一种自动化生物保鲜系统的制作方法

本发明涉及保鲜设备技术领域，特别涉及一种自动化生物保鲜系统。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，食品安全与食品保鲜问题越来越受到重视。在我国现有的包装膜中，绝大多数是由聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)和聚酯等材料加工而成，这些制品质优、量轻、加工方便、成本低。然而，这些制品由于含有可能致癌的邻苯二甲酸盐和己二酸二(2-乙基)己酯(deha)等化学物质，以及不可被自然环境降解，而造成环境污染、农作物减产、牲畜死亡等现象，对人们的生活和身体健康造成了不利的影响。

到目前为止，已经探索了几种处理方法以延长收获后果蔬或海鲜等保质期短、易腐烂产品的存储时间。例如冷冻保存、暴露于合成化学杀菌剂中、改性气氛包装、渗透处理、低压和热处理。在这种情况下，在食品表面形成一个可清洗/可食用的涂层作为一种可替代的途径通过延长食品的储存周期来延长作物新鲜度是最终目标。目前，在食品表面形成食品涂层的操作多采用手工操作，没有完备的大规模的自动化保鲜设备。保鲜过程操作繁杂，需要很大的人力物力，无法实现大规模生产。此外，保鲜技术还会对环境污染严重，保鲜材料涂覆成膜效果差，保鲜效果不理想等缺点。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有在食品表面形成食品涂层的操作多采用手工操作，没有完备的大规模的自动化保鲜设备的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种自动化生物保鲜系统，所述包括多个处理设备，

所述保鲜系统多个处理设备之间设有物品传送带，所述物品传送带用于转运待处理物品；

所述多个处理设备包括灭菌装置和保鲜涂层涂覆装置；

所述灭菌装置用于对所述待处理物品进行灭菌；

所述保鲜涂层涂覆装置用于对灭菌后的所述待处理物品进行涂覆保鲜涂层。

进一步的，所述保鲜涂层涂覆装置包括涂覆池，所述涂覆池用于盛放保鲜剂溶液；

所述物品传送带包括涂覆池传送带，所述涂覆池传送带的物品放置面低于所述涂覆池的敞开口边沿。

进一步的，所述保鲜剂溶液包括多糖溶液、蛋白质溶液、树脂溶液、脂质溶液中的至少一种。

进一步的，所述保鲜剂溶液为蛋白质溶液，所述蛋白质溶液的浓度为0.01％-30％。

进一步的，所述蛋白质溶液中的蛋白质包括丝素蛋白、丝胶蛋白、蛛丝蛋白、鹿角蛋白、蛋清蛋白、胶原蛋白中的至少一种。

进一步的，所述多个处理设备还包括进样装置和分拣包装装置；

所述进样装置设置在所述灭菌装置之前，所述进样装置用于将所述待处理物品均匀的放置在所述物品传送带上；

所述分拣包装装置设置在所述保鲜涂层涂覆装置之后，所述分拣包装装置用于将涂覆保鲜涂层后的所述待处理物品进行分拣包装。

进一步的，所述多个处理设备还包括清洗装置和干燥装置；

所述清洗装置设置在所述进样装置与所述灭菌装置之间，所述清洗装置用于对所述待处理物品进行清洗；

所述干燥装置设置在所述保鲜涂层涂覆装置与所述分拣包装装置之间，所述干燥装置用于对涂覆保鲜涂层后的所述待处理物品进行干燥。

进一步的，所述清洗装置包括清洗池，所述物品传送带包括清洗池传送带，所述清洗池传送带的物品放置面低于所述清洗池的敞开口边沿。

进一步的，所述保鲜涂层涂覆装置还包括第一喷淋装置，所述第一喷淋装置具有能够环绕所述涂覆池传送带的第一喷嘴组，所述第一喷嘴组用于向所述待处理物品能够环绕喷涂所述保鲜剂溶液；和/或，

所述清洗装置还包括第二喷淋装置，所述第二喷淋装置具有环绕所述清洗池传送带的第二喷嘴组，所述第二喷嘴组用于向所述待处理物品能够环绕喷淋清洗水。

进一步的，所述灭菌装置包括至少一个紫外线灭菌灯；和/或，

所述干燥装置包括温湿度控制单元和风机，所述温湿度控制单元用于控制所述干燥装置内的温度和湿度，所述风机用于控制所述干燥装置内的空气流速。

采用上述技术方案，本申请实施例所述的自动化生物保鲜系统具有如下有益效果：

该保鲜系统具有多个处理设备，能够根据待保鲜物品的种类及其保鲜需求，对其进行多种保鲜处理。多个处理设备之间采用物品传送带进行连接，能够对待保鲜物品进行连续的保鲜处理。该保鲜系统利用流水线设备自动完成水果、药材等食品的杀菌和食品涂层涂覆，区别于当前市面上的冷藏保鲜设备，实现了大规模的自动化保鲜效果。同时，简化用户操作，省时省力，节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例的自动化生物保鲜系统结构示意图；

