机械气调模式下的农产品包装与堆垛密闭贮存方法技术

本发明专利技术属于农产品机械气调贮存与养护技术领域。机械气调模式下的农产品包装与堆垛密闭贮存方法，其特征在于：将农产品装入具备非极性分子结构的聚乙烯塑料薄膜制作而成的包装袋中并在仓库中堆码贮存，选择极性的尼龙材料和非极性的聚乙烯材料相互复合加工而成的尼龙复合膜，按照农产品堆垛的尺寸制作成塑料密闭帐幕并将其密封覆盖在农产品堆垛上面；而在堆垛内部，农产品包装袋则能使非极性的氮气、氧气、二氧化碳气自由地进出，但可以阻隔极性的水分子逸出或进入农产品包装袋内；提供的将密闭帐幕内农产品呼吸代谢产生的二氧化碳气体与氮气同步回输注入留存在密闭空间之内新的工艺技术与设备配置模式则保障了二氧化碳对氮气气调防虫抑霉的增效作用。

【技术实现步骤摘要】
机械气调模式下的农产品包装与堆垛密闭贮存方法
本专利技术属于农产品包装与堆垛密闭贮存养护
，具体涉及机械气调模式下的小麦与烟叶的包装与堆垛密闭贮存方法。
技术介绍
农业生产获得的植物产品的安全仓贮与管理是一个重要的问题，部分农产品、特别是小麦与收获以后的烟叶有其独特的仓贮养护特性，比如说小麦收获以后要完成一个后熟过程才能够达到较好的食用品质，期间会存在旺盛的呼吸作用，会吸收氧气并释放出大量的二氧化碳气体；烟叶种植完成以后的初烤及打叶复烤以后的烟叶同样会存在旺盛的呼吸作用，会吸收氧气并释放出大量的二氧化碳气体，在此过程中完成收获以后烟叶的自然醇化作用并提升烟叶的吸食品质。小麦或烟叶基本上是采用麻袋或纸箱包装，其中有部分在纸箱中内衬塑料薄膜包装袋以防范烟叶在运输、贮存环节中的雨淋返潮。小麦的仓贮技术一种是使用磷化氢结合密闭条件下的小麦自然呼吸产生的二氧化碳混合低剂量熏蒸的模式防虫，另一种是密闭条件下机械充氮在氮气浓度达到98％以上的条件下气调防虫；而传统的烟叶仓贮养护基本上是采用在仓库内堆码、整仓贮存的模式，整仓贮存模式下的仓库配置空调、通风及养护设备，随着烟草行业标准YC/T300—2018《烟叶贮存养护--自然醇化法》的推出，提倡一种对烟叶堆垛使用塑料密闭帐幕进行密封、采用低排放机械调控对烟叶进行防虫抑霉和调控养护的新技术体系。烟叶的仓贮养护低排放机械调控技术，是以每一个烟叶堆垛为独立的仓贮养护单元，烟叶堆垛被两个相互对应的侧面上安装有气体进、出控制接头(管道式)的塑料密闭帐幕所密封覆盖，塑料密闭帐幕作为隔阻屏障构成一个个可实现堆垛密封、内外气流交换的仓贮养护空间；在烟叶仓库内安装通风管网系统，通风管的一端连接有包括氮气发生装置、调湿装置、通风机在内的机械调控设备，在靠近烟叶堆垛的通风管上引出若干个通风支管，通风支管以备与塑料密闭帐幕上的进、出气控制接头相联通，根据需要次第完成对密封烟叶堆垛的通风、调湿、机械充氮防虫等系列仓贮养护作业，依托配置的管网系统，能够将烟叶仓贮养护所需要的不同调控作业进行无缝化对接和转换。但在烟叶贮存养护领域推广应用低排放机械调控技术的过程中，发现传统的烟叶包装和贮存方法存在诸多的问题和缺陷：①.采用纸箱包装的农产品，由于纸箱箱体厚实，烟叶贮存过程中的箱内农产品温湿度监测、取样难度很大，相关的监测设备难以简单的穿插布置在箱内，设备与器材在使用过程中因为纸箱的阻隔产生的损毁也较为严重；②.采用纸箱包装的烟叶，由于纸箱箱体密闭严格、气密性好，机械调控过程中人工干预箱内空气成分与湿度的办法难以使得水分、氮气、氧气、二氧化碳气体分子顺畅地进入纸箱内部，增加了机械调控的难度和设备的能耗；③.