在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置，包括水果气调保鲜库、乙烯富集和脱除装置、乙烯传感器、臭氧传感器、气泵和自动控制系统。本发明专利技术还公开了基于上述装置的在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的方法。本发明专利技术不仅可以降低水果气调保鲜库中的乙烯浓度，减缓水果的呼吸和衰老速率，延长货架期，而且可以保证产品的感官和营养品质，环保、高效、无废气残留，可用于规模化储藏水果的气调保鲜库。

Ethylene enrichment and removal devices and methods during fruit storage

The invention discloses a device for enriching and removing ethylene in fruit storage process, including a fruit controlled atmosphere fresh-keeping store, an ethylene enriching and removing device, an ethylene sensor, an ozone sensor, an air pump and an automatic control system. The invention also discloses a method for enriching and removing ethylene in fruit storage process based on the above device. The invention can not only reduce the ethylene concentration in the fruit modified atmosphere storage, slow down the respiration and aging rate of the fruit, prolong the shelf life, but also ensure the sensory and nutritional quality of the product, environmental protection, high efficiency, no waste gas residue, and can be used in the large-scale storage of the fruit modified atmosphere storage.

【技术实现步骤摘要】
在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置和方法
本专利技术涉及果蔬保鲜领域，特别涉及一种在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置和方法。
技术介绍
乙烯是果蔬等植物体产生的一种生长激素，具有各种明显的生理功能，但是高浓度的乙烯使采后果蔬的呼吸作用增强，成熟和衰老过程加快。除此之外，还可以加快叶绿素的分解，使水果和蔬菜转黄，不利于果蔬品质的保持和贮藏、运输保鲜。因此，果蔬保鲜应当严格控制乙烯气体的浓度。清除储藏环境中的乙烯，有助于保证果蔬的质量，延长其货架期。目前消除果蔬储藏环境中乙烯的方法主要有氧化、物理吸附、物理和化学相结合的方法，其中高锰酸钾氧化法，长时间的处理容易对设备造成腐蚀；活性炭、沸石、分子筛等物理吸附方法效率低；此外，紫外线和臭氧处理也被应用于乙烯的脱除。低温等离子体因其产生较多的活性物质，包括臭氧、过氧化氢、超氧阴离子等在内的活性氧种类、紫外线、带电粒子、光子和高能量电子等多种成分，逐渐被应用到各个领域中。介质阻挡放电低温等离子体因其装置简便、灵活，产生的等离子体较均匀、稳定而逐渐被应用于农产品和食品的杀菌处理，以及环境中挥发性废气的处理。MOFs材料是一种近年来用于气体吸附、催化领域的金属有机配体材料，其具有较大的比表面积，优于传统的沸石、活性炭等物理吸附材料，对气体吸收具有选择性和高效性。此外，MOFs材料对温度和压力较为敏感，通过控制温度和压力，能够实现良好的乙烯吸附与解析功能。MOFs材料的形式较为灵活，可以通过填充和形成薄膜的形式进行负载。