图2为本申请一个实施例的灭菌装置结构示意图；

图3为本申请一个实施例的保鲜涂层涂覆装置结构示意图；

图4为本申请一个实施例的清洗装置结构示意图；

图5为本申请一个实施例的干燥装置结构示意图；

图6为本申请一个实施例的进样装置结构示意图；

图7为本申请一个实施例的分拣包装装置结构示意图；

以下对附图作补充说明：

101-进料口；102-分离器；201-清洗池；202-注水口；203-出水口；204-第二搅拌器；205-第二喷淋装置；301-紫外线灭菌灯；401-涂覆池；402-注入口；403-流出口；404-第一搅拌器；405-第一喷淋装置；501-湿度控制单元；502-温度控制单元；503-风机；601-分拣器；602-包装盒；700-物品传送带；701-清洗池传送带；702-涂覆池传送带；703-包装传送带。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

一般来说，食品涂层应是具有疏水性的坚固基质从而对o2和水蒸汽具有较低的渗透性，即通过抑制生物的呼吸速率实现食品的保鲜。而食品涂层升温生物相容性、生物可降解性、抗菌性、良好的成膜性和安全性(即可食用和非过敏性)也应是可食用涂层材料中令人关注的性质。一些基于生物材料的保鲜涂层能够很好的满足上述保鲜需求。然而现有技术中基于生物材料对食品进行保鲜的技术，大多采用人工的方式对食品进行处理，效率非常低下，而且可靠性不高。

本申请实施例提供了一种自动化生物保鲜系统，能够实现对食品保鲜的自动化处理。图1为本申请一个实施例的自动化生物保鲜系统结构示意图，如图1所示，该保鲜系统包括：

多个处理设备，保鲜系统多个处理设备之间设有物品传送带700，物品传送带700用于转运待处理物品；多个处理设备包括灭菌装置和保鲜涂层涂覆装置；灭菌装置用于对待处理物品进行灭菌；保鲜涂层涂覆装置用于对灭菌后的待处理物品进行涂覆保鲜涂层。

本申请实施例所述的自动化生物保鲜系统，具有多个处理设备，能够根据待保鲜物品的种类及其保鲜需求，对其进行多种保鲜处理。多个处理设备之间采用物品传送带700进行连接，能够对待保鲜物品进行连续的保鲜处理。该保鲜系统利用流水线设备自动完成水果、药材等食品的杀菌和食品涂层涂覆，区别于当前市面上的冷藏保鲜设备，实现了大规模的自动化保鲜效果。同时，简化用户操作，省时省力，节约成本。

本申请实施例中，多个处理设备用于对待处理物品进行不同的保鲜处理，待处理物品即为需要进行保鲜的食品，可选的，待处理物品可以包括水果、蔬菜、海鲜、药材等可食用食品。可选的，待处理物品还可以包括鲜花、绿植等不可食用但需要保鲜的物品。不同种类的待处理物品的保鲜处理需求不同，因此可设置多个功能不同的处理设备，通过物品传送带700将多个处理设备连接起来形成保鲜流水线，提高自动化程度。一般来说，对于需要进行保鲜处理的物品，通常需要进行灭菌处理以及保鲜涂层即食品涂层的涂覆，从而实现保鲜。图2为本申请一个实施例的灭菌装置结构示意图，如图2所示，本申请实施例中所采用的灭菌装置为低伤害或不伤害待处理物品组织细胞的灭菌处理装置。可选的，灭菌装置为紫外线灭菌灯301，灭菌装置包括一个至多个紫外线灭菌灯301。为了保证食品安全，以及减少有害物质的产生，保鲜涂覆装置中所采用的涂覆物质为生物材料。

图3为本申请一个实施例的保鲜涂层涂覆装置结构示意图，如图3所示，保鲜涂层涂覆装置包括涂覆池401，涂覆池401用于盛放保鲜剂溶液；物品传送带700包括涂覆池传送带702，涂覆池传送带702的物品放置面低于涂覆池401的敞开口边沿。