传统的农产品包装和堆垛密闭帐幕使用的材料五花八门，既有极性材料的聚氯乙烯、尼龙、聚酯材料，也有聚乙烯、聚丙烯、聚丙乙烯等非极性材料；现有的技术和公开资料均没有注意对农产品包装袋与农产品堆垛密闭帐幕所选用材料应该具备什么样的专属性能及性能的定向选择问题，也没有设计出二者之间不同材料的科学组合方法，致使低排放机械调控技术在实施过程中出现往密闭堆垛内部注入的氮气、二氧化碳等气体的渗透力难以有效地发挥(难以进入内衬包装袋)，性能不匹配的塑料密闭帐幕也容易导致农产品堆垛内部空间中的气体浓度难以维持，包装袋中农产品水分流失也较为严重；上述材料中的聚氯乙烯、尼龙薄膜材料：难以阻隔水分子的扩散转移，不利于包装袋内部农产品水分的稳定平衡，用其作为包装袋会阻隔氧气分子的内外渗透交换影响到农产品的自然醇化，也会阻隔氮气、二氧化碳分子的内外渗透交换直接影响到充氮、充入二氧化碳气的杀虫防霉效果；聚乙烯、聚丙烯、聚丙乙烯薄膜材料：机械气调中涉及到的氧气、氮气和二氧化碳气体均能够渗透穿梭，而水分子则难以渗透进入或外逸，故使用其作为堆垛密闭材料也会造成诸多问题；④.另外，农产品仓贮养护过程中需要良好的自然醇化以提高食用或吸食品质，而小麦的后熟及烟叶的自然醇化则需要水分含量相对稳定，水分含量过高过低都会干扰小麦的后熟及烟叶的自然醇化进程，水分过高会引起农产品霉变及各种有害微生物的快速生长，农产品水分过低则会抑制农产品醇化的相关反应并引起农产品燥碎，故农产品在运输、贮存期间的水分稳定是一大技术课题；⑤.传统方法每年耗费的纸箱和塑料内衬袋数量巨大，废弃物的处理工作量也相当大，已经成为国内烟草行业的一项重要成本支出。除此之外，在现有的各种机械气调防虫技术和方法中，存在的另一大不足和缺陷是没有提供如何能够将二氧化碳与氮气一并留存在农产品堆垛塑料密闭帐幕内的工艺方法或设备系统，二氧化碳具备熏蒸、气调防虫的增效作用，但如不能充分利用农产品在密闭条件下依靠呼吸与代谢作用聚集形成的二氧化碳气体，仅仅是依靠人工注入新的二氧化碳，这不利于减少碳排放，存在空气污染的压力。为了提高防虫效率，有以下公开的氮气结合二氧化碳混合防虫技术，但都存在不同方面的技术缺陷：①.中国申请号201110194666.1专利采用充入氮气和二氧化碳的混合气体，使密封的农产品堆垛中各种气体组分的浓度逐步达到下述三个条件中的一个来提高防虫效率：氮气的体积浓度为85～97％、二氧化碳的体积浓度为2～14％；氮气体积浓度为70～85％、二氧化碳的体积浓度为14～29％；氮气的体积浓度为40～70％、二氧化碳的体积浓度为29～59％；上述三个混合气的浓度组合仅仅是一种充气的目标描述，没有提供可供实施的、满足上述目标的工艺方法和设备条件，如果采用制氮机执行上述氮气体积浓度的达到和维持目标，则制氮机在充入氮气的运行过程中会同步将密封农产品堆垛中的二氧化碳气体一并置换出来，如果采用循环模式下的充入氮气置换氧气，变压吸附制氮和膜分离制氮设备同样要将二氧化碳气体分离排除密封堆垛之外，故在实际工作中应用氮气发生装置不可能有效地执行上述专利技术提供的诉求；②.中国申请号为201010174988.5、公开号为CN101849465A的专利公开了如下
技术实现思路
：往密闭帐幕充入体积浓度为97％的二氧化碳，当二氧化碳检测仪测定的二氧化碳浓度达到3％时，停止充入二氧化碳气，将复合膜预留孔对侧小孔所连接的二氧化碳检测仪换成氧气检测仪，从所述预留孔充入体积浓度为95％的氮气，当氧气检测仪测定的氧气体积浓度为10％时，停止充入氮气；从预留孔充入体积浓度为95％的二氧化碳，当二氧化碳检测仪测定的二氧化碳浓度达到20％时，停止充入二氧化碳气，将复合膜预留孔对侧小孔所连接的二氧化碳检测仪换成氧气检测仪，从所述预留孔充入体积浓度为99.995％的氮气，当氧气检测仪测定的氧气体积浓度为5％时，停止充入氮气，大概3天时间可以将成虫全部杀死。