一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备的制作方法

本实用新型涉及食品加工技术领域，具体涉及一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备。

背景技术：

众所周知，食品和农产品在生长、加工等环节容易受到微生物的污染，最终导致食品的腐败、变质等。随着人们生活水平的提高，人们对食品安全和食品的品质越来越关注。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、气调保鲜方法投资大，配套动力设备和检测设备多，难以抑制霉菌生长和消除残留药剂的缺点，同时造成蔬果的失水而达不到保鲜的目的。化学防腐剂均以甲醛、亚硫酸盐、次氯酸钠等化学药剂喷洒、熏蒸为主，存在较严重的药物残留和环境污染问题。辐射保鲜法，投资较大，辐射技术不易严格掌控，不易推广，剂量一旦过量，即会造成一定程度的放射性污染，对人体造成危害，所以其应用受到限制。

为了满足人们对食品安全和质量的要求，如何快速有效地杀灭农产品表面的食源性致病菌同时又不会明显改变农产品品质是食品安全和食品保鲜领域的热点研究问题。传统的热加工在食品保鲜领域存在明显的不足，加热容易改变农产品的化学性状，虽然灭菌成功，但同时对食物也造成了不可逆的影响。

低温等离子体保鲜灭菌技术是一种全新的食品及农产品的加工技术。通过低温等离子体中激发出的高能电子与气体分子碰撞，产生多种活性粒子，对蔬果保鲜和降解农药残毒具有明显效果。其突出表现为：能清除乙烯、乙醇等有害于蔬果贮藏保鲜的代谢物，诱导蔬果气孔缩小，降低蔬果呼吸强度，增加储存的时间；对于真菌、细菌类病害有较强的防除作用，对病毒也有一定的抑制和杀灭作用；降解农药残留毒性等。最重要的是，在低温等离子体保鲜和灭菌过程中，不引入任何的污染物，处理后的蔬果和食品是完全绿色环保产品。但是目前低温等离子体技术用于蔬果保鲜还处于研发阶段，尚没有成熟技术问世。采用低温等离子体技术进行蔬果保鲜灭菌的设备及方法还存在很多不足。

中国专利申请201410442736.4公开了一种大气压低温等离子体发生装置及其应用，装置的基壳上开口通过水平介质片A封闭，基壳的下开口通过水平介质片B封闭，介质片A上设竖直的通孔A，介质片B上设与通孔A一一对应的通孔B，介质片B上的每个通孔B内均插有一根竖直的上开口介质管，每根介质管的内均插有一根竖直的高压电极，每根高压电极均通过高压绝缘线与电源相连，介质片B的正下方设水平的金属网，金属网上连接一根导线，导线的一端与金属网相连，另一端接地；基壳的外壁上设与其内部相连通的气嘴。该实用新型采用阵列式放电的方法，离子体产生的活性物质对果蔬保鲜处理效率低，保鲜效果不佳，能量损耗较大；将需进行保鲜处理的食品放置在金属网上，无法做到对果蔬表面360度无死角灭菌保鲜的效果。

中国专利申请201310217454.X公开了一种低温等离子体用于果蔬保鲜的方法，采用一种低温等离子体与催化剂耦合的装置对园艺产品储存环境里的乙烯进行循环处理；等离子体保鲜器的结构包括：气流匀流板、左接口、等离子体发生器、催化床、电源及反应器中框和右接口，低温等离子体发生部分的结构采用线-板式结构，由电晕线、金属板电极和阻挡介质组成，金属板电极两面贴附阻挡介。该实用新型等离子体保鲜器对果蔬保鲜处理的接触面积小，等离子体流通效果不好，保鲜效果不佳，处理效率低，能量损耗较大，同时不具有冷却功能，等离子体发生器易损坏。

中国专利申请201120556600.8公开了一种使用常温常压扩散等离子体进行蔬果保鲜的装置，包括金属屏蔽罩、微风循环系统、等离子体发生器、金属输送带、高频电源及匹配器、控制台及装置基座，等离子发生器的一个电极为金属屏蔽罩，该等离子发生器的另一个平板电极则设置在金属屏蔽罩顶部金属罩板下方，且该平板电极与金属屏蔽罩顶部金属罩板平行，金属屏蔽罩的左右两端设有可以开启和关闭的金属门，该金属门与金属屏蔽罩呈弹性电连接，金属屏蔽罩顶部金属罩板开有通风孔，金属屏蔽罩的下方设置有金属输送带，该金属输送带与金属屏蔽罩围成了一个电磁波屏蔽空间。该实用新型电极采用U型弯曲空心不锈钢管，与外部的冷却循环系统连接，冷却降温速度慢，同时等离子发生器工作效率低；采用金属输送带传输无法做到对果蔬表面360度无死角灭菌保鲜的效果。