本申请实施例中，采用生物材料作为保鲜涂层的涂覆物质，先将生物材料配置成保鲜剂溶液，然后再将保鲜剂溶液均匀的涂覆在待处理物品上形成保鲜涂层。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，保鲜涂层涂覆装置具有盛放保鲜剂溶液的涂覆池401。可选的，涂覆池401上设有保鲜剂溶液的注入口402。可选的，涂覆池401上还设有保鲜剂溶液的流出口403。保鲜剂溶液可以经过注入口402注入涂覆池401，经流出口403将保鲜剂溶液放出。在一些实施例中，注入口402上连接有泵系统，可以将保鲜剂溶液泵送进入涂覆池401。在另一些实施例中，流出口403上设有控制阀，通过控制阀打开可以使保鲜剂溶液流出。在另一些实施例中，涂覆池401的底部还设有第一搅拌器404，第一搅拌器404用于对保鲜剂溶液进行搅拌。可选的，第一搅拌器404为叶片搅拌器、超声波搅拌器等。涂覆池401中设有一段传送带，即涂覆池传送带702，涂覆池传送带702沉入保鲜剂溶液的液面以下。可选的，涂覆池传送带702沉入涂覆池401的深度可调，从而不同体积大小的待处理物品均能够沉浸在保鲜剂溶液中。此外，涂覆池传送带702的两端各设置有一段斜坡状的引带，涂覆池传送带702前端的引带，即待处理物品未进入涂覆池401的斜坡状传送带能够使待处理物品平稳的落入涂覆池传送带702上。涂覆池传送带702前端和后端的引带，均呈斜坡状能够使沾在引带上的保鲜剂溶液重新落入涂覆池401中，从而避免保鲜剂溶液的浪费。当待处理物品经物品传送带700输送到涂覆池传送带702时，涂覆池传送带702将待处理物品带入保鲜剂溶液的液面以下，从而使待处理物品沉浸在保鲜剂溶液中，实现待处理物品的全方位均匀涂覆保鲜剂溶液，以形成均匀的保鲜涂层。

作为另一种可选的实施方式，如图3所示，保鲜涂层涂覆装置包括第一喷淋装置405，第一喷淋装置405具有能够环绕涂覆池传送带702的第一喷嘴组。第一喷嘴组用于向待处理物品能够环绕喷涂保鲜剂溶液。可选的，第一喷淋装置405具有环绕涂覆池传送带702的喷淋臂，喷淋臂上设置有多个第一喷嘴组，当放置在涂覆池传送带702上的待处理物品经过喷淋装置位置时，第一喷嘴组对待处理物品的进行全方位的喷淋保鲜剂溶液。可选的，第一喷淋装置405具有设置在涂覆池传送带702上方的喷淋臂，喷淋臂能够环绕涂覆池传送带702转动。喷淋臂上设置有一个至多个第一喷嘴组，当放置在涂覆池传送带702上的待处理物品经过喷淋装置位置时，喷淋臂带动第一喷嘴组环绕涂覆池传送带702转动，从而实现对待处理物品的进行全方位的喷淋保鲜剂溶液。需要说明的是，该实施方式中，为了避免保鲜剂溶液的浪费，可以在第一喷淋装置405的下方，设置盛接保鲜剂溶液的容器，以接住喷淋待处理物品后多余的保鲜剂溶液。在一些实施例中，该实施方式还可以与前一实施方式结合，即在涂覆池401的上方设置第一喷淋装置405，从而能够提供多种涂覆方式实现对不同种类待处理物品的保鲜涂层涂覆。

保鲜剂溶液包括多糖溶液、蛋白质溶液、树脂溶液、脂质溶液中的至少一种。

本申请实施例中，生物材料如多糖、蛋白质、树脂、脂质及其组合等均可以作为制备保鲜剂溶液的选择制剂。

保鲜剂溶液为蛋白质溶液，蛋白质溶液的浓度为0.01％-30％。

本申请实施例中，优选的，保鲜剂溶液优选为蛋白质溶液。可选的，蛋白质溶液中的蛋白质包括丝素蛋白、丝胶蛋白、蛛丝蛋白、鹿角蛋白、蛋清蛋白、胶原蛋白中的至少一种。生物蛋白如蚕丝蛋白等作为一种生物兼容性好的材料具有生物相容性、生物可降解性、抗菌性以及可食用性等优点。

如图1至图7所示，多个处理设备还包括进样装置和分拣包装装置；进样装置设置在灭菌装置之前，进样装置用于将待处理物品均匀的放置在物品传送带700上；分拣包装装置设置在保鲜涂层涂覆装置之后，分拣包装装置用于将涂覆保鲜涂层后的待处理物品进行分拣包装。

