CN1306754A

CN1306754A - 低温等离子体用于果蔬保鲜的方法及其装置

Info

Publication number: CN1306754A
Application number: CN 00100500
Authority: CN
Inventors: 宋平; 孟殿强; 袁新华; 钱晓刚
Original assignee: STATE-RUN NORTH-CHINA OPTICAL INSTRUMENT FACTORY
Current assignee: STATE-RUN NORTH-CHINA OPTICAL INSTRUMENT FACTORY
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2001-08-08

Abstract

本发明提出一种低温等离子体用于果蔬保鲜的方法及其装置,其方法是先将果蔬分类,放置在密闭的容器内,或放置冰箱内、冷库内;再定时、定量地通入低温等离子体。其装置包括:外壳,低温等离子体发生片,设有时间、发生量控制电路的印制板和内盒。有效地解决果蔬保鲜中抑制呼吸、保持水分、消毒杀菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害气体五大方面的问题,延长果蔬的保鲜时间。

Description

低温等离子体用于果蔬保鲜的方法及其装置

本发明涉及一种果蔬保鲜的方法及其装置，尤其是涉及一种利用低温等离子体技术使水果、蔬菜保鲜的方法及其装置。

随着人们生活水平的提高，人们对水果和蔬菜的摄取数量和质量要求都有所提高，果蔬保鲜是反应果蔬质量的一个重要指标。目前，人们常采用冰箱或冷柜用冷藏方法来使果蔬保鲜，但保鲜的时间较短，且不便于运输。人们一直在寻找更好的方法，以使采摘后的水果和蔬菜能延长保鲜时间。

本发明的目的之一是针对上述问题、提出一种填补国内空白的低温等离子体用于果蔬保鲜的方法，该方法解决了果蔬保鲜中抑制呼吸、保持水分、消毒杀菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害气体这五大问题，可有效地延长果蔬的保鲜周期，方便果蔬运输。

本发明的目的之二是提供一种填补国内空白的、可用于常温的、冰箱内或冷库内的低温等离子体果蔬保鲜器，它能定时定量地产生低温等离子体，可延长果蔬保鲜时间。

为达到上述发明目的之一，本发明给出如下技术方案：

一种低温等离子体用于果蔬保鲜的方法，具有以下步骤：

a)将水果或蔬菜分类，放置在密闭的容器内，或放置在冰箱内，或放置在冷库内；

b)定时、定量通入低温等离子体。

上述方案中，步骤a)中蔬菜按叶菜、果实菜、根菜、茎菜分开放置。

上述方案中，步骤b)中每小时通入0.5分钟或每两小时通入0.5分钟的低温等离子体。

低温等离子体形成的过程是：当高能电子与气体分子碰撞时，发生一系列基元物化过程，如：气体分子电离、分解，电子态、振动态激发，产生各种活性自由基，包括各种电子、荷电的分子和原子、基态和激发态的分子原子等。主要有OH、O、H、HO₂、H₂O₂、O₃，其中OH和O最为活跃。试验表明，活性自由基的份额是决定等离子体作用的关键。其基元物化反应主要有：

低温等离子体能使果蔬保鲜的原理是：果蔬保鲜基本上有五大要素：抑制呼吸、保持水分、消毒杀菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害气体。低温等离子体在这五个方面都具有程度不同的功效。

第一、抑制呼吸；呼吸作用是已采收果蔬生命代谢活动的中心，也是果蔬生命存在的重要条件。果蔬呼吸通常表现为有氧呼吸和无氧呼吸，二者都释放出大量的热。如果这种呼吸热不能及时散发，会加速果蔬腐烂变质的速度。而且无氧呼吸又释放出乙醇等物质，对果蔬有很大的毒害作用。其反应过程是：