技术实现要素：

为克服现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种可直接冷却，风量大，安全系数高，不会破坏食品品质，360度无死角干式灭菌的低温等离子连续果蔬保鲜处理设备，其技术方案如下：包括机柜、壳体、头罩、等离子发生器及传送机构；所述等离子发生器通过等离子发生器支座固定在所述机柜上，所述等离子发生器将定向气体转化为等离子体；所述传送机构位于所述机柜上端，且位于所述等离子发生器下端；所述头罩位于所述等离子发生器两侧，所述壳体位于所述等离子发生器上端；所述机柜一侧设有料盘，所述料盘与所述传送机构的一端连接。

优选地，所述传送机构为橡胶辊式传送机构，所述橡胶辊式传送机构均匀翻滚式通过所述离子发生器下端，所述橡胶辊式传送机构用于传输果蔬，同时橡胶材料的设计在传输过程中不会对果蔬表面产生损伤。

优选地，所述等离子发生器上部设有风扇和通道，所述风扇固定在风扇支座上，所述风扇具有将气流自上而下引流的作用。

优选地，所述等离子发生器由多根内壁表面金属化的绝缘管组成，所述绝缘管一端内壁表面金属化至端面，同时该端面的外壁表面金属化，即外壁金属化区域，外壁金属化区域的长度为5～20mm，优选为10～15mm，所述外壁金属化区域的金属层为电极输入接口；所述绝缘管另一端内壁表面金属化不延伸至端面，内壁金属化区域与另一端面之间的距离，即内壁未金属化区域，内壁未金属化区域的长度为10～50mm，优选为20～30mm。

优选地，所述绝缘管按照任意相邻接入电极极性相反的原理进行接线和布置，正负交叉布局，管间距为1～8mm，优选为3～6mm。

优选地，所述绝缘管固定在等离子发生器支座上，形成管式电极；所述管式电极端面外壁金属化的一端设有绝缘帽，所述绝缘帽可以引入冷却液对管式电极的内壁进行冷却。

优选地，所述绝缘管为氧化铝陶瓷管、氮化铝陶瓷管、碳化硅陶瓷管、石英玻璃管中的一种或几种组合，所述绝缘管壁厚为1～3mm。

优选地，所述绝缘管的表面金属化区域包括一层金属膜，所述金属膜为在所述绝缘管表面刷涂或喷涂金属浆料后烧制形成的涂层。

优选地，所述金属膜厚度为10～100μm，优选为40～70μm，所述金属浆料为钨、钼、镍、钌、钯、银中的一种或几种组合。

本实用新型所获得的有益技术效果：

1)本实用新型解决了现有低温等离子体技术用于蔬果保鲜所存在的缺陷，灭菌保鲜处理过程在常温常压下进行，不会破坏食品品质，最大限度保持原生态新鲜，消除果蔬表面农药残留，延长保质期；采用干式灭菌保鲜处理，等离子体与果蔬表面的残留药剂发生反应、降解及消除，近零排放，不污染环境，绿色环保；

2)本实用新型采用橡胶辊式传送装置，等离子体可以对果蔬表面的细菌、病毒等进行360度无死角地灭菌；

3)本实用新型通过在等离子发生器上部设置风扇和通道，将气流从上到下引流，经过等离子发生器产生等离子体，提高等离子体生产效率，同时，提高对果蔬表面的灭菌效率；

4)本实用新型的等离子发生器自带冷却功能，通入冷却液对电极和管壁同时冷却，提高工作效率，延长设备使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

附图1为本实用新型低温等离子连续果蔬保鲜处理设备主机示意图；

附图2为本实用新型低温等离子连续果蔬保鲜处理设备内部示意图；

附图3为本实用新型低温等离子连续果蔬保鲜处理设备等离子发生器示意图；

附图4为本实用新型低温等离子连续果蔬保鲜处理设备绝缘管示意图。

在以上附图中：1、机柜；2、等离子发生器；3、橡胶辊式传送机构；4、头罩；5、风扇；6、绝缘帽；7、管式电极；8、风扇支座；9、等离子发生器支座；10、绝缘管；11、内壁未金属化区域；12、内壁金属化区域；13、外壁金属化区域；14、壳体；15、料盘。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例1

如附图1和附图2所示，一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备，包括机柜1、壳体14、头罩4、等离子发生器2及传送机构；机柜1一侧设有料盘15，料盘15与传送机构的一端连接；传送机构位于机柜1上端，且位于等离子发生器2下端，传送机构为橡胶辊式传送装置，橡胶辊式传送装置均匀翻滚式通过离子发生器下端；等离子发生器2通过等离子发生器支座9固定在机柜1上，头罩4位于等离子发生器2两侧，壳体14位于等离子发生器2上端，等离子发生器2上部设有风扇5和通道，风扇5固定在风扇支座8上，风扇5将空气定向从机器上部引入机器内部，风扇5将气流自上而下引流，经过等离子发生器2产生等离子体，并定向流至橡胶辊式传送机构3上翻滚传送的果蔬表面，进行360度无死角灭菌处理，以达到保鲜的效果。

