明提供的保鲜处理系统后，水果蔬菜的保鲜期可由常规气调贮藏保鲜技术下保鲜4-5天延长至12-16天。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种用于保鲜系统的活性炭料包，所述的活性炭料包包括竹炭粉、氧化剂、催化剂和还原剂。
作为本发明优选的技术方案，所述的活性炭料包按照质量百分含量包含以下组分：
其中，所述的竹炭粉的质量百分含量可以是15％、16％、17％、18％、19％或20％，所述氧化剂的质量百分含量可以是0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％或2.0％，所述催化剂的质量百分含量可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％，所述还原剂的质量百分含量可以是1％、2％或3％。
作为本发明优选的技术方案，所述的氧化剂包括儿茶素和二氧化钛。
优选地，所述的催化剂包括二氧化锰。
优选地，所述的还原剂包括还原铁粉。
优选地，所述的活性炭料包还包括固化剂和凝胶剂。
优选地，所述的固化剂包括二氧化硅和硅酸盐。
优选地，所述的凝胶剂为无机凝胶剂，进一步优选地，所述的无机凝胶剂包括硅铝酸水泥。
优选地，所述的氧化剂包括儿茶素和二氧化钛。
优选地，所述的活性炭料包包括如下质量百分含量组分：
其中，所述二氧化硅的质量百分含量可以是60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％，所述竹炭粉的质量百分含量可以是15％、16％、17％、18％、19％或20％，所述还原铁粉的质量百分含量可以是1.0％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.0％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％或3.0％，所述的硅酸盐的质量百分含量可以是10％、11％、12％、13％、14％或15％，所述儿茶素的质量百分含量可以是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％，所述二氧化锰的质量百分含量可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％，所述二氧化钛的质量百分含量可以是0.3％、0.4％或0.5％，所述硅铝酸水泥的质量百分含量可以是1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％。
本发明提供的用于保鲜系统的活性炭料包的各组分作用及作用机理如下：
(1)二氧化硅和硅酸盐作为固化剂，形成多孔微结构增加反应接触面；
(2)儿茶素，二氧化钛是氧化剂；
(3)二氧化锰是催化剂；
(4)铁粉是还原剂；
活性炭料包的作用机理是碳吸收水分和铁形成微电解反应，通过氧化剂和催化剂发生一系列氧化还原反应，处理冷库空气中的VOC气体如氨气，乙烯，甲醛，乙醛，乙烯等，最后生成二氧化碳和水。
第二方面，本发明提供了一种保鲜系统，所述保鲜系统包括壳体，所述壳体内部按照空气流向包括依次连通的料包处理腔室和紫外处理腔室。
所述的料包处理腔室内部设置有活性炭料包，所述的活性炭料包采用第一方面所述的活性炭料包。
本发明提供的活性炭料包不同于常规意义的起到吸附异味作用的活性炭料包，在本发明提供的保鲜系统中使用的活性炭料包利用了冷库空气中的少许水分与活性炭料包中的氧化还原组分之间的接触混合，从而发生了一系列的氧化还原反应，将空气中的VOC气体如氨气，乙烯，甲醛，乙醛，乙烯等气体处理转化成水和二氧化碳，从而消解冷库气体中的VOC气体，也就是说本发明提供的活性炭料包在发挥了竹炭粉吸附的物理作用的基础上也发生了化学反应，不仅去除了冷库空气中的霉菌和致腐细菌产生的异味，也消解冷库气体中的VOC气体，增强了保鲜效果。
所述的紫外处理腔室包括环设在所述紫外处理腔室内壁上的至少一组紫外灯组件和固定于所述紫外处理腔室中部的钛板功能块。