上述描述也仅仅停留在充入氮气、二氧化碳的目标层面的描述，缺乏实际的操作工艺方法，没有可供实现的技术路径；况且，往密闭帐幕充入体积浓度为97％的二氧化碳的技术模式不符合低碳环保的政策要求，不可以推广应用；③.中国申请号为201110204112.5和201110204134.1提供的一种农产品快速杀虫方法，依靠制氮设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机械气调模式下的农产品包装与堆垛密闭贮存方法，其特征在于：将农产品装入具备非极性分子结构的聚乙烯塑料薄膜制作而成的包装袋(1)中并在仓库中码垛堆存；选择具有极性分子结构的尼龙材料和非极性的聚乙烯材料相互复合加工而成的尼龙复合膜，按照农产品堆垛的尺寸制作成塑料密闭帐幕(3)并将其密封覆盖在农产品堆垛上面，农产品堆垛表层覆盖的塑料密闭帐幕(3)与农产品堆垛内部使用的包装袋(1)之间以“表层的尼龙复合膜的塑料密闭帐幕+内部的非极性聚乙烯塑料薄膜的包装袋”的组合模式构建成一种可满足于农产品包装、贮存和对其内部进行机械调控的密闭空间(2)；/n非极性分子结构的包装袋(1)能够阻隔极性的水分子逸出或进入包装袋内，但能使非极性的氮气、氧气、二氧化碳气自由地进出包装袋，在农产品运输、贮存过程中，包装袋可以及时平衡补充包装袋内农产品在呼吸后熟与自然醇化过程中降低的氧气浓度，又可以避免农产品水分的流失；而兼具极性与非极性的尼龙复合膜的塑料密闭帐幕(3)则可以将空气中氮气、氧气、二氧化碳、水分子稳定地阻隔在塑料密闭帐幕(3)内；/n使用氮气发生器(5)作为机械调控设备中的充氮气调设备，氮气发生器(5)有原料气进口(7)、以氮气为主要成分的产成气排出口(9)、以氧气为主要成分的尾气排放口(8)；在塑料密闭帐幕(3)任一对称的两侧面或其上顶、下底面的位点分别引出气体输入管道(4)和气体输出管道(6)，将气体输入管道(4)的一端接通在塑料密闭帐幕(3)上面、另一进气口端接氮气发生器的产成气排出口(9)，气体输出管道(6)的一端接通在塑料密闭帐幕(3)上面、另一排气口端与氮气发生器的原料气进口(7)对接，形成一种“密闭空间2→气体输出管道(6)→氮气发生器(5)→气体输入管道(4)→密闭空间(2)→气体输出管道(6)”的循环连通模式；/n开启氮气发生器(5)从密闭空间(2)中抽提空气并将其中的氮气与氧气进行分离，将氮气发生器(5)分离脱除氧气之后生成的氮气通过产成气排出口(9)、气体输入管道(4)循环回输到密闭空间(2)中，分离脱除出来的氧气通过尾气排出口(8)排放到环境大气中，塑料密闭帐幕内部不断聚集起来、体积浓度超过78％的氮气会逐渐穿透非极性的包装袋(1)进入其内部，包装袋(1)中非极性的氧气成分则会被氮气逐渐地置换逸出；持续进行从密闭空间(2)中抽提空气到氮气发生器(5)中进行机械脱除氧气与回输氮气的循环作业过程，直至塑料密闭帐幕(3)内氮气的体积浓度不断提升至95％以上、氧气的体积百分比浓度下降到5％以下，使得仓贮农产品中的害虫和霉菌活动逐步得到抑制；/n在气体输入管道(4)上通过带有阀门的三通管道连接一通风机，日常在不需要进行机械充氮防虫抑霉的仓贮养护过程中，开启通风机，将“密闭空间(2)→气体输出管道(6)→氮气发生器(5)→气体输入管道(4)→密闭空间(2)→气体输出管道(6)”的循环机械充氮防虫抑霉模式切换到“通风机→气体输入管道(4)→密闭空间(2)→气体输出管道→大气环境中”的通风换气模式，保障密闭空间(2)与大气环境的不断交换、氧含量处于正常平衡的水平以有利于农产品的后熟或自然醇化。/n...

