CN220397900U - 一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种制冷、通风，及其控制技术，特别是涉及一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，包括箱体，箱体分隔为设备室和冷间，与现有技术不同的是，设备室内安装一大一小两套独立的制冷系统，该两套独立的制冷系统能单独或共同对冷间进行降温，冷间用于预冷和贮藏果蔬。与现有技术相比，本实用新型能够实现了无菌状态下快速预冷、低温贮藏保鲜一体化的目的，并确保整个过程不存在冷链的“断链”问题。

Description

一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备

技术领域

本实用新型涉及一种制冷、通风，及其控制技术，特别是涉及一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备。

背景技术

由于果蔬采后的呼吸作用和微生物的生长与繁殖作用，绝大多数果蔬在常温下贮藏保鲜期只有几天，浆果类果蔬通常只有一两天，而果蔬在每个地区的采摘季也只有几天，最多半个月，每一种果蔬在短时间内、当地大面积上市，因消费能力不足，就会导致果蔬的积压，甚至因销售不及时导致果蔬腐败，因此，只有延长果蔬贮藏保鲜期，实现异地销售、错峰销售、异季销售，才能真正提升果蔬的价值，要实现最大限度地延长果蔬保鲜期，最有效也是最安全的途径就是采用冷链保鲜。

果蔬冷链保鲜的关键，一是采后第一时间在田间地头进行快速预冷，及时消除田间热，降低果蔬的温度，从而降低果蔬的呼吸作用；二是果蔬预冷、贮藏过程中不出现冷链“断链”问题。事实上，果蔬预冷时间越短，锁鲜作用越好，由于田间热的作用，果蔬采后呼吸热很大，短时间消除田间热，把果蔬温度降低到贮藏温度冷量需求很大，预冷后的果蔬在贮藏时，果蔬呼吸热极小，果蔬贮藏的热负荷主要是很小的围护结构负荷，这就导致了果蔬预冷与果蔬贮藏保鲜为两个装备，这样一来，必然导致果蔬预冷结束后，在常温下将其搬运至果蔬贮藏保鲜库里进行贮藏保鲜，这个常温下的搬运预冷结束后的果蔬的过程，就是果蔬冷链“断链”的过程，冷链“断链”导致的直接结果就是果蔬温度升高，呼吸作用加强，导致果蔬贮藏保鲜期缩短，此外，预冷后的果蔬的温度通常在果蔬贮藏温度或略高于果蔬贮藏温度，温度比较低，这时的果蔬遇外界热空气接触，果蔬表面就会结露，从而导致果蔬表面微生物的生长、繁殖加快，进一步给果蔬贮藏保鲜带来影响。

因此，亟待一种能够从根本上解决上述问题的新技术，从根本上解决果蔬冷链保鲜的冷链“断链”问题和微生物的生长与繁殖对果蔬冷链保鲜的影响，打破果蔬压差预冷在应用上的局限性。

实用新型内容

为了解决上述“断链”的技术问题，本实用新型在于提供一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，所采取的技术方案是：

一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，包括箱体，箱体分隔为设备室和冷间，与现有技术不同的是，设备室内安装一大一小两套独立的制冷系统，该两套独立的制冷系统能单独或共同对冷间进行降温，冷间用于预冷和贮藏果蔬。

进一步地，设备室内还安装臭氧杀菌装置，臭氧杀菌装置能随一大一小两套独立的制冷系统运行而运行。

进一步地，臭氧杀菌装置包括置于设备室内的臭氧发生器和一端连接于臭氧发生器、另一端通向冷间内的臭氧输送管。

进一步地，一大一小两套独立的制冷系统包括大冷量制冷系统和小冷量制冷系统，大冷量制冷系统包括大压缩机、大冷凝器、大节流阀、大冷风机、大干燥过滤器、大气液分离器及管路、阀件；小冷量制冷系统包括小压缩机、小冷凝器、小节流阀、小冷风机、小干燥过滤器、小气液分离器及管路、阀件。

进一步地，还包括通风与导风装置，通风导风装置包括架体、挡风板、回风口、风机、风机座板和卷帘，架体为一个角钢制备的方框，置于设备室与冷间之间的墙体一端，与冷间的底板、顶板、两侧板墙体固定，架体前端上部设有风机座板用于安装风机，架体下部两侧为挡风板，两侧挡风板的中间部位为回风口，用于导风的卷帘置于风机座板上且位于风机的下部、回风口的上部。

