一种环绕式DBD低温等离子体装置、保鲜储运车及保鲜方法

摘要

本发明属于果蔬保鲜领域，涉及一种环绕式DBD低温等离子体装置，包括：容器盖、容器体、正电极、负电极、放电介质、网隔板、变压器和脉冲电源，其中：正电极与负电极间隔排布环绕在容器体内侧四周；相邻正电极、负电极之间构成放电区；正电极、负电极与变压器和脉冲电源连接；放电介质覆盖在正电极的左右两侧面；放电介质上下两端设置有绝缘封帽；容器盖位于容器体上方，与容器体可分离；容器盖上四周均匀置有进风口；网隔板用于防止果蔬与正电极、负电极及放电区接触，保障放电稳定和设备安全。本发明的环绕式DBD低温等离子体装置所占空间小，处理面积广，处理效果均匀。本发明还提供一种环绕式DBD低温等离子体保鲜储运车和保鲜方法。

说明书

技术领域

本发明涉及果蔬保鲜领域，具体涉及一种环绕式DBD低温等离子体装置、保鲜储运车及保鲜方法。

技术背景

荔枝是华南地区的特色水果，因为其鲜红的果皮外表、愉悦的香气和丰富的营养品质备受人们喜爱，正所谓“日啖荔枝三百颗，不辞长作岭南人”。但是荔枝是一种很难储藏的水果，每年腐败损失率约为20％。荔枝成熟期集中，呼吸作用强，果皮极易失水，还容易受到微生物侵害。导致荔枝变质的最重要原因，是多酚氧化酶和过氧化物酶等内源酶主导的酶促褐变。《荔枝图序》有云：“若离本枝，一日而色变，二日而香变，三日而味变，四五日外，色香味尽去矣”，荔枝的不良变化严重影响了其销售情况，带来了极大的损失。

现有的荔枝保鲜主要依靠低温冷藏、气调和化学保鲜等方法。低温保鲜通过低温抑制荔枝和其上微生物的生命活动，进而实现保鲜作用。气调技术通过控制气体成分抑制荔枝等果蔬的呼吸作用进而起到保鲜作用。但两者都无法使多酚氧化酶和过氧化物酶失活，即无法从源头抑制酶促褐变。因此在恢复到正常环境后，荔枝依旧会在1-2天内完全褐变。化学试剂可以抑制酶活性，但是化学残留会危害到果农和消费者的健康。此外，荔枝从离开枝头的一刻起就开始发生褐变，而冷藏、气调等技术多用在后续的储藏和运输过程中，无法在林间实现源头保鲜。总之当今的保鲜技术无法适应荔枝保鲜的需要，急需新的保鲜方法弥补目前方法的不足。

低温等离子体技术是一种新型的非热食品加工技术，在果蔬保鲜领域得到了广泛的关注。等离子体是是物质的第四种状态，其产生了丰富的活性物质，如过氧化氢、臭氧、硝酸根离子等，会对食品的理化性质产生影响。目前已有文献报道，低温等离子体可以钝化鲜切苹果、马铃薯、椰子汁等食品中的多酚氧化酶和过氧化物酶，还可以降解蓝莓上的农药残留，并能有效杀灭食品中的微生物，在不影响营养品质的前提下，从多个角度延长果蔬货架期。

