CN105618425B - 一种超声清洗蔬菜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超声清洗蔬菜的方法，属于蔬菜加工领域。该方法的步骤如下：(1)将蔬菜置于一个具有多个频率的超声清洗装置中进行清洗，该超声频率范围为20～150kHz；(2)步骤(1)超声清洗装置流出的清洗水进入超声水处理装置进行超声处理，超声水处理装置设有换气装置对超声水处理装置的空气进行换气；(3)步骤(2)中经过超声处理的清洗水进入水过滤装置进行处理，经过过滤处理的清洗水返回步骤(1)超声清洗装置中回收利用。本发明的方法清洗的效果更好，清洁度、蔬菜在污染、节水率等方面都有较大的优势，本发明通过清洗水的超声处理和过滤处理还解决了农药的二次污染问题，与此同时增加了清洗水循环利用的次数，实现了节约用水。

Description

一种超声清洗蔬菜的方法
技术领域
本发明涉及一种清洗蔬菜的方法，特别涉及一种超声清洗蔬菜的方法，属于蔬菜加工领域。
背景技术
在我国，蔬菜是第二大农作物，全国蔬菜年产量约占世界总产量的60％左右。蔬菜种植过程中适当施用农药可减少病虫害、确保产量，但农药残留在蔬菜中可能被摄入体内，威胁人体健康。
目前，蔬菜中农残超标问题已受到广泛关注。同时超声清洗作为一种新型、高效、清洁的清洗方式被广泛应用于各类清洗操作中。超声清洗不仅能够促进蔬菜中农药扩散至清洗介质中，其独特的超声空化效应为降解农药分子提供了可能，大量相关研究证明，与常规水清洗相比，超声清洗可以有效去除蔬菜上的各种农药残留。这是因为蔬菜表面通常具有一些细小复杂的纹理结构，以及一些凸凹不平的狭缝、凹槽等，这些细小结构在手洗等方式下很难被清洁到，超声效应可有效地加速蔬菜表面附着的污染物剥落。超声空化作用下，溶液体系内产生宏观湍动，加速蔬菜表面污染物的溶解。Corridoni等人研制了连续式果蔬超声清洗设备，认为其除菌效果接近于120mg/L含氯水溶液清洗除菌效果。Lyubchik等人开发了半连续式超声果蔬清洗机，可去除99％蔬菜表面沉积污染物。
但是现有的超声清洗蔬菜的方法没有考虑超声化学作用引起的农药降解产物可能的毒性影响，以及清洗水中残余农药或农药降解物有可能沾染到被清洗蔬菜上造成二次污染问题。
因此，提供一种能够克服现有技术中的缺陷，可以根据蔬菜的种类选择超声的频率，以有效的清洗蔬菜上可能的农药残留；而且，还能够解决因为清洗过程中农药的超声化学降解产物，或者进入清洗中的农药，沾染到被清洗蔬菜上造成二次污染问题，从而可以增大清洗水的利用次数，实现节水，从而实现高效、节约地清洗蔬菜的超声清洗蔬菜的系统和方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种可以根据蔬菜的种类选择超声的频率，以有效的清洗蔬菜上可能的农药残留；而且，还能够解决因为清洗过程中农药的超声化学降解产物，或者进入清洗中的农药，沾染到被清洗蔬菜上造成二次污染问题，从而可以增大清洗水的利用次数，实现节水，从而实现高效、节约地清洗蔬菜的超声清洗蔬菜的装置。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案达到的：
一种超声清洗蔬菜的装置，其特征在于，包括超声清洗装置、超声水处理装置以及水过滤装置，所述超声清洗装置与所述超声水处理装置相连接，所述超声水处理装置与所述水过滤装置相连接，所述水过滤装置与所述超声清洗装置相连接。
优选地，所述超声水处理装置内部设有换气装置。
优选地，所述超声水处理装置为变幅杆超声器。
优选地，所述换气装置为抽风机。
优选地，所述超声清洗装置为双频超声清洗装置。
优选地，所述双频超声清洗装置为低频和高频或中频和高频。
优选地，所述低频为20～30kHz，所述中频为31～60kHz，所述高频为61～150kHz。
本发明的另一发明目的是提供一种用上述超声清洗蔬菜的装置进行超声清洗蔬菜的方法。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案达到的：
一种超声清洗蔬菜的方法，其步骤如下：
(1)蔬菜的超声清洗
将蔬菜置于一个具有多个频率的超声清洗装置中进行清洗，该多个频率的超声波的频率范围为20～150kHz；
(2)清洗水的超声处理
步骤(1)所述超声清洗装置流出的清洗水进入超声水处理装置进行超声处理，所述超声水处理装置设有换气装置对所述超声水处理装置的空气进行换气；
(3)清洗水的过滤处理
步骤(2)中所述经过超声处理的清洗水进入水过滤装置进行过滤处理，经过过滤处理的清洗水返回步骤(1)所述超声清洗装置中回收利用。
优选地，所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个低频超声波用于瓤瓜类蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.5w/cm2，在温度5～50℃下清洗时间t为0<t<5min。
优选地，所述低频超声波为20～30kHz。
优选地，所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个中等频率的超声波用于叶菜类蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.5w/cm2，在温度5～50℃下清洗时间t为0<t<5min。
优选地，所述中频超声波为31～60kHz。
