脈沖式果蔬真空霧化促滲設(shè)備及其真空霧化促滲方法與流程

本發(fā)明屬于果蔬保鮮技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖式果蔬真空霧化促滲設(shè)備及其真空霧化促滲方法。

背景技術(shù)：

2014年我國水果的年產(chǎn)量為2.4億噸左右，蔬菜年產(chǎn)量超過7億噸。蔬菜、水果已成為繼糧食之后的第二和第三大產(chǎn)業(yè)。目前中國蔬菜水果的產(chǎn)銷量占全球市場的比重均在50%以上，且呈逐漸升高趨勢。

然而果蔬采后其生命活動仍在進行，不適的保鮮技術(shù)或貯藏運輸環(huán)節(jié)使得果蔬類農(nóng)產(chǎn)品極易腐敗變質(zhì)，影響其鮮度和品質(zhì)，給廣大生產(chǎn)者和經(jīng)營者造成巨大的經(jīng)濟損失。有關(guān)資料顯示我國果蔬流通腐損率高達20-30%，每年造成經(jīng)濟損失高達1000多億元。因此，加強果蔬保鮮技術(shù)及設(shè)備的研究和開發(fā)，對果蔬產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

目前國內(nèi)外應(yīng)用的果蔬貯藏保鮮方法主要有物理法和化學法。物理法又分冷藏、窖藏、氣調(diào)、輻射和調(diào)壓等方法，但是由于往往需要大型機械設(shè)備，投資大不適合基層小規(guī)模生產(chǎn)模式的普通農(nóng)戶使用；化學法是指利用化學涂層、熏蒸劑、防腐劑、保鮮劑等對果蔬進行涂抹、浸泡、熏蒸等處理，以達到防腐保鮮的目的，化學保鮮方法成本低，操作簡單易行，因此化學保鮮一直以來是國內(nèi)外廣泛采用的一種果蔬貯藏保鮮方法。目前化學保鮮劑通常采用的常壓霧化法，由于此方法保鮮劑的有效成分難以均勻快速地到達組織內(nèi)部，表面容易形成高殘留保鮮劑和對環(huán)境的污染，因此在一定程度上影響了其保鮮效果。在食品安全與健康問題已經(jīng)成為食品行業(yè)的新常態(tài)的背景下，在提高保鮮劑的藥效和效果的同時，降低殘留和對環(huán)境、人體健康的影響，是亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)所在。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種操作快速簡便、成本低、減少對環(huán)境污染的脈沖式果蔬真空霧化促滲設(shè)備及其真空霧化促滲方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：脈沖式果蔬真空霧化促滲設(shè)備，包括左支架、右支架、霧化促滲罐、真空泵和盛裝有保鮮劑的儲液罐，左支架和右支架支架通過橫梁連接，霧化促滲罐的外型呈圓柱形結(jié)構(gòu)，霧化促滲罐的中心線沿左右方向水平設(shè)置，左支架頂部和右支架頂部分別設(shè)有一個軸承座，霧化促滲罐左端和右端的中心處均同軸線設(shè)有一個與霧化促滲罐內(nèi)部連通的空心軸，左側(cè)的空心軸伸入到左側(cè)的軸承座內(nèi)，右側(cè)的空心軸伸入到右側(cè)的軸承座內(nèi)，同側(cè)的空心軸外壁通過外滾珠軸承與同側(cè)的軸承座轉(zhuǎn)動連接；

霧化促滲罐上設(shè)有投料門和進氣管，投料門上設(shè)有玻璃窗，進氣管上設(shè)有手動閥；

儲液罐的出液口通過輸液管與霧化促滲罐左端的空心軸連接，輸液管上沿液體流動方向依次設(shè)有第一電磁閥、脈沖智能控制液體泵和第二電磁閥，真空泵的抽真空口通過抽真空管與霧化促滲罐右端的空心軸連接，抽真空管上設(shè)有真空表和第三電磁閥；

輸液管與霧化促滲罐左端的空心軸之間以及抽真空管與霧化促滲罐右端的空心軸之間均通過轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)連接；輸液管伸入到霧化促滲罐內(nèi)，輸液管的出口封堵，輸液管側(cè)部沿長度方向均勻設(shè)有霧化噴頭。