发明内容

针对现有技术的不足与局限性，本发明提供一种环绕式DBD(Dielectric BarrierDischarge，介质阻挡放电)低温等离子体装置。

本发明还提供一种环绕式DBD低温等离子体保鲜储运车，可以用于果蔬源头保鲜和储运。

本发明还提供共一种的环绕式DBD低温等离子体保鲜储运方法。

本发明采用以下技术方案实现：

一种环绕式DBD低温等离子体装置，包括：容器盖、容器体、正电极、负电极、放电介质、网隔板、变压器和脉冲电源，其中：

正电极与负电极间隔排布环绕在容器体内侧四周；相邻的正电极、负电极之间构成放电区；正电极、负电极与变压器和脉冲电源连接；

放电介质覆盖在正电极的左右两侧面；放电介质上下两端设置有绝缘封帽；

容器盖位于容器体上方，与容器体可分离；容器盖上四周均匀置有进风口；

网隔板用于防止果蔬与正电极、负电极及放电区接触，保障放电稳定和设备安全。

优选地，脉冲电源为输出电压为5-100kV，脉宽为1-20μs，频率为20-50kHz的微秒脉冲电源。

优选地，容器体底部设置为自动门，自动门一侧与容器体通过轴连接。

优选地，放电介质为石英玻璃，石英玻璃覆盖在正电极左右两侧，覆盖厚度为5mm。

一种环绕式DBD低温等离子体箱，包括：箱盖、箱体、正电极、负电极、放电介质、网隔板、变压器和脉冲电源，其中：

正电极与负电极间隔排布环绕在箱体内侧四周；相邻的正电极、负电极之间构成放电区；正电极、负电极与变压器和脉冲电源连接；

放电介质覆盖在正电极的左右两侧面；放电介质上下两端设置有绝缘封帽；

箱盖位于箱体上方，与箱体可分离；箱盖上四周均匀置有进风口；

网隔板用于防止与正电极、负电极及放电区接触，保障放电稳定和设备安全。

一种环绕式DBD低温等离子体保鲜储运车，包括：环绕式DBD低温等离子体装置、储纳箱、车体和电源箱；其中：

环绕式DBD低温等离子体装置位于储纳箱上方，环绕式DBD低温等离子体装置和储纳箱通过环绕式DBD低温等离子体装置的自动门连通；储纳箱固定于车体上方；电源箱位于车体上方和储纳箱后方；

储纳箱前侧面下部装有一张门，门与储纳箱通过轴连接；

电源箱内部包括蓄电池，蓄电池为车体和环绕式DBD低温等离子体装置中的脉冲电源供电；

车体包括前轮、后轮、车架、右把手和左把手；

后轮内置有驱动电机，驱动电机与蓄电池和右把手连接；

环绕式DBD低温等离子体保鲜储运车由右把手和左把手控制；右把手与电源箱和后轮内的电机连接，控制保鲜储运车前进；左把手与环绕式DBD低温等离子体装置的变压器和脉冲电源连接，控制等离子体的发生。

优选地，左把手能旋转，有三个挡位：ON档、OFF档和O档：ON档连通脉冲电源、变压器和自动门，连通时环绕式DBD低温等离子体装置处理开始；OFF档连通脉冲电源、自动门和传送带，连通时环绕式DBD低温等离子体装置处理结束，自动门向下打开，传送带运行；O档连通脉冲电源、自动门和传送带，连通时自动门关闭，传送带停止运行，回复初始状态。

优选地，储纳箱包括一层或多层传送带。

优选地，储纳箱包括三层传送带，各传送带间隔相同，第一层传送带从自动门落下后的下端起始，向车前方传动，向前倾斜5°，前方留有间隙；第二层传送带从储纳箱体前端起始，向车后方传动，向后倾斜5°，后方留有间隙；第三层传送带从储纳箱后端起始，向车前方传动，向前倾斜5°，一直延伸到储纳箱前端。

一种环绕式DBD低温等离子体保鲜储运方法，包括以下步骤：

(1)转动右把手将储运车前进至林间或田间；

(2)左把手转至“O”档，打开环绕式DBD低温等离子体装置容器盖，采摘果蔬放入环绕式DBD低温等离子体装置的容器体中；

(3)装满果蔬后，盖上容器盖，将左把手转至“ON”档，启动环绕式DBD低温等离子体装置，流动的空气从容器盖上进风口均匀进入容器体，在正电极和负电极之间被激发产生低温等离子体，低温等离子体扩散到果蔬表面，防止果蔬发生酶促褐变，对果蔬进行保鲜；

(4)处理结束后，将左把手转至“OFF”档，环绕式DBD低温等离子体装置停止放电，自动门向下打开，与第一层传送带接触；果蔬落下至第一层传送带，由第一层传送带向前输送第一层传送带前端，到前端后落下至第二层传送带，由第二层传送带向后输送至第二层传送带后端，到后端落下至第三层传送带，由第三层传送带向前输送至门处；

(5)待环绕式DBD低温等离子体装置容器体内果蔬全部落入储纳箱后，转动左把手至“O”档，传送带停止传送，自动门回升至水平位置；

(6)打开环绕式DBD低温等离子体装置容器盖，装入新的未处理果蔬；重复(3)、(4)、(5)，进行下一次处理；

(7)在处理过程中，转动右把手，可移动储运车前往下一个采摘地点；

(8)待储纳箱装满后，打开门，将左把手转至“O”档，将果蔬卸出。

与现有技术相比，本发明具有以下的优点和有益效果：

(1)采用环绕式DBD低温等离子体装置，容器盖上均匀地开有进风口，可以保证新鲜空气不断进入等离子体处理箱，使等离子体产生的活性氧及活性氮等活性物质均匀地弥散在容器体中，提升了等离子体对果蔬的保鲜效果。