通过本发明通过紫外灯激发活性钛，处理空气中的VOC气体，例如：乙烯，甲醛和氨气等。从而彻底去除大部分破坏果蔬新鲜度的气体，另外本领域的技术人员可根据处理的环境气体不同，可选择性地增加或更换不同的钛板功能块。
作为本发明优选的技术方案，所述紫外灯组件包括至少一个紫外灯。
优选地，所述紫外灯组件包括环所述紫外处理腔室内壁一周的至少两个紫外灯。
优选地，所述的紫外灯为可变波长紫外灯。通过对进出口空气中VOC含量的监控，实时调整紫外灯的波长或开闭。
作为本发明优选的技术方案，所述壳体还包括第一输送腔室，所述第一输送腔室位于所述料包处理腔室与紫外处理腔室之间。
优选地，所述第一输送腔室内部设置有第一输送装置。
优选地，所述壳体还包括与所述紫外处理腔室出口端连通的第二输送腔室。
优选地，所述第二输送腔室内部设置有第二输送装置。
优选地，所述的第一输送装置与第二输送装置为风扇。
作为本发明优选的技术方案，所述壳体两端分别设置有进气口和出气口。
优选地，所述壳体两端的进气口和出气口均设置有空气滤网。
优选地，所述第一输送腔室两端分别设置有进气口和出气口。
优选地，所述第一输送腔室两端的进气口和出气口均设置有空气滤网。
优选地，所述第二输送腔室两端分别设置有进气口和出气口。
优选地，所述第二输送腔室两端的进气口和出气口均设置有空气滤网。
优选地，所述壳体一端的出气口与所述第二输送装置一端的出气口错位布置。错位布置的目的在于，由于紫外对人眼有所损伤，因此第二输送装置的出气口与课题的出气口错位布置，可有效防止紫外光溢出壳体造成工作人员的眼部损伤。
本发明通过输送装置将冷库中的气体抽入保险处理系统中，通过进气口和出气口的滤网处理空气中的大颗粒浮尘杂质。
作为本发明优选的技术方案，所述的保鲜系统还包括控制单元。
优选地，所述的控制单元包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设置于所述料包处理腔室的进气口，所述第二传感器设置于所述第二输送装置的出气口，所述第一传感器和第二传感器用于检测进出口气体的温度、湿度和VOC含量。
优选地，所述的控制单元还包括控制装置，所述控制装置与所述的第一传感器和第二传感器均电性连接，用于接收来自所述第一传感器和第二传感器的反馈信号。
优选地，所述的控制装置还与所述的紫外灯组件电性连接，用于控制所述紫外灯的波长。
本发明提供的控制装置的主要功能包括：
(1)电脑通过软件提供环境的各项数据，如温度、湿度、空气组成、VOC成分等；
(2)通过物联模块，实现远程访问控制，通过移动终端手机或PAD接受数据和访问系统。有USB、RJ45、WIFI等进行内部短距离和外部远程数据通讯
(3)通过各种传感器收集数据，比对后开启增加相应的UV处理块，切换不同处理系统，提供处理结果。提示各个系统区的相应数据。
本发明针对控制装置还提供了一种可选的技术方案，示例性地，所述的控制装置还包括物联模块，所述物联模块可实现远程访问控制所述保鲜系统的运行状态，通过移动终端例如：手机或平板电脑等接受反馈数据并访问控制装置。本发明对物联模块的存在形式不作特殊限定，例如可以采用蓝牙连接、WiFi信号传输等各种常规形式进行内部短距离访问和外部远程数据通讯。
第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述的活性炭料包在保鲜系统中的用途。
本发明提供的保鲜处理系统的使用方法包括如下步骤：
(Ⅰ)冷库气体抽入所述的料包处理腔室，其中的水分与所述的活性炭料包发生氧化还原反应，去除一部分挥发性有机化合物；
(Ⅱ)经活性炭料包处理后的气体抽入紫外处理腔室内，通过紫外灯激发活性肽，处理气体中的剩余挥发性有机化合物；
(Ⅲ)冷库气体不断抽入所述的保鲜处理系统中，循环去取冷库气体中的挥发性有机化合物。
优选地，步骤(Ⅰ)所述挥发性有机化合物包括氨气，乙烯，甲醛，乙醛或乙烯中的一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(Ⅱ)所述挥发性有机化合物包括氨气，乙烯，甲醛，乙醛或乙烯中的一种或至少两种的组合。
第四方面，本发明提供了一种保鲜冷库，所述保鲜冷库内部设置有第二方面所述的保鲜系统。
优选地，所述的保鲜系统水平布置于所述保鲜冷库中。