优选地，所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个高频超声波用于茄属蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.5w/cm2，在温度5～50℃下清洗时间t为0<t<5min。
优选地，所述高频超声波为61～150kHz。
优选地，所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个中频和一个高频两个超声波共同用于叶类蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.3w/cm2。
优选地，所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个低频和一个高频两个超声波共同用于瓤瓜类蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.3w/cm2。
优选地，所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个低频和一个中频两个超声波共同用于茄属蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.3w/cm2。
优选地，所述低频超声波是从20～30kHz频率范围、中频超声波是从31～60kHz频率范围、中频超声波是从61～150kHz中任意选择一个频率。
有益效果：
本发明的超声清洗蔬菜的方法可以根据蔬菜种类不同，有针对性地选择适当频率的超声波，利用本发明的方法进行清洗的结果比只有一个频率的超声清洗设备清洗的效果更好，清洁度、蔬菜在污染、节水率等方面都有较大的优势，为蔬菜的超声清洗技术的工业化应用提供了新的途径。
本发明通过清洗水的超声处理和过滤处理还解决了目前超声清洗蔬菜技术没有考虑到农药超声氧化降解产物，清洗到水中的农药的二次污染问题，并与此同时增加了清洗水循环利用的次数，实现了节约用水。
下面通过附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。应该理解的是，所述的实施例仅涉及本发明的优选实施方案，在不脱离本发明的精神和范围情况下，各种成分及含量的变化和改进都是可能的。
附图说明
图1是本发明超声清洗蔬菜的方法的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明超声清洗蔬菜的方法的工艺流程图。本发明的超声清洗蔬菜的系统包括：包括超声清洗槽，与所述超声清洗槽相连接的超声水处理器，所述超声水处理器与水过滤器相连接，所述水过滤器与所述超声清洗槽相连接。超声清洗槽可以产生3个频率的超声波(超声波的范围为20～150kHz)，用于不同种类蔬菜的清洗。超声水处理器为变幅杆式超声水处理器，用于对清洗水进一步处理，将清洗水中的农药或在蔬菜超声清洗过程中农药的降解产物进一步氧化降解。水过滤器则采用活性炭作为吸附剂，用于将清洗水中不易进一步超声氧化降解的有害成分吸附除去。清洗水在超声清洗槽、超声处理器和水过滤器之间循环流动。实际操作中需要适当补充泄漏的水。超声水处理器设有抽风机将设备内的气体置换到大气中。
实施例1
采用单频超声清洗菠菜、油菜等叶类蔬菜，5～50℃下，使用40kHz、强度为0.4w/cm2的超声波清洗3min，农药清洗率80％，清洗水循环流量在1m3/min的条件下，每天工作16小时,水过滤器中的活性炭3天需要再生一次，清洗操作时，超声水处理器为变幅杆式超声水处理器，其抽风机始终处于开机状态，在超声水处理器中充满水时，变幅杆式超声水处理器处于开机状态，超声波强度应不低于1.5w/cm2。
实施例2
采用单频超声清洗黄瓜、南瓜等瓤瓜类蔬菜，20℃下，使用28kHz、强度为0.5w/cm2的超声波清洗3min，农药清洗率85％，清洗水循环流量在1m3/min的条件下，每天工作16小时,水过滤器中的活性炭3天需要再生一次，清洗操作时，超声水处理器为变幅杆式超声水处理器，其抽风机始终处于开机状态，在超声水处理器中充满水时，变幅杆式超声水处理器处于开机状态，超声波强度应不低于1.5w/cm2。
实施例3
采用单频超声清洗西红柿、茄子等茄属蔬菜，25℃下，使用135kHz、强度为0.3w/cm2的超声波清洗3min，农药清洗率90％，清洗水循环流量在1m3/min的条件下，每天工作16小时,水过滤器中的活性炭3天需要再生一次，清洗操作时，超声水处理器为变幅杆式超声水处理器，其抽风机始终处于开机状态，在超声水处理器中充满水时，变幅杆式超声水处理器处于开机状态，超声波强度应不低于1.5w/cm2。
实施例4
采用双频超声清洗菠菜、油菜等叶类蔬菜，15℃下，使用40kHz和135kHz、强度为0.2w/cm2的超声波清洗0.5min，农药清洗率81％，清洗水循环流量在1m3/min的条件下，每天工作16小时,水过滤器中的活性炭3天需要再生一次，清洗操作时，超声水处理器为变幅杆式超声水处理器，其抽风机始终处于开机状态，在超声水处理器中充满水时，变幅杆式超声水处理器处于开机状态，超声波强度应不低于1.5w/cm2。
实施例5
采用双频超声清洗黄瓜、南瓜等瓤瓜类蔬菜，20℃下，使用28kHz和135kHz、强度为0.3w/cm2的超声波清洗0.5min，农药清洗率86％，清洗水循环流量在1m3/min的条件下，每天工作16小时,水过滤器中的活性炭3天需要再生一次，清洗操作时，超声水处理器为变幅杆式超声水处理器，其抽风机始终处于开机状态，在超声水处理器中充满水时，变幅杆式超声水处理器处于开机状态，超声波强度应不低于1.5w/cm2。
实施例6
