CN86101706B - 用臭氧离子强化水果，蔬菜保鲜效果的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种利用臭氧离子强化水果、蔬菜保鲜的方法。一种用臭氧离子强化水果、蔬菜保鲜效果的设备，包括一个由无声放电加电晕放电的组合电极系统构成的空气放电室，提供正、负臭氧离子，无声放电电极系统为紊流式非均匀电场结构。放电管是圆形绝缘管，管壁外面敷以金属作外电极，管内有网状金属内电极。采用这种方法和设备，进行水果、蔬菜的贮藏保鲜，保鲜期长，营养物质损耗小，风味纯正，无残毒，不污染环境，并且能耗很低。

Description

用臭氧离子强化水果、蔬菜保鲜效果的方法及其设备

本发明涉及一种水果、蔬菜贮藏保鲜的方法及设备，适用于果蔬产地、仓库、商业企业、食品加工车间等贮藏保鲜，也适用于汽车、火车和轮船运输途中保鲜，也可与冷藏法结合使用。

现代果蔬的贮藏保鲜，多采用冷冻、气调、化学防腐药剂等方法。冷冻、气调方法投资大，耗能高，而且对某些果蔬（如柑桔）不太适用。化学防腐剂又存在抗药性和残毒等问题。辐射保鲜法，投资较大，放射源保管困难，存在环境污染问题，不易推广。

七十年代开始研究的利用空气放电效应产生正、负离子和臭氧保鲜食品的方法，由于无毒无害，不污染环境，节约能源，受到发达国家的重视。八十年代初，苏、日、英等国竞相发表专利，如SU923505，810199及日本特许公报昭56-36912所述。但由于下述原因，尚未达到普遍应用的程度。

由于品种的不同，各类果蔬的生理过程有很大差别，因此，用空气放电法保鲜不同的果蔬所需的放电生成气的组成成分和浓度应有所不同。这一点在现有专利中没有得到反映。如SU923505提出对任何食品，均一律采用长期不断以1～2米/秒风速，送入负离子浓度为10⁵～10⁶个/cm³的离子化空气，每昼夜短时一次通入1～3mg/米³臭氧的保鲜方法;而昭56～36912却提出在食品贮藏箱内添加正离子是最佳的生鲜食品保存方法。因此，实际应用时，往往不一定得到满意的效果。

其次，按SU923505的要求，应不断向贮藏库内吹入离子化空气，这样不仅耗能较多，不易保证湿度的稳定，而且可能带入病菌，减弱贮藏库内自发气调的作用，导致保鲜效果降低。与长期用臭氧进行处理相比，SU923505提出每昼夜短时用臭氧处理一次的方法，虽然大大减少能耗，降低对果蔬生理过程的不利影响，但由于臭氧分解需一定时间，库房仍有相当长的时间处于臭氧环境之中。显然，这对于贮藏期较长的果蔬，这种处理方式仍可能对果蔬的生理过程产生有害影响，使其风味变差，甚至降低好果率。

此外，现有专利中均采用空气正、负离子或臭氧进行贮藏保鲜，未提出采用臭氧离子保鲜的方法，根据我们的试验研究证明，采用臭氧离子保鲜水果、蔬菜，不仅简化操作，省工节能，而且由于协同作用，可强化保鲜效果。

现有专利所采用的装置，均为一般的臭氧发生器及离子发生器，并未根据大量的保鲜试验，研制出适合水果、蔬菜保鲜及试验研究用的、便于推广应用的专用设备和机具，因而影响了这一方法的普及推广。

本发明的任务在于针对上述专利的不足，根据空气放电保鲜法保鲜机理的探讨以及对放电现象的研究，提出一种用臭氧离子周期间断对果蔬进行处理以提高保鲜效果和节约能源的新方法，以及一种与该方法相适应的、便于推广应用的专用保鲜设备。从而给社会提供一种能耗极少，效果稳定，保鲜期长，营养物质损失少，无残毒，不污染环境的实用化的新保鲜方法，以及一种便于普及推广的空气放电保鲜机。