优选地，所述的保鲜冷库还包括供电装置。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明针对保鲜处理系统设计了一种特殊的活性炭料包，本发明提供的活性炭料包不同于常规意义的起到吸附异味作用的活性炭料包，在本发明提供的保鲜系统中使用的活性炭料包利用了冷库空气中的少许水分与活性炭料包中的氧化还原组分之间的接触混合，从而发生了一系列的氧化还原反应，将空气中的VOC气体如氨气，乙烯，甲醛，乙醛，乙烯等气体处理转化成水和二氧化碳，从而消解冷库气体中的VOC气体，也就是说本发明提供的活性炭料包在发挥了竹炭粉吸附的物理作用的基础上也发生了化学反应，不仅去除了冷库空气中的霉菌和致腐细菌产生的异味，也消解冷库气体中的VOC气体，增强了保鲜效果。
(2)通过35种水果蔬菜验证，采用本发明提供的保鲜处理系统后，水果蔬菜的保鲜期可由常规气调贮藏保鲜技术下保鲜4-5天延长至12-16天。同时，保鲜过程不会造成蔬菜水果的营养流失，口感良好，对果蔬没有残留损害，不影响环境；应用范围很广，不同的冷库面积，不同的工作环境都可轻松应对；经济效益好，投资成本低，回报率高；节能，省电，维护使用成本低；高效，是常用方法吸附效果的8倍。
附图说明
图1为本发明实施例4提供的保鲜处理系统的结构示意图。
其中，1-料包处理腔室；2-紫外处理腔室；3-活性炭料包；4-紫外灯组件；5-钛板功能块；6-第一输送腔室；7-第一输送装置；8-第二输送腔室；9-第二输送装置；10-第一传感器；11-第二传感器；12-控制装置；13-供电装置；14-电源开关。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种用于保鲜系统的活性炭料包，所述的活性炭料包包括如下百分含量组分：
实施例2
本实施例提供了一种用于保鲜系统的活性炭料包，所述的活性炭料包包括如下百分含量组分：
实施例3
本实施例提供了一种用于保鲜系统的活性炭料包，所述的活性炭料包包括如下百分含量组分：
实施例4
本实施例提供了一种保鲜处理系统，所述保鲜处理系统的结构如图1所示包括所述保鲜系统包括壳体，所述壳体内部按照空气流向包括依次连通的料包处理腔室1和紫外处理腔室2。
所述料包处理腔室1内部设置有活性炭料包3，所述的活性炭料包3采用实施例2所述的活性炭料包3。
所述的紫外处理腔室2包括环设在所述紫外处理腔室2内壁上的至少一组紫外灯组件4和固定于所述紫外处理腔室2中部的钛板功能块5。所述紫外灯组件4包括环所述紫外处理腔室2内壁一周的至少两个紫外灯；所述的紫外灯为可变波长紫外灯。
所述壳体还包括第一输送腔室6，所述第一输送腔室6位于所述料包处理腔室1与紫外处理腔室2之间，所述第一输送腔室6内部设置有第一输送装置7，所述壳体还包括与所述紫外处理腔室2出口端连通的第二输送腔室，所述第二输送腔室8内部设置有第二输送装置9，所述的第一输送装置7与第二输送装置9为风扇。所述壳体两端分别设置有进气口和出气口，所述壳体两端的进气口和出气口均设置有空气滤网，所述第一输送腔室6和第二输送腔室8的两端均分别设置有进气口和出气口，所述进气口和出气口均设置有空气滤网；所述壳体一端的出气口与所述第二输送装置9一端的出气口错位布置。
所述保鲜系统还包括控制单元，所述控制单元包括第一传感器10和第二传感器11，所述第一传感器10设置于所述料包处理腔室1的进气口，所述第二传感器11设置于所述第二输送装置9的出气口，所述第一传感器10和第二传感器11用于检测进出口气体的温度、湿度和VOC含量；所述的控制单元还包括控制装置12，所述控制装置12与所述的第一传感器10和第二传感器11均电性连接，用于接收来自所述第一传感器10和第二传感器11的反馈信号，所述的控制装置12还与所述的紫外灯组件4电性连接，用于控制所述紫外灯的波长。
所述保鲜处理系统还包括供电装置13和电源开关14。
应用实施例
采用实施例4提供的保鲜处理系统对绿叶婴儿叶进行保鲜贮藏实验，实验结果表明，在贮藏15天后，冷库中的绿叶婴儿叶仍保持新鲜。
对比例
采用CN205916559U中公开的一种果蔬保鲜容器保鲜储藏与应用实施例相同量的绿叶婴儿叶，结果表明，在贮藏5天后，保鲜容器中的绿叶婴儿叶出现发黄烂叶的情况，并部分枯萎。