輸液管與霧化促滲罐左端的空心軸之間的轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)包括在空心軸內(nèi)軸向開設(shè)的臺階槽和設(shè)在輸液管外壁上的定位套，臺階槽與輸液管外壁之間形成左端敞口的軸承室，軸承室內(nèi)由右向左依次設(shè)有第一推力軸承、內(nèi)滾珠軸承、第二推力軸承和密封圈，第一推力軸承、第二推力軸承和密封圈套設(shè)在輸液管上，內(nèi)滾珠軸承的內(nèi)圈套設(shè)在定位套上，第一推力軸承與內(nèi)滾珠軸承之間設(shè)有套設(shè)在定位套上的第一支撐圈，第二推力軸承與內(nèi)滾珠軸承之間設(shè)有套設(shè)在定位套上的第二支撐圈；空心軸內(nèi)壁與輸液管外壁之間設(shè)有位于第一推力軸承右側(cè)的密封環(huán)；

外滾珠軸承設(shè)有兩個，兩個外滾珠軸承之間設(shè)有套設(shè)在空心軸上的支撐套，軸承座左端和空心軸左端設(shè)有一個軸承壓蓋，軸承壓蓋通過螺釘分別與軸承座左端和空心軸左端緊固連接。

橫梁上設(shè)有位于霧化促滲罐下方的支座，支座上設(shè)有電機，電機的主軸上設(shè)有齒輪，霧化促滲罐的圓周表面設(shè)有齒圈，齒輪與齒圈嚙合。

脈沖式果蔬真空霧化促滲設(shè)備的真空霧化促滲方法，包括以下步驟，

（1）、原料預(yù)處理：首先用流動水清洗新鮮果蔬，除去表面的塵土、泥沙雜物，洗凈后撈起置于漏網(wǎng)中控水；然后于2±1℃下預(yù)冷24h，待原料表面無水后，選用大小均一、無蟲害與機械損傷的果蔬備用；

（2）、真空霧化促滲：首先打開投料門，將預(yù)處理后的果蔬放入霧化促滲罐內(nèi)，關(guān)閉投料門和進氣管上的手動閥，打開第三電磁閥，抽至真空表讀數(shù)至所需真空度；然后打開第一電磁閥和第二電磁閥，在脈沖智能控制系統(tǒng)面板上設(shè)置脈沖時間及間隔時間，然后啟動脈沖智能控制液體泵，使儲液罐中的霧化溶液依次通過脈沖智能控制液體泵、輸液管和霧化噴頭，由霧化噴頭向果蔬表面進行噴淋作業(yè)，對果蔬進行保鮮劑的真空霧化促滲，通過玻璃窗對霧化促滲罐內(nèi)部進行觀測；然后關(guān)閉第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥，打開進氣管上的手動閥，霧化促滲罐內(nèi)恢復(fù)常壓后，完成真空霧化促滲；同時根據(jù)處理果蔬的不同，可調(diào)節(jié)霧化促滲罐內(nèi)的真空度、處理時間及處理循環(huán)；

（3）、促滲后處理：促滲結(jié)束后，打開投料門，將完成霧化促滲的果蔬取出，采用低溫3-7℃的冷風吹干后轉(zhuǎn)入冷庫內(nèi)貯藏。

步驟（2）中在霧化噴頭噴淋過程中，同時開啟電機，電機通過齒輪驅(qū)動大齒圈轉(zhuǎn)動，與大齒圈固定連接的霧化促滲罐也隨之轉(zhuǎn)動，由于空心軸與霧化促滲罐兩端固定連接，且空心軸外圓周通過外滾珠軸承與軸承座轉(zhuǎn)動連接，空心軸內(nèi)壁通過第一推力軸承、內(nèi)滾珠軸承、第二推力軸承分別與輸液管及抽真空管轉(zhuǎn)動連接，在空心軸轉(zhuǎn)動過程中，軸承座、輸液管及抽真空管均不動，果蔬在霧化促滲罐內(nèi)翻轉(zhuǎn)，這樣使果蔬表面得到的噴淋液更加均勻。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的原理如下：真空霧化是在真空條件下，首先利用負壓效應(yīng)將果蔬內(nèi)微孔及植物細胞間的空氣及部分水分抽吸排出，然后將霧化液加于霧化容器中, 利用大的壓力差使液體快速霧化并擴散到果蔬組織表皮層。與傳統(tǒng)的常壓浸泡方法相比，真空霧化滲透處理大大縮短處理時間，從而能夠減少常壓浸泡對果蔬組織充水傷害，產(chǎn)品的營養(yǎng)成分損失少，有利于保持果蔬原有的色澤與風味；另外采用霧化處理保鮮劑，可形成極小顆粒，易于快速、均勻穿通果蔬表皮進入內(nèi)部組織，提高工作效率，節(jié)省了生產(chǎn)成本；目前真空霧化促滲技術(shù)在香椿、雙孢蘑菇等果蔬保鮮中應(yīng)用，并取得較好效果。