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置，耗能低、无污染、安全、环保、可靠，具有高效性和普遍适用性。本专利技术的再一目的在于提供一种基于上述装置的在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置，包括水果气调保鲜库、乙烯富集和脱除装置、乙烯传感器、臭氧传感器、气泵和自动控制系统；所述乙烯富集和脱除装置包括外壳和设置于外壳内的高压电极板、绝缘介质薄膜、MOFs薄膜材料、接地电极板、铜线圈、线圈支架、等离子体发生器支撑架；所述铜线圈为两个，通过线圈支架相对设置于外壳的底板上，所述高压电极板和接地电极板通过等离子体发生器支撑架安装于两个铜线圈之间，所述MOFs薄膜材料附着在接地电极板上，所述绝缘介质薄膜附着在高压电极板上，所述高压电极板和接地电极板采用叉指的形式；所述水果气调保鲜库设有出气口和进气口；所述出气口依次通过第一气阀、气泵与乙烯富集和脱除装置相连通；所述进气口依次通过第四气阀、臭氧传感器和乙烯富集和脱除装置连通；所述气泵还通过第二气阀与外界相连通；所述臭氧传感器还通过第三气阀与外界相连通；所述乙烯传感器设于水果气调保鲜库内；所述乙烯富集和脱除装置、乙烯传感器、臭氧传感器、气泵、第一气阀、第二气阀、第三气阀和第四气阀分别与自动控制系统电连接。所述MOFs薄膜材料通过线圈产生的电磁效应加热。基于上述水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置的对乙烯进行富集和脱除的方法，包括以下步骤：S1将水果存放在气调保鲜库中；S2启动自动控制系统，打开第一气阀和第四气阀，关闭第二和第三气阀，泵使保鲜库中的气体进行循环流动，循环气流通过乙烯富集和脱除装置；S3乙烯富集和脱除装置中，MOFs材料对气流中的乙烯进行富集吸收；S4乙烯传感器对保鲜库中的乙烯浓度进行监测，当气流中的乙烯浓度达到规定浓度时，打开第二和第三气阀，关闭第一气阀和第四气阀，停止气体循环；在高压电极板和接地电极板之间施加电压，利用臭氧传感器对乙烯富集和脱除装置出口处的臭氧进行监测，当监测值稳定时，记为A1；S5在线圈中通入电流，采用电磁效应加热MOFs材料，使MOFs材料升温，乙烯释放，利用介质阻挡放电产生的等离子体，将释放出来的乙烯在MOFs材料的催化下完全分解成CO2和H2O；S6监测臭氧传感器，当监测值达到A1时，表示乙烯富集和脱除装置中的乙烯分解完毕，启动降温程序，在高压电极板和接地电极板之间施加零电压，将装置中的气体及加热的残余热量一起排出。步骤S1所述将水果存放在气调保鲜库中，具体为：采用带有可开可闭圆孔的的瓦楞箱盛装水果，然后将其存放于货架上，对各种水果进行分类，乙烯释放量较大的水果靠近出气口存放，乙烯释放量较小的水果在进气口处放置。步骤S6所述的降温，具体为：采用空气冷却法恢复MOFs材料的吸附性能。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：1、本专利技术采用MOFS薄膜材料对乙烯进行选择性吸收与释放，较传统吸附材料包括活性炭、沸石、二氧化硅在内的物理吸附，有更大的比表面积，空间利用率高，可重复利用率高，更加稳定、高效和环保。2、本专利技术的乙烯富集和脱除装置中，采用镀膜技术，使介质(一种有机高分子材料)以薄膜形式覆盖在高压电极板上，MOFS材料以薄膜形式负载于接地电极板上，极大的节省了放电空间。低温等离子体作为一种新兴的食品加工技术，在实现对保鲜库周围空气杀菌的同时，进行乙烯的脱除。该装置简单、高效、易于操作。此外，低温等离子体中的多种活性成分对乙烯产生协同降解作用，且等离子体的寿命极短，不会产生残留物质，安全、环保。附图说明图1为本专利技术的实施例的水果储藏保鲜过程中乙烯富集和脱除的装置原理图。图2为本专利技术的实施例的乙烯富集和脱除装置的正面剖视图。图3为本专利技术的实施例的乙烯富集和脱除装置的侧面剖视图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本实施例的在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置，包括水果气调保鲜库1、乙烯富集和脱除装置2、乙烯传感器3、臭氧传感器4、气泵5和自动控制系统6；所述水果气调保鲜库1设有出气口11和进气口12；所述出气口11依次通过第一气阀7、气泵5与乙烯富集和脱除装置2相连通；所述进气口12依次通过第四气阀8、臭氧传感器4和乙烯富集和脱除装置2连通；所述气泵5还通过第二气阀9与外界相连通；所述臭氧传感器4还通过第三气阀10与外界相连通；所述乙烯传感器3设于水果气调保鲜库1内；如图2～3所示，所述乙烯富集和脱除装置、乙烯传感器、臭氧传感器、气泵、第一气阀、第二气阀、第三气阀和第四气阀分别与自动控制系统电连接。