專利名稱：低溫等離子體用于果蔬保鮮的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種果蔬保鮮的方法及其裝置，尤其是涉及一種利用低溫等離子體技術(shù)使水果、蔬菜保鮮的方法及其裝置。
隨著人們生活水平的提高，人們對水果和蔬菜的攝取數(shù)量和質(zhì)量要求都有所提高，果蔬保鮮是反應(yīng)果蔬質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。目前，人們常采用冰箱或冷柜用冷藏方法來使果蔬保鮮，但保鮮的時(shí)間較短，且不便于運(yùn)輸。人們一直在尋找更好的方法，以使采摘后的水果和蔬菜能延長保鮮時(shí)間。
本發(fā)明的目的之一是針對上述問題、提出一種填補(bǔ)國內(nèi)空白的低溫等離子體用于果蔬保鮮的方法，該方法解決了果蔬保鮮中抑制呼吸、保持水分、消毒殺菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害氣體這五大問題，可有效地延長果蔬的保鮮周期，方便果蔬運(yùn)輸。
本發(fā)明的目的之二是提供一種填補(bǔ)國內(nèi)空白的、可用于常溫的、冰箱內(nèi)或冷庫內(nèi)的低溫等離子體果蔬保鮮器，它能定時(shí)定量地產(chǎn)生低溫等離子體，可延長果蔬保鮮時(shí)間。
為達(dá)到上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明給出如下技術(shù)方案一種低溫等離子體用于果蔬保鮮的方法，具有以下步驟a)將水果或蔬菜分類，放置在密閉的容器內(nèi)，或放置在冰箱內(nèi)，或放置在冷庫內(nèi)；b)定時(shí)、定量通入低溫等離子體。
上述方案中，步驟a)中蔬菜按葉菜、果實(shí)菜、根菜、莖菜分開放置。
上述方案中，步驟b)中每小時(shí)通入0.5分鐘或每兩小時(shí)通入0.5分鐘的低溫等離子體。
低溫等離子體形成的過程是當(dāng)高能電子與氣體分子碰撞時(shí)，發(fā)生一系列基元物化過程，如氣體分子電離、分解，電子態(tài)、振動態(tài)激發(fā)，產(chǎn)生各種活性自由基，包括各種電子、荷電的分子和原子、基態(tài)和激發(fā)態(tài)的分子原子等。主要有OH、O、H、HO2、H2O2、O3，其中OH和O最為活躍。試驗(yàn)表明，活性自由基的份額是決定等離子體作用的關(guān)鍵。其基元物化反應(yīng)主要有
低溫等離子體能使果蔬保鮮的原理是果蔬保鮮基本上有五大要素抑制呼吸、保持水分、消毒殺菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害氣體。低溫等離子體在這五個(gè)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謝活動的中心，也是果蔬生命存在的重要條件。果蔬呼吸通常表現(xiàn)為有氧呼吸和無氧呼吸，二者都釋放出大量的熱。如果這種呼吸熱不能及時(shí)散發(fā)，會加速果蔬腐爛變質(zhì)的速度。而且無氧呼吸又釋放出乙醇等物質(zhì)，對果蔬有很大的毒害作用。其反應(yīng)過程是
等離子體能分解乙醇等化學(xué)物質(zhì)，對抑制果蔬的呼吸強(qiáng)度和分解呼吸過程中的有害物質(zhì)具有良好作用。
第二、消毒殺菌；果蔬的腐爛變質(zhì)是由細(xì)菌、霉菌的作用造成的。一定濃度的低溫等離子體對細(xì)菌、真菌的滅活率可達(dá)99.5％-99.99％；同時(shí)由于等離子體氣體的彌漫性質(zhì)，使貯藏空間不存在死角，消毒殺菌比較徹底且無毒無副作用，這時(shí)等離子體保鮮的最重要特征。
第三、減緩后熟；乙烯是對果實(shí)生理變化起重要作用的一種激素，它可以催熟果實(shí)，使得果實(shí)出現(xiàn)采后的“后熟”現(xiàn)象，這對貯藏極為不利。低溫等離子體極易分解乙烯，從而抑制后熟，延緩果蔬衰老。這是低溫等離子體保鮮的又一重要特征。
為達(dá)到上述發(fā)明目的之二，本發(fā)明給出如下技術(shù)方案一種低溫等離子體果蔬保鮮器，它包括外殼，低溫等離子體發(fā)生片以及設(shè)有時(shí)間、發(fā)生量控制電路的印制板和內(nèi)盒；所述控制電路由時(shí)間控制電路、繼電器和發(fā)生量控制電路組成；所述發(fā)生量控制電路的印制板密封在內(nèi)盒里或所述時(shí)間控制電路、繼電器、發(fā)生量控制電路的印制板密封在內(nèi)盒里；所述控制電路的輸出端經(jīng)內(nèi)盒與低溫等離子體發(fā)生片相連接。