我们对蜜柑（如温州蜜柑）作了大量试验，从抑制病菌、生化分析、果皮解剖结构等方面，对空气放电保鲜法的机理进行了探讨。研究表明，空气放电保鲜法，特别是臭氧负离子，有显著的防腐保鲜作用。空气放电保鲜法对青、绿霉和交链雹霉等各种霉菌均有抑制作用，对细菌的抑制效果更为显著。该方法不仅能抑制果皮表面的病菌，而且能净化整个贮藏环境。通过柑桔及蕃茄的试验发现，臭氧、空气负离子和臭氧负离子有消除和减少贮藏库内和果体内部乙烯、乙醛和乙醇等有害气体含量的作用，从而能有效抑制果蔬的后熟过程。其中，臭氧负离子消除乙烯的效果最为显著。用臭氧负离子处理蜜柑，可诱导其果皮气孔收缩关闭;经臭氧负离子处理的蜜柑，其呼吸强度显著降低。

用空气放电法保鲜果蔬，应以维持果蔬生命，降低生理消耗，调动果体自身抗病能力，辅以抑菌措施为指导思想来确定放电生成气的组分、浓度和处理周期。对不同品种的果蔬，可通过小规模的正交试验，辅以生化分析及气孔开度变化情况的观察，确定其所需的最佳放电生成气的组分、浓度和处理周期。

由于臭氧的电子亲和能比氧气大得多，臭氧的电子吸附系数通常为氧气的10倍，因而，在同样电压下，先以无声放电产生臭氧，紧接着以臭氧为底气通过电晕放电形成臭氧离子，这样形成的负离子浓度比以空气为底气形成的臭氧负离子浓度高。实测结果表明，前者比后者高一倍。而且前者形成的主要是臭氧负离子，后者形成的主要是氧负离子。离子利用臭氧作载气，有更强的扩散能力，而臭氧离子由于带有电荷，比普通臭氧更易粘附到果蔬表面。因此，利用臭氧与离子之间的这种协同作用，采用臭氧离子作一次处理的方法，代替现有专利中用臭氧和空气离子分别处理二次的方法，不仅简化操作，节约能源，而且能使保鲜效果得到加强。试验表明，用臭氧离子处理的柑桔、蕃茄等，乙烯含量比用空气负离子及臭氧处理的低，且风味更加可口。

按照上述保鲜方法的要求，本发明提出了与国外现有专利不同的空气放电保鲜机。此装置具有如下特点：

1.本发明采用无声放电加电晕放电的组合电极系统构成的空气放电室，以供保鲜机产生正、负臭氧离子或普通空气离子和臭氧。

2.本发明的无声放电电极系统系采用特殊的紊流式非均匀电场结构，使其放电起始电压比均匀电场无声放电电极的放电起始电压降低一倍，而又保证单位面积上的微放电通道数足够多。因而，该保鲜机能提高放电生成气的产率，同时又可降低工作电压，从而缩小体积，减轻重量。

3.本发明所采用的紊流式非均匀电场无声放电电极结构还具有风阻小的特点，保证了果蔬保鲜所需的放电生成气的气流速度，又能冷却放电电极，能进一步提高放电生成气的产率。

4.本发明的保鲜机为可调式。采用开关元件分别控制无声放电电极和电晕放电电极的通电、断电及电晕放电电极的极性，即可产生不同组分的放电生成气。例如，当只给无声放电电极供电而不给电晕放电电极供电时，则产生的放电生成气为臭氧;当给无声放电电极供电的同时，又给电晕放电电极上加上负电压，便可得到臭氧负离子。改变电源电压便可改变放电生成气浓度。因此，采用以上方法可方便地改变放电生成气的组分和浓度，并提供下列七种处理方式，以适应各种不同品种的果品、蔬菜保鲜和试验研究之用。

（1）臭氧处理;（2）氧气负离子处理;（3）空气正离子处理;（4）臭氧负离子处理;（5）臭氧正离子处理;（6）臭氧与氧气负离子分别处理;（7）臭氧与空气正离子分别处理。

