專利名稱：果蔬保鮮用一氧化氮發(fā)生裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于果蔬保鮮用儀器設備，特別涉及一種用于果蔬保鮮的一氧化氮(NO)發(fā)生裝置。
背景技術：
自1996年以色列植物學家Leshem首次發(fā)現(xiàn)植物體內(nèi)一氧化氮(NO)合成以來，NO就引起了植物生理學界的關注。迄今為止人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它對植物的呼吸、光形態(tài)、種子萌發(fā)、葉片生長、氣孔運動等生理過程都有作用。1997年，Leshem等通過對園藝產(chǎn)品的研究發(fā)現(xiàn)，果實采后可以產(chǎn)生NO，隨著果實的成熟和衰老，組織內(nèi)NO的水平逐漸降低，乙烯的水平逐漸升高。進一步研究證實，植物體可以通過提高NO的合成，抑制乙烯的合成或降低組織對乙烯的敏感度從而延緩組織的成熟衰老。最新研究顯示，對一些園藝作物如香蕉、番茄、柿、鱷梨、柑橘、蘑菇等采用低濃度NO(1～10μL/L)熏蒸處理，果蔬內(nèi)源乙烯受到抑制，成熟和衰老有所延緩，與對照相比較貨架期可延長50％～150％。盡管NO處理果蔬取得了一定的成功，但是如何在果蔬保鮮操作中高效率制取NO并用于果蔬保鮮目前仍屬空白。
目前應用于果蔬保鮮的一氧化氮氣體，通常采用高壓氣瓶稀釋法或采用化學合成辦法。這兩種辦法分別存在著各自的缺點。對于采用高壓氣瓶稀釋方法，在實際生產(chǎn)過程中，很可能發(fā)生以下問題1、高壓氣瓶貯存、運輸、操作的復雜性及安全性問題，特別不適合中國廣大農(nóng)村果蔬產(chǎn)地使用；2、成本高。高壓氣體用于果蔬保鮮屬于消耗性產(chǎn)品，目前僅可在一些科技力量較強的大中城市購買，在果蔬產(chǎn)地不易補充，造成采用一氧化氮保鮮方法的成本較高。而對于采用化學合成方法，則存在以下問題1、化學反應的操作安全性問題。對于目前中國果蔬生產(chǎn)者來講，掌握一定的化學操作知識尚存在困難；2、發(fā)生系統(tǒng)的成本較高。一些藥品價格較高及所需的設備成本較高；3、反應副產(chǎn)物處理成本較高，存在造成環(huán)境污染的可能?；瘜W反應過后產(chǎn)生的大量廢液處理成本較高，一些農(nóng)民為節(jié)約成本可能直接傾倒廢液，將直接污染環(huán)境。
因此，設計一種操作簡便、能夠隨時產(chǎn)生并且不需存貯的低成本一氧化氮發(fā)生裝置，已經(jīng)成為果蔬保鮮產(chǎn)業(yè)急待解決的問題。
從1999年開始，日本學者Namihira和Akiyama以干燥空氣或采用純氮氣及氧氣為原料，采用直流高壓脈沖放電的方法合成一氧化氮。他們采用直流脈沖，以火花間隙開關(spark gapswitch)控制脈沖頻率，其脈沖振蕩頻率為1.25×106Hz，在1L/min流速下，產(chǎn)生了300μL/L一氧化氮，其中產(chǎn)生了較高的二氧化氮(NO2)有害氣體，其NO2/(NO+NO2)約為25％?？梢?，其固有缺點有1、采用完全干燥空氣，對于實際生產(chǎn)是不可能實現(xiàn)的；2、采用純氮氣及氧氣，造成使用中仍不能擺脫高壓氣瓶，不利于農(nóng)村產(chǎn)地推廣；3、NO產(chǎn)量過低，無法處理大量果蔬產(chǎn)品。4、NO2/(NO+NO2)比例過高，會對果蔬采后生理造成不利影響。5、成本高，該系統(tǒng)無法擺脫氮氣氧氣測量系統(tǒng)，無法實現(xiàn)低成本使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種果蔬保鮮用一氧化氮發(fā)生裝置，避免了使用高壓NO氣瓶及氮氣、氧氣高壓氣瓶，直接以大氣中的空氣為原料，通過調(diào)控高頻高壓脈沖的一系列放電條件，使高頻放電過程中能夠產(chǎn)生極高濃度的NO(0～1800μL/L，氣體流速3L/min)，其產(chǎn)量遠高于目前所知放電系統(tǒng)，并且產(chǎn)生的NO2有害氣體極少，其NO/NO2比例極低。
