一種果蔬強化熱激處理的裝置的製作方法
2023-05-18 22:05:42 2
本實用新型涉及一種果蔬保鮮技術，具體涉及一種果蔬熱激處理的裝置。
背景技術：
在果蔬採後進行溫度激化處理可以提高果蔬貯藏過程中的貯藏品質、延緩並抑制冷害的發生、延長果蔬貯藏期與貨架期，進而提高商業價值。熱激處理作為物理處理的一種，其無毒無害、無化學汙染和殘留、安全性高又操作簡便等優點受到了國內外的專家學者的廣泛認可。從現今研究出的成果方面，熱激處理降低或減緩冷害的處理方式有：熱空氣、熱蒸汽、熱水浸泡和紅外線或微波處理等。而被普遍應用的是熱空氣和熱水浸泡這兩種。前者在密閉的室內進行處理，後者在熱水中進行，其中熱水處理傳熱效果更佳應用也更普遍。以上所述各種處理都需要適用的設備和適當的方法。
現有技術的果蔬採後進行熱水處理，其有效溫度一般為35～60℃，時間在幾秒至幾小時不等。普通熱水處理通常在恆溫水浴箱內進行，事先通過電加熱的方式使水浴箱內水達到預設的處理溫度並保持恆定，再將需要處理的果蔬置入恆溫水浴箱直至達到所設置的處理時間將果蔬取出。通常採用機械方法將果實浸入水中，致使果蔬受到外力損傷，果實之間的碰撞損傷等易造成果蔬不必要的機械損傷而影響果蔬的品質與質量。且現有技術一般為一次性將果蔬批量投入水浴中，同時果實堆積都影響熱水處理的水浴溫度與傳熱效果，而實際熱水處理溫度低於預先達到的處理溫度，如此熱激處理的溫度與時間就不準確且溫度波動較大，此外果蔬的熱激處理並非恆定溫度下的連續熱激，影響傳熱效果，達不到預期的熱激處理效果。因此，極有必要設計一款優化熱水處理過程中傳熱效果的裝置，這對於果蔬貯前預處理技術具有潛在價值。
技術實現要素：
本實用新型的目的是克服現有技術的果蔬熱處理不能自動控制、溫度波動大、傳熱不均勻、果蔬碰擦損傷多等缺陷，提供一種能連續的、減少碰撞、定時和定溫的熱激裝置。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：
一種果蔬強化熱激處理的裝置，包括熱激池，熱激池的右端上部設有投物口、左端上部設有收物口；熱激池的下部設置有臥式的傳輸帶，傳輸帶下側部位的右端固定有氣泡發生器、左端固定有加熱器；氣泡發生器通過管道與固定在熱激池外部的壓縮風機的輸出端連接，壓縮風機的輸入端經集氣管道與罩在熱激池上部的集氣罩連通；加熱器與設在熱激池外部的PID控制器的輸出端連接，PID控制器的輸入端與溫度探頭連接，溫度探頭固定在熱激池左端靠近傳輸帶上側的部位；傳輸帶的表面連接有柔性驅趕器。
果蔬自投物口加入熱激池，由收物口取出。向熱激池中加水使水位達到要求的高度，由設定參數的PID控制器控制加熱器對水進行加熱，實際的水溫由溫度探頭檢測並反饋至PID控制器；開動壓縮風機通過氣泡發生器對熱激池的水從底部灌入氣泡以改變和調節水的平均比重，達到使果蔬在水中能夠處於懸浮狀態。經水中穿透後的氣流帶有熱量，該氣流被集氣罩回攏再經壓縮風機回灌至熱激池以避免熱量損失；臥式設置的傳輸帶迴轉並帶動柔性驅趕器將處於懸浮狀態的果蔬從投物口逐步驅趕至收物口，調節PID控制器的時間參數使此驅趕過程恰能完成果蔬的熱激要求；柔性驅趕器對於過大的阻力會自動向後撓曲，可避免硬性推動造成果蔬損傷。
優選方案，熱激池的前側面，或後側面，或前側面和後側面設有觀察窗，觀察窗用透明材料製成，其周邊有密封裝置；觀察窗上有水位高度標尺。
優選方案，在加熱器和氣泡發生器的上面，有保護網與傳輸帶相隔離，保護網為網格狀結構或陣列孔狀結構。保護網兼有促使整個熱激池內水中氣泡分散和趨向均勻的功能。
優選方案，投物口的下部和收物口的下部都為弧形結構，弧形結構朝向熱激池內部。
優選方案，氣泡發生器配有調節進氣量的調節閥。調節閥通過調節進氣量以調節水的平均比重。
優選方案，傳輸帶電機配有轉速調節裝置。
優選方案，加熱器為電加熱器或蒸汽加熱器。
優選方案，氣泡發生器採用多孔介質製成，或在輸氣管批量設置小孔製成。