采用双频超声清洗西红柿、茄子等茄属蔬菜，25℃下，使用28kHz和135kHz复合超声、强度为0.15w/cm2的超声波清洗0.5min，农药清洗率91％，清洗水循环流量在1m3/min的条件下，每天工作16h,水过滤器中的活性炭3天需要再生一次，清洗操作时，超声水处理器为变幅杆式超声水处理器，其抽风机始终处于开机状态，在超声水处理器中充满水时，变幅杆式超声水处理器处于开机状态，超声波强度应不低于1.5w/cm2。
本发明的超声清洗槽的超声波发生装置设有3个频率超声波，可以使残留在不同种类蔬菜上的农药被清洗进入到清洗水中。超声清洗过程中，清洗水是不间断地进入超声水处理器中，超声化学作用可以使清洗水中的农药降解产物或者农药进一步降解为小分子，然后随着抽风机不断被置换到系统外。有些农药，如乐果，会氧化成氧化乐果，或其他不易进一步氧化降解的小分子，需要将经过超声处理的清洗水再用吸附材料吸附处理。
本发明的超声清洗蔬菜的方法在20～150kHz范围内选择一个或两个不同频率的超声波，一个频率超声波单独作用，两个频率超声波复合作用于蔬菜、清洗水体系，单频、多频组合超声波的总强度不高于0.5w/cm2，蔬菜应全部或部分浸没在清洗水中，在清洗温度为5～50℃下清洗不超过5min。清洗水在超声水处理器中经过超声波总强度不低于1.5w/cm2的条件处理不超过0.5min。
本发明超声清洗蔬菜的方法根据蔬菜种类不同可以有针对性地选择适当频率的超声波，利用本发明的方法进行清洗的结果比只有一个频率的超声清洗设备清洗的效果更好，清洁度、蔬菜在污染、节水率等方面都有较大的优势，为蔬菜的超声清洗技术的工业化应用提供了新的途径。

Claims (7)

1.一种超声清洗蔬菜的装置，其特征在于，包括超声清洗装置、超声水处理装置以及水过滤装置，所述超声清洗装置与所述超声水处理装置相连接，所述超声水处理装置与所述水过滤装置相连接，所述水过滤装置与所述超声清洗装置相连接；所述超声水处理装置为变幅杆超声器；所述变幅杆超声器的超声波强度不低于1.5w/cm2；所述超声水处理装置内部设有换气装置；所述换气装置为抽风机；所述超声清洗装置为双频超声清洗装置，所述双频超声清洗装置为低频和高频或中频和高频的组合；所述低频为20～30kHz，所述中频为31～60kHz，所述高频为61～150kHz。
2.应用权利要求1所述超声清洗蔬菜的装置进行超声清洗蔬菜的方法，其步骤如下：
(1)蔬菜的超声清洗
将蔬菜置于一个具有多个频率的超声清洗装置中进行清洗，该多个频率的超声波的频率范围为20～150kHz；
(2)清洗水的超声处理
步骤(1)超声清洗装置流出的清洗水进入超声水处理装置进行超声处理，所述超声水处理装置设有换气装置对所述超声水处理装置的空气进行换气；所述超声水处理装置为变幅杆超声器，所述变幅杆超声器的超声波强度不低于1.5w/cm2；
(3)清洗水的过滤处理
步骤(2)中经过超声处理的清洗水进入水过滤装置进行过滤处理，经过过滤处理的清洗水返回步骤(1)所述超声清洗装置中回收利用。
3.根据权利要求2所述的超声清洗蔬菜的方法，其特征在于：所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个低频超声波用于瓤瓜类蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.5w/cm2，在温度5～50℃下清洗时间t为0<t<5min，所述低频超声波的频率为20～30kHz。
4.根据权利要求2所述的超声清洗蔬菜的方法，其特征在于：所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个中频超声波用于叶菜类蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.5w/cm2，在温度5～50℃下清洗时间t为0<t<5min；所述中频超声波的频率为31～60kHz。
5.根据权利要求2所述的超声清洗蔬菜的方法，其特征在于：所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个高频超声波用于茄属蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.5w/cm2，在温度5～50℃下清洗时间t为0<t<5min，所述高频超声波的频率为61～150kHz。
6.根据权利要求2所述的超声清洗蔬菜的方法，其特征在于：所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个中频超声波和一个高频超声波共同用于叶类蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.3w/cm2；
或者所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个低频超声波和一个高频超声波共同用于瓤瓜类蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.3w/cm2；
或者所述步骤(1)中在20～150kHz范围内选择一个低频超声波和一个中频超声波共同用于茄属蔬菜的清洗，超声波的强度I为0<I<0.3w/cm2。
7.根据权利要求6所述的超声清洗蔬菜的方法，其特征在于：所述低频超声波为20～30kHz频率范围，所述中频超声波为31～60kHz频率范围，所述高频超声波为61～150kHz频率范围。
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