【技术特征摘要】
1.机械气调模式下的农产品包装与堆垛密闭贮存方法，其特征在于：将农产品装入具备非极性分子结构的聚乙烯塑料薄膜制作而成的包装袋(1)中并在仓库中码垛堆存；选择具有极性分子结构的尼龙材料和非极性的聚乙烯材料相互复合加工而成的尼龙复合膜，按照农产品堆垛的尺寸制作成塑料密闭帐幕(3)并将其密封覆盖在农产品堆垛上面，农产品堆垛表层覆盖的塑料密闭帐幕(3)与农产品堆垛内部使用的包装袋(1)之间以“表层的尼龙复合膜的塑料密闭帐幕+内部的非极性聚乙烯塑料薄膜的包装袋”的组合模式构建成一种可满足于农产品包装、贮存和对其内部进行机械调控的密闭空间(2)；
非极性分子结构的包装袋(1)能够阻隔极性的水分子逸出或进入包装袋内，但能使非极性的氮气、氧气、二氧化碳气自由地进出包装袋，在农产品运输、贮存过程中，包装袋可以及时平衡补充包装袋内农产品在呼吸后熟与自然醇化过程中降低的氧气浓度，又可以避免农产品水分的流失；而兼具极性与非极性的尼龙复合膜的塑料密闭帐幕(3)则可以将空气中氮气、氧气、二氧化碳、水分子稳定地阻隔在塑料密闭帐幕(3)内；
使用氮气发生器(5)作为机械调控设备中的充氮气调设备，氮气发生器(5)有原料气进口(7)、以氮气为主要成分的产成气排出口(9)、以氧气为主要成分的尾气排放口(8)；在塑料密闭帐幕(3)任一对称的两侧面或其上顶、下底面的位点分别引出气体输入管道(4)和气体输出管道(6)，将气体输入管道(4)的一端接通在塑料密闭帐幕(3)上面、另一进气口端接氮气发生器的产成气排出口(9)，气体输出管道(6)的一端接通在塑料密闭帐幕(3)上面、另一排气口端与氮气发生器的原料气进口(7)对接，形成一种“密闭空间2→气体输出管道(6)→氮气发生器(5)→气体输入管道(4)→密闭空间(2)→气体输出管道(6)”的循环连通模式；
开启氮气发生器(5)从密闭空间(2)中抽提空气并将其中的氮气与氧气进行分离，将氮气发生器(5)分离脱除氧气之后生成的氮气通过产成气排出口(9)、气体输入管道(4)循环回输到密闭空间(2)中，分离脱除出来的氧气通过尾气排出口(8)排放到环境大气中，塑料密闭帐幕内部不断聚集起来、体积浓度超过78％的氮气会逐渐穿透非极性的包装袋(1)进入其内部，包装袋(1)中非极性的氧气成分则会被氮气逐渐地置换逸出；持续进行从密闭空间(2)中抽提空气到氮气发生器(5)中进行机械脱除氧气与回输氮气的循环作业过程，直至塑料密闭帐幕(3)内氮气的体积浓度不断提升至95％以上、氧气的体积百分比浓度下降到5％以下，使得仓贮农产品中的害虫和霉菌活动逐步得到抑制；
在气体输入管道(4)上通过带有阀门的三通管道连接一通风机，日常在不需要进行机械充氮防虫抑霉的仓贮养护过程中，开启通风机，将“密闭空间(2)→气体输出管道(6)→氮气发生器(5)→气体输入管道(4)→密闭空间(2)→气体输出管道(6)”的循环机械充氮防虫抑霉模式切换到“通风机→气体输入管道(4)→密闭空间(2)→气体输出管道→大气环境中”的通风换气模式，保障密闭空间(2)与大气环境的不断交换、氧含量处于正常平衡的水平以有利于农产品的后熟或自然醇化。