进一步地，还包括控制系统，控制系统包括位于冷间内的冷间温度传感器、果蔬目标温度传感器和臭氧浓度传感器，分别位于一大一小两套独立的制冷系统的排气管路和吸气管路上的排气压力传感器和吸气压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型能够实现了无菌状态下快速预冷、低温贮藏保鲜一体化的目的，并确保整个过程不存在冷链的“断链”问题。

附图说明

图1为根据本实用新型具体实施例的一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的右视图。

图4为图1的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图，以举例说明而非对于实用新型思想所要求的保护范围进行限制的方式，详细地描述本实用新型的较佳实施方式及其有所改变的实例。

作为本实用新型具体实施例的一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，主要包括分为两段的箱体10，左段箱体为设备室101，两侧设有格栅105，带有保温层的六面维护结构的右段箱体为冷间102，用于预冷、贮藏保鲜果蔬，冷间102设有进出果蔬带有保温层的大门103，设备室101和冷间102共用同一底座104。

冷间102内靠近设备室101端设有通风与导风装置20，通风导风装置20由架体201、挡风板202、回风口203、风机204、风机座板205、卷帘206等组成，架体201为一个角钢制备的方框，置于设备室101与冷间102之间的墙体一端，与冷间102的底板、顶板、两侧板墙体固定，架体201前端上部设有风机座板205，用于安装风机204，座板205上设有风机204进风口，架体下部两侧为挡风板202，两侧挡风板的中间部位为回风口203，用于导风的卷帘206置于风机座板205上，且位于风机204的下部，回风口203的上部。如此一来，通风导风装置20通过两侧护板202、回风口203、风机座板205与通风与导风装置20所安装的位置的冷间102两侧墙壁、底板、顶板，以及设备室101与冷间102之间的墙壁一起构成了负压静压箱207，从而确保风机204进风均匀。为了便于导风卷帘206的安装，与风机座板205端设有卷轴209，另一端设有垂杆208以便于卷帘206展开和展开后卷帘的拉伸，并避免风机204的吸风、吹风作用导致卷帘206变形，影响导风作用。

大冷量制冷系统30、小冷量制冷系统40分别包括大压缩机301、小压缩机401，大冷凝器302、小冷凝器402，大节流阀303、小节流阀403、大冷风机304、小冷风机404，以及组成完善的制冷系统所必须的大干燥过滤器305、小干燥过滤器405，大气液分离器306、小气液分离器406等设备、管路、阀件所组成。大冷量制冷系统30与小冷量制冷系统40均置于设备室101内，电气控制系统50的电气控制箱501，和臭氧杀菌装置60也置于设备室101内。大冷量制冷系统30、小冷量制冷系统40的大节流阀303、小节流阀403，大冷风机304、小冷风机404则置于冷间102内，且大冷风机304、小冷风机404分别安装于冷间102的顶板108上，并与墙体107保留一定的距离，以有利于大冷风机304、小冷风机404的进风和冷间102内冷空气的循环，大节流阀303、小节流阀403则分别置于相对应的大冷风机304、小冷风机404前端，大节流阀303、小节流阀403的进口与相对应的大冷量制冷系统30、小冷量制冷系统40的大过滤干燥器305、小过滤干燥器405的出液口分别穿过墙壁107相连接，大节流阀303、小节流阀403的出口与大冷风机304、小冷风机404的进液口相连接，大冷风机304、小冷风机404的出口分别穿过冷间102与设备室101之间的保温墙壁与相对应的大冷量制冷系统30、小冷量制冷系统40的大气液分离器306、小气液分离器406的进气口相连接。

臭氧杀菌装置60由置于设备室101内的臭氧发生器601和一端连接于臭氧发生器601另一端通向冷间102内的臭氧输送管602组成。

本实用新型的无菌快速预冷与贮藏一体化装备的控制系统50主要包括置于冷间102内的冷间温度传感器、果蔬目标温度传感器、臭氧浓度传感器，和分别置于大压缩机301、小压缩机401排气管路上的排气压力传感器，分别置于大压缩机301、小压缩机401吸气管路上的吸气压力传感器的数据采集元件，主控单元由输入模块IN、数据处理模块MCU和输出模块OUT三部分组成，连同接触器、继电器等执行元件一起置于控制系统50的电气控制箱501内，数据输出模块与接触器、时间继电器等执行元件通过电线电缆连接，显示器和和操作面板置于方便操作的地方。工作时，输入模块实时接收到数据采集元件通过数据线传递的数据信号后，并立刻传递给数据处理模块MCU，则数据处理模块根据程序设定值，通过输出模块指令并控制执行元件动作状态，从而实现自动控制的目的。