综合分析应用实施例和对比例可以看出，由于对比例中未采用活性炭包导致保鲜容器中的霉菌和致腐细菌以及空气中的VOC气体含量较高，极易腐败，同时由于本发明设置了控制单元，可实施检测进出口气体的温度、湿度、空气组成和VOC成分等，并及时调控紫外灯波长，或单独控制某组紫外灯组件4的开启，从而实现节能的目的。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种用于保鲜系统的活性炭料包，其特征在于，所述的活性炭料包包括竹炭粉、氧化剂、催化剂和还原剂。
2.根据权利要求1所述的活性炭料包，其特征在于，所述的活性炭料包按照质量百分含量包含以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的活性炭料包，其特征在于，所述的氧化剂包括儿茶素和二氧化钛；
优选地，所述的催化剂包括二氧化锰；
优选地，所述的还原剂包括还原铁粉；
优选地，所述的活性炭料包还包括固化剂和凝胶剂；
优选地，所述的固化剂包括二氧化硅和硅酸盐；
优选地，所述的凝胶剂为无机凝胶剂，进一步优选地，所述的无机凝胶剂包括硅铝酸水泥；
优选地，所述的氧化剂包括儿茶素和二氧化钛；
优选地，所述的活性炭料包包括如下质量百分含量组分：
4.一种保鲜系统，其特征在于，所述保鲜系统包括壳体，所述壳体内部按照空气流向包括依次连通的料包处理腔室和紫外处理腔室；
所述的料包处理腔室内部设置有活性炭料包，所述的活性炭料包采用权利要求1-3任一项所述的活性炭料包；
所述的紫外处理腔室包括环设在所述紫外处理腔室内壁上的至少一组紫外灯组件和固定于所述紫外处理腔室中部的钛板功能块。
5.根据权利要求4所述的保鲜系统，其特征在于，所述紫外灯组件包括至少一个紫外灯；
优选地，所述紫外灯组件包括环所述紫外处理腔室内壁一周的至少两个紫外灯；
优选地，所述的紫外灯为可变波长紫外灯。
6.根据权利要求4或5所述的保鲜系统，其特征在于，所述壳体还包括第一输送腔室，所述第一输送腔室位于所述料包处理腔室与紫外处理腔室之间；
优选地，所述第一输送腔室内部设置有第一输送装置；
优选地，所述壳体还包括与所述紫外处理腔室出口端连通的第二输送腔室；
优选地，所述第二输送腔室内部设置有第二输送装置；
优选地，所述的第一输送装置与第二输送装置为风扇。
7.根据权利要求4-6任一项所述的保鲜系统，其特征在于，所述壳体两端分别设置有进气口和出气口；
优选地，所述壳体两端的进气口和出气口均设置有空气滤网；
优选地，所述第一输送腔室两端分别设置有进气口和出气口；
优选地，所述第一输送腔室两端的进气口和出气口均设置有空气滤网；
优选地，所述第二输送腔室两端分别设置有进气口和出气口；
优选地，所述第二输送腔室两端的进气口和出气口均设置有空气滤网；
优选地，所述壳体一端的出气口与所述第二输送装置一端的出气口错位布置。
8.根据权利要求4-7任一项所述的保鲜系统，其特征在于，所述的保鲜系统还包括控制单元；
优选地，所述的控制单元包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设置于所述料包处理腔室的进气口，所述第二传感器设置于所述第二输送装置的出气口，所述第一传感器和第二传感器用于检测进出口气体的温度、湿度和挥发性有机化合物含量；
优选地，所述的控制单元还包括控制装置，所述控制装置与所述的第一传感器和第二传感器均电性连接，用于接收来自所述第一传感器和第二传感器的反馈信号；
优选地，所述的控制装置还与所述的紫外灯组件电性连接，用于控制所述紫外灯的波长。
9.根据权利要求1-3任一项所述的活性炭料包在保鲜系统中的用途。
10.一种保鲜冷库，其特征在于，所述保鲜冷库内部设置有权利要求5-9任一项所述的保鲜系统；
优选地，所述的保鲜系统水平布置于所述保鲜冷库中；
优选地，所述的保鲜冷库还包括供电装置。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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