(2)采用环绕式介质阻挡放电低温等离子体激发器，正、负电极均匀分布在容器体内侧四周，其所占空间小，处理面积广，处理效果均匀。

(2)环绕式DBD低温等离子体装置装有网隔板，可以防止果蔬与电极和以及放电区接触，保障放电稳定和设备安全。

(3)通过等离子体处理箱与电动手推车结合，使等离子体处理技术脱离了地点和电源的限制，进入林间地头，在采摘运输链的源头进行等离子体处理，实现了源头保鲜，使等离子体保鲜更高效。

(4)储纳箱采用倾斜传送带结构，可以有效避免果蔬跌落造成的磕碰伤和大量果蔬的重量对箱体底部果蔬造成的挤压伤，可以储运大量果蔬。

(5)本发明采用电机驱动前进，改变了靠人力运输的现状，可以对果蔬更高效地保鲜的同时减轻农户的负担。

附图说明

图1为本发明一个实施例中环绕式DBD低温等离子体箱盖示意图。

图2为本发明一个实施例中环绕式DBD低温等离子体箱体内部结构示意图。

图3为本发明一个实施中环绕式DBD低温等离子体保鲜储运车示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种环绕式DBD低温等离子体装置，包括：容器盖、容器体、正电极、负电极、放电介质、网隔板、变压器和脉冲电源，其中：

正电极与负电极间隔排布环绕在容器体内侧四周。相邻的正负电极之间构成放电区。在一个优选的实施例中，放电区为长150.00mm，宽25.00mm的矩形空腔。

正、负电极为金属电极，均匀间隔分布于容器体内侧四周，利用导线与变压器和脉冲电源连接。正、负电极优选尺寸为：高150mm、宽30mm、厚20mm。

放电介质覆盖在正电极的左右两侧面，放电介质优选为石英玻璃，石英玻璃覆盖在正电极左右两侧，优选覆盖厚度为5mm。放电介质上下两端设置有绝缘封帽，防止上下两侧放电。

容器盖位于容器体上方，与容器体可分离。容器盖上四周均匀置有进风口，可以保证新鲜空气不断进入环绕式DBD低温等离子体装置。

网隔板用于防止果蔬与电极以及放电区接触，保障放电稳定和设备安全。优选为塑料网隔板。

脉冲电源为输出电压为5-100kV，脉宽为1-20μs，频率为20-50kHz的微秒脉冲电源。

经实验：环绕式DBD低温等离子体装置对位于容器体中的荔枝处理10min后，可以使果皮中的褐变酶活性降低50％。将实验组和对照组荔枝存放于室温环境下，对照组荔枝第2天开始发生褐变，使用低温等离子体处理的荔枝第4天开始发生褐变。环绕式DBD低温等离子体处理可以使荔枝的保鲜护色期延长2天。

实施例2

实施例2为实施例1的一个优选实例，环绕式DBD低温等离子体装置形状为箱形，如图1、2所示，一种环绕式DBD低温等离子体箱，包括：箱盖10、箱体16、正电极17、负电极18、放电介质19、网隔板20、变压器和脉冲电源，其中：

正电极17与负电极18间隔排布环绕在箱体16内侧四周。相邻的正负电极之间构成放电区。在一个优选的实施例中，放电区为长150.00mm，宽25.00mm的矩形空腔。

正、负电极为金属电极，均匀间隔分布于等离子体处理箱四壁内侧，利用导线与变压器和脉冲电源连接。正、负电极优选尺寸为：高150mm、宽30mm、厚20mm。

放电介质19覆盖在正电极17的左右两侧面。放电介质优选为石英玻璃，石英玻璃覆盖在正电极左右两侧，优选覆盖厚度为5mm。放电介质上下两端设置有绝缘封帽，防止上下两侧放电。