本發(fā)明是這樣構成的包括依次相連接的氣泵、潔凈空氣過濾裝置、流量控制器，位于電磁屏蔽包復體內(nèi)的等離子放電反應腔體，在這個等離子放電反應腔體中，安裝有一對與高壓脈沖發(fā)生器相連接的電極；等離子放電反應腔體的輸出端連接有凈化器。
本發(fā)明直接以空氣為原料，產(chǎn)生用于果蔬保鮮的NO氣體，因此使用方便，無需貯存，操作方便，經(jīng)濟實用，特別適合中國廣大農(nóng)村果蔬產(chǎn)地使用。在市電220V條件下，產(chǎn)生的NO濃度在0～1800μL/L內(nèi)，放電時產(chǎn)生的NO2約占(NO+NO2)的8％，經(jīng)副產(chǎn)物吸收系統(tǒng)凈化器處理，可完全除去NO2氣體，本發(fā)明集NO發(fā)生系統(tǒng)、NO2系統(tǒng)及氣體監(jiān)測系統(tǒng)于一體，體積小，成本低，移動使用方便。


圖1本發(fā)明的系統(tǒng)裝置示意圖。
圖2高頻脈沖發(fā)生器示意圖。
圖3凈化器簡圖。
圖1中1、高壓脈沖發(fā)生器；2、載氣；3、流量控制器；4、等離子放電反應腔體；5、尖端電極；6、平端電極；7、凈化器；8、氣體檢測器；9、產(chǎn)物氣體；10、氣泵；11、潔凈空氣過濾裝置；12、容器；13、進氣管；14、輸氣管；15、兩容器之間的連接管。
具體實施例方式
本發(fā)明包括依次相連接的氣泵10、潔凈空氣過濾裝置11、流量控制器3，位于電磁屏蔽包復體內(nèi)的等離子放電反應腔體4，在這個等離子放電反應腔體中，安裝有一對與高壓脈沖發(fā)生器1相連接的電極；等離子放電反應腔體的輸出端連接有凈化器7。
上述等離子放電反應腔體4是由具有耐熱耐腐蝕的特氟龍材料制作的管，管外包覆接地的金屬膜以實現(xiàn)電磁屏蔽，管內(nèi)的電極結構為由尖端電極5和平端電極6所組成的尖端—平端電極結構，材料均為鎢鋼，尖端電極5是將鎢鋼材料加工成頂端60°的尖端，電極間距可在0～1cm內(nèi)任意調(diào)節(jié)，潔凈空氣由氣泵提供，經(jīng)潔凈空氣過濾裝置11、流量控制器3進入等離子放電反應腔體，氣體流速可在0～5L/min隨意調(diào)節(jié)；凈化器7采用化學方法吸收產(chǎn)物氣體中的NO2；氣體檢測器8采用電化學方法，可分析產(chǎn)物氣體中的NO、NO2及O2，該部件為可選部件，主要用于分析經(jīng)等離子放電反應腔體4發(fā)生的氣體和經(jīng)凈化器7凈化氣體中的NO、NO2及O2；高壓脈沖發(fā)生回路1、潔凈空氣過濾裝置11、流量控制器3、等離子放電反應腔體4、尖端電極5、平端電極6、凈化器7安裝在同一箱體之中。氣體檢測器8可選擇安裝在同一箱體中或單獨安裝。
本發(fā)明直接以環(huán)境大氣中的空氣為原料。通過氣泵以一定流速注入系統(tǒng)，經(jīng)微孔凈化裝置獲得干凈空氣。高壓脈沖發(fā)生回路產(chǎn)生的高壓高頻脈沖加在尖端電極5和平端電極6上就能夠產(chǎn)生高壓高頻電弧放電，產(chǎn)生高溫等離子體，該等離子體內(nèi)含有一定濃度的NO氣體，通過調(diào)節(jié)輸入電壓、電極間距和載氣流速，可以實現(xiàn)NO在0～1800μL/L范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，且在等離子體反應器出口監(jiān)測到的NO2/(NO+NO2)比值小于8％，經(jīng)凈化器7吸收后可使NO2/(NO+NO2)比值接近0。
高壓脈沖發(fā)生回路如圖2所示，包括電源，降壓電容C1，保護電阻R1，整流堆Bridge2，分壓電阻R2，振蕩電容C2，電感L1，二極管D1，可控硅SCR，高頻變壓器T和控制器。電源即為市電220V AC，經(jīng)降壓電容降壓由整流堆Bridge2轉(zhuǎn)化為具有一定脈沖寬度的直流電壓?？刂破骺筛鶕?jù)電容C2的充放電電壓控制可控硅動作，可控硅控制由電感L1、高頻變壓器T組成的振蕩回路輸出高頻高壓脈沖。該脈沖回路可提供脈沖寬度30μS，峰值電壓13kV的高頻高壓脈沖。