下面将参照本实用新型提供的一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，具体说明应用一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备及其控制方法的工作原理。

控制方法包括如下步骤：

①预冷开始前，启动小冷量制冷系统和臭氧杀菌装置工作，小冷量制冷系统的冷风机带动冷间内空气和臭氧发生器产生的杀菌臭氧在冷间内循环，实现冷间内降温的同时，消杀冷间内微生物，当冷间内臭氧浓度达到杀菌设定值时，臭氧发生器停止工作；

②随着小冷量制冷系统的运行，冷间温度降到设定值时，则开启冷间大门，将装筐后的果蔬搬入冷间，并呈“U”字形摆放，而后把通风导风装置的导风卷帘展开，横跨并盖在“U”字形摆放两侧果蔬筐的上部，关闭冷间大门开始预冷运行；

③预冷时，在小冷量制冷系统的运行的同时，大冷量制冷系统开始运行，同时启动臭氧发生器和通风与导风装置的风机，大冷量制冷系统和小冷量制冷系统产生的冷空气会使负压静压箱内的空气温度降低，在通风导风装置的风机的吸风作用下，负压静压箱内的冷空气连同臭氧发生器产生的杀菌臭氧一起，强制掠过每个果蔬筐内的果蔬表面，冷空气带走了果蔬的热量，臭氧消杀果蔬表面的微生物后，回到负压静压箱，被风机吸入，当冷间臭氧传感器检测到的臭氧浓度达到设定值时，说明冷间臭氧浓度已满足杀菌浓度，电气控制系统就会自动停止臭氧发生器工作；

④当冷间温度降到冷间设定温度值时，这时冷间温度传感器通过数据线传递给电气控制箱，电气控制系统就会自动停止小冷量独立制冷系统运行；

⑤当果蔬温度传感器检测到的果蔬温度值达到预冷设定目标值时，则通风与导风装置的风机、大冷量独立制冷系统停止工作，这时电气控制系统自动转入保鲜模式下运行，即只有小冷量制冷系统根据冷间内的温度传感器检测到的温度，由电气控制系统自动控制其启停，保持冷间内的温度在设定的果蔬保鲜温度范围内。

如上所述，开始使用时，点击显示屏启动键，自动控制系统50按照预先设定的控制程序，自动启动臭氧杀菌装置60和小冷量制冷系统40运行，这时臭氧杀菌装置60的臭氧发生器601开始制取臭氧，并通过其输送管路602将产生的臭氧输送至冷间102，小冷量制冷系统40的小冷风机404、小冷凝器402也依次投入运行，此时，臭氧发生器601制取的臭氧进入冷间102后，就会被小冷量制冷系统40的小冷风机404风扰动并充满整个冷间102，与此同时，小冷量制冷系统40也开始给冷间102降温，其降温过程的制冷循环原理是，小压缩机401通过连接于小气液分离器406的吸气管路，吸入小冷风机404低压制冷剂液体蒸发所产生的低压制冷剂气体后，通过消耗电能降低压制冷剂气体压缩成高压制冷剂气体，通过小压缩机401排气管路进入小冷凝器402将热量传递给环境大气，制冷剂本身冷凝成高压制冷剂液体，经过小过滤干燥器405过滤并吸收高压制冷剂液体中的杂质和水分，而后经过小节流阀403节流降压变成低压制冷剂液体进入小冷风机404，低压制冷剂液体在小冷风机404中吸收冷间102内的热量蒸发成低压制冷剂气体，并小压缩机401吸入，制冷剂在小冷量制冷系统40中，如此不断地循环从而达到给冷间102连续降温的目的。随着时间的推移，冷间内的臭氧浓度会越来越高，当设置于冷间102内的臭氧浓度传感器检测到的浓度达到设定值时，由于电气控制系统50的数据采集元件采集的数据通过数据采集模块IN实时传递数据处理模块MCU，此时数据处理模块MCU自动指令数据输出模块OUT给臭氧发生器601的接触器断电，则臭氧杀菌装置60停止工作，当置于冷间102中的冷间温度传感器检测到的冷间102温度达到设定值下限时，电气控制系统50的数据处理模块MCU接收到该数值后，即刻指令依次停止小冷量制冷系统40的小压缩机401、小冷凝器402和小冷风机404工作。此时，操作人员可以打开冷间102进出货大门103，将预先分拣并装好筐的果蔬搬入冷间102，并按照快速预冷要求将盛有果蔬的果蔬筐呈“U”字形摆放好，将果蔬温度传感器503插入果蔬内，而后将通风导风装置20的卷帘206展开横跨盖在两侧果蔬筐的顶部，将“U”摆放的果蔬筐内侧的中间通风通道与外侧隔离开来，而后关闭冷间102进出货大门103，点击显示屏预冷键，则装备所有系统都投入进入自动模式下运行，此时，冷间所有温度传感器502、果蔬温度传感器503、臭氧浓度传感器，以及大压缩机301、小压缩机401排气管路上的压缩机排气管路上的排气压力传感器、吸气管路上的吸气压力传感器等数据采集元件的检测到的数值实时传递给控制系统50的数据采集模块IN，并由数据采集模块实时传递给显示屏和数据处理模块MCU，MCU接收到这些数据实时进行运算，并根据运算结果通过输出模块OUT指令执行元件动作并将结果传递给显示屏予以显示，从而实现了装备的智能化的自动控制。

