一种高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备的制作方法

本实用新型涉及食品杀菌的技术领域，尤其涉及一种高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备。

背景技术：

与目前广泛采用的食品杀菌技术比较，高压电场低温等离子体冷杀菌技术是食品冷杀菌保鲜包装技术的重要突破；此技术可与MAP气调保鲜包装技术完美结合，低温等离子体对包装产品进行杀菌处理不会产生二次污染，产生杀菌作用的等离子体来源于包装内部气体，不会产生化学残留，安全性高；尽管使用的电压非常高，但电流微小、杀菌处理过程很短不会产生热量、没有温升，且能耗很低、操作简便等。因此，低温等离子体杀菌技术作为一种新的冷杀菌方式，别适用于对热敏感食品（如生鲜畜禽鱼类肉制品及调理产品、新鲜果蔬及鲜切菜等）冷杀菌。这些特点对生鲜调理食品及其热敏性食品的大规模开发安全品质控制，具有关键的技术突破和巨大的开发空间。

目前，高压电场低温等离子体冷杀菌技术已有一些专利，如实用新型专利ZL201410347682. 3公开了“一种生鲜肉高压电场等离子体协同纳米光催化杀菌保鲜方法”，实用新型专利ZL201510182548.7公开了“一种等离子体协同纳米材料光催化的包装内冷杀菌方法”，申请号为201510765160.X的实用新型专利公开了一种基于金纳米颗粒协同高压电场等离子体的冷杀菌方法，申请号为201710286620.X的实用新型专利公开了“一种高压电场低温等离子体系统激发装置的构建”；但高压电场低温等离子体冷杀菌核心技术装备和生产线的研究开发刚刚起步。因此，研究开发一种能适应多参数调控的高压电场低温等离子体冷杀菌高效安全自动化生产线设备，是农产品深加工及食品冷杀菌技术的重要突破，将解决生鲜调理食品现代物流保鲜包装安全品质控制的技术瓶颈。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述技术问题提供一种高压电场低温等离子体冷杀菌自动化生产线设备，使用220V电源通过高压变压器等系统元器件，使高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置的高压电极与地电极之间产生60-90KV的高压电场，激发包装内部介质气体产生等离子体而达到安全高效杀菌效果；同时解决生鲜调理食品及其热敏性食品的大规模开发生产冷杀菌保鲜包装安全品质控制的关键技术装备瓶颈。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供了一种高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备，包括机箱、机架、传送带机构、高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置、高压变压器、高压控制箱、配电箱、高压电场屏蔽门以及控制装置；所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置设置在机架上方的机箱内顺传送带机构运行方向间隔一定距离设置2-5组；所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置由多组高压电极组件等距并列一排组成；所述高压变压器、高压控制箱和配电箱均位于机架的下部并与高压电极组件相连接；所述传送带机构设置在机架中部，高压电场屏蔽门设置在机架被杀菌包装件的进口和出口处；所述控制装置连接设置在机箱的外部，包括控制箱和设置在控制箱前端的触摸控制屏；所述控制箱内设置有PLC控制器，PLC控制器与触摸控制屏相连接，并控制传送带机构、高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置、高压变压器、高压控制箱、配电箱、高压电场屏蔽门和触摸控制屏的程序动作。

在本实用新型一个较佳实施例中，相邻所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置之间间隔的中心距离为300-500mm。

在本实用新型一个较佳实施例中，每组所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置由2-6组高压电极组件并列一排组成。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述高压电极组件由电极组件和传动机构两部分组成，其中，所述电极组件包括上下并列设置的一组或多组的上电极和下电极，由传动机构带动上电极上下移动紧压包装件，下电极设置在传送带机构下方并固定在机架，所述上电极的两端与传动机构之间的安全屏蔽距离不小于150-180mm。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述高压变压器的输出接口采用高压屏蔽专用线与间隔等距离设置的2-5组高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置所有高压电极组件的上电极和下电极并联连接，采用220V电源使高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置的上电极与下电极之间产生60-90KV的高压电场。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述传送带机构中的传送皮带为尼龙或橡胶带所制成。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述高压电场屏蔽门采用铝合金板材制作。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述机箱采用金属外壳，所述机箱的生产线正面上设置有观察窗，所述观察窗的玻璃内部安装金属丝网屏蔽层。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述控制箱还设置有与生产线上位机连接的输入输出端口。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备还包括风机、报警灯和接地线连接，所述风机设置在机架上方的机箱上，报警灯设置在机箱上并与PLC控制器相连接，当出现故障时PLC控制器控制报警灯发出警示信号。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备，对包装产品进行低温等离子体间隙多次连续杀菌处理，在保证杀菌效能的前提下，杀菌时间短、效果好效率高，杀菌程序精准可控、操作简单，可适应食品规模化冷杀菌保鲜包装的自动化生产要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1 是本实用新型高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备的一较佳实施例的内部结构示意图；