上述高頻脈沖發(fā)生器的具體構造是交流電源通過阻容降壓電路連接到整流橋的交流輸入端，整流橋的輸出端并接一個電阻，又通過一個LC振蕩電路連接到高頻交流變壓器的原邊一端，高頻交流變壓器原邊的另外一端通過一個可控硅與LC振蕩電路相連接；可控硅的觸發(fā)極與控制電路相連接，高頻交流變壓器的副邊與電極相連接。
上述凈化器包括若干個盛裝有堿液的容器12，所述容器聯(lián)接有通往堿液的進氣管13和向外輸出的輸氣管14，所述凈化器的進氣端和出氣端分別安裝有氣體檢測器8測試探頭。所述凈化器的工作原理為通過一定濃度NaOH溶液與發(fā)生氣體的逆流，達到吸收發(fā)生氣體中NO2的目的。
本系統(tǒng)還可選擇設置氣體監(jiān)測設備，用于系統(tǒng)測試時分析輸出氣體中的NO、NO2和O2濃度。本系統(tǒng)輸出氣體濃度穩(wěn)定，在用于果蔬實際生產(chǎn)中時，可不選擇氣體監(jiān)測設備以節(jié)約成本，氣體監(jiān)測設備由于屬于可選擇部件，因此未集成入設備箱體。
權利要求
1.一種果蔬保鮮用一氧化氮發(fā)生裝置，其特征在于包括依次相連接的氣泵、潔凈空氣過濾裝置、流量控制器，位于電磁屏蔽包復體內(nèi)的等離子放電反應腔體，在這個等離子放電反應腔體中，安裝有一對與高壓脈沖發(fā)生器相連接的電極；等離子放電反應腔體的輸出端連接有凈化器。
2.根據(jù)權利要求1所述的果蔬保鮮用一氧化氮發(fā)生裝置，其特征在于所述等離子放電反應腔體由特氟龍材料制成，所述的與高頻脈沖發(fā)生器相連接的一對電極之一為尖端電極另一電極為平端電極。
3.根據(jù)權利要求2所述的果蔬保鮮用一氧化氮發(fā)生裝置，其特征在于所述尖端電極是由鎢鋼材料制成，其頂端角度為60°，所述平端電極是由鎢鋼材料制成，其頂端為平面，兩電極之間的距離為0～1cm。
4.根據(jù)權利要求3所述的果蔬保鮮用一氧化氮發(fā)生裝置，其特征在于所述高頻脈沖發(fā)生器的具體構造是交流電源通過阻容降壓電路連接到整流橋的交流輸入端，整流橋的輸出端并接一個電阻，又通過一個LC振蕩電路連接到高頻交流變壓器的原邊一端，高頻交流變壓器原邊的另外一端通過一個可控硅與LC振蕩電路相連接；可控硅的觸發(fā)極與控制電路相連接，高頻交流變壓器的副邊與電極相連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的果蔬保鮮用一氧化氮發(fā)生裝置，其特征在于所述的凈化器包括若干個盛裝有堿液的容器，所述容器聯(lián)接有通往堿液的進氣管和向外輸出的輸氣管，所述凈化器的進氣端和出氣端分別安裝有氣體檢測器測試探頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種果蔬保鮮用一氧化氮發(fā)生裝置，其特征在于包括依次相連接的氣泵、潔凈空氣過濾裝置、流量控制器，位于電磁屏蔽包復體內(nèi)的等離子放電反應腔體，在這個等離子放電反應腔體中，安裝有一對與高壓脈沖發(fā)生器相連接的電極；等離子放電反應腔體的輸出端連接有凈化器。該裝置避免了使用高壓NO氣瓶及氮氣、氧氣高壓氣瓶，直接以大氣中的空氣為原料，通過調(diào)控高頻高壓脈沖的一系列放電條件，使高頻放電過程中能夠產(chǎn)生極高濃度的NO(0～1800μL/L，氣體流速3L/min)，其產(chǎn)量遠高于目前所知放電系統(tǒng)，并且產(chǎn)生的NO
文檔編號C01B21/24GK101036482SQ20071000876
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權日2007年3月30日
發(fā)明者丹陽, 陳占幫, 徐福樂, 吳成勇 申請人:福州超大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司