由于冷间102进货大门103打开后，冷间102内的臭氧浓度会降低，则臭氧浓度传感器检测到的臭氧浓度就会低于杀菌所要求的的浓度，自动控制系统50的数据处理模块MCU就会自动指令控制臭氧发生器601的接触器闭合，臭氧发生器601便得电投入工作产生臭氧，通过臭氧释放管路602将其制造的臭氧排至冷间102中；冷间温度传感器、果蔬目标温度传感器均高于设定值，电气控制系统50的数据处理模块MCU就会自动通过输出模块OUT对大冷量制冷系统30、小冷量制冷系统40及通风与导风装置20的所有的接触器、继电器等执行元件指令闭合，则大冷量制冷系统30、小冷量制冷系统40及通风与导风装置20的所有通过电力工作的设备如大压缩机301、小压缩机401，大冷凝器302、小冷凝器402，大冷风机304、小冷风机404，风机204均投入工作，大冷量制冷系统30、小冷量制冷系统40开始给冷间102含有臭氧的湿空气降温，通风与导风装置20的风机204则在其吸风作用下，将冷间102中含有杀菌臭氧的湿冷强行掠过果蔬筐中的每一个果蔬的表面，果蔬表面的微生物就会被臭氧杀灭，果蔬的热量被湿冷空气带走，果蔬本身的温度降低，由于果蔬散热速度小于冷间降温速度，随着时间的推移，冷间102的冷间温度传感器首先会降低到冷间102的温度达到电气控制系统50的数据处理模块MCU的冷间102的设定温度值，此时果蔬目标温度传感器检测到的果蔬温度并没有达到电气控制系统50的数据处理模块MCU设定的果蔬目标温度值，电气控制系统50的数据处理模块NCU自动指令控制下冷量制冷系统40的接触器、继电器等执行元件断电，小冷量制冷系统40停止工作，避免冷间102温度过低给果蔬冷害，甚至冻伤，小冷量制冷系统40停止工作后，冷间102温度传感器502检测到的冷间温度102回升到设定值的上限，则电气控制系统50的数据处理模块MCU再次自动指令小制冷系统的接触器、继电器等执行元件闭合，小冷量制冷系统40的压缩机小冷凝器402、小冷风机404投入工作，给冷间102降温，由此确保冷间102内的温度稳定在所要求的控制的温度范围内，随着时间的推移，当果蔬目标温度传感器检测到的果蔬目标温度达到设定值时，说明果蔬已经预冷结束，则电气控制系统50的数据处理模块MCU自动指令有关通风与导风装置20和大冷量制冷系统30的控制系统的接触器、继电器等执行元件断开，通风与导风装置的风机204，大冷量制冷系统30的大压缩机301、大冷凝器302、大冷风机304均停止工作，此后，控制系统50只是根据冷间温度传感器检测到的冷间102内的温度，自动控制小冷量制冷系统的启动工作与停止，维持冷间102内的温度维持在果蔬保鲜所要求的温度范围内。

