本發(fā)明涉及一種葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置及使用方法，屬于采用機(jī)械、電子、激光及傳感技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)，發(fā)明的專門用于葡萄保鮮劑緩釋包裝的精準(zhǔn)釋放制孔設(shè)備。

背景技術(shù)：

葡萄是漿果類水果，采后貯運(yùn)期間容易出現(xiàn)的主要問題是干梗、脫粒和腐爛，貯運(yùn)中針對性的措施是低溫、高濕、結(jié)合使用防腐保鮮劑。低溫條件通常由冷庫和冷藏車保證，高濕一般由塑料薄膜包裝加以解決，而使用的防腐保鮮劑一般是由焦亞硫酸鹽為主要成分制成緩釋型保鮮片劑，結(jié)合專用包裝紙和其上的精準(zhǔn)開孔，實(shí)現(xiàn)SO₂的精準(zhǔn)緩慢釋放，既可有效達(dá)到防腐保鮮的目的，又不使葡萄果實(shí)產(chǎn)生SO₂氣體傷害，且保證果肉SO₂殘留在國家標(biāo)準(zhǔn)許可的范圍內(nèi)。因此，控制SO₂的釋放速率是葡萄保鮮劑使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

控制SO₂的釋放速率的途徑有：葡萄保鮮微環(huán)境的溫度和相對濕度、葡萄保鮮劑的配方、葡萄保鮮劑緩釋包裝上的微孔形狀、大小和個數(shù)。本發(fā)明涉及的葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置，就是為了解決SO₂緩釋型葡萄保鮮劑緩釋包裝上的精準(zhǔn)制孔，以保證SO₂的精準(zhǔn)可控釋放。該裝置屬于采用機(jī)械、電子、激光及傳感技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)發(fā)明的、專門用于葡萄保鮮劑緩釋包裝的精準(zhǔn)釋放制孔設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決SO₂緩釋型葡萄保鮮劑緩釋包裝上的精準(zhǔn)制孔，以保證SO₂的精準(zhǔn)可控釋放，本發(fā)明公開了了如下的技術(shù)內(nèi)容：

葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置，包括：機(jī)器架1、收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)2、脈沖激光發(fā)生器3、激光管冷卻系統(tǒng)4、煙塵和紙屑微粒抽吸裝置5；所述收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)2安裝在機(jī)器架1上，脈沖激光發(fā)生器3豎直安裝在機(jī)器架上與機(jī)架平臺面垂直，激光管冷卻系統(tǒng)4安裝在機(jī)架操作平臺下方，是一個封閉的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，給激光管進(jìn)行冷卻，保證其正常工作，煙塵及紙屑抽吸裝置5安裝在機(jī)架操作平臺下方且吸風(fēng)管道口與平臺面平行，采用真空泵和管道抽、吸取由于激光制孔產(chǎn)生的煙塵和紙屑，保持環(huán)境和制孔工作面的潔凈。

本發(fā)明所述的收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中使用了磁粉制動器6、張力控制器7、糾偏機(jī)構(gòu)8、編碼器9及變頻器10；磁粉制動器6安裝在機(jī)架兩端，張力控制器7安裝在機(jī)架中部，糾偏機(jī)構(gòu)8安裝在張力控制器7下方，編碼器安裝在糾偏機(jī)構(gòu)8右邊，變頻器10安裝在機(jī)架平臺下方；包裝紙途徑收卷磁粉制動器-編碼器-糾偏機(jī)構(gòu)-張力控制器-放卷磁粉控制器，編碼器的將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號的旋轉(zhuǎn)傳感器，這些脈沖能用來控制角位移，編碼器能得到一個速度信號，這個信號要反饋給變頻器，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出，為獲得不同的走紙速度，采用了變頻調(diào)速器。機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)可以保持走紙張力恒定，偏差微小，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)收卷和放卷機(jī)械傳動速度。

