一种猕猴桃增氧催熟装置及其操作方法

本发明属于猕猴桃催熟装置技术领域，涉及一种猕猴桃增氧催熟装置及其操作方法，具体地说，涉及一种既能实现猕猴桃入库前快速温差预冷，又能实现猕猴桃出库后高氧气调催熟的厢式猕猴桃采后处理装置。

背景技术：

猕猴桃是典型的呼吸跃变型果实，果实后熟贯穿采后的运输、储藏、销售和消费的全过程，要获得良好的营养品质和食用观感，需要有效调控整个后熟生理过程中的温度、湿度、co2浓度等多种因素。但由于猕猴桃的后熟过程漫长，同时从低温冷库出货到消费者食用的时间周期不确定性大，为确保销售质量，消费者买到的大多数猕猴桃均未完成后熟，果实硬度高，不能即时食用。同时，由于果实后熟的部分生理过程在运输、商超和消费等环节完成，环境因素处于不可控状态，果实品质难以达到预期、口感差。采用入库前快速预冷、冷库产期储存、出库后快速催熟的工艺途径，能有效增强猕猴桃后熟过程的可控性。

采后预冷可降低猕猴桃果实的呼吸强度和生理代谢水平，利于果柄处愈伤从而便于长期贮藏。目前，猕猴桃采后预冷是将采后猕猴桃置于阴凉处，放置2-3天以去除田间热，该方法弊端较多：一是预冷耗时长，受天气情况影响大，预冷期间易导致微生物从果柄处侵入，增加果实腐烂率；二是不能保证果心温度降低到预期要求，入库后可能会因果心呼吸热而导致猕猴桃贮藏期的缩短。因此，有必要设计一种采后快速预冷的装置，提高采后果实降温速率和降温均匀性，保证入库果实生理状态均一。

外源乙烯是一种人工合成的植物激素，可加速猕猴桃果实的后熟软化。目前，外源乙烯快速催熟猕猴桃的效果受果实品种、成熟度、处理时间、处理温度和乙烯浓度等的影响，难以与果实内在熟化生理匹配，采用过量外源乙烯导致残留，使猕猴桃过熟，不仅影响果实品质、缩短货架期，给经销商带来经济损失，也影响消费者的食用体验。调节环境中的氧气浓度可影响猕猴桃果实的呼吸作用、乙烯合成和能荷变化，进而调控内源乙烯产生速率，构建果实内在驱动的后熟环境，实现色香味的原生代谢，保持果实原有品质和风味。高氧处理有利于保持较高的维生素、抗坏血酸和脂肪氧化酶水平，同时，可避免果蔬的无氧呼吸，减少异味物质的产生和积累，是一种绿色、天然、无残留的催熟方法，符合绿色、健康、安全的消费理念。因此，有必要设计一种绿色、清洁、可控的高氧快速催熟装置，增加猕猴桃果实的后熟速度和后熟程度的可控性，实现猕猴桃后熟时间与销售周期的匹配。既保证经销商可根据市场需求随时催熟、及时上市，又可保证消费者购买的猕猴桃呈可食、即食、优食状态。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种猕猴桃增氧催熟装置及其操作方法，该装置既能调节厢体温度湿度，又能控制氧气浓度，实现猕猴桃催熟速度与催熟程度有效调控，避免猕猴桃外源激素使用的、适于大批量猕猴桃催熟。此外，通过调节进出风口的温差梯度，控制果实降温过程预冷速度，还可实现猕猴桃入库前快速控温预冷。

其技术方案如下：

一种猕猴桃增氧催熟装置，包括外箱体、设备舱和催熟厢三大部分，所述的外箱体为整体外壳，所述的设备舱与催熟厢由外隔板隔开。所述的设备舱包括制冷压缩机、氧发生器、水箱、水泵、控制箱，所述的催熟厢包括储存区、吸气区、回风区、进风区、厢门五部分，所述的储存区与回风区由内隔板隔开，所述的吸气区包括下隔网、吸气风机、吸气管、吸气隔板、出口气压传感器、出口氧浓度传感器、出口温湿度传感器，所述的回风区包括氧气喷嘴、加湿喷嘴、加热器，所述的进风区包括换热风机、热交换器、压力风机、顶部隔板、入口气压传感器、入口氧浓度传感器、入口温湿度传感器。所述的储存区位于催熟厢中央，下隔网作为储存区的底板，所述的吸气区位于储存区下方，所述的进风区位于储存区上方，所述的回风区位于储存区内侧，所述的厢门位于储存区外侧。