上述方案中，所述時(shí)間控制電路由降壓整流電路、并聯(lián)聯(lián)接的定時(shí)延時(shí)電路和觸發(fā)延時(shí)電路組成，并依次聯(lián)接，其輸出端接繼電器；所述發(fā)生量控制電路由整流電路、高頻振蕩電路和變壓電路組成，并依次聯(lián)接，其輸出端接低溫等離子體發(fā)生片。
上述方案中，所述時(shí)間控制電路中的降壓整流電路為阻容降壓、接二極管橋式整流電路、再接二極管，所述定時(shí)延時(shí)電路由振蕩器、電阻、電容和時(shí)基電路集成塊組成；所述觸發(fā)延時(shí)電路由觸發(fā)開關(guān)、電阻、電容、二極管和時(shí)基電路集成塊組成；所述發(fā)生量控制電路中的整流電路為二極管整流電路，所述高頻振蕩電路由3個(gè)電容、2個(gè)三極管和2個(gè)二極管組成，所述變壓電路由3個(gè)初級線圈和1個(gè)次級線圈組成。
上述方案中，所述外殼上、在低溫等離子體發(fā)生片附近設(shè)有通風(fēng)孔。
本裝置的工作原理是利用高頻高壓沿面放電引發(fā)低溫等離子體。
本發(fā)明的低溫等離子體用于果蔬保鮮的方法及其裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1、有效地解決了果蔬保鮮中抑制呼吸、保持水分、消毒殺菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害氣體五大方面的問題，延長了果蔬保鮮時(shí)間。
2、無毒無副作用，經(jīng)北京市衛(wèi)生防疫站于1996年12月11日所作出的急性毒性試驗(yàn)報(bào)告結(jié)果表明，動物未見異常反應(yīng)。
3、可有效殺滅空氣中大腸桿菌、金黃色葡萄球菌，經(jīng)中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院于1999年4月21日所作出的殺滅空氣中大腸桿菌、金黃色葡萄球菌效果的試驗(yàn)報(bào)告結(jié)果表明，平均殺滅率99.96％(房間內(nèi)空氣濕度80％RH以上)。
4、可有效抑制革蘭氏陰、陽性菌、真菌、蠟樣芽胞桿菌、大腸桿菌、酵母菌，經(jīng)中國兒童衛(wèi)生保健疾病防治指導(dǎo)中心實(shí)驗(yàn)室于1999年11月3日所作出的試驗(yàn)報(bào)告結(jié)果表明，全部呈陰性。
5、等離子體的產(chǎn)率穩(wěn)定、產(chǎn)率高；可達(dá)到40mg/H～90mg/H 。
6、可靠性高；電源及控制部分全部經(jīng)過真空灌封，等離子體發(fā)生片是沿面放電的陶瓷片，一個(gè)電極埋在陶瓷基片中，另一極表面涂敷99瓷，產(chǎn)品達(dá)到北京市家電檢測標(biāo)準(zhǔn)。
7、能耗低；功率僅為4W。
8、抗?jié)裥阅芰己?；相對濕度大?0％RH時(shí)工作正常。
9、使用壽命長；標(biāo)準(zhǔn)工作壽命為2000小時(shí)，產(chǎn)品工作方式是間斷性的，每小時(shí)工作0.5分鐘，故產(chǎn)品壽命為25萬個(gè)循環(huán)，即25萬小時(shí)下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的方法。
實(shí)施例1起止時(shí)間1995.11.8-1995.11.20實(shí)驗(yàn)條件密封容器(1#、2#)、100％RH、16℃實(shí)驗(yàn)對象香蕉、蘋果(富士)、蜜桔(溫州)、黃瓜、西紅柿實(shí)驗(yàn)方法在二個(gè)密閉容器中，分別裝入新鮮完好的香蕉2只、蘋果1只、蜜桔2只、黃瓜2根、西紅柿2只。每天同一時(shí)刻向#容器通入低溫等離子體2分鐘，而2#容器不通，對比觀察果蔬變化。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果12天后，1#容器中果蔬完好；2#容器中的黃瓜已生霉腐爛，西紅柿、蘋果局部潰爛，香蕉已完全變黑。
實(shí)施例2起止時(shí)間1999.6.24-1999.8.4實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)施例1基本相同。
所不同的是①實(shí)驗(yàn)組和對照組增多②低溫等離子體的通入量及頻次不同③溫度不同，分為2 6℃-33℃和0℃-6℃兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果對照組在室溫下第3天全部老化、第5天有發(fā)霉現(xiàn)象、第14天全部腐爛；而通入等離子體的果蔬第26天基本完好，第41天才基本腐爛；0℃-6℃的一組果蔬第30天基本仍與實(shí)驗(yàn)初相同。
實(shí)施例3起止時(shí)間1999.8.29-1999.12.14實(shí)驗(yàn)條件90％RH、0℃-3℃實(shí)驗(yàn)對象葡萄、鮮藕、新鮮的魚、肉、黃瓜、西紅柿、青椒、菠菜、油菜。