等离子体能分解乙醇等化学物质，对抑制果蔬的呼吸强度和分解呼吸过程中的有害物质具有良好作用。

第二、消毒杀菌；果蔬的腐烂变质是由细菌、霉菌的作用造成的。一定浓度的低温等离子体对细菌、真菌的灭活率可达99.5％-99.99％；同时由于等离子体气体的弥漫性质，使贮藏空间不存在死角，消毒杀菌比较彻底且无毒无副作用，这时等离子体保鲜的最重要特征。

第三、减缓后熟；乙烯是对果实生理变化起重要作用的一种激素，它可以催熟果实，使得果实出现采后的“后熟”现象，这对贮藏极为不利。低温等离子体极易分解乙烯，从而抑制后熟，延缓果蔬衰老。这是低温等离子体保鲜的又一重要特征。

为达到上述发明目的之二，本发明给出如下技术方案：

一种低温等离子体果蔬保鲜器，它包括：外壳，低温等离子体发生片以及设有时间、发生量控制电路的印制板和内盒；所述控制电路由时间控制电路、继电器和发生量控制电路组成；所述发生量控制电路的印制板密封在内盒里或所述时间控制电路、继电器、发生量控制电路的印制板密封在内盒里；所述控制电路的输出端经内盒与低温等离子体发生片相连接。

上述方案中，所述时间控制电路由降压整流电路、并联联接的定时延时电路和触发延时电路组成，并依次联接，其输出端接继电器；所述发生量控制电路由整流电路、高频振荡电路和变压电路组成，并依次联接，其输出端接低温等离子体发生片。

上述方案中，所述时间控制电路中的降压整流电路为阻容降压、接二极管桥式整流电路、再接二极管，所述定时延时电路由振荡器、电阻、电容和时基电路集成块组成；所述触发延时电路由触发开关、电阻、电容、二极管和时基电路集成块组成；所述发生量控制电路中的整流电路为二极管整流电路，所述高频振荡电路由3个电容、2个三极管和2个二极管组成，所述变压电路由3个初级线圈和1个次级线圈组成。

上述方案中，所述外壳上、在低温等离子体发生片附近设有通风孔。

本装置的工作原理是利用高频高压沿面放电引发低温等离子体。

本发明的低温等离子体用于果蔬保鲜的方法及其装置具有以下优点：

1、有效地解决了果蔬保鲜中抑制呼吸、保持水分、消毒杀菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害气体五大方面的问题，延长了果蔬保鲜时间。

2、无毒无副作用，经北京市卫生防疫站于1996年12月11日所作出的急性毒性试验报告结果表明，动物未见异常反应。

3、可有效杀灭空气中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，经中国预防医学科学院于1999年4月21日所作出的杀灭空气中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌效果的试验报告结果表明，平均杀灭率99.96％(房间内空气湿度80％RH以上)。

4、可有效抑制革兰氏阴、阳性菌、真菌、蜡样芽胞杆菌、大肠杆菌、酵母菌，经中国儿童卫生保健疾病防治指导中心实验室于1999年11月3日所作出的试验报告结果表明，全部呈阴性。

5、等离子体的产率稳定、产率高；可达到40mg/H～90mg/H 。

6、可靠性高；电源及控制部分全部经过真空灌封，等离子体发生片是沿面放电的陶瓷片，一个电极埋在陶瓷基片中，另一极表面涂敷99瓷，产品达到北京市家电检测标准。

7、能耗低；功率仅为4W。

8、抗湿性能良好；相对湿度大于90％RH时工作正常。

9、使用寿命长；标准工作寿命为2000小时，产品工作方式是间断性的，每小时工作0.5分钟，故产品寿命为25万个循环，即25万小时

下面结合实施例，进一步说明本发明的方法。

实施例1：

起止时间：1995.11.8-1995.11.20

实验条件：密封容器(1^#、2^#)、100％RH、16℃

实验对象：香蕉、苹果(富士)、蜜桔(温州)、黄瓜、西红柿

实验方法：在二个密闭容器中，分别装入新鲜完好的香蕉2只、苹果1只、蜜桔2只、黄瓜2根、西红柿2只。每天同一时刻向^#容器通入低温等离子体2分钟，而2^#容器不通，对比观察果蔬变化。