进一步，所述的回风区位于储存区与设备舱中间，由外箱体、外隔板和内隔板包裹构成，底部安装3个吸气风机，出风方向向上，4个加热器固定在外隔板和内隔板中间，位于回风区总高度的三分之一处，氧气喷嘴和加湿喷嘴均安装在外隔板上，位置均低于加热器，加湿喷嘴距离顶部较近，换热风机固定在内隔板顶部，并与热交换器进风口联接。

进一步，所述的进风区与内隔板交汇处，通过开孔安装热交换器，换热风机出风口与热交换器相连，所述的顶部隔板上均匀安装8个压力风机。所述的顶部隔板上表面，分别安装入口气压传感器、入口氧浓度传感器、入口温湿度传感器，入口气压传感器位于顶部隔板中部，入口氧浓度传感器靠近热交换器的出风口，入口温湿度传感器靠近厢门。

进一步，所述的吸气区包括三条吸气管、三道隔板，将下隔网下方的吸气区均匀分割为8个吸气区域。吸气管为矩形空心钢管，中间的吸气管的两个侧面均匀开设8个矩形开口，厢体两侧的吸气管的管道内侧面均匀设置4个矩形开口，形成每个分隔的吸气区域对应4个吸气口。所述的下隔网的下方分别安装出口气压传感器、出口氧浓度传感器、出口温湿度传感器，其中，出口气压传感器位于吸气区的中央，出口氧浓度传感器靠近厢门，出口温湿度传感器靠近内隔板。

进一步，所述的水箱、水泵、加湿喷嘴通过软管联接，构成加湿系统。所述的制冷压缩机、热交换器通过铜质管路联接，换热风机扇协助热交换器换热，构成制冷降温系统。所述的氧发生器、氧气喷嘴，构成高浓度氧气的发生系统。所述的电控箱通过线路联接出口气压传感器、出口氧浓度传感器、出口温湿度传感器、入口气压传感器、入口氧浓度传感器、入口温湿度传感器，入口气压传感器，实现对催熟厢内环境状态的检测。所述的电控箱通过线路联接氧发生器、水泵、吸气风机、加热器、换热风机扇、压力风机，并实现工作器件状态控制。

本发明所述猕猴桃增氧催熟装置的操作方法，包括以下步骤：

开始工作前，猕猴桃被盛放在带有网格的标准转运框内，转运框码放在存储区内，要求转运框填充整个存储区，最大间隙小于1厘米，转运框距离顶部隔板最小距离大于0.3米，猕猴桃按要求装满后关闭厢门。

在快速高氧催熟工作模式下，控制箱内控制系统协调循环送风系统、高浓度氧气发生系统、加湿系统和加热系统共同参与工作，制冷系统处于关机状态。依次启动换热风机、吸气风机、压力风机，在气流通道内形成循环气流，通过入口气压传感器、出口气压传感器获取进出口气流压差，调节换热风机、吸气风机、压力风机的转速，维持进风区比吸气区气流压力高10-45kpa。由于从冷库转出的猕猴桃温度0-4℃，气流循环正常后，开启加热系统，通过入口温湿度传感器、出口温湿度传感器获取进出口气流温度差和湿度差，根据温差调节加热器的加热强度，确保进风区与吸气区温差小于4℃，气流最高温度30℃，加湿系统根据进风区与吸气区湿度差，适时开启水泵，通过加湿喷嘴，将雾化后的雾滴喷入回风区，维持厢内气流湿度60％。氧浓度控制系统启动氧发生器，产生浓度为95％的氧气，通过入口氧浓度传感器、出口氧浓度传感器，控制氧发生器把产生的高浓度氧气通过氧气喷嘴注入回风区，实现催熟厢内氧气浓度按设定的梯度递增，作业气流设定氧气浓度循环。催熟作业中，根据品质差异系统在氧气浓度范围21-58％内，稳定工作任一氧气浓度范围，设定浓度值的氧气浓度误差范围±2％，0℃出库的猕猴桃快速高氧催熟作业周期6-10小时。

在快速温差预冷工作模式下，控制箱内控制系统协调循环送风系统、制冷系统共同参与工作，高浓度氧气发生系统、加湿系统和加热系统处于关机状态。依次启动换热风机、吸气风机、压力风机，在气流通道内形成循环气流，通过入口气压传感器、出口气压传感器获取进出口气流压差，调节换热风机、吸气风机、压力风机的转速，维持进风区比吸气区气流压力高20-60kpa。气流循环正常后，开启制冷系统，通过入口温湿度传感器、出口温湿度传感器获取进出口气流温度差和湿度差，根据温差调节换热风机转速和制冷压缩机功率控制制冷强度，确保进风区与吸气区气流温差以设定值(温差范围1-12℃)作业，在任一稳定工作温差值下，设定温差值误差范围±1℃，入库的猕猴桃快速温差预冷的目标温度为0℃。