一種採用上述任一項熱激處理的裝置進行果蔬強化熱激處理的方法，其核心特徵是，利用在水中灌進氣泡以改變水的平均比重從而使果蔬在水中處於半漂浮或懸浮狀態，藉以避免碰擦損傷，同時合理調控溫度及流程的時間以達到恰到好處地對不同的果蔬進行對應的熱激處理。其操作過程包括以下步驟：
1)、往熱激池內倒入適量的水，用於熱激所需，水量多少可通過觀察窗的水位高度標尺確定。
2)、接通電源，打開PID控制器，設定所需要達到的熱激溫度；待水的溫度到達設定值並趨於穩定後設置所要熱激處理的時間。
3)、開動傳輸帶，以便正式運行時利用柔性驅趕器將果蔬依次從投物口移送到收物口。
4)、將需要進行熱激處理的果蔬連續而均勻地投入熱激池內進行熱激；期間，通過調節閥調節空氣氣泡比例或含量，使得空氣氣泡與水混合物的平均密度略低於或接近於果蔬密度，熱激池內密度在果蔬密度正負5％範圍內波動，使得果蔬跟隨密度的變化而在熱激池中上下移動翻滾，通過觀察窗了解果蔬浮沉狀態，調節壓縮風機的流量使果蔬恰能懸浮在水面下，這樣可以使得投入的果蔬不用外力就可在水中懸浮或者微微下沉，減少或避免了機械外力以及果蔬相互作用力對其造成的損傷；利用氣泡的自然浮升力以及氣泡與水之間的相對運動，來強化果蔬表面的對流換熱效果，使得果蔬表面溫度更為均勻，減少因為傳熱不良而產生的局部熱激不足或者局部熱激過度的現象，提高整體的熱激效果。
5)、按預定時間，熱激結束，果蔬被傳輸帶的柔性驅趕器推送至收物口，即可取出果蔬。
本實用新型的有益效果是：
1、果蔬不用外力可懸浮於水中，減少了機械外力以及果蔬相互作用力對其的損傷；
2、調節壓縮風機的流量以調節對果蔬浮力，使果蔬恰能懸浮在水面下；
3、利用PID控制器調節加熱量，保證熱激池中的溫度穩定；
4、利用氣泡自然浮升力，強化對流換熱，使得果蔬表面溫度更為均勻，減少局部熱激不足或熱激過度，提高整體熱激效果；
5、上排的熱氣體回收回收輸入熱激池內，減少了外吸新風對池內溫度的衝擊，還能減少了能量損失；
6、保護網兼有促使整個熱激池內水中氣泡分散和趨向均勻的功能；
7、適用於各種果蔬；
8、連續生產，效率和產量高。
附圖說明
附圖1是本實用新型的一種實施例裝置結構的原理示意圖。
圖中，熱激池1；投物口11；收物口12；集氣罩13；傳輸帶2；柔性驅趕器21；氣泡發生器3；管道31；調節閥32；加熱器4；保護網5；壓縮風機6；集氣管道61；PID控制器7；溫度探頭71；觀察窗8；水位高度標尺81。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方案對本實用新型作進一步描述。
實施例1：
熱激池中汽水混合物的密度等於熱水密度與氣泡密度的加權平均值，權重為各自的體積百分比，汽水混合物的平均密度控制在小於熱激處理的果蔬密度。通過控制熱激池中的密度略低於果蔬密度，從而使果蔬在池中能夠自然下降的一種熱激處理方法。如圖1所示，一種果蔬強化熱激處理的裝置，包括熱激池1，熱激池1的右端上部設有投物口11、左端上部設有收物口12，投物口11的下部和收物口12的下部都為圓弧形結構，圓弧形結構都是朝向熱激池1的內部。熱激池1的下部設置有臥式的傳輸帶2，傳輸帶2下側部位的右端固定有氣泡發生器3、左端固定有加熱器4，在加熱器4和氣泡發生器3的上面，有保護網5與傳輸帶2相隔離，保護網5為網格狀結構或陣列孔狀結構，保護網5兼有促使整個熱激池1內水中氣泡分散和趨向均勻的功能。氣泡發生器3通過管道31與固定在熱激池1外部的壓縮風機6的輸出端連接，壓縮風機6的輸入端經集氣管道61與罩在熱激池1上部的集氣罩13連通，氣泡發生器3串接有調節進氣量的調節閥32，調節閥32以採用截止閥比較方便使用，調節閥32通過調節進氣量以調節水的平均比重。加熱器4與設在熱激池1外部的PID控制器7的輸出端連接，PID控制器7的輸入端與溫度探頭71連接，溫度探頭71固定在熱激池1左端靠近傳輸帶2上側的部位；PID控制器7適用於高精度測量控制的系統，可根據被控對象自動得出最佳控制參數。傳輸帶2的表面連接有柔性驅趕器21，柔性驅趕器21是由橡膠片構成，橡膠片21的下端與傳輸帶2固定連接，上端為懸臂狀態，而且上端略往右端傾斜，傾斜的角度可選為10～30°，之所以向右(即向後)傾斜，是考慮到驅趕果蔬時有個斜向左上方的分力。熱激池1的前側面設有長方形結構的觀察窗8，觀察窗8用透明材料製成，透過觀察窗8可以觀察到熱激池1從下到上的果蔬的整個動態信息，觀察窗8的周邊襯有同樣長方形形狀的橡膠密封條並緊固，以構成密封裝置；觀察窗上有水位高度標尺81。