由于大冷量制冷系统、小冷量制冷系统的大压缩机301、小压缩机401吸排气管路上分别设置了吸气压力传感器和排气压力传感器等数据采集元件，当这些数据采集元件检测到的数值异常时，则电气控制系统50的数据处理模块MCU就会自动运算，并将故障结果在显示屏上予以显示。

由此可见，本实用新型所提供的无菌快速预冷与贮藏一体化装备，具有如下优点：

1、杀菌全面，效果好，臭氧发生器和电气控制程序的设计，对冷间和果蔬表面进行全面杀菌，解决了微生物的生长与繁殖给果蔬保鲜带来的危害；

2、预冷速度快，利用通风导风装置在果蔬两侧形成的正压静压箱和负压静压箱，使之冷空气强行掠过每一个果蔬表面，不仅预冷均匀，而且预冷速度快；

3、不存在冷链“断链”问题，预冷结束后直接自动转入贮藏保鲜模式运行，省去了中间移库环节，解决了预冷结束后转入贮藏保鲜断链问题；

4、使用果蔬范围广，双独立系统设计使之装备具有制冷量调节功能，不仅节能，同时满足不同果蔬、不同预冷量的要求；

5、智能控制、无人值守，果蔬预冷和贮藏过程中，果蔬温度、冷间温度、冷间杀菌气体浓度等都通过电气控制系统，根据目标值自动控制，尤其是贮藏保鲜过程中，无需人员值守。

尽管上面通过举例说明，已经描述了本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述说明，而是由所附的权利要求给出的所有技术特征及其等同技术特征来定义。本领域一般技术人员可以理解的是，在不背离本实用新型所教导的实质和精髓前提下，任何修改和变化可能仍落在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，包括箱体（10），箱体（10）分隔为设备室（101）和冷间（102），其特征在于，设备室（101）内安装一大一小两套独立的制冷系统，该两套独立的制冷系统能单独或共同对冷间（102）进行降温，冷间（102）用于预冷和贮藏果蔬。

2.根据权利要求1所述的一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，其特征在于，设备室（101）内还安装臭氧杀菌装置（60），臭氧杀菌装置（60）能随一大一小两套独立的制冷系统运行而运行。

3.根据权利要求2所述的一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，其特征在于，臭氧杀菌装置（60）包括置于设备室（101）内的臭氧发生器（601）和一端连接于臭氧发生器（601）、另一端通向冷间（102）内的臭氧输送管（602）。

4.根据权利要求1所述的一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，其特征在于，一大一小两套独立的制冷系统包括大冷量制冷系统（30）和小冷量制冷系统（40），大冷量制冷系统（30）包括大压缩机（301）、大冷凝器（302）、大节流阀（303）、大冷风机（304）、大干燥过滤器（305）、大气液分离器（306）及管路、阀件；小冷量制冷系统（40）包括小压缩机（401）、小冷凝器（402）、小节流阀（403）、小冷风机（404）、小干燥过滤器（405）、小气液分离器（406）及管路、阀件。

5.根据权利要求1所述的一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，其特征在于，还包括通风与导风装置（20），通风导风装置（20）包括架体（201）、挡风板（202）、回风口（203）、风机（204）、风机座板（205）和卷帘（206），架体（201）为一个角钢制备的方框，置于设备室（101）与冷间（102）之间的墙体一端，与冷间（102）的底板、顶板、两侧板墙体固定，架体（201）前端上部设有风机座板（205）用于安装风机（204），架体下部两侧为挡风板（202），两侧挡风板的中间部位为回风口（203），用于导风的卷帘（206）置于风机座板（205）上且位于风机（204）的下部、回风口（203）的上部。

6.根据权利要求1所述的一种无菌快速预冷与贮藏一体化装备，其特征在于，还包括控制系统（50），控制系统（50）包括位于冷间（102）内的冷间温度传感器、果蔬目标温度传感器和臭氧浓度传感器，分别位于一大一小两套独立的制冷系统的排气管路和吸气管路上的排气压力传感器和吸气压力传感器。