實(shí)驗(yàn)方法葡萄、油菜、菠菜分別放入袋中；魚、肉同放在一盒中；黃瓜、西紅柿、青椒同放在一盒中；鮮藕切片后浸泡在帶蓋的水盒中；每天定時(shí)、定量向每一容器中通入等離子體。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果第150天的葡萄幾乎與實(shí)驗(yàn)初無異；第45天的鮮藕仍然保持原有的白色及脆嫩；第30天的黃瓜、西紅柿、青椒、菠菜基本與實(shí)驗(yàn)初一樣；第30天，部分油菜葉片微微變黃；第10天魚、肉仍保持很新鮮的狀態(tài)，鮮魚和鮮肉雖然放在同一盒中，但是沒有“串味”現(xiàn)象。
實(shí)施例4實(shí)驗(yàn)?zāi)康母鶕?jù)1995年11月及1999年夏天的實(shí)驗(yàn)，初步確定用等離子體進(jìn)行常溫保鮮，方案可行，只是實(shí)驗(yàn)條件相對苛刻。此實(shí)驗(yàn)旨在確定實(shí)驗(yàn)的條件及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)條件相對濕度90％RH，溫度10-16℃。
實(shí)驗(yàn)對象香腸、面包、黃瓜、西紅柿、青椒、油菜、菠菜。
實(shí)驗(yàn)方法將香腸、面包、黃瓜、西紅柿、青椒分別放入盒內(nèi)，菠菜裝入袋中，定時(shí)、定量通入等離子體。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果第5天時(shí)菠菜的葉子尖部微微發(fā)黃；第7天，面包無霉點(diǎn)產(chǎn)生，香腸未變質(zhì)；第10天黃瓜、西紅柿和青椒幾乎無變化。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步描述本發(fā)明的裝置。


圖1是低溫等離子體果蔬保鮮器的裝配示意圖；圖2是控制電路的方框圖；圖3是控制電路的電路原理圖。
圖4是低溫等離子體果蔬保鮮器的另一種裝配示意圖。
圖1示出本發(fā)明的低溫等離子體果蔬保鮮器的結(jié)構(gòu)，參照
圖1，本發(fā)明的果蔬保鮮器包括外殼1，低溫等離子體發(fā)生片2，設(shè)有時(shí)間控制電路的印制板3.2和發(fā)生量控制電路的印制板3.1內(nèi)盒4。控制電路由時(shí)間控制電路5、繼電器J和發(fā)生量控制電路6組成；設(shè)有發(fā)生量控制電路的印制板3.1真空灌封在內(nèi)盒4內(nèi)，控制電路6的輸出端經(jīng)內(nèi)盒4與低溫等離子體發(fā)生片2相連接。
圖4示出本發(fā)明的低溫等離子體果蔬保鮮器的另一種結(jié)構(gòu)，參照圖4，與
圖1所不同的是設(shè)有時(shí)間控制電路的印制板3.1與設(shè)有發(fā)生量控制電路的印制板3.2合成一塊印制板3，印制板3真空灌封在內(nèi)盒4里。
圖2示出印制板3上的控制電路的方框圖，它可使低溫等離子體發(fā)生片2間歇地產(chǎn)生出等離子體氣體，產(chǎn)率可從10mg/H至90mg/H。參照圖2，時(shí)間控制電路5由降壓整流電路5.1、并聯(lián)聯(lián)接的定時(shí)延時(shí)電路5.2和觸發(fā)延時(shí)電路5.3組成，并依次聯(lián)接，觸發(fā)延時(shí)電路5.3中設(shè)有觸發(fā)開關(guān)AN；時(shí)間控制電路5的輸入端接～220V電壓，其輸出端接繼電器J。發(fā)生量控制電路6由整流電路6.1，高頻振蕩電路6.2和變壓電路6.3組成，并依次聯(lián)接，其輸入端經(jīng)繼電器J接～220V電壓，其輸出端接等離子體發(fā)生片2。
圖3示出印制板3的控制電路的一種電路原理圖。參照圖3，時(shí)間控制電路5中的降壓整流電路5.1為阻容降壓R1、C4接二極管D7-D10橋式整流電路、再接二極管D11，定時(shí)延時(shí)電路由振蕩器5.21、時(shí)基電路集成塊5.22、電阻R3、R4、R5，和電容C6、C7組成，觸發(fā)延時(shí)電路由觸發(fā)開關(guān)AN、電阻R2、電容C5、二極管D12和時(shí)基電路集成塊5.31組成，其輸出端通過發(fā)光二極管LED接繼電器J。發(fā)生量控制電路6中的整流電路6.1為二極管D1-D4整流電路，高頻振蕩電路6.2由電容C1、C2、C3、三極管3DG1、3DG2、二極管D5、D6組成，變壓電路6.3由初級線圈n1、n2、n3和次級線圈n4組成。
變壓電路6.3中n1∶n2=1∶10-200,n1∶n3=1∶1-100,n1∶n4=1∶1-8000，輸出端電壓值為1000-8000V。