实验结果：12天后，1^#容器中果蔬完好；2^#容器中的黄瓜已生霉腐烂，西红柿、苹果局部溃烂，香蕉已完全变黑。

实施例2：

起止时间：1999.6.24-1999.8.4

实验条件、实验方法与实施例1基本相同。

所不同的是：①实验组和对照组增多

②低温等离子体的通入量及频次不同

③温度不同，分为：2 6℃-33℃和0℃-6℃两组

实验结果：对照组在室温下第3天全部老化、第5天有发霉现象、第14天全部腐烂；而通入等离子体的果蔬第26天基本完好，第41天才基本腐烂；0℃-6℃的一组果蔬第30天基本仍与实验初相同。

实施例3：

起止时间：1999.8.29-1999.12.14

实验条件：90％RH、0℃-3℃

实验对象：葡萄、鲜藕、新鲜的鱼、肉、黄瓜、西红柿、青椒、菠菜、油菜。

实验方法：

葡萄、油菜、菠菜分别放入袋中；

鱼、肉同放在一盒中；

黄瓜、西红柿、青椒同放在一盒中；

鲜藕切片后浸泡在带盖的水盒中；

每天定时、定量向每一容器中通入等离子体。

实验结果：

第150天的葡萄几乎与实验初无异；

第45天的鲜藕仍然保持原有的白色及脆嫩；

第30天的黄瓜、西红柿、青椒、菠菜基本与实验初一样；

第30天，部分油菜叶片微微变黄；

第10天鱼、肉仍保持很新鲜的状态，鲜鱼和鲜肉虽然放在同一盒中，但是没有“串味”现象。

实施例4：

实验目的：根据1995年11月及1999年夏天的实验，初步确定用等离子体进行常温保鲜，方案可行，只是实验条件相对苛刻。此实验旨在确定实验的条件及各项实验数据。

实验条件：相对湿度90％RH，温度10-16℃。

实验对象：香肠、面包、黄瓜、西红柿、青椒、油菜、菠菜。

实验方法：将香肠、面包、黄瓜、西红柿、青椒分别放入盒内，菠菜装入袋中，定时、定量通入等离子体。

实验结果：第5天时菠菜的叶子尖部微微发黄；

第7天，面包无霉点产生，香肠未变质；

第10天黄瓜、西红柿和青椒几乎无变化。

下面结合附图和实施例，进一步描述本发明的装置。

图1是低温等离子体果蔬保鲜器的装配示意图；

图2是控制电路的方框图；

图3是控制电路的电路原理图。

图4是低温等离子体果蔬保鲜器的另一种装配示意图。

图1示出本发明的低温等离子体果蔬保鲜器的结构，参照图1，本发明的果蔬保鲜器包括：外壳1，低温等离子体发生片2，设有时间控制电路的印制板3.2和发生量控制电路的印制板3.1内盒4。控制电路由时间控制电路5、继电器J和发生量控制电路6组成；设有发生量控制电路的印制板3.1真空灌封在内盒4内，控制电路6的输出端经内盒4与低温等离子体发生片2相连接。

图4示出本发明的低温等离子体果蔬保鲜器的另一种结构，参照图4，与图1所不同的是设有时间控制电路的印制板3.1与设有发生量控制电路的印制板3.2合成一块印制板3，印制板3真空灌封在内盒4里。

图2示出印制板3上的控制电路的方框图，它可使低温等离子体发生片2间歇地产生出等离子体气体，产率可从10mg/H至90mg/H。参照图2，时间控制电路5由降压整流电路5.1、并联联接的定时延时电路5.2和触发延时电路5.3组成，并依次联接，触发延时电路5.3中设有触发开关AN；时间控制电路5的输入端接～220V电压，其输出端接继电器J。发生量控制电路6由整流电路6.1，高频振荡电路6.2和变压电路6.3组成，并依次联接，其输入端经继电器J接～220V电压，其输出端接等离子体发生片2。

