[發明專利]去除蔬果保鮮庫中乙烯的等離子體偶合光催化方法與系統

無效

• 申請號: 201310179679.0
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103263825A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 葉盛英;宋賢良;羅樹燦;梁嘉亮;鄭森鴻;方一超
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B01D53/74
• 分類號: B01D53/74;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及農產品加工與貯藏技術領域，特別涉及一種去除蔬果保鮮庫中乙烯的等離子體耦合光催化方法與系統。

背景技術

乙烯作為植物激素，對植物生長、衰老等許多方面都起作用。成熟的園藝產品貯藏于保鮮冷藏庫等封閉的空間時，由于采收或剝皮、切塊初加工處理的傷口會產生大量的乙烯，累積的乙烯難以排除，容易刺激植物產生更多量的乙烯，而乙烯加速植物的成熟與老化，降低蔬果、花卉等的貯藏品質與壽命。因此，若能在保鮮冷藏庫中降解乙烯濃度，對園藝產品貯藏的效果及其品質的保證具有重要意義。

目前，脫除貯藏環境中的乙烯主要有物理型吸附法、高錳酸鉀脫除法、用于氣調庫催化脫除乙烯法、低溫等離子體技術法和光催化技術法等。但這些方法都存在較多的缺陷，如物理型吸附法，其吸收能力有限，容易發生解吸作用，清除乙烯的效果有限；高錳酸鉀脫除法，其保鮮作用不持久，需要經常更換小包裝，而且容易造成污染；用于氣調庫的催化脫除乙烯法，通過加熱催化劑及閉路循環系統完成脫除乙烯的過程，成本比較高，對制冷功率要求較高；低溫等離子體法雖具有處理流程短、適于處理低濃度大風量氣體等特點，但單獨使用時乙烯降解效率受工作電壓的影響，一般要得到高的降解效率，必須提高工作電壓，這樣就會導致臭氧排放量難于控制，對保鮮產品會造成一定傷害；光催化法雖具有能耗低、易操作沒有有害副產物產生等優點，但其也存在著效率較低、難以處理高濃度大風量氣體、催化劑易中毒失活等缺點。因此，若能將低溫等離子體法與光催化法進行有機結合，必然能有效改善蔬果的保鮮品質。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種去除蔬果保鮮庫中乙烯的等離子體耦合光催化方法，該方法可提高蔬果保鮮庫中的乙烯降解效率及蔬果保鮮品質。

本發明的另一目的在于提供一種用于實現上述方法的去除蔬果保鮮庫中乙烯的等離子體耦合光催化系統。

本發明的技術方案為：一種去除蔬果保鮮庫中乙烯的等離子體耦合光催化方法，先利用電暈放電生成等離子體對蔬果保鮮庫中的乙烯進行初步氧化降解，再利用光催化劑對蔬果保鮮庫中的乙烯進行進一步氧化降解；具體包括以下步驟：

（1）將蔬果保鮮庫中的氣體送入電暈放電等離子體偶合光催化裝置，電暈放電等離子體偶合光催化裝置內的高壓直流電源放電，利用電暈放電激發電離氣體中的O₂、N₂和H₂O，生成等離子體O₃、O、O₂^-·、^·OH、NO^·和HO₂^·，等離子體先初步氧化降解氣體中的乙烯，使乙烯處于激態；

（2）等離子體初步氧化降解氣體中的乙烯的同時，激發光催化劑，光催化劑表面的羥基^·OH及O₃被催化分解生成中間活性氧粒子O^*，將處于激態的乙烯進一步氧化降解，最終生成CO₂和H₂O，并降低O₃濃度，得到凈化氣體；

（3）凈化氣體送出電暈放電等離子體偶合光催化裝置后，通過動力風機由氣體管道返回蔬果保鮮庫。

其中，所述蔬果保鮮庫中的溫度為2～4℃，相對濕度為75%～90%。

所述步驟（1）中，高壓直流電源的電壓為6～15KV；

高壓直流電源的放電形式為采用多個放電針對金屬網電暈放電，多個放電針為陽極，金屬網為陰極。

所述步驟（2）中，所述光催化劑為納米Ag和納米TiO₂的納米復合材料，其中Ag和Ti的摩爾比為0.5:100～1:100。納米Ag的添加，有利于提高光催化劑去除乙烯的效率，并可大大降低電暈放電等離子體偶合光催化裝置出氣口處的O₃濃度。

所述光催化劑制備時，先通過輻照計量為40KGy的γ射線輻照還原AgNO₃溶液所制備納米Ag，然后在納米TiO₂中添加納米Ag，再通過輻照計量為20KGy的γ射線輻照納米TiO2和納米Ag的混合材料，從而形成納米復合材料；

光催化劑使用時，固定在活性炭纖維（ACF）上進行使用，通過以下方法制備：用丙酮清洗處理活性炭纖維，再將活性炭纖維在濃度為25mg/L的光催化劑溶液中浸漬，浸漬后提拉，然后采用紅外燈烘干。