图2是图1的外形结构示意图；

图3是图1中高压电极组件的结构示意图；

图4是图1中传送带机构结构示意图；

附图中的标记为：1、机箱，2、机架，3、传送带机构，4、高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置，5、高压变压器，6、高压控制箱，7、配电箱，8、高压电场屏蔽门，9、控制装置，10、观察窗，11、风机，12、报警灯，31、驱动电机，32、传送皮带，33、同步带轮传动机构，34、主动辊，35、从动辊，36、涨紧辊，41、高压电极组件，42、电极组件，43、传动机构，91、控制箱，92、触摸控制屏，93、输入输出端口，421、上电极，422、下电极，431、伺服电机，432、主动线性滑台，433、从动线性滑台，434、同步带轮传动机构。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例包括：

一种高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备，包括机箱1、机架2、传送带机构3、高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4、高压变压器5、高压控制箱6、配电箱7、高压电场屏蔽门8以及控制装置9。所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4设置在机架2上方的机箱1内顺传送带机构3运行方向间隔一定距离设置2-5组；所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4由多组高压电极组件41等距并列一排组成；所述高压变压器5、高压控制箱6和配电箱7均位于机架1的下部并与高压电极组件41相连接；所述传送带机构3设置在机架2中部，高压电场屏蔽门8设置在机架2被杀菌包装件的进口和出口处；所述控制装置9连接设置在机箱1的外部，包括控制箱91和设置在控制箱91前端的触摸控制屏92；所述控制箱9内设置有PLC控制器（图未视），所述PLC控制器与触摸控制屏92相连接，并控制传送带机构3、高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4、高压变压器5、高压控制箱6、配电箱7、高压电场屏蔽门8和触摸控制屏92的程序动作。

上述中，所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4设置在机架2上方的机箱1内顺传送带机构3运行方向间隔一定距离设置2-5组；相邻所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4之间间隔的中心距离为300-500mm。

本实施例中，每组所述高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4由2-6组高压电极组件并列一排组成。

如图3所示，所述高压电极组件41由电极组件42和传动机构43两部分组成，其中，所述电极组件42包括上下并列设置的一组或多组的上电极421和下电极422，由传动机构43带动上电极421上下移动紧压包装件，下电极422设置在传送带机构3下方并固定在机架2，所述上电极421的两端与传动机构43之间的安全屏蔽距离不小于150-180mm。其中，所述传动组件43主要由伺服电机431、主动线性滑台432、从动线性滑台433和同步带轮传动机构434组成。本实施例中，一个高压电极组件41含3组上电极421和下电极422，所以传动机构43的主动线性滑台432和从动线性滑台433之间的距离会比较大，同步带轮传动机构434上的同步带也会比较长。（如跨距过大，同步带传动会产生横梁倾斜现象，可改用双伺服电机电动滑台，通过PLC控制器控制实现同步）。

本实施例中，上电极421的两端分别与主动线性滑台432和从动线性滑台433之间的安全屏蔽距离为220mm-260mm。由于主动线性滑台432、从动线性滑台433为金属材料制成，上电极421和下电极422在工作中和主动线性滑台432、从动线性滑台433距离过近则会受到影响，从而产生电流，产生危险，本实施例的距离限制则是根据大量实验得出的最优的距离范围，在此距离下设置的主动线性滑台432、从动线性滑台433不会对上电极421和下电极422的工作产生影响，保持工作的顺利进行。