如图1至图7所示，多个处理设备还包括清洗装置和干燥装置；清洗装置设置在进样装置与灭菌装置之间，清洗装置用于对待处理物品进行清洗；干燥装置设置在保鲜涂层涂覆装置与分拣包装装置之间，干燥装置用于对涂覆保鲜涂层后的待处理物品进行干燥。

本申请实施例中，设置进样装置能够使待处理物品能够平稳地被分散开，为后续待处理物品能够均匀涂覆保鲜剂溶液创造前提条件，进一步的提高整个保鲜系统的自动化程度。此外，为了满足不同种类待处理物品的保鲜需求，针对一些待处理物品，例如水果，针对大小不同或外观品质的差异，设置分拣包装装置。分拣包装装置能够对涂覆保鲜涂层后的待处理物品进行分拣包装，实现自动选果、自动分类，便于后续的运输存储。针对另一些待处理物品，例如药材，通常需要进行清洗掉泥土然后再进行灭菌以及保鲜涂层的涂覆，因此在灭菌装置之前设置清洗装置对待处理物品进行清洗。图4为本申请一个实施例的清洗装置结构示意图，如图4所示，清洗装置包括清洗池201，物品传送带700包括清洗池传送带701，清洗池传送带701的物品放置面低于清洗池201的敞开口边沿。清洗装置还包括第二喷淋装置205，第二喷淋装置205具有环绕清洗池传送带701的第二喷嘴组，第二喷嘴组用于向待处理物品能够环绕喷淋清洗水。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，清洗装置具有盛放清洗水的清洗池201。可选的，清洗池201上设有注水口202。可选的，清洗池201的下方靠近底部位置上还设有水的出水口203。清洗水可以经过注水口202注入清洗池201，经出水口203将清洗水放出。在一些实施例中，注水口202上连接有泵系统，可以将清洗水泵送进入清洗池201。在另一些实施例中，出水口203上设有控制阀，通过控制阀打开可以使清洗水流出。在另一些实施例中，清洗池201的底部还设有第二搅拌器204，第二搅拌器204用于对清洗水进行搅拌，以加快清洗水的流速，提高清洗效果。可选的，第二搅拌器204为叶片搅拌器、超声波搅拌器等。清洗池201中设有一段传送带，即清洗池传送带701，清洗池传送带701沉入清洗水面以下。可选的，清洗池传送带701沉入清洗池201的深度可调，从而不同体积大小的待处理物品均能够沉浸在清洗水中。此外，清洗池传送带701的两端各设置有一段斜坡状的引带，清洗池传送带701前端和后端的引带，均呈斜坡状能够使沾在引带上的清洗水重新落入清洗池201中。当待处理物品经物品传送带700输送到清洗池传送带701时，清洗池传送带701将待处理物品带入水的液面以下，从而使待处理物品沉浸在水中，实现待处理物品的清洗。

作为另一种可选的实施方式，如图4所示，清洗装置包括第二喷淋装置205，第二喷淋装置205具有能够环绕清洗池传送带701的第二喷嘴组。第二喷嘴组用于向待处理物品能够环绕喷洒清洗水。可选的，第二喷淋装置205具有环绕清洗池传送带701的喷淋臂，喷淋臂上设置有多个第二喷嘴组。可选的，第二喷淋装置205具有设置在清洗池传送带701上方的喷淋臂，喷淋臂能够环绕清洗池传送带701转动，喷淋臂上设置有一个至多个第二喷嘴组。当放置在清洗池传送带701上的待处理物品经过第二喷淋装置205位置时，第二喷嘴组向待处理物品喷淋清洗水，从而实现对待处理物品的进行全方位清洗。需要说明的是，该实施方式中，为了避免水的浪费，以及清洗后的水流对保鲜环境的破坏，可以在第二喷淋装置205的下方，设置盛接水的容器，以接住喷淋待处理物品后多余的水。在一些实施例中，该实施方式还可以与前一实施方式结合，即在清洗池201的上方设置第二喷淋装置205。

本申请实施例中，图5为本申请一个实施例的干燥装置结构示意图，如图5所示，为了加快保鲜剂溶液的成膜速率，可采用干燥装置对涂覆保鲜涂层后的待处理物品。可选的，干燥装置包括温湿度控制单元501和风机503，温湿度控制单元501用于控制干燥装置内的温度和湿度，风机503用于控制干燥装置内的空气流速。