本實施例採用截止閥作為調節閥32，是因為截止閥具有閥座通口的變化與閥瓣行程成正比的特點，這種比例關係非常適用於對流量的調節，其次，在設備停機時，截止閥可以關斷通路，防止熱激池中的水倒灌進入壓縮風機6。
傳輸帶2電機配有轉速調節裝置，電機固定在熱激池外部，電機軸通過熱激池壁上的密封裝置與傳輸帶的帶輪軸連接。
加熱器4為電加熱器，在熱激池1中配循環泵，循環泵的輸入口設置在電加熱器的附近，這樣可有利於電加熱器的表面通過對流傳熱，從而降低電加熱器內部的溫度梯度，循環泵的輸出口設在投物口11附近或集氣罩13的下面，如有必要，可在輸出口下部設置過濾網。
氣泡發生器3採用多孔介質製成，本實施例採用大孔徑粉末冶金材料(陶瓷)製成。陶瓷材料可阻止壓力不甚大的水倒灌，頂多是有所滲透，這在正常工作時是可以避免的。氣泡發生器也可以採用在輸氣管批量設置小孔製成，但那樣就需要在壓縮風機6之出口端增設止回閥或者將壓縮風機安裝位置提高到熱激池1中最高水位之上，以免水流倒灌。
果蔬自投物口11加入熱激池1，由收物口12取出。向熱激池1中加水使水位達到要求的高度，由設定參數的PID控制器7控制加熱器4對水進行加熱，實際的水溫由溫度探頭71檢測並反饋至PID控制器7；開動壓縮風機6通過氣泡發生器3對熱激池1的水從底部灌入氣泡以改變和調節水的平均比重，達到使果蔬在水中能夠處於懸浮狀態。經水中穿透後的氣流帶有熱量，該熱氣流被集氣罩13回攏再經壓縮風機6回灌至熱激池1以避免熱量損失；臥式設置的傳輸帶2迴轉並帶動柔性驅趕器21將處於懸浮狀態的果蔬從投物口11逐步驅趕至收物口12，調節PID控制器7的時間參數使此驅趕過程恰能完成果蔬的熱激要求；柔性驅趕器21對於過大的阻力會自動向後撓曲，可避免硬性推動造成果蔬損傷。
實施例2：
一種採用上述任一項熱激處理的裝置進行果蔬強化熱激處理的方法，其特徵是，該處理方法的核心是利用在水中灌進氣泡以改變水的平均比重從而使果蔬在水中處於半漂浮或懸浮狀態，熱激池中氣泡以1-15min的周期形式使得池內熱激水密度周期波動，從而導致熱激果蔬上下移動翻滾，同時合理調控溫度及流程的時間以達到恰到好處地對不同的果蔬進行對應的熱激處理。其操作過程包括以下步驟：
1)、往熱激池1內倒入適量的水，用於熱激所需，水量多少可通過觀察窗8的水位高度標尺81確定。
2)、接通電源，打開PID控制器7，設定所需要達到的熱激溫度；待水的溫度到達設定值並趨於穩定後設置所要熱激處理的時間。
3)、開動傳輸帶2，以便正式運行時利用柔性驅趕器21將果蔬依次從投物口11移送到收物口12。
4)、將需要進行熱激處理的果蔬連續而均勻地投入熱激池1內進行熱激；期間，通過調節閥32調節空氣氣泡比例或含量，使得空氣氣泡與水混合物的平均密度略低於或接近於果蔬密度，通過觀察窗8了解果蔬浮沉狀態，調節壓縮風機6的流量使果蔬恰能懸浮在水面下，這樣可以使得投入的果蔬不用外力就可在水中懸浮或者微微下沉，減少或避免了機械外力以及果蔬相互作用力對其造成的損傷；利用氣泡的自然浮升力，還能強化果蔬表面的對流換熱效果，使得果蔬表面溫度更為均勻，減少因為傳熱不良而產生的局部熱激不足或者局部熱激過度的現象，提高整體的熱激效果。
5)、按預定時間，熱激結束，果蔬被傳輸帶2的柔性驅趕器21推送至收物口12，即可取出果蔬。
本實用新型果蔬強化熱激處理裝置，具有結構緊湊，操作簡便，果蔬損傷少，熱激溫度波動小，熱激質量好，節約能源、連續生產效率高，且適用性廣的優點。本領域的技術人員如果對上述實用新型內容作簡單的修改或替換，這樣的改變不能認為是脫離本實用新型的範圍，所有這樣對所屬領域的技術人員顯而易見的修改將包括在本實用新型的權利要求的範圍之內。