觸發(fā)延時(shí)電路5.3和定時(shí)延時(shí)電路5.2中的時(shí)基電路集成塊可選用NE555，振蕩器5.21可選用4060。
為便于等離子體氣體的散發(fā)，外殼1上、在等離子體發(fā)生片2附近開設(shè)通風(fēng)孔11。
權(quán)利要求
1.一種低溫等離子體用于果蔬保鮮的方法，其特征是具有以下步驟a)將水果或蔬菜分類，放置在密閉的容器內(nèi)，或放置在冰箱內(nèi)，或放置在冷庫內(nèi)；b)定時(shí)、定量通入低溫等離子體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫等離子體用于果蔬保鮮的方法，其特征是步驟a)中蔬菜按葉菜、果實(shí)菜、根菜、莖菜分開放置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫等離子體用于果蔬保鮮的方法，其特征是步驟b)中每小時(shí)通入0.5分鐘或每兩小時(shí)通入0.5分鐘的低溫等離子體。
4.一種低溫等離子體果蔬保鮮器，其特征是它包括外殼，低溫等離子體發(fā)生片以及設(shè)有時(shí)間、發(fā)生量控制電路的印制板和內(nèi)盒；所述控制電路由時(shí)間控制電路、繼電器和發(fā)生量控制電路組成；所述發(fā)生量控制電路的印制板密封在內(nèi)盒里或所述時(shí)間控制電路、繼電器、發(fā)生量控制電路的印制板密封在內(nèi)盒里；所述控制電路的輸出端經(jīng)內(nèi)盒與低溫等離子體發(fā)生片相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫等離子體果蔬保鮮器，其特征是所述時(shí)間控制電路由降壓整流電路、并聯(lián)聯(lián)接的定時(shí)延時(shí)電路和觸發(fā)延時(shí)電路組成，并依次聯(lián)接，其輸出端接繼電器；所述發(fā)生量控制電路由整流電路、高頻振蕩電路和變壓電路組成，并依次聯(lián)接，其輸出端接低溫等離子體發(fā)生片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫等離子體果蔬保鮮器，其特征是所述時(shí)間控制電路中的降壓整流電路為阻容降壓、接二極管橋式整流電路、再接二極管，所述定時(shí)延時(shí)電路由振蕩器、電阻、電容和時(shí)基電路集成塊組成；所述觸發(fā)延時(shí)電路由觸發(fā)開關(guān)、電阻、電容、二極管和時(shí)基電路集成塊組成；所述發(fā)生量控制電路中的整流電路為二極管整流電路，所述高頻振蕩電路由3個(gè)電容、2個(gè)三極管和2個(gè)二極管組成，所述變壓電路由3個(gè)初級線圈和1個(gè)次級線圈組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫等離子體果蔬保鮮器，其特征是所述變壓電路中線圈n1∶n2=1∶10-200,n1∶n3=1∶1-100,n1∶n4=1∶1-8000，輸出端電壓值為1000-8000V。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫等離子體果蔬保鮮器，其特征是所述觸發(fā)延時(shí)電路和定時(shí)延時(shí)電路中的時(shí)基電路集成塊采用NE555。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的低溫等離子體果蔬保鮮器，其特征是所述振蕩器采用4060。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫等離子體果蔬保鮮器，其特征是所述外殼上、在低溫等離子體發(fā)生片附近設(shè)有通風(fēng)孔。
全文摘要
本發(fā)明提出一種低溫等離子體用于果蔬保鮮的方法及其裝置,其方法是先將果蔬分類,放置在密閉的容器內(nèi),或放置冰箱內(nèi)、冷庫內(nèi);再定時(shí)、定量地通入低溫等離子體。其裝置包括:外殼,低溫等離子體發(fā)生片,設(shè)有時(shí)間、發(fā)生量控制電路的印制板和內(nèi)盒。有效地解決果蔬保鮮中抑制呼吸、保持水分、消毒殺菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害氣體五大方面的問題,延長果蔬的保鮮時(shí)間。
文檔編號A23B7/015GK1306754SQ00100500
公開日2001年8月8日 申請日期2000年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月3日
發(fā)明者宋平, 孟殿強(qiáng), 袁新華, 錢曉剛 申請人:國營華北光學(xué)儀器廠