CN104475393A - 一种果蔬清洗消毒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种果蔬清洗消毒方法，利用在水中分别通入空气和臭氧对果蔬进行清洗，所述的空气和臭氧分别经由气泡发生装置产生微纳米气泡，利用微纳米气泡的特殊性质，能有效的去除油溶性农药残留，提高臭氧的溶解和杀菌效率，达到较佳的清洗效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洗消毒技术领域，尤其涉及一种果蔬清洗消毒方法。
背景技术
清洗消毒技术是农产品加工的一项共性关键技术，特别对于桑果、杨梅、草莓等浆果类水果，以及加工陈皮用的柑桔，清洗不过关会导致后续的操作过程如保鲜、制汁、酿酒、制作料理等工序微生物超标，引起食品安全问题。
在清洗消毒方面，传统的清洗方式为鼓泡清洗，气泡直径较大，通过水层时间短，清洗效果不佳。微纳米气泡清洗技术为新兴的技术，目前在日本等发达国家广泛应用于水处理、美容等行业。通常微纳米气泡是指直径在50μm以下的气泡，其中直径在1μm以上的微小气泡被称为微气泡，由于其具有上升速度慢，存在时间长，传质效率高，气泡破裂时产生自由基等特点，同时由于气泡的直径愈小，单位体积液相所具有的向截面积愈大，在通入臭氧时，臭氧与水的接触面积愈大，臭氧的利用率也就愈大，采用微米气泡体系臭氧在水中的传质系数和利用率是鼓泡系统的2倍以上。因此杀菌效率也能大大提高，但目前该技术在亚热带果蔬清洗中应用较少。
申请号为201410272143.8的中国专利《一种家用草莓清洗机》公开了一种利用臭氧气泡来达到清洗消毒目的的装置，该装置包括机身、机盖、气泵、供气管、臭氧发生器、设置在机身内底部的气泡产生装置和设置在气泡产生装置上部的旋回器，气泵和臭氧发生器均设置在机盖的内部；气泡产生装置由多个同心且不同直径的环形布气管和沿环形布气管直径方向将各环形布气管连通的连接管组成，连接管的中心与供气管相连接，环形布气管的上表面均布有出气孔；旋回器的中心位置设有轴和沿轴可旋转的叶片。该发明由气泵和臭氧产生器供气并由气泡产生装置产生上升的小气泡推动叶片旋转达到紊流从而对草莓进行清洗，该发明公开了一种清洗草莓的清洗机，也就是说同时也公开了一种清洗草莓的方法，这个方法的不足之处在于：该装置中，产生的气泡是普通气泡，气泡直径较大，在水中产生时会迅速上升到水面并破裂消失，气泡存在的时间短，并且一些角落皱褶的地方并不能有效的清洗，假如要达到一定的清洗效果则要延长清洗的时间，还有，臭氧由于气泡在水中的存在时间短不能与水中充分接触，则达不到有效的消毒效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效清除果蔬表面污物的清洗消毒方法，采用空气和臭氧的微纳米气泡对果蔬进行清洗，能达到很好的清洗效果。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：
一种果蔬清洗消毒方法，利用在水中分别通入空气和臭氧对果蔬进行清洗，所述的空气和臭氧分别经由气泡发生装置产生微纳米气泡。
水中产生微纳米气泡后，带动水扰动，在果蔬表面的微纳米气泡对液体形成局部的拉伸和压缩作用，使得气泡周边液体产生很高的压力，而气泡围绕的液体受到拉伸形成负压区，这对杂质起到吸附作用，随着气泡的流动，气泡破裂，气泡周边被压缩的液体向负压区冲击，产生猛烈撞击，在果蔬表面形成很高的冲击应力，因此果蔬表面的杂质能脱离其表面，并且微纳米气泡尺寸小，其在水中存在的时间长，能持续的作用于果蔬表面，有效的清除死角的杂质。
优选地，所述的产生空气微纳米气泡的气泡发生装置为开有孔径为0.1~5μm小孔的陶瓷管或0.1~0.5μm小孔的塑料软管。
优选地，所述的产生臭氧微纳米气泡的气泡发生装置为开有孔径为0.1~0.5μm小孔的塑料软管。