如附图3和附图4所示，等离子发生器2由多根内壁表面金属化的绝缘管10组成，绝缘管10一端内壁表面金属化至端面，同时该端面的外壁表面金属化，即外壁金属化区域13，外壁金属化区域13的长度为5mm，外壁金属化区域13的金属层为电极输入接口；绝缘管10另一端内壁表面金属化不延伸至端面，内壁金属化区域12与另一端面之间的距离，即内壁未金属化区域11，内壁未金属化区域11的长度为10mm。

绝缘管10采用氧化铝陶瓷管，绝缘管10壁厚为1mm。绝缘管10的表面金属化区域包括一层金属膜，金属膜为在绝缘管10表面刷涂或喷涂金属浆料后烧制而成，金属膜厚度为10μm，金属浆料为钨。

绝缘管10按照任意相邻接入电极极性相反的原理进行接线和布置，正负交叉布局，单层布置，管间距为1mm；绝缘管10固定在等离子发生器支座9上，形成管式电极7；内壁金属化区域12的金属层作为等离子发生电极，绝缘管10作为介质阻挡层；管式电极7端面外壁金属化的一端设有绝缘帽6，绝缘帽6引入冷却液和输入电极，管式电极7内通入变压器油作为冷却液，对管壁和电极同时进行冷却。

一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)：风扇5将气流自上而下引流；

步骤2)：定向气体经过等离子发生器2后产生等离子体；

步骤3)：果蔬由橡胶辊式传送机构3传动，均匀翻滚通过等离子发生器2下面；

步骤4)：等离子体定向流通至翻滚流动的果蔬表面，在其远区接受等离子体处理，对其表面进行360度无死角灭菌以达到保鲜的效果；

步骤5)：经过料盘15进入下一道工序。

采用上述实施例的果蔬保鲜处理设备及方法，且采用一定浓度的低温等离子体可以杀灭细菌和真菌，灭活率可达99.5％以上。

实施例2

如附图1和附图2所示，一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备，包括机柜1、壳体14、头罩4、等离子发生器2及传送机构；机柜1一侧设有料盘15，料盘15与传送机构的一端连接；传送机构位于机柜1上端，且位于等离子发生器2下端，传送机构为橡胶辊式传送装置，橡胶辊式传送装置均匀翻滚式通过离子发生器下端；等离子发生器2通过等离子发生器支座9固定在机柜1上，头罩4位于等离子发生器2两侧，壳体14位于等离子发生器2上端，等离子发生器2上部设有风扇5和通道，风扇5固定在风扇支座8上，风扇5将空气定向从机器上部引入机器内部，风扇5将气流自上而下引流，经过等离子发生器2产生等离子体，并定向流至橡胶辊式传送机构3上翻滚传送的果蔬表面，进行360度无死角灭菌处理，以达到保鲜的效果。

如附图3和附图4所示，等离子发生器2由多根内壁表面金属化的绝缘管10组成，绝缘管10一端内壁表面金属化至端面，同时该端面的外壁表面金属化，即外壁金属化区域13，外壁金属化区域13的长度为12mm，外壁金属化区域13的金属层为电极输入接口；绝缘管10另一端内壁表面金属化不延伸至端面，内壁金属化区域12与另一端面之间的距离，即内壁未金属化区域11，内壁未金属化区域11的长度为30mm。

绝缘管10采用氮化铝陶瓷管，绝缘管10壁厚为2mm。绝缘管10的表面金属化区域包括一层金属膜，金属膜为在绝缘管10表面刷涂或喷涂金属浆料后烧制而成，金属膜厚度为55μm，金属浆料为钼。

绝缘管10按照任意相邻接入电极极性相反的原理进行接线和布置，正负交叉布局，单层布置，管间距为4mm；绝缘管10固定在等离子发生器支座9上，形成管式电极7；内壁金属化区域12的金属层作为等离子发生电极，绝缘管10作为介质阻挡层；管式电极7端面外壁金属化的一端设有绝缘帽6，绝缘帽6引入冷却液和输入电极，管式电极7内通入水作为冷却液，对管壁和电极同时进行冷却。