本发明的有益效果：

本发明所述的存储区、吸气区、回风区、进风区形成循环气流通道，并在吸气风机、换热风机、进气风机的作用下，形成顺时针循环的气流。所述的制冷压缩机、换热风机扇、热交换器可实现对循环气流的降温。所述的氧气喷嘴可提高循环气流的氧气浓度。所述的加热器可实现对循环气流的升温。所述的加湿喷嘴可提高循环气流的空气湿度。所述的存储区1用于放置由网孔式转运框盛放的待处理猕猴桃。所述的下隔网具有通风作用，并用于支撑转运框。

本发明可实现猕猴桃存储区内循环气流的氧浓度控制、空气温度控制和空气湿度控制。

本发明可单独开启温度控制功能，实现进气道气流与吸气道气流以设定的温度差值，完成猕猴桃入库前的快速控温预冷。

本发明可单独开启氧浓度控制功能，实现储存区内气流以设定氧气浓度循环，完成猕猴桃出库时的快速高氧催熟。

附图说明

图1为本发明猕猴桃增氧催熟装置的结构示意图。

图2为本发明猕猴桃增氧催熟装置的顶部结构示意图；

图3为本发明猕猴桃增氧催熟装置的底部结构示意图；

其中，外箱体1、设备舱2、催熟厢3、外隔板4、内隔板5、制冷压缩机6、氧发生器7、水箱8、水泵9、控制箱10、储存区11、吸气区12、回风区13、进风区14、厢门15、下隔网16、吸气风机17、吸气管18、吸气隔板19、出口气压传感器20、出口氧浓度传感器21、出口温湿度传感器22、氧气喷嘴23、加湿喷嘴24、加热器25、换热风机26、热交换器27、压力风机28、顶部隔板29、入口气压传感器30、入口氧浓度传感器31、入口温湿度传感器32。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

本发明的猕猴桃增氧催熟装置以长方体形的外箱体1作为外壳，右侧端面由两扇向外打开的厢门15。在外箱体1内左侧0.8米处，通过焊接安装外隔板4，将外箱体1内腔分隔为设备舱2和催熟厢3俩大部分。

所述的设备舱2分为三层，上层放置控制箱10和氧发生器7，中层放置水箱8和水泵9，下层放置制冷压缩机6。所述的催熟厢3包括储存区11、吸气区12、回风区13、进风区14四个区域，该区域在厢门15关闭后须保持气密性，在内隔板5右侧0.6米处，焊接安装外隔板4，催熟厢3内表面，包括外隔板4、内隔板5、厢门15面向储存区11的表面设置保温材料。

所述的回风区13位于储存区11与设备舱2中间，由外箱体1、外隔板4和内隔板5包裹构成长方体空腔，回风区13底部的3个吸气管18端部分别安装3个吸气风机17，出风方向向上，4个加热器25通过壁面支架跨接在外隔板4和内隔板5之间，距离回风区13底面0.8米，3个氧气喷嘴23和4个加湿喷嘴24均安装在外隔板4上，氧气喷嘴23距离顶部1米，加湿喷嘴24距离顶部0.5米，换热风机26固定在内隔板5顶部，并与热交换器27进风口联接。

如图2所示，所述的进风区14位于存储区11上方，通过吊顶技术安装顶部隔板29，形成进风的密闭腔室。所述的进风区14与内隔板5交汇处，通过开孔安装热交换器27，换热风机26出风口与热交换器27相连，换热风机26吹出的气流经过热交换器27降温后进入进风区14的腔室，并进一步是温度均匀。顶部隔板29上均布安装的8个压力风机28将空气吹入储存区11由转运框放置的猕猴桃。入口气压传感器30、入口氧浓度传感器31、入口温湿度传感器32均安装在顶部隔板29的上表面，获取进风区14内的空气参数。