图3示出印制板3的控制电路的一种电路原理图。参照图3，时间控制电路5中的降压整流电路5.1为阻容降压R₁、C₄接二极管D₇-D₁₀桥式整流电路、再接二极管D₁₁，定时延时电路由振荡器5.21、时基电路集成块5.22、电阻R₃、R₄、R₅，和电容C₆、C₇组成，触发延时电路由触发开关AN、电阻R₂、电容C₅、二极管D₁₂和时基电路集成块5.31组成，其输出端通过发光二极管LED接继电器J。发生量控制电路6中的整流电路6.1为二极管D₁-D₄整流电路，高频振荡电路6.2由电容C₁、C₂、C₃、三极管3DG₁、3DG₂、二极管D₅、D₆组成，变压电路6.3由初级线圈n₁、n₂、n₃和次级线圈n₄组成。

变压电路6.3中n₁∶n₂=1∶10-200,n₁∶n₃=1∶1-100,n₁∶n₄=1∶1-8000，输出端电压值为1000-8000V。

触发延时电路5.3和定时延时电路5.2中的时基电路集成块可选用NE555，振荡器5.21可选用4060。

为便于等离子体气体的散发，外壳1上、在等离子体发生片2附近开设通风孔11。

Claims

1、一种低温等离子体用于果蔬保鲜的方法，其特征是具有以下步骤：

b)定时、定量通入低温等离子体。

2、根据权利要求1所述的低温等离子体用于果蔬保鲜的方法，其特征是步骤a)中蔬菜按叶菜、果实菜、根菜、茎菜分开放置。

3、根据权利要求1所述的低温等离子体用于果蔬保鲜的方法，其特征是步骤b)中每小时通入0.5分钟或每两小时通入0.5分钟的低温等离子体。

4、一种低温等离子体果蔬保鲜器，其特征是它包括：外壳，低温等离子体发生片以及设有时间、发生量控制电路的印制板和内盒；所述控制电路由时间控制电路、继电器和发生量控制电路组成；所述发生量控制电路的印制板密封在内盒里或所述时间控制电路、继电器、发生量控制电路的印制板密封在内盒里；所述控制电路的输出端经内盒与低温等离子体发生片相连接。

5、根据权利要求4所述的低温等离子体果蔬保鲜器，其特征是所述时间控制电路由降压整流电路、并联联接的定时延时电路和触发延时电路组成，并依次联接，其输出端接继电器；所述发生量控制电路由整流电路、高频振荡电路和变压电路组成，并依次联接，其输出端接低温等离子体发生片。

6、根据权利要求5所述的低温等离子体果蔬保鲜器，其特征是所述时间控制电路中的降压整流电路为阻容降压、接二极管桥式整流电路、再接二极管，所述定时延时电路由振荡器、电阻、电容和时基电路集成块组成；所述触发延时电路由触发开关、电阻、电容、二极管和时基电路集成块组成；所述发生量控制电路中的整流电路为二极管整流电路，所述高频振荡电路由3个电容、2个三极管和2个二极管组成，所述变压电路由3个初级线圈和1个次级线圈组成。

7、根据权利要求6所述的低温等离子体果蔬保鲜器，其特征是所述变压电路中线圈n₁∶n₂=1∶10-200,n₁∶n₃=1∶1-100,n₁∶n₄=1∶1-8000，输出端电压值为1000-8000V。

8、根据权利要求6所述的低温等离子体果蔬保鲜器，其特征是所述触发延时电路和定时延时电路中的时基电路集成块采用NE555。

9、根据权利要求6、7或8所述的低温等离子体果蔬保鲜器，其特征是所述振荡器采用4060。

10、根据权利要求4所述的低温等离子体果蔬保鲜器，其特征是所述外壳上、在低温等离子体发生片附近设有通风孔。