图1所示〔10〕是本发明的一种具体的空气放电室结构原理图。放电管〔1〕是圆形绝缘管，管壁外面敷以金属作外电极，管内有网状金属内电极〔2〕，使之构成紊流式不均匀电场无声放电的电极系统，它能保证放电起始电压低，风阻小，流注放电通道数足够多，以达到提高放电生成气产率，缩小体积，减轻重量之目的。放电管的最佳尺寸可通过试验确定。每根放电管装配在金属电极〔8〕上，由金属材料制成的尖端〔3〕，接于金属汇流排上，使放电室内产生电晕放电。在放电室出口，装上接地电极系统〔4〕与〔5〕。图1中〔6〕、〔7〕是绝缘拉杆，〔9〕是金属杆。

已研制成的空气放电保鲜机的尺寸为540×330×430mm，与一台普通示波器的大小差不多，重27公斤，装在一辆带升降支架的小车上，便于移动和升降。整机消耗功率为130W。一台保鲜机，可用于保鲜数十万斤柑桔。

利用本发明所提供的方法和装置进行水果、蔬菜的贮藏保鲜，保鲜期长，营养物质损耗小，风味纯正。本方法不采用化学药剂和放射性物质，具有无残毒，不污染环境的突出优点。

只要有空气和电的地方就能采用本方法，对库房无特殊要求，操作简便，易于推广。

本发明所提方法和装置高效节能，平均每一万斤柑桔每月只消耗一度电，贮藏四个月电费只需要几角钱，因此经济效益很大。

采用本发明所研制的空气放电保鲜机贮藏保鲜温洲蜜柑时，采用臭氧负离子进行处理。例如用一台出口臭氧负离子浓度为10⁶-10⁷个/厘米³，臭氧底气产率为3-6克/小时的空气放电保鲜机，保鲜2.5吨柑桔（库容40米³），每周开机一次，每次开机30分钟即可。若保鲜5吨，则每周开机时间改为1小时即可。一台保鲜机可逐个处理多间库房，保鲜数十万斤柑桔。库房应基本密闭，以保证库内的温、湿度恒定和环境的净化。贮藏期间，一般不进行翻检，这样不但省工省时，也避免了翻检引起的机械伤和交叉感染。

按上述方法，在简易贮藏库中，未采取任何调温调湿措施的条件下，进行了二轮中规模试验（3万斤和5万斤），120天的出库好果率为82%以上，而且果蒂青绿，光泽饱满，风味纯正，营养物质损失很少。

此外，还对西瓜、苹果、蕃茄、青椒、花菜等果蔬进行过试验，也取得稳定的良好保鲜效果。例如，保鲜辣椒，用臭氧正离子，处理周期和剂量与处理温州蜜柑相似情况下，贮藏47天后，好果率为70.2%，而未作处理的对照组的好果率为50.7%。

Claims (5)

1、一种空气放电保鲜方法，其特征在于用臭氧离子强化水果、蔬菜的保鲜效果。

2、一套用于空气放电保鲜的设备，其特征是所述设备有一个无声放电加电晕放电的组合电极系统构成的空气放电室〔10〕，先以无声放电产生臭氧，紧接着以臭氧为底气通过电晕放电形成臭氧离子，以供保鲜机产生正、负臭氧离子。

3、根据权利要求2所述的一套设备，其特征在于无声放电电极系统采用特殊的紊流式非均匀电场结构，它包括：放电管〔1〕是圆形绝缘管，管壁外面敷以金属作外电极，管内有网状金属内电极〔2〕。

4、根据权利要求2或3所述的用于水果、蔬菜保鲜的一套设备，其特征在于采用开关元件分别控制无声放电电极和电晕放电电极的通电、断电及电晕放电电极的极性，达到改变放电生成气的组分和浓度，并提供以下七种处理方式，以适应各种不同品种的果品、蔬菜保鲜和试验：

（1）臭氧处理;（2）氧气负离子处理;（3）空气正离子处理;（4）臭氧负离子处理;（5）臭氧正离子处理;（6）臭氧与氧气负离子分别处理;（7）臭氧与空气正离子分别处理。