高壓噴頭通過輸液管與脈沖智能控制液體泵相連，脈沖智能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)間歇式噴霧處理，脈沖時間可以根據(jù)不同果蔬特性進行調(diào)節(jié)。

在霧化噴頭對果蔬噴淋過程中，霧化促滲罐轉(zhuǎn)動，這樣可提高保鮮劑能更均勻地接觸到果蔬表面，起到更好、更均勻的真空霧化促滲效果。

第一推力軸承和第二推力軸承起到避免有左右方向的推力使內(nèi)滾珠軸承損壞。密封圈和密封環(huán)起到良好的密封，確保霧化促滲罐的密封效果。

本發(fā)明根據(jù)保鮮劑的接觸反應(yīng)機理開發(fā)的脈沖式果蔬真空霧化促滲設(shè)備，具有增加有效保鮮劑的使用量，減少表面粘附造成的過量污染的特點?？蓪⒈景l(fā)明中的脈沖式真空霧化促滲設(shè)備、保鮮劑、蓄冷劑及對應(yīng)的保鮮箱裝置集成，可最大限度減少果蔬在貯、運過程中造成的失水、脫葉、機械損失、腐爛等品質(zhì)劣變現(xiàn)象，有效提升保鮮效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的脈沖式果蔬真空霧化促滲設(shè)備，包括左支架1、右支架2、霧化促滲罐3、真空泵4和盛裝有保鮮劑的儲液罐5，左支架1和右支架2支架通過橫梁6連接，霧化促滲罐3的外型呈圓柱形結(jié)構(gòu)，霧化促滲罐3的中心線沿左右方向水平設(shè)置，左支架1頂部和右支架2頂部分別設(shè)有一個軸承座35，霧化促滲罐3左端和右端的中心處均同軸線設(shè)有一個與霧化促滲罐3內(nèi)部連通的空心軸36，左側(cè)的空心軸36伸入到左側(cè)的軸承座35內(nèi)，右側(cè)的空心軸36伸入到右側(cè)的軸承座35內(nèi)，同側(cè)的空心軸36外壁通過外滾珠軸承34與同側(cè)的軸承座35轉(zhuǎn)動連接。

霧化促滲罐3上設(shè)有投料門7和進氣管8，投料門7上設(shè)有玻璃窗9，進氣管8上設(shè)有手動閥10。

儲液罐5的出液口通過輸液管11與霧化促滲罐3左端的空心軸36連接，輸液管11上沿液體流動方向依次設(shè)有第一電磁閥12、脈沖智能控制液體泵13和第二電磁閥14，真空泵4的抽真空口通過抽真空管15與霧化促滲罐3右端的空心軸36連接，抽真空管15上設(shè)有真空表16和第三電磁閥17。

輸液管11與霧化促滲罐3左端的空心軸36之間以及抽真空管15與霧化促滲罐3右端的空心軸36之間均通過轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)連接；輸液管11伸入到霧化促滲罐3內(nèi)，輸液管11的出口封堵，輸液管11側(cè)部沿長度方向均勻設(shè)有霧化噴頭18。