所述乙烯富集和脱除装置包括外壳26和设置于外壳内的高压电极板21、绝缘介质薄膜22、MOFs薄膜材料23、接地电极板24、铜线圈25、线圈支架27、等离子体发生器支撑架28；所述铜线圈25为两个，通过线圈支架27相对设置于外壳的底板上，所述高压电极板21和接地电极板24通过等离子体发生器支撑架28安装于两个铜线圈25之间，所述MOFs薄膜材料23附着在接地电极板上，所述绝缘介质薄膜22附着在高压电极板21上，所述高压电极板21和接地电极板24采用叉指的形式。所述MOFs薄膜材料通过线圈产生的电磁效应加热。所述水果气调保鲜库用于存放各类采摘后的水果，如：香蕉、芒果、木瓜、苹果等，保鲜库内气体中的乙烯为处理对象；所述出气口为气体循环系统中，保鲜库内气体排出的出口；所述进气口为气体循环系统中，经过滤后的气体重新注入保鲜库内的进口；所述气阀用于切换乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置，其特征在于，包括水果气调保鲜库、乙烯富集和脱除装置、乙烯传感器、臭氧传感器、气泵和自动控制系统；所述乙烯富集和脱除装置包括外壳和设置于外壳内的高压电极板、绝缘介质薄膜、MOFs薄膜材料、接地电极板、铜线圈、线圈支架、等离子体发生器支撑架；所述铜线圈为两个，通过线圈支架相对设置于外壳的底板上，所述高压电极板和接地电极板通过等离子体发生器支撑架安装于两个铜线圈之间，所述MOFs薄膜材料附着在接地电极板上，所述绝缘介质薄膜附着在高压电极板上，所述高压电极板和接地电极板采用叉指的形式；所述水果气调保鲜库设有出气口和进气口；所述出气口依次通过第一气阀、气泵与乙烯富集和脱除装置相连通；所述进气口依次通过第四气阀、臭氧传感器和乙烯富集和脱除装置连通；所述气泵还通过第二气阀与外界相连通；所述臭氧传感器还通过第三气阀与外界相连通；所述乙烯传感器设于水果气调保鲜库内；所述乙烯富集和脱除装置、乙烯传感器、臭氧传感器、气泵、第一气阀、第二气阀、第三气阀和第四气阀分别与自动控制系统电连接。

【技术特征摘要】
1.在水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置，其特征在于，包括水果气调保鲜库、乙烯富集和脱除装置、乙烯传感器、臭氧传感器、气泵和自动控制系统；所述乙烯富集和脱除装置包括外壳和设置于外壳内的高压电极板、绝缘介质薄膜、MOFs薄膜材料、接地电极板、铜线圈、线圈支架、等离子体发生器支撑架；所述铜线圈为两个，通过线圈支架相对设置于外壳的底板上，所述高压电极板和接地电极板通过等离子体发生器支撑架安装于两个铜线圈之间，所述MOFs薄膜材料附着在接地电极板上，所述绝缘介质薄膜附着在高压电极板上，所述高压电极板和接地电极板采用叉指的形式；所述水果气调保鲜库设有出气口和进气口；所述出气口依次通过第一气阀、气泵与乙烯富集和脱除装置相连通；所述进气口依次通过第四气阀、臭氧传感器和乙烯富集和脱除装置连通；所述气泵还通过第二气阀与外界相连通；所述臭氧传感器还通过第三气阀与外界相连通；所述乙烯传感器设于水果气调保鲜库内；所述乙烯富集和脱除装置、乙烯传感器、臭氧传感器、气泵、第一气阀、第二气阀、第三气阀和第四气阀分别与自动控制系统电连接。2.根据权利要求1所述的水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置，其特征在于，所述MOFs薄膜材料通过线圈产生的电磁效应加热。3.基于权利要求1～2任一项所述水果储藏过程中对乙烯进行富集和脱除的装置的对乙烯进行富集和脱除的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将水果存放在气调保鲜...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大文，韩永旭，成军虎，韩忠，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44