本發(fā)明所述脈沖激光發(fā)生器3與機(jī)架平臺面垂直，將發(fā)生的激光束射向葡萄保鮮片包裝紙，制取所需要特征參數(shù)的微孔。脈沖激光發(fā)生器為管式CO₂激光發(fā)生器，頻長、脈沖數(shù)和功率可人為調(diào)節(jié)設(shè)置，以得到所需要的孔徑和孔密度，激光發(fā)生器可選用玻璃式或金屬管式，發(fā)生器功率范圍為30～120w，激光制孔孔徑范圍為0.02～1mm。

本發(fā)明所述激光管冷卻系統(tǒng)4由水箱、水泵和連接管道組成，通過激光發(fā)生管外套的冷卻空間，將激光發(fā)生管的熱量帶走，維持激光管的工作溫度不高于35 ℃。

本發(fā)明所述煙塵和紙屑微粒抽吸裝置5是用來抽吸激光制孔過程中產(chǎn)生的煙霧和紙屑，以保證工作環(huán)境的衛(wèi)生和激光聚焦鏡潔凈。

本發(fā)明所述的葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置在保證緩釋型葡萄保鮮劑緩釋包裝上SO₂的精準(zhǔn)釋放。

本發(fā)明進(jìn)一步公開了葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置的使用方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行：

（1）將葡萄保鮮劑緩釋包裝紙安裝在收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的放卷氣漲軸上，將紙頭通過相關(guān)的導(dǎo)向輪后纏繞在收卷棍上，保持紙張平整順暢；

（2）調(diào)整變頻器頻率，逐步提高走紙速度至1m/s左右；

（3）開啟激光管冷卻系統(tǒng)和煙塵及紙屑抽吸裝置；

（4）開啟脈沖激光發(fā)生器，并設(shè)定所要求的，頻長、脈沖數(shù)和功率；

（5）檢查制孔效果，并進(jìn)行相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整。

本發(fā)明更加詳細(xì)的描述如下：

葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置，其特征在于包括：機(jī)器架、收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、脈沖激光發(fā)生器、激光管冷卻系統(tǒng)、煙塵和紙屑抽吸裝置。

所述的收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)器架1上，為保證收卷的緩釋包裝紙整齊、均一、緊密，收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中使用了磁粉制動器、張力控制器、糾偏機(jī)構(gòu)、編碼器和變頻器；包裝紙途徑收卷磁粉制動器-編碼器-糾偏機(jī)構(gòu)-張力控制器-放卷磁粉控制器。編碼器將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號的旋轉(zhuǎn)傳感器，這些脈沖能用來控制角位移。編碼器能得到一個速度信號，這個信號要反饋給變頻器，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出，為獲得不同的走紙速度，采用了變頻調(diào)速器機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)可以保持走紙張力恒定，偏差微小，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)收卷和放卷機(jī)械傳動速度。沖激光發(fā)生器3豎直安裝在機(jī)器架上與機(jī)架平臺面垂直；激光管冷卻系統(tǒng)4是一個封閉的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，給激光管進(jìn)行冷卻，保證其正常工作；煙塵及紙屑抽吸系統(tǒng)5采用真空泵和管道抽吸掉由于激光制孔產(chǎn)生的煙塵和紙屑，保持環(huán)境和制孔工作面的潔凈。

本發(fā)明的收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，為保證在收、放卷過程中葡萄保鮮劑緩釋包裝紙運(yùn)行速度平穩(wěn)、均一，卷紙整齊，使用了磁粉制動器、張力控制器和糾偏機(jī)構(gòu)及傳感器，編碼器的作用是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號的旋轉(zhuǎn)傳感器，這些脈沖能用來控制角位移。編碼器能得到一個速度信號，這個信號要反饋給變頻器，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出，為獲得不同的走紙速度，采用了變頻調(diào)速器。葡萄保鮮劑緩釋包裝紙寬8cm, 最大走紙速度為1.6m/s。

本發(fā)明所屬的脈沖激光發(fā)生器為管式CO₂激光發(fā)生器，頻長、脈沖數(shù)和功率可人為調(diào)節(jié)設(shè)置，以得到所需要的孔徑和孔密度。激光發(fā)生器可選用玻璃式或金屬管式，發(fā)生器功率范圍為30～120w，激光制孔孔徑范圍為0.02～1mm。

本發(fā)明所屬激光管冷卻系統(tǒng)，由水箱、水泵和連接管道組成循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，通過激光發(fā)生管外套的冷卻空間，將激光發(fā)生管的熱量帶走，維持激光管的工作溫度不高于35 ℃。

本發(fā)明所屬的煙塵及紙屑抽吸系統(tǒng)，是用來抽吸激光制孔過程中產(chǎn)生的煙霧和紙屑，以保證工作環(huán)境的衛(wèi)生和激光聚焦鏡潔凈。

本發(fā)明更進(jìn)一步公開了公開的葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置的使用方法是：

（1）將葡萄保鮮劑緩釋包裝紙安裝在收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)2的放卷氣漲軸上，將紙頭通過相關(guān)的導(dǎo)向輪后纏繞在收卷棍上，保持紙張平整順暢；

（2）調(diào)整變頻器頻率，逐步提高走紙速度至1m/s左右；

（3）開啟激光管冷卻系統(tǒng)4和煙塵及紙屑抽吸裝置5；

（4）開啟脈沖激光發(fā)生器2，并設(shè)定所要求的，頻長、脈沖數(shù)和功率；

（5）檢查制孔效果，并進(jìn)行相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整。

本發(fā)明更進(jìn)一步公開了葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置在保證緩釋型葡萄保鮮劑緩釋包裝上SO₂的精準(zhǔn)制孔方面的應(yīng)用，實(shí)驗結(jié)果顯示：控制SO₂氣體濃度的精度提高，貯藏期延長30天，貨架期延長2天。

本發(fā)明公開的葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置，與現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)相比具有的技術(shù)效果在于：

（1）現(xiàn)有常規(guī)葡萄保鮮劑緩釋包裝紙不進(jìn)行預(yù)先制孔，葡萄保鮮片劑包裝后使用前靠人工用2號大頭針人工扎眼，費(fèi)時費(fèi)共，精準(zhǔn)性差；精準(zhǔn)釋放制孔裝置在葡萄保鮮劑片劑包裝前就對包裝紙進(jìn)行了制孔，減少了保鮮劑使用前人工扎孔工序，費(fèi)用大幅降低；

（2）本發(fā)明的精準(zhǔn)釋放制孔裝置，采用精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)數(shù)量和大小制孔，使可葡萄保鮮劑S0₂可控釋放性大幅提高，提高了葡萄保鮮質(zhì)量和可靠性。

附圖說明

圖1葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置示圖

附圖2收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)控制示意圖；

附圖中序號說明如下:

1. 機(jī)器架； 2. 收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)；

3. 脈沖激光發(fā)生器 4. 激光管冷卻系統(tǒng)；

5. 煙塵及紙屑抽吸系統(tǒng) 6. 磁粉制動器

7. 張力控制器 8. 糾偏機(jī)構(gòu)

9. 編碼器 10. 變頻器。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實(shí)施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，對這些實(shí)施方案中的物料成分和用量進(jìn)行的各種改變或改動也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所用原料及試劑均有市售。

實(shí)施例1

葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置，包括機(jī)器架1、收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)2、脈沖激光發(fā)生器3、激光管冷卻系統(tǒng)4、煙塵和紙屑微粒抽吸裝置5；所述收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)器架上，脈沖激光發(fā)生器豎直安裝在機(jī)器架上與機(jī)架平臺面垂直，激光管冷卻系統(tǒng)安裝在機(jī)架操作平臺下方，煙塵及紙屑抽吸裝置安裝在機(jī)架操作平臺下方且吸風(fēng)管道口與平臺面平行，采用真空泵和管道抽、吸取由于激光制孔產(chǎn)生的煙塵和紙屑，保持環(huán)境和制孔工作面的潔凈。其中的收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中使用了磁粉制動器、張力控制器、糾偏機(jī)構(gòu)、編碼器及變頻器；磁粉制動器安裝在機(jī)架兩端，張力控制器安裝在機(jī)架中部，糾偏機(jī)構(gòu)安裝在張力控制器下方，編碼器安裝在糾偏機(jī)構(gòu)右邊，變頻器安裝在機(jī)架平臺下方；包裝紙途徑收卷磁粉制動器-編碼器-糾偏機(jī)構(gòu)-張力控制器-放卷磁粉控制器，編碼器的將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號的旋轉(zhuǎn)傳感器，這些脈沖能用來控制角位移，編碼器能得到一個速度信號，這個信號要反饋給變頻器，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出，為獲得不同的走紙速度，采用了變頻調(diào)速器。機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)可以保持走紙張力恒定，偏差微小，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)收卷和放卷機(jī)械傳動速度。

實(shí)施例2

將幅寬8cm葡萄保鮮片劑專用紙塑復(fù)合包裝紙一端安裝在放卷輪的氣漲軸上，通過導(dǎo)向輪將另一端卷在收卷輪上，保持紙張平整順暢。開啟電源開關(guān)，調(diào)節(jié)變頻器頻率，逐步提高走紙速度至1m/s左右。走紙速度控制在0.5～1.6m范圍。

同時開啟激光發(fā)生器，并設(shè)定所要求的頻長、脈沖數(shù) 。開啟激光管冷卻系統(tǒng)和煙塵及紙屑抽吸裝置，觀察設(shè)備運(yùn)行電流、電壓是否正常，正常電壓為220V±5%, 正常工作電流為0.6A。

觀察打孔的孔徑、整齊度、間距是否符合要求，并及時調(diào)整。打完一卷紙后，再重新上紙，設(shè)定的參數(shù)不再改變。

用精準(zhǔn)制好孔的包裝紙通過片劑包裝機(jī)包裝葡萄保鮮劑，規(guī)格為

每包包裝 0.5g保鮮片劑2片，每包上下兩面共分布0.2mm的微孔4個。

將采后的巨峰葡萄裝入內(nèi)襯0.03mm的聚乙烯保鮮袋的多孔塑料包裝箱內(nèi)，每袋裝葡萄3.5～5kg，敞開袋口，在0℃的冷庫內(nèi)預(yù)冷至葡萄品溫至0～1℃，按每公斤葡萄2包的劑量，放入精準(zhǔn)制孔包裝的緩釋型葡萄保鮮劑，扎好袋口在0～-1溫度下貯藏。經(jīng)氣體取樣測定，保鮮袋內(nèi)保鮮劑有效成分含量在15～25ppm范圍，葡萄不發(fā)生漂白，貯藏4個月，腐爛損耗在3%以下。

實(shí)施例3

葡萄保鮮劑緩釋包裝精準(zhǔn)釋放制孔裝置的使用方法如下：

（1）將葡萄保鮮劑緩釋包裝紙安裝在收卷和放卷機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)2的放卷氣漲軸上，將紙頭通過相關(guān)的導(dǎo)向輪后纏繞在收卷棍上，保持紙張平整順暢；

（2）調(diào)整變頻器頻率，逐步提高走紙速度至1m/s左右；

（3）開啟激光管冷卻系統(tǒng)4和煙塵及紙屑抽吸裝置5；

（4）開啟脈沖激光發(fā)生器2，并設(shè)定所要求的，頻長、脈沖數(shù)和功率；

（5）檢查制孔效果，并進(jìn)行相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整。

實(shí)施例4

對比試驗（以葡萄為例）

結(jié)論：

（1）現(xiàn)有常規(guī)葡萄保鮮劑緩釋包裝紙不進(jìn)行預(yù)先制孔，葡萄保鮮片劑包裝后使用前靠人工用2號大頭針人工扎眼，費(fèi)時費(fèi)共，精準(zhǔn)性差；精準(zhǔn)釋放制孔裝置在葡萄保鮮劑片劑包裝前就對包裝紙進(jìn)行了制孔，減少了保鮮劑使用前人工扎孔工序，費(fèi)用大幅降低；

（2）本發(fā)明的精準(zhǔn)釋放制孔裝置，采用精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)數(shù)量和大小制孔，使可葡萄保鮮劑S0₂可控釋放性大幅提高，提高了葡萄保鮮質(zhì)量和可靠性。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。