在本发明条件范围内，当气泡从陶瓷管或塑料软管溢出到水里的过程中，由于气泡发生装置也就是陶瓷管或塑料软管相对来说是一个高压的腔体，气泡相当于从高压区进入到低压区，则气泡从陶瓷管或塑料软管孔径大小的直径膨胀，随机地增大，气泡直径在0.5~10μm之间，而由于空气气泡和臭氧气泡这种尺寸小，在水中上升的速度较慢，从产生到破裂的过程中能达到几十秒甚至几分钟，在水中存在的时间长更有利于对杂质的去除；且由于两种气泡特殊的尺寸，其界面处的表面张力较为显著，表面张力对内部气体产生了压缩的作用，在在上升过程中不断收缩并表现出自身增压效应，气泡直径有无限缩小的趋势，也就是说气泡界面的比表面积也具有无限增大的趋势，气泡自身增压的特性，可以使气液界面处的传质效率持续增强，并且这种特性使得臭氧气泡即使在水体中气体含量达到过饱和条件时，仍可继续进行气体的传质过程并保持高效的传质效率，也就是说，通入臭氧产生本发明所述微纳米气泡时，臭氧与水的接触面积较普通的臭氧气泡接触面积要大，由于高效的传质效率和气泡停留的时间长，臭氧的利用率也愈大，因此杀菌率也能大大提高。
所述的通入的空气的压力为8~12kg/cm2。
每小时通入水槽的空气和水的体积比为10~20:1。
一定的压力的空气能保证大量空气微纳米气泡持续稳定的产生，能持续的对水中进行扰动，大量的气泡从而对果蔬表面形成负压区和高压区，能有效的清洗果蔬皱褶角落位置，进而达到清洗的目的。
每小时通入水槽的臭氧和水的质量比为0.5~1:10000。
臭氧的用量较空气来说少得多，臭氧在水中饱和溶解度仅有0.1~10mg/L，臭氧通过微纳米气泡的形式进入水中，在水中停留上升时间长，传质面积大，这样少量的臭氧即能在水中达到很高的传质效率，有效的杀灭病菌，并且能减少多余的臭氧逸进空气中和降低果蔬表面的臭氧残留。
清洗时间为1~5min。通过此方法对果蔬进行清洗，在短时间内即能达到很好的效果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：采用空气和臭氧联用产生微纳米气泡能有效地对果蔬表面皱褶角落位置进行有效的清洗消毒；对浆果类水果有很好的清洗保护作用，不会致使其表面破损；能有效去除油溶性农药残留；采用该方法清洗消毒的水果在后续保鲜、干燥、制汁加工等方面有着更可靠的保证。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步阐述。
实施例1：
在80L水槽中，装入50L水，采用通风量为500L/hr的压力为8kg/cm2的空气压缩机，与空气压缩机连接的气泡发生装置为均布有数个孔径为0.1μm小孔的陶瓷管，陶瓷管置于水槽底部，同时在水槽底部置入一条均布有数个孔径为0.1μm小孔的微孔塑料软管，此微孔塑料软管为与通风量为2.5g/hr的臭氧发生器连接的气泡发生装置，臭氧发生器通过该微孔塑料软管在水中产生臭氧气泡。
在水中加入8kg表面喷洒了氯氰菊酯的柑桔，清洗前柑桔表皮中初始氯氰菊酯含量为0.227mg/kg，清洗5min，检测清洗后的柑桔，表皮氯氰菊酯含量为0.091mg/kg。
实施例2：
在80L水槽中，装入50L水，采用通风量为1000L/hr的压力为12kg/cm2的空气压缩机，与空气压缩机连接的气泡发生装置为均布有数个孔径为5μm小孔的陶瓷管，陶瓷管置于水槽底部，同时在水槽底部置入一条均布有数个孔径为0.5μm小孔的微孔塑料软管，此微孔塑料软管为与通风量为5g/hr的臭氧发生器连接的气泡发生装置，臭氧发生器通过该微孔塑料软管在水中产生臭氧气泡。
在水中加入5kg桑果，清洗前桑果生物菌落总数为5.5′106CFU/g，清洗1min，清洗后的桑果微生物菌落总数减少到4.9′105CFU/g。
对比例1：
除连接空气压缩机的气泡发生装置为均布有数个孔径为0.05μm小孔的陶瓷管外，其它条件同实施例1。
清洗过程中气泡较少，柑桔翻动不充分，检测清洗后的柑桔，表皮氯氰菊酯含量为0.151mg/kg。
对比例2：
除连接空气压缩机的气泡发生装置为均布有数个孔径为10μm小孔的陶瓷管外，其它条件同实施例1。