如图3所示，所述的吸气区12位于存储区11下方，包括3条吸气管18、3道隔板19，将下隔网16下方的吸气区12均匀分割为独立8个吸气区域。吸气管18为矩形空心钢管，中间的吸气管18的两个侧面均匀开设8个矩形开口，厢体两侧的吸气管18的管道内侧面均匀设置4个矩形开口，形成每个分隔的吸气区域对应4个吸气口。所述的下隔网16铺设放置在3条吸气管18上，采用钢制网状隔板制成，可使气流通过，并实现对储存区内放置的果品框的支撑。所述的下隔网16的下方分别安装出口气压传感器20、出口氧浓度传感器21、出口温湿度传感器22，其中，出口气压传感器20位于吸气区12的中央，出口氧浓度传感器21靠近厢门15，出口温湿度传感器22靠近内隔板5，获取吸气区14内的空气参数。

特别地，所述的存储区11、吸气区12、回风区13、进风区14在构成循环气流通道，所述的吸气风机17、换热风机26、进气风机28驱动空气形成循环气流，循环气流通道和3组驱动风机共同组成循环送风系统。所述的制冷压缩机6、换热风机扇26、热交换器27构成的空气冷却系统用于降低循环气流的温度。所述的氧发生器7、氧气喷嘴23，构成高浓度氧气发生系统提高循环气流的氧气浓度。所述的水箱8、水泵9、加湿喷嘴24构成的加湿系统，提高循环气流的空气湿度。所述的加热器25加热流经的气流，提高催熟厢3内循环气流的温度。

装置作业实施

开始工作前，猕猴桃被盛放在带有网格的标准转运框内，转运框码放在存储区11内，要求转运框填充整个存储区11，最大间隙小于1厘米，转运框距离顶部隔板29最小距离大于0.3米，猕猴桃按要求装满后关闭厢门15。

本发明的厢式猕猴桃高氧气调催熟装置可单独开启快速高氧催熟工作模式，通过气流氧浓度控制功能，实现储存区内气流以设定氧气浓度(氧气浓度范围21-58％)循环，完成猕猴桃出库时的快速高氧催熟。

在快速高氧催熟工作模式下，控制箱10内控制系统协调循环送风系统、高浓度氧气发生系统、加湿系统和加热系统共同参与工作，制冷系统处于关机状态。依次启动换热风机26、吸气风机17、压力风机28，在气流通道内形成循环气流，通过入口气压传感器30、出口气压传感器20获取进出口气流压差，调节换热风机26、吸气风机17、压力风机28的转速，维持进风区14比吸气区12气流压力高10-45kpa。由于从冷库转出的猕猴桃温度0-4℃，气流循环正常后，开启加热系统，通过入口温湿度传感器32、出口温湿度传感器22获取进出口气流温度差和湿度差，根据温差调节加热器25的加热强度，确保进风区14与吸气区12温差小于4℃，气流最高温度30℃，加湿系统根据进风区14与吸气区12湿度差，适时开启水泵9，通过加湿喷嘴24，将雾化后的雾滴喷入回风区13，维持厢内气流湿度60％。氧浓度控制系统启动氧发生器7，产生浓度为95％的氧气，通过入口氧浓度传感器31、出口氧浓度传感器21，控制氧发生器7把产生的高浓度氧气通过氧气喷嘴23注入回风区13，实现催熟厢3内氧气浓度按设定的梯度递增，作业气流设定氧气浓度循环。催熟作业中，根据品质差异系统在氧气浓度范围21-58％内，稳定工作任一氧气浓度范围，设定浓度值的氧气浓度误差范围±2％，0℃出库的猕猴桃快速高氧催熟作业周期6-10小时。

本发明的厢式猕猴桃高氧气调催熟装置可单独开启快速温差预冷工作模式，通过气流温度控制功能，实现进气道气流与吸气道气流以设定温度梯度(温差范围1-6℃)，完成猕猴桃入库时以设定的温度差值快速预冷。

在快速温差预冷工作模式下，控制箱10内控制系统协调循环送风系统、制冷系统共同参与工作，高浓度氧气发生系统、加湿系统和加热系统处于关机状态。依次启动换热风机26、吸气风机17、压力风机28，在气流通道内形成循环气流，通过入口气压传感器30、出口气压传感器20获取进出口气流压差，调节换热风机26、吸气风机17、压力风机28的转速，维持进风区14比吸气区12气流压力高20-60kpa。气流循环正常后，开启制冷系统，通过入口温湿度传感器32、出口温湿度传感器22获取进出口气流温度差和湿度差，根据温差调节换热风机26转速和制冷压缩机6功率控制制冷强度，确保进风区14与吸气区12气流温差以设定值(温差范围1-12℃)作业，在任一稳定工作温差值下，设定温差值误差范围±1℃，入库的猕猴桃快速温差预冷的目标温度为0℃。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。