一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)：风扇5将气流自上而下引流；

步骤2)：定向气体经过等离子发生器2后产生等离子体；

步骤3)：果蔬由橡胶辊式传送机构3传动，均匀翻滚通过等离子发生器2下面；

步骤4)：等离子体定向流通至翻滚流动的果蔬表面，在其远区接受等离子体处理，对其表面进行360度无死角灭菌以达到保鲜的效果；

步骤5)：经过料盘15进入下一道工序。

采用上述实施例的果蔬保鲜处理设备及方法，且采用一定浓度的低温等离子体可以杀灭细菌和真菌，灭活率可达99.7％以上。

实施例3

如附图1和附图2所示，一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备，包括机柜1、壳体14、头罩4、等离子发生器2及传送机构；机柜1一侧设有料盘15，料盘15与传送机构的一端连接；传送机构位于机柜1上端，且位于等离子发生器2下端，传送机构为橡胶辊式传送装置，橡胶辊式传送装置均匀翻滚式通过离子发生器下端；等离子发生器2通过等离子发生器支座9固定在机柜1上，头罩4位于等离子发生器2两侧，壳体14位于等离子发生器2上端，等离子发生器2上部设有风扇5和通道，风扇5固定在风扇支座8上，风扇5将空气定向从机器上部引入机器内部，风扇5将气流自上而下引流，经过等离子发生器2产生等离子体，并定向流至橡胶辊式传送机构3上翻滚传送的果蔬表面，进行360度无死角灭菌处理，以达到保鲜的效果。

如附图3和附图4所示，等离子发生器2由多根内壁表面金属化的绝缘管10组成，绝缘管10一端内壁表面金属化至端面，同时该端面的外壁表面金属化，即外壁金属化区域13，外壁金属化区域13的长度为20mm，外壁金属化区域13的金属层为电极输入接口；绝缘管10另一端内壁表面金属化不延伸至端面，内壁金属化区域12与另一端面之间，即内壁未金属化区域11，内壁未金属化区域11的长度为50mm。

绝缘管10采用碳化硅陶瓷管和石英玻璃管，绝缘管10壁厚为3mm。绝缘管10的表面金属化区域包括一层金属膜，金属膜为在绝缘管10表面刷涂或喷涂金属浆料后烧制而成，金属膜厚度为100μm，金属浆料为镍和钌。

绝缘管10按照任意相邻接入电极极性相反的原理进行接线和布置，正负交叉布局，单层布置，管间距为8mm；绝缘管10固定在等离子发生器支座9上，形成管式电极7；内壁金属化区域12的金属层作为等离子发生电极，绝缘管10作为介质阻挡层；管式电极7端面外壁金属化的一端设有绝缘帽6，绝缘帽6引入冷却液和输入电极，管式电极7内通入变压器油作为冷却液，对管壁和电极同时进行冷却。

一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)：风扇5将气流自上而下引流；

步骤2)：定向气体经过等离子发生器2后产生等离子体；

步骤3)：果蔬由橡胶辊式传送机构3传动，均匀翻滚通过等离子发生器2下面；

步骤4)：等离子体定向流通至翻滚流动的果蔬表面，在其远区接受等离子体处理，对其表面进行360度无死角灭菌以达到保鲜的效果；

步骤5)：经过料盘15进入下一道工序。

采用上述实施例的果蔬保鲜处理设备及方法，且采用一定浓度的低温等离子体可以杀灭细菌和真菌，灭活率可达99.8％以上。

果蔬保鲜基本上有五大要素：抑制呼吸、保持水分、消毒杀菌、分解后熟激素和分解果蔬排出的有害气体。本实用新型提出的低温等离子体果蔬保鲜处理设备，在这几方面都具有不同程度的功效，具体如下：

第一、抑制呼吸；呼吸作用是采收后果蔬的主要生命代谢活动，果蔬呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，二者都释放出大量的热。如果这种呼吸热不能及时散发，会加速果蔬腐烂变质的速度。而且无氧呼吸又释放出乙醇等物质，对果蔬有很大的毒害作用。等离子体能分解乙醇等化学物质，对抑制果蔬的呼吸强度和分解呼吸过程中的有害物质具有良好作用。

第二、消毒杀菌；果蔬的腐烂变质是由细菌、霉菌作用造成的。采用一定浓度的低温等离子体可以杀灭细菌和真菌，灭活率可达99.5％～99.99％；消毒杀菌比较彻底且无毒无副作用，这是本实用新型等离子体保鲜的一个重要特征。

第三、减缓后熟；乙烯是对果实生理变化起重要作用的一种激素，它可以催熟果实，使得果实出现采后的“后熟”现象，这对贮藏极为不利。低温等离子体极易分解乙烯，从而抑制后熟，延缓果蔬衰老。这是本实用新型低温等离子体保鲜的又一重要特征。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，如在绝缘管10表面刷涂或喷涂的金属浆料也可以为钨、钼、镍、钌、钯、银中的一种或任意几种组合。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。