輸液管11與霧化促滲罐3左端的空心軸36之間的轉(zhuǎn)動密封結(jié)構(gòu)包括在空心軸36內(nèi)軸向開設(shè)的臺階槽和設(shè)在輸液管11外壁上的定位套19，臺階槽與輸液管11外壁之間形成左端敞口的軸承室，軸承室內(nèi)由右向左依次設(shè)有第一推力軸承20、內(nèi)滾珠軸承21、第二推力軸承22和密封圈23，第一推力軸承20、第二推力軸承22和密封圈23套設(shè)在輸液管11上，內(nèi)滾珠軸承21的內(nèi)圈套設(shè)在定位套19上，第一推力軸承20與內(nèi)滾珠軸承21之間設(shè)有套設(shè)在定位套19上的第一支撐圈24，第二推力軸承22與內(nèi)滾珠軸承21之間設(shè)有套設(shè)在定位套19上的第二支撐圈25；空心軸36內(nèi)壁與輸液管11外壁之間設(shè)有位于第一推力軸承20右側(cè)的密封環(huán)26。

外滾珠軸承34設(shè)有兩個，兩個外滾珠軸承34之間設(shè)有套設(shè)在空心軸36上的支撐套27，軸承座35左端和空心軸36左端設(shè)有一個軸承壓蓋28，軸承壓蓋28通過螺釘29分別與軸承座35左端和空心軸36左端緊固連接。

橫梁6上設(shè)有位于霧化促滲罐3下方的支座30，支座30上設(shè)有電機31，電機31的主軸上設(shè)有齒輪32，霧化促滲罐3的圓周表面設(shè)有齒圈33，齒輪32與齒圈33嚙合。

脈沖式果蔬真空霧化促滲設(shè)備的真空霧化促滲方法，包括以下步驟，

（1）、原料預(yù)處理：首先用流動水清洗新鮮果蔬，除去表面的塵土、泥沙雜物，洗凈后撈起置于漏網(wǎng)中控水；然后于2±1℃下預(yù)冷24h，待原料表面無水后，選用大小均一、無蟲害與機械損傷的果蔬備用；

（2）、真空霧化促滲：首先打開投料門7，將預(yù)處理后的果蔬放入霧化促滲罐3內(nèi)，關(guān)閉投料門7和進氣管8上的手動閥10，打開第三電磁閥17，抽至真空表16讀數(shù)至所需真空度；然后打開第一電磁閥12和第二電磁閥14，在脈沖智能控制系統(tǒng)面板上設(shè)置脈沖時間及間隔時間，然后啟動脈沖智能控制液體泵13，使儲液罐5中的霧化溶液依次通過脈沖智能控制液體泵13、輸液管11和霧化噴頭18，由霧化噴頭18向果蔬表面進行噴淋作業(yè)，對果蔬進行保鮮劑的真空霧化促滲，通過玻璃窗9對霧化促滲罐3內(nèi)部進行觀測；然后關(guān)閉第一電磁閥12、第二電磁閥14和第三電磁閥17，打開進氣管8上的手動閥10，霧化促滲罐3內(nèi)恢復(fù)常壓后，完成真空霧化促滲；同時根據(jù)處理果蔬的不同，可調(diào)節(jié)霧化促滲罐3內(nèi)的真空度、處理時間及處理循環(huán)；

（3）、促滲后處理：促滲結(jié)束后，打開投料門7，將完成霧化促滲的果蔬取出，采用低溫3-7℃的冷風吹干后轉(zhuǎn)入冷庫內(nèi)貯藏。

步驟（2）中在霧化噴頭18噴淋過程中，同時開啟電機31，電機31通過齒輪32驅(qū)動大齒圈33轉(zhuǎn)動，與大齒圈33固定連接的霧化促滲罐3也隨之轉(zhuǎn)動，由于空心軸36與霧化促滲罐3兩端固定連接，且空心軸36外圓周通過外滾珠軸承34與軸承座35轉(zhuǎn)動連接，空心軸36內(nèi)壁通過第一推力軸承20、內(nèi)滾珠軸承21、第二推力軸承22分別與輸液管11及抽真空管15轉(zhuǎn)動連接，在空心軸36轉(zhuǎn)動過程中，軸承座35、輸液管11及抽真空管15均不動，果蔬在霧化促滲罐3內(nèi)翻轉(zhuǎn)，這樣使果蔬表面得到的噴淋液更加均勻。