清洗过程中气泡较大，检测清洗后的柑桔，表皮氯氰菊酯含量为0.132mg/kg。
对比例3：
除连接臭氧发生器的气泡发生装置为均布有数个孔径为0.05μm小孔的塑料软管外，其它条件同实施例2。
臭氧气泡数量较少，检测清洗后桑果生物菌落总数为2.23′106CFU/g。
对比例4：
除连接臭氧发生器的气泡发生装置为均布有数个孔径为1.0μm小孔的塑料软管外，其它条件同实施例2。
检测清洗后桑果生物菌落总数为1.32′106CFU/g。
对比例5：
除空气压缩机的通风量为250L/hr外，其它条件同实施例1。
该空气压力条件下，空气流量迅速减小，检测清洗后的柑桔，表皮氯氰菊酯含量为0.147mg/kg。
对比例6：
除空气压缩机的通风量为1500L/hr外，其它条件同实施例1。
在该条件下，桑果翻滚剧烈，桑果表面存在碰撞损伤痕迹。
对比例7：
除臭氧发生器的通风量为1.5g/hr外，其它条件同实施例2。
检测清洗后桑果生物菌落总数为1.24′106CFU/g。
对比例8
除臭氧发生器的通风量为10g/hr外，其它条件同实施例2。
在水面能明显闻到臭氧的气味，如不能及时通风，将对人健康造成危害。
对比例9：
除连接空气压缩机的气泡发生装置为均布有数个孔径为2mm小孔的钢管，连接臭氧发生器的气泡发生装置为均布有数个孔径为2mm小孔的塑料软管，其它条件同实施例1。
检测清洗后的柑桔，表皮氯氰菊酯含量为0.151mg/g，在水槽上部能闻到明显的臭氧味。
通过实施例1和对比例1和2可知，减小空气气泡的孔径，由于清洗过程中气泡量较小，柑桔翻动不充分，清洗后的柑桔表皮氯氰菊酯含量虽有下降，但幅度不大，而增大空气气泡的孔径，则由于气泡较大，不能有效的对柑桔表面皱褶角落位置进行有效清洗，表皮氯氰菊酯含量下降不理想，明显地，陶瓷管均布孔径范围为0.1~5μm小孔时最优；通过实施例1和对比例3和4可知，增大或减小臭氧气泡的孔径，不能有效的降低清洗后桑果生物菌落总数，明显地，产生臭氧气泡的塑料软管均布孔径范围为0.1~0.5μm小孔时最优；通过实施例1和2与对比例5~8可知，减小空气压缩机通风量或臭氧发生器通风量时，由于流量的迅速减小，对柑桔或桑果的清洗效果不佳，增大空气压缩机通风量或臭氧发生器通风量，进风量增加，桑果容易翻滚导致表皮有碰撞损伤痕迹，而臭氧通入量过多使水处于过饱和，空气中明显闻到臭氧的味道，如不及时通风将对人体产生危害，并且过多的臭氧还会令到清洗后的果蔬表面残留有臭氧，而本发明条件范围内臭氧不存在残留情况，明显地，每小时通入水槽的空气和水的体积比为10~20:1，每小时通入水槽的臭氧和水的质量比为0.5~1:10000时最优；通过实施例1和2与对比例9可知，采用微纳米气泡能对柑桔进行清洗较普通方式能更为高效。
上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种果蔬清洗消毒方法，利用在水中分别通入空气和臭氧对果蔬进行清洗，其特征在于，所述的空气和臭氧分别经由气泡发生装置产生微纳米气泡。
2.根据权利要求1所述的一种果蔬清洗消毒方法，其特征在于，所述的产生空气微纳米气泡的气泡发生装置为开有孔径为0.1~5μm小孔的陶瓷管或0.1~0.5μm小孔的塑料软管。
3.根据权利要求1所述的一种果蔬清洗消毒方法，其特征在于，所述的产生臭氧微纳米气泡的气泡发生装置为开有孔径为0.1~0.5μm小孔的塑料软管。
4.根据权利要求1所述的一种果蔬清洗消毒方法，其特征在于，所述通入的空气的压力为8~12kg/cm2。
5.根据权利要求1所述的一种果蔬清洗消毒方法，其特征在于，每小时通入水槽的空气和水的体积比为10~20:1。
6.根据权利要求1所述的一种果蔬清洗消毒方法，其特征在于，每小时通入水槽的臭氧和水的质量比为0.5~1:10000。
7.根据权利要求1所述的一种果蔬清洗消毒方法，其特征在于，清洗时间为1~5min。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |