低温等离子体果蔬杀菌设备设计

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目前大众对膳食平衡的需求越来越高,新鲜果蔬营养丰富,已经成为大众饮食必不可少的一部分。然而新鲜果蔬特别是鲜切果蔬,其容易受环境和微生物的影响,极易出现变质、腐败现象;这类现象的存在,造成新鲜果蔬货架期短,经常出现大量浪费和损失;而且误食变质果蔬易引起食品安全等问题;然而目前的食品杀菌技术,如物理杀菌、化学杀菌等技术会影响果蔬的风味和品质。因此,如何在保证新鲜果蔬品质的前提下,对其进行有效灭菌,延长果蔬的保鲜期,降低损失,让大众能省心方便的吃上新鲜的果蔬,仍是目前果蔬杀菌设备研究的前沿课题。针对果蔬杀菌领域目前存在的痛点,设计了一种基于低温等离子体杀菌技术的果蔬杀菌设备,从而实现对果蔬的冷杀菌,有效维持新鲜果蔬、鲜切果蔬的品质。开展的主要研究工作如下:1)综述了现代食品杀菌技术的优缺点,研究了等离子体杀菌的理论基础,介绍了等离子体杀菌技术在果蔬杀菌领域的优势,概括了国内外等离子体技术在果蔬杀菌理论方面发展的情况,调研了等离子体果蔬杀菌设备的现状。2)研究质量功能展开(Quality function deployment,QFD)和TRIZ这两种产品创新方法,综合分析这两种方法的优劣,构建QFD-TRIZ融合的创新方法。通过融合方法分析、总结用户的需求,确定设备的杀菌系统、传动系统和控制系统,通过质量屋确定各系统对应的设计特性,再对各系统分别求解,从而确定设备的最优解决方案。3)根据解决方案确定设备内部结构尺寸,以市场调研获得的保鲜盒尺寸确定设备杀菌仓尺寸;设备整体高度、操作尺寸等参照人机工程学标准;根据设备功能定位进行具体内部结构的设计,包括杀菌仓、升降机构及电机的选型;对关键零件进行有限元分析;以甜瓜为例进行杀菌实验,从而确定设备针对不同种类果蔬的最优杀菌参数。4)研究了市场上杀菌设备的CMF(Color-Material-Finish)处理方式,确定以功能特征来驱动设备外观设计,加入情感化设计元素;使用Key Shot软件对设备整体和关键部件赋予材质,调整灯光进行渲染出图,并附上详细设计说明、使用流程及注意事项;采用智能终端系统模型来设计设备的操作系统,优化交互逻辑,方便用户使用。通过对低温等离子体杀菌技术的研究,使用构建的融合创新方法,进行了设备的创新设计,以实验确定设备的关键参数,充分考虑人机工程学,精简操作步骤,提升使用体验,确保杀菌质量,保持果蔬品质,解决果蔬的冷杀菌问题。
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