2.根据权利要求1所述的机械气调模式下的农产品包装与堆垛密闭贮存方法，其特征在于：使用同样具备非极性分子结构的聚丙烯塑料膜替代聚乙烯塑料薄膜制作包装袋(1)，农产品堆垛表层覆盖的塑料密闭帐幕(3)与农产品堆垛内部使用的包装袋(1)之间以“表层的尼龙复合膜的塑料密闭帐幕+内部的聚丙烯塑料膜的包装袋”的组合模式构建一种可满足于农产品包装、贮存和对其内部进行机械调控的密闭空间(2)；
开启氮气发生器(5)从密闭空间(2)中抽提空气并将其中的氮气与氧气进行分离，将分离脱除出来的氧气排放到塑料密闭帐幕(3)外面的环境大气中，分离脱除氧气之后余下的氮气循环回输到塑料密闭帐幕(3)的内部，不断回输的氮气在塑料密闭帐幕(3)内部不断聚集起来并得以稳定地保持，非极性的氮气分子不断地穿透聚丙烯塑料膜的包装袋(1)进入到农产品缝隙中，聚丙烯塑料膜的包装袋(1)中非极性的氧气成分则慢慢地被不断升高浓度的氮气分子所置换而逸出到包装袋(1)外；持续进行从密闭空间(2)中抽提空气到氮气发生器中进行机械脱除氧气与回输氮气的循环作业过程，直至塑料密闭帐幕(3)内部氮气体积浓度不断提升至95％以上、氧气体积百分比浓度下降到5％以下，使得仓贮农产品害虫和霉菌的活动得到抑制。


3.根据权利要求1或2所述的机械气调模式下的农产品包装与堆垛密闭贮存方法，其特征在于：使用具备极性分子结构的聚氯乙烯塑料薄膜替代尼龙复合膜制作成塑料密闭帐幕(3)，包装袋(1)与塑料密闭帐幕(3)之间以“表层的聚氯乙烯塑料薄膜的塑料密闭帐幕(3)+内部的聚乙烯塑料薄膜的包装袋(1)”或“表层的聚氯乙烯塑料薄膜的塑料密闭帐幕(3)+内部的聚丙烯塑料薄膜的包装袋(1)”的组合模式构建一种可满足于农产品包装、贮存和对其内部进行机械调控的密闭空间(2)，极性分子结构的聚氯乙烯塑料薄膜可以有效地阻隔塑料密闭帐幕内氮气、二氧化碳或氧气的逸出，使其浓度得以稳定保持而发挥防虫和抑霉作用；
开启氮气发生器(5)从密闭空间(2)中抽提空气并将其中的氮气与氧气进行分离，将分离脱除出来的氧气排放到塑料密闭帐幕(3)外面的环境大气中，分离脱除氧气之后余下的氮气循环回输到塑料密闭帐幕(3)的内部，不断回输的氮气在聚氯乙烯塑料薄膜的塑料密闭帐幕(3)内部不断聚集起来并不断地穿透聚乙烯或聚丙烯的包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翊玮，毛志品，
申请(专利权)人：武汉颐达生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42