高压变压器5的输出接口采用高压屏蔽专用线与间隔等距离设置的2-5组高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4所有高压电极组件41的上电极421和下电极422并联连接，采用220V电源使高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4的上电极421与下电极422之间产生60-90KV的高压电场。

高压电场低温等离子体冷杀菌核心装置4的上电极421与下电极422均分别接两个高压变压器5，都是高压电极。其中上电极421安装在传动组件43上，随滑台组可做升降移动；下电极422固定在传送带下方。在传送带上方至上电极421表面的空间区域内形成电场，放电产生等离子体，作用于食物表面，起到杀菌的作用。

根据产线的产品的处理技术要求不同，产线可以并列设置一组或多组高压电极组件41，本实施例中为三组高压电极组件41。

如图4所示，所述传送带机构3由驱动电机31、传送皮带32、同步带轮传动机构33、主动辊34、从动辊35和涨紧辊36组成，作用是承载并运输产品。所述传送主动辊31和涨紧辊36分别设置在机架2的前后两端，所述从动辊35分别设置在主动辊34和涨紧辊36之间的下方，所述传送皮带32绕装在主动辊34、从动辊35和涨紧辊36的外部形成倒梯形结构，所述驱动电机31通过同步带轮传动机构33与主动辊34相连接。其中，所述传送带机构3中的传送皮带32为不带任何金属材料的尼龙或橡胶带所制成。

驱动电机31采用伺服电机，可以精确控制传送带的前进与停止。传送皮带32采用硅胶带，运输工件时可以确保强度；在放电过程中，当做下电极422的阻挡介质板。从动辊35与涨紧辊36的数量与位置示产线需求的长度而定，本实施例中，两支从动辊35安装在下部，张紧辊36安装在主动辊34的相对方向。根据不同的产线和产品需求，传送带机构3的头部和尾部需安装对应的接驳装置（图未视）和节拍器（图未视），以保障产品在传送皮带32上的落位正确。

如图2所示，所述机箱1采用金属外壳，所述机箱1的生产线正面上设置有观察窗10，所述观察窗10的玻璃内部安装金属丝网屏蔽层（图未视），可以达到屏蔽的效果。传送皮带32在进、出机箱1的位置，有可升降的高压电场屏蔽门8，放电时高压电场屏蔽门8降下，隔离高压放电空间。其中，所述高压电场屏蔽门8采用铝合金板材制作。

其中，所述控制装置9包括控制箱91和触摸控制屏92，功能上又可分为独立操作和上位机操作。所述控制箱91内设置有PLC控制器（图未视），接入生产线设备的所有检测信号，输出生产线设备所有的控制信号。PLC控制器与触摸控制屏92对接的同时也预留生产线上位机的输入输出端口93，因此既可以通过触摸控制屏92实现本生产线设备的操作，也可以通过上位机实现本生产线设备的操作，达到自动化生产的目的。

本实施例中，所述高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备还包括风机11、报警灯12和接地线连接（图未视），所述风机11设置在机架2上方的机箱1上，报警灯12设置在机箱1上并与PLC控制器相连接，当出现故障时PLC控制器控制报警灯12发出警示信号，防止危险发生。

本实用新型的高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备的安全保护：

1、高压击穿保护：分差电源的主机电源有电流检测保护功能，一旦电流过大就会断电保护，防止设备高压产生的击穿现象；

2、高压绝缘保护：所有高压线、接线柱、电极板等高压位置，均用绝缘材料隔离；同时确保与金属材料部位有150-180mm的安全绝缘距离；

3、高压感应保护：设备全部用金属外壳进行屏蔽，观察窗内部安装金属丝网屏蔽层，设置有可升降的屏蔽门，放电时屏蔽门降下，隔离高压放电空间；

4、开门断电保护：所有可以打开的门，均装有接近传感器，非调试设备时，任何门处于打开状态时，生产线设备无法工作。

综上所述，本实用新型的高压电场低温等离子体冷杀菌生产线设备，对包装产品进行低温等离子体间隙多次连续杀菌处理，在保证杀菌效能的前提下，杀菌时间短、效果好效率高，杀菌程序精准可控、操作简单，可适应食品规模化冷杀菌保鲜包装的自动化生产要求。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。