CN103008287B - 一种多功能清洗机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能清洗机，包括清洗容器、传动带、搅拌电机、搅拌叶片，所述传送带的部分工作区域设置在清洗容器的内表面底部，并由传送带电机驱动，所述清洗容器内部安装有搅拌叶片，搅拌叶片由搅拌电机驱动，所述清洗容器外部设置有超声波振子和紫外线杀菌灯，并通过管道连接有一臭氧水机，所述的超声波振子安装在清洗容器的底部位置，并通过电缆与超声波发生器相连，本发明将紫外线杀菌灯、臭氧水机、超声波振子和清洗容器相连，配合机械搅拌清洗，起到进一步杀菌和分解农残作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能清洗机，特别适用于在初加工阶段需要去除农残、细菌且不适用高温、化学试剂和辐照工艺处理的农产品。
背景技术
随着人民物质生活水平的不断提高和我国加入WTO,我们从简单的关注农产品的清洁，到开始关注农产品的营养和风味、农产品加工中的环境保护、农产品所含细菌和农残的去除、农产品是否存在辐照残留。目前细菌和农残的去除方法主要依靠高温、化学清洗剂和辐照，由于高温会破坏农产品的营养，化学清洗剂会带来环保问题，辐照有着较高的成本和产生辐照残留，所以一些新的技术比如超声波、紫外线、臭氧开始应用于物料的清洗、杀菌、去农残工艺中。目前超声波清洗技术主要用于工业用品的清洗，臭氧和紫外线技术主要用于食品厂和药品厂的车间空气消毒和工艺用水消毒，并且以这些技术为依托出现了一些功能单一的相关的设备，比如超声波清洗机、臭氧水机、臭氧发生器、紫外线杀菌灯等。
我们经过多次实验发现：机械搅拌清洗、超声波清洗、臭氧水清洗、紫外线照射在去除农残和杀菌时有各自的局限，具体表现在：机械搅拌清洗只能清洗食品表面，对于细菌不能杀灭，对于藏匿于食品皱褶里的污物、细菌没有什么效果；某些特殊质地的物料不适合机械搅拌清洗；超声波可以清洗藏匿于食品皱褶里的污物、细菌，但是其空化作用时会在局部产生上千个大气压力，破坏被洗物品的表面、形态，对于某些多汁且表面脆弱的物品，需要控制超声波强度，超声波的传递有一定的方向性，清洗容器中如果没有搅拌系统，则被清洗物料不能均匀的得到超声波作用；紫外线照射没有穿透性，只能杀灭所照射的物体表面，且紫外线杀菌具有选择性，大肠杆菌、黄金色葡萄球菌、黄曲霉菌的灭杀必须照射计量分别为4.5mJ/m2、9.3mJ/m2、120mJ/m2，因此不适用于被霉菌污染的物品；对于含油脂过高的食品，照射过久会导致油脂氧化变味；臭氧对大部分革兰氏阴性菌有效，但对大部分革兰氏阳性菌、特别是耐热性芽孢的杀灭比较困难，臭氧有漂白作用，对于某些容易变色而又需要护色的物料，需要控制其浓度。
由于机械水流清洗、超声波清洗、臭氧水清洗、紫外线照射在清洗、去除农残和杀菌时有上述各自的局限，所以这些功能单一的相关设备在清洗、杀菌、去农残方面的有效性、适应性不是很理想，还没有规模化使用在农产品清洗杀菌工艺中。近几年一些知名的食品、药品、保健品企业屡屡出现细菌超标、农残过量、辐照残留超标等质量问题，都说明我们的农产品清洗设备还处于一个技术比较落后的状况，急需进一步提高。
发明内容
为了弥补上述技术的不足，本发明提供一种在农产品的清洗、去除农残和杀菌方面性能较好的清洗设备，且该清洗设备有较好的产品适应性、环保性、非破坏营养性。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能清洗机，包括清洗容器、传动带、搅拌电机、搅拌叶片，所述传送带的部分工作区域设置在清洗容器的内表面底部，并由传送带电机驱动，所述清洗容器内部安装有搅拌叶片，搅拌叶片由搅拌电机驱动，所述清洗容器的外部设置有超声波振子和紫外线杀菌灯，并通过管道连接有一臭氧水机；所述紫外线杀菌灯与清洗容器之间的密封照射窗口为石英玻璃，且所述紫外线杀菌灯安装在清洗容器的侧面或底面或侧面和底面同时安装；所述臭氧水机与清洗容器之间通过臭氧水进水管和臭氧水回水管连接，所述臭氧水回水管上设置有过滤器，所述超声波振子通过电缆与超声波发生器相连，且超声波振子安装在清洗容器的底部或侧部或者底部与侧部同时安装。
所述臭氧水机内附带循环水泵，臭氧水回水管上设置有过滤器,使清洗容器内的臭氧水不断通过过滤器和臭氧水机循环，以保持清洗容器内清洗水的臭氧浓度和洁净度，且循环水泵使臭氧水进水管有一定的水流压力，对于不便使用搅拌叶片搅拌的农产品，该压力仍然能使清洗容器内的农产品做一定的翻转，以便均匀接收紫外线和超声波。
尽管浓度小于1mg/L的低浓度臭氧水也有初步的杀菌能力，但是其杀菌种类较少、杀菌效果较低，作为优选，我们选择的臭氧水机为高浓度臭氧水机，额定最高浓度可以达到或超过10mg/L，且实际工作浓度可以调节。
所述紫外线杀菌灯与清洗容器之间的密封照射窗口为石英玻璃，且所述紫外线杀菌灯安装在清洗容器的侧面或底面或侧面和底面同时安装，这样使得紫外线可以通过石英玻璃以较低的衰减量照射清洗容器内部的农产品。
虽然紫外线杀菌灯照射窗面的照射强度在5W/cm2以下也有初步的杀菌能力，但是其杀菌种类较少、杀菌效果较低，作为优选，我们选择的紫外线杀菌灯为高功率紫外线杀菌灯，其照射窗面的额定照射强度可以达到或超过20W/cm2，且实际照射强度可以调节。
所述的超声波振子可以安装在清洗容器的底面或者侧面或者底面和侧面同时安装，这样方便超声波可以全方位的作用到农产品上。
超声波振子的额定功率依据清洗容器的体积而定，超声波振子的额定功率和清洗槽有效容积之比在0.01W/cm3以下也有初步的清洗、杀菌能力，但是其效果较差，作为优选，我们选择的超声波振子的额定功率和清洗槽有效容积之比可以达到或超过0.02W/cm3，超声波振子的实际工作功率可以由超声波发生器调节。
作为本发明的进一步改进，所述的传送带为网式传送带，且网孔直径为3-20mm，带有网孔的传动带使得清洗容器底部的超声波和紫外线能够通过网孔作用于被清洗农产品，并且可以使被清洗掉的沙石颗粒通过网孔沉淀于清洗容器的底部，并被及时过滤。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌叶片为可拆卸和可更换的叶片，这样可以方便根据清洗农产品的形状、质地选择使用不同类型的搅拌叶片，搅拌叶片的搅拌不仅有清洗作用，还有助于被清洗农产品在清洗容器内翻动、伸展，以便于被清洗农产品均匀接收到紫外线照射和超声波振动，充分与臭氧水接触。
作为本发明的进一步改进，所述的搅拌电机、超声波发生器、臭氧水机、紫外线杀菌灯和传送带电机通过电缆与PLC电气控制柜相连，并接受其控制；PLC电气控制柜有专门的程序和操作界面，便于操作者针对特定的被清洗农产品对臭氧浓度、超声波的频率和功率、紫外线的强度、搅拌电机的转速、传送带电机的转速、各个部件的工作时间等参数进行特定的设定。
作为本发明的进一步改进，所述的清洗容器为长槽型，当大批量清洗时，可以选择长槽型并在清洗容器中设置传送带，当小批量清洗农产品时，可以选择方槽形或圆槽型并在槽内设置单个网筐进行清洗，尽管多个单槽串联，并配合导轨以及可以升降平移的多个网框也能满足大批量清洗的需要，但是作为优选，我们一般选择长槽型容器和传送带的配合方式。
本发明依据的原理主要为机械搅拌、超声波、臭氧、紫外线在农产品的清洗、去除农残和杀菌方面有互补性、叠加性、环保性、非破坏营养性。这些性能可以举例为以下几点：
1：由于超声波、紫外线有一定的方向性，机械搅拌可以使被清洗物体在清洗容器内翻滚，从而均匀得到超声波和紫外线的作用。
2：对于紫外线、臭氧难以杀灭的芽孢，超声波的空化作用能以物理的方式摧毁其芽孢壁壳，既而便于紫外线和臭氧对其灭杀。
3：超声波与臭氧氧化技术结合可使臭氧充分分散与溶解，在减少臭氧的投加量同时提高其氧化能力，借助于超声空化效应及其产生的物化作用来强化臭氧的分解，产生大量的自由基；超声波产生的高温高压“臭氧空化泡”更容易分解细菌和农残；超声波对臭氧氧化能力的强化作用不只是两者的简单相加,而是质的飞跃。
4：细菌、农残往往存在农作物表面的蜡质、油脂、绒毛、皱褶中，这些结构往往阻碍臭氧水细菌、农残与细菌、农残的接触，而超声波的振动和空化效应，有助于减少这种阻碍。
5：臭氧对浑浊的清洗水有脱色作用，清洗水的清澈，有助于提高紫外线在清洗水中的穿透距离。
6：臭氧与紫外线之间的协同作用可显著地加快有机物的降解速率，大大降低其化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)的含量，降低清洗水污染环境的程度。
7：机械磨损和超声波的空化作用可能导致金属材料加速腐蚀，继而清洗溶液中铁、镁等离子浓度会增加，而臭氧可使铁、镁离子氧化生成不溶性盐分而除去，减少被清洗农作物可能存在的重金属超标风险。
8：超声波是一种物理振动，紫外线和臭氧只能作用于被清洗的农作物的表面，所以他们具有非破坏营养性。
本发明的有益效果是：对比已有的一些功能单一的相关的设备或者这些设备的简单的串联方案，本发明将机械搅拌、超声波、臭氧、紫外线、PLC控制等技术有效结合，其结构和功能不只是简单的叠加,而是质的飞跃，使得细菌、农残、异物等被清除对象在一台设备上即可得以有效清除；细菌、农残和异物等在清洗中被及时的杀死、分解和过滤，当物料离开清洗水面时，不存在二次被污染的可能；该设备通过更换搅拌叶片，调整搅拌速度、控臭氧浓度、紫外线强度、超声波功率等参数，使得该设备可以适应清洗较广的农产品；清洗水可以循环使用，节约资源；清洗水中的COD和BOD的含量在清洗阶段已经被初步降解，保护了环境；且设备结构紧凑，投资小，占地少，在日后农产品的清洗领域极具经济价值和推广价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、清洗容器，2、超声波振子，3、超声波发生器，4、臭氧水机，5、过滤器，6、臭氧水进水管，7、臭氧水回水管，8、紫外线杀菌灯，9、石英玻璃，10、搅拌电机，11、搅拌叶片，12、传送带，13、传送带电机，14、PLC电气控制柜。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式和附图对本发明作进一步的阐述。
如图1示出了一种多功能清洗机，包括清洗容器1、传动带12、搅拌电机10、搅拌叶片11，所述传送带12的部分工作区域设置在清洗容器1的内表面底部，并由传送带电机13驱动，所述清洗容器1内部安装有搅拌叶片11，搅拌叶片11由搅拌电机10驱动，所述清洗容器1外部设置有超声波振子2和紫外线杀菌灯8，并通过管道连接有一臭氧水机4，所述臭氧水机4与清洗容器1之间通过臭氧进水管6和臭氧回水管7连接，所述的超声波振子2安装在清洗容器1的底部位置，并通过电缆与超声波发生器3相连，超声波发生器3发出的高频振荡信号通过超声波振子2转换成高频机械振荡，并穿过清洗容器1的不锈钢底板向清洗容器1内部传递超声波振动,将紫外线杀菌灯8、臭氧水机4和超声波振子2同时安装在清洗容器1上，可以同时工作，起到进一步杀菌和分解农残的作用，其结构和功能不只是简单的叠加,而是质的飞跃。
所述臭氧水机4内附带循环水泵，臭氧水回水管7上设置有过滤器5,使清洗容器1内的臭氧水不断通过过滤器5和臭氧水机4循环，以保持清洗容器1内清洗水的臭氧浓度和洁净度，且循环水泵使臭氧水进水管6有一定的水流压力，对于不便使用搅拌叶片搅拌的农产品，该压力仍然能使清洗容器1内的农产品做一定的翻转，以便均匀接收紫外线和超声波；所述紫外线杀菌灯8与清洗容器1之间密封照射窗口为石英玻璃9，且所述紫外线杀菌灯8安装在清洗容器1的侧面或底面或侧面和底面同时安装，这样使得紫外线可以通过石英玻璃9以较低的衰减量照射清洗容器1内部的农产品；所述的超声波振子2可以安装在清洗容器1的底面或者侧面或者底面、侧面同时安装，这样方便超声波可以全方位的作用到农产品上；所述的传送带12为网式传送带，且网孔直径为3mm，网孔直径太小就阻碍了超声波，直径太大会降低网袋的强度，当然网孔直径只要在3-20mm都可以，带有网孔的传动带12使得清洗容器1底部的超声波和紫外线能够通过网孔作用于被清洗农产品，并且可以使被清洗掉的沙石颗粒通过网孔沉淀于清洗容器1的底部,进一步被过滤掉；所述搅拌叶片11为可拆卸和可更换的叶片，这样可以方便根据清洗物料的质地和形状选择使用不同类型的搅拌叶片11，搅拌叶片11的搅拌不仅有助于物料的清洗，还有助于被清洗物料在清洗容器1内翻动、伸展，以便于被清洗物料均匀接收到紫外线照射和超声波振动，充分与臭氧水接触；所述的搅拌电机10、超声波发生器3、臭氧水机4、紫外线杀菌灯8和传送带电机13通过电缆与PLC电气控制柜14相连，并接受其控制，PLC电气控制柜14有专门的程序和操作界面，便于操作者针对特定的被清洗农产品对臭氧浓度、超声波的频率和功率、紫外线的强度、搅拌电机的转速、传送带电机的转速、各个部件的工作时间等参数进行特定的设定。
图1中仅给出了本发明的优选方式，即长槽型清洗容器，当然本发明的清洗容器也可以为方槽型或者圆槽型，当小批量清洗农产品时，可以选择方槽形或圆槽型并在槽内设置单个网筐进行清洗,尽管多个单槽串联，并配合导轨以及可以升降平移的多个网框也能满足大批量清洗的需要，但是作为优选，我们一般选择长槽型容器和传送带的配合方式。
其工作过程为：(仅列举清洗金银花时的工作过程)
1：检测被清洗的金银花，确定其所含的细菌、农残的种类和数量，并制定相关清洗参数；
2：通过臭氧水机4向清洗容器1内注入适量的臭氧水，并保持循环，以确保臭氧水的臭氧浓度；
3：选择合适的搅拌叶片11，即：选择毛刷式搅拌叶片；
4：启动搅拌电机10、超声波发生器3、紫外线杀菌灯8和臭氧水机4，并设定工作时间等相关参数；
5：开启传送带12；
6：以和传送带12配套的速度和数量从传送带12的进料端均匀加入需要清洗的金银花；
7：从传送带12的出料端接受已经清洗的金银花；
8：停机后撇去浮于水面的叶片等，去除过滤器5内部的颗粒沙石，清理毛刷式搅拌叶片11上可能存在的纤维、毛发；
9：工作结束。
本发明的设备主要用于农产品的清洗，当然也不仅限于农产品的清洗，也可以用于餐具、医疗器械、宾馆器具等需要卫生消毒的用品。
Claims (4)
1.一种多功能清洗机，包括清洗容器（1）、传送带（12）、搅拌电机（10）、搅拌叶片（11）；所述传送带（12）的部分工作区域设置在清洗容器（1）的内表面底部，并由传送带电机（13）驱动；所述清洗容器（1）内部安装有搅拌叶片（11），搅拌叶片（11）由搅拌电机（10）驱动；所述搅拌叶片（11）为可拆卸和可更换的叶片；
其特征在于：所述清洗容器（1）的外部设置有超声波振子（2）和紫外线杀菌灯（8），并通过管道连接有一臭氧水机（4）；所述紫外线杀菌灯（8）与清洗容器（1）之间的密封照射窗口为石英玻璃（9），且所述紫外线杀菌灯（8）安装在清洗容器（1）的侧面或底面或侧面和底面同时安装；所述臭氧水机（4）与清洗容器（1）之间通过臭氧水进水管（6）和臭氧水回水管（7）连接；所述臭氧水回水管（7）上设置有过滤器（5）；所述的超声波振子（2）通过电缆与超声波发生器（3）相连。
2.根据权利要求1所述的多功能清洗机，其特征在于：所述的传送带（12）为网式传送带，且网孔直径为3-20mm。
3.根据权利要求1所述的多功能清洗机，其特征在于：所述的搅拌电机（10）、超声波发生器（3）、臭氧水机（4）、紫外线杀菌灯（8）和传送带电机（13）通过电缆与PLC电气控制柜（14）相连，并接受其控制。
4.根据权利要求1所述的多功能清洗机，其特征在于：所述的清洗容器（1）为长槽型。
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