本申请实施例中，如图1至图7所示，自动化生物保鲜系统包括一系列流水线自动化处理设备，主要由以下几个部分组成，进样装置、清洗装置、作为杀菌装置的紫外杀菌通道、涂覆蛋白溶液的保鲜涂层涂覆装置和作为干燥装置的自动干燥腔，以及作为分拣包装装置的装盒包装器等。图6为本申请一个实施例的进样装置结构示意图，如图6所示，进样装置包括进料口101和分离器102，待处理物品由进料口101进入，经过分离器102后均匀落在物品传送带700上，经由物品传送带700送往下移单元。待处理物品由物品传送带700传入清洗设备，在清洗设备中经过清洗后传出清洗池传送带701。清洗池201上设置有注水口202和出水口203，注入口402注入水流速度控制在0-10m/s，以利于带出清洗后泥土等脏物。另外，设置第二搅拌器204搅拌速率为0-5000rpm，通过设置适当的搅拌速率能有助于待处理物品的清洗。清洗装置还设置了淋浴喷头，能进一步的利于待处理物品的清洗。在完成清洗过程后，待处理物品被物品传送带700传入紫外杀菌通道。紫外杀菌通道包含多个紫外线灭菌灯301阵列，能做到对待处理物品的消毒。物品传送带700速率控制在0-10m/s，通过控制物品传送带700速度适当，能达到更好的灭菌效果。也可静置一段时间，实现更充分的灭菌。

本申请实施例中，在完成待处理物品的灭菌后，待处理物品被传送到保鲜涂层涂覆装置。基于生物蛋白的保鲜涂层涂覆装置所使用的蛋白为丝素蛋白、丝胶蛋白、蛛丝蛋白、鹿角蛋白、蛋清蛋白、胶原蛋白中的一种，蛋白浓度为0.01％-30％。待处理物品在经过物品传送带700进入蛋白溶液中后被包裹一层均匀的蛋白溶液，涂覆池401中包含搅拌器，能促进蛋白溶液的流动，促进蛋白包裹的均匀性。另外，还设置了蛋白溶液喷洒单元，即第一喷淋装置405，也可以通过第一喷淋装置405完成蛋白溶液的包覆。在完成蛋白溶液的包覆后，待处理物品进入自动干燥腔。自动干燥腔中设置有温度控制单元502和湿度控制单元501，湿度控制范围为1-80％，优选为40％，温度控制范围为0-60℃，优选为18℃。另外还设置有风机503，能加速空气的流动，促进蛋白的干燥。可选的，风速为0-10m/s，优选为1m/s。通过设置适当的温度、湿度以及空气流动速度能促进蛋白干燥后的均匀度以及干燥时间。图7为本申请一个实施例的分拣包装装置结构示意图，如图7所示，在完成蛋白膜的包覆后，待处理物品即完成了保鲜过程，通过待处理物品物品传送带700传送到分拣包装装置。待处理物品在物品传送带700上经过分拣包装装置中的分拣器601被均匀的放入打包盒中，然后经包装传输带进行转运，即完成了基于蛋白的保鲜过程。

本申请实施例所述的自动化生物保鲜系统包括一系列流水线自动化设备，各部位之间以传送带相连接，待处理物品从进样区倒入，经过重新排布后被均匀平铺到物品传送带700，经过传送带后浸入超纯水清洗设备中，清洗设备带有搅拌器，能加速水的流动，带有喷淋系统，能更加彻底的清洗待处理物品。之后在物品传送带700上继续传送，传送带上配有紫外线灭菌灯301，能对待处理物品进行更进一步的杀菌消毒。完成消毒后，待处理物品进一步的进入到蛋白溶液包裹设备中，在蛋白溶液池中包裹一层蛋白薄膜，进入自动干燥器后进行干燥成膜。蛋白包裹设备中包含搅拌器促进蛋白溶液循环，也可通过蛋白喷洒系统进行覆膜。干燥器中包含温湿度控制单元501，风速控制单元，以利于蛋白更好的成膜。最后，通过传送带将待处理物品进行分装，打包。利用流水线设备自动完成水果，药材等待处理物品的清洗，杀菌，蛋白溶液涂覆，自动干燥以及装盒包装的过程。主要优点有适用于待处理物品的大规模的自动化保鲜；用户简化操作，省时省力；适用于特殊应用场景，珍贵中药材，新鲜人参、石斛、冬虫夏草等；保鲜单元的设计，复制该保鲜单元可以加大生产规模。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。