下面列舉幾個實施例對不同果蔬的真空霧化促滲方法的具體實施進行詳細介紹：

實施例1：以雙孢蘑菇為例。

（1）原料預(yù)處理：新鮮雙孢蘑菇采后首先用流動水清洗，除去表面的塵土、泥沙等雜物，洗凈后撈起置于漏網(wǎng)中控水。于2±1℃下預(yù)冷24h，選用大小均一、無開傘、無蟲害與機械損傷并且菇蓋直徑在3-4cm的雙孢蘑菇進行試驗。

（2）真空霧化促滲：首先打開投料門7，將每組100個雙孢蘑菇放入霧化促滲罐3中，關(guān)閉進氣管8上的手動閥10，打開第三電磁閥17，將霧化促滲罐3內(nèi)部抽至真空度至0.04 MPa，保持10s。然后打開第一電磁閥12和第二電磁閥14，在脈沖智能控制系統(tǒng)面板上設(shè)置脈沖時間為10s，間隔為10s，然后啟動脈沖智能控制液體泵13，對果蔬進行保鮮劑的真空霧化促滲，恢復(fù)常壓后，按上述操作再循環(huán)一次。最后關(guān)閉第一電磁閥12、第二電磁閥14和第三電磁閥17，打開手動閥10，完成真空霧化促滲。

（3）促滲后處理：促滲結(jié)束后，關(guān)閉真空霧化促滲設(shè)備，將雙孢蘑菇從真空霧化設(shè)備中取出，于低溫5℃左右的冷風吹干后轉(zhuǎn)入冷庫內(nèi)貯藏。

實施例2：本實施中，以香椿為例。

（1）原料預(yù)處理：新鮮香椿采后首先用流動水清洗，除去表面的塵土、泥沙等雜物，洗凈后撈起置于漏網(wǎng)中控水。于2±1℃下預(yù)冷24h，選用成熟度相對一致、無病蟲害與機械損傷且長度在15cm左右的香椿枝條進行試驗。

（2）真空霧化促滲：首先打開投料門7，將每組2kg香椿放入霧化促滲罐3中，關(guān)閉進氣管8上的手動閥10，打開第三電磁閥17，抽至真空度至0.03 MPa，保持10s。然后打開第一電磁閥12和第二電磁閥14，在脈沖智能控制系統(tǒng)面板上設(shè)置脈沖時間為10s，間隔為10s。然后啟動脈沖智能控制液體泵13，對果蔬進行保鮮劑的真空霧化促滲。長度在15cm的頭茬嫩芽香椿促滲一次即可，長度在25cm左右的香椿需按上述操作再循環(huán)一次。最后關(guān)閉第一電磁閥12、第二電磁閥14和第三電磁閥17，打開手動閥10，完成真空霧化促滲。

（3）促滲后處理：促滲結(jié)束后，關(guān)閉真空霧化促滲設(shè)備，將香椿從真空霧化設(shè)備中取出，于低溫5℃左右冷風吹干后轉(zhuǎn)入冷庫內(nèi)貯藏。

實施例3：本實施中，以蘋果為例。

（1）原料預(yù)處理：新鮮蘋果采后首先用流動水清洗，除去表面的塵土、泥沙等雜物，洗凈后撈起置于漏網(wǎng)中控水。于2±1℃下預(yù)冷24h，選用大小、成熟度相對一致、無病蟲害與機械損傷的蘋果進行試驗。

（2）真空霧化促滲：打開投料門7，將每組50個蘋果放入霧化促滲罐3中，關(guān)閉進氣管8上的手動閥10，打開第三電磁閥17，抽至真空度至0.05 MPa，保持1min。然后打開第一電磁閥12和第二電磁閥14，在脈沖智能控制系統(tǒng)面板上設(shè)置脈沖時間為1min，間隔為30s，然后啟動脈沖智能控制液體泵13，對果蔬進行保鮮劑的真空霧化促滲?；謴?fù)常壓后，按上述操作再循環(huán)一次。最后關(guān)閉第一電磁閥12、第二電磁閥14和第三電磁閥17，打開手動閥10，完成真空霧化促滲。

（3）促滲后處理：促滲結(jié)束后，關(guān)閉真空霧化促滲設(shè)備，將蘋果從真空霧化設(shè)備中取出，于低溫5℃左右冷風吹干后轉(zhuǎn)入冷庫內(nèi)貯藏。

本實施例并非對本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。