箱盖10位于箱体16上方，与箱体16可分离；箱盖10上四周均匀置有进风口15，可以保证新鲜空气不断进入等离子体处理箱。

网隔板20用于防止果蔬与电极和以及放电区接触，保障放电稳定和设备安全。优选为塑料网隔板。

脉冲电源为输出电压为5-100kV，脉宽为1-20μs，频率为20-50kHz的微秒脉冲电源。

环绕式DBD低温等离子体箱的尺寸优选为400mm×300mm×200mm。

实施例3

实施例3的环绕式DBD低温等离子体装置的结构和实施例1或2基本相同，不同之处在于：容器体底部设置为自动门11，自动门11一侧与容器体通过轴连接，可以旋转打开。

实施例4

一种环绕式DBD低温等离子体保鲜储运车，如图3所示，包括：环绕式DBD低温等离子体装置1、储纳箱2、车体3和电源箱4。环绕式DBD低温等离子体装置位于储纳箱上方，通过环绕式DBD低温等离子体装置的自动门连通；储纳箱固定于车体上方；电源箱位于车体上方和储纳箱后方。

储纳箱尺寸优选为800mm×750mm×600mm。储纳箱2前侧面下部装有一张门14，门14与储纳箱2通过轴连接，可手动打开。

电源箱内部包括蓄电池，蓄电池为车体和环绕式DBD低温等离子体装置中的脉冲电源供电。

车体包括前轮5、后轮6、车架、右把手12和左把手13。左把手与环绕式DBD低温等离子体装置的变压器和脉冲电源连接；左把手可旋转，有三个挡位：ON档、OFF档和O档：ON档连通脉冲电源、变压器和自动门，连通时环绕式DBD低温等离子体装置处理开始；OFF档连通脉冲电源、自动门和传送带，连通时环绕式DBD低温等离子体装置处理结束，自动门向下打开，传送带运行；O档连通脉冲电源、自动门和传送带，连通时自动门关闭，传送带停止运行，回复初始状态。

后轮内置有驱动电机，驱动电机与蓄电池和右把手连接。

环绕式DBD低温等离子体保鲜储运车由右把手12和左把手13控制。右把手12与电源箱4和后轮6内的电机连接，控制保鲜储运车前进。左把手13与环绕式DBD低温等离子体装置的变压器和脉冲电源连接，控制等离子体的发生。

实施例4

实施例4与实施例3的不同之处在于：储纳箱包括一层或多层传送带。优选地：储纳箱包括三层传送带，各传送带间隔相同，传送带包括：皮带、导轨和滚轮。第一层传送带7从自动门11落下后的下端起始，向车前方传动，向前倾斜5°，前方留有间隙；第二层传送带8从储纳箱体前端起始，向车后方传动，向后倾斜5°，后方留有间隙；第三层传送带9从储纳箱后端起始，向车前方传动，向前倾斜5°，一直延伸到储纳箱2前端。

实施例5

一种环绕式DBD低温等离子体保鲜储运方法，包括以下步骤：

(1)转动右把手12将储运车前进至荔枝树下；

(2)左把手13转至“O”档，打开环绕式DBD低温等离子体装置箱盖10，采摘荔枝放入环绕式DBD低温等离子体装置1的箱体中，网隔板20可以防止荔枝与电极接触；

(3)装满荔枝后，盖上箱盖10，将左把手13转至“ON”档，启动环绕式DBD低温等离子体装置1，流动的空气从箱盖10上进风口均匀进入等离子体处理箱1的箱体中，在正电极17和负电极18之间被激发产生低温等离子体，低温等离子体扩散到荔枝表面，防止荔枝发生酶促褐变，对荔枝进行保鲜；

(4)处理结束后，将左把手13转至“OFF”档，环绕式DBD低温等离子体装置1停止放电，自动门11向下打开，与第一层传送带7接触。荔枝落下至第一层传送带7，由第一层传送带7向前输送第一层传送带7前端。到前端后落下至第二层传送带8，由第二层传送带8向后输送至第二层传送带8后端。到后端落下至第三层传送带9，由第三层传送带9向前输送至门14处。

(5)待环绕式DBD低温等离子体装置容器体内荔枝全部落入储纳箱后，转动左把手13至“O”档，传送带7、8、9停止传送，自动门11回升至水平位置。

(6)打开环绕式DBD低温等离子体装置箱盖10，装入新的未处理荔枝。重复(3)、(4)、(5)，进行下一次处理。

(7)在处理过程中，转动右把手12，可移动车前往下一个采摘地点。

(8)待储纳箱2装满后，打开门14，将左把手转至“O”档，将荔枝卸出。

需要说明的是：本发明可对所有在采摘后会发生酶促褐变的果蔬进行保鲜处理。本发明选用荔枝作为代表以方便技术方案的描述。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。