CN105816007A - 一种能降低米饭中砷、镉含量的自动米饭烹饪装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动米饭烹饪装置及方法，具体为具有降低砷、镉含量功能的米饭烹饪装置及方法。为克服现有大米中砷、镉去除或降低方法操作复杂、添加化学药剂等不足，本发明提供了一种快速并且不添加任何额外化学成分的，降低大米中砷、镉含量的烹饪装置和方法。所述自动米饭烹饪装置设有控制单元、操作面板、传感器、泵、清水容器和煮饭锅、加热装置几个部分，通过用户自主设定操作要求，可以自动的完成淘洗和煮饭的功能。所述米饭烹饪方法的具体操作步骤可以分为：淘洗、煮沸、更换水、煮饭。本发明的有益效果为，采用上述步骤的烹饪装置和方法加工得到的米饭，砷的含量可以去除47%‑82%，镉的含量可以去除45%‑74%。所有操作步骤不添加任何化学制剂。

Description

一种能降低米饭中砷、镉含量的自动米饭烹饪装置和方法

技术领域

本发明涉及一种自动米饭烹饪装置及方法，具体为带有具有降低砷、镉含量功能的米饭烹饪装置及方法，本发明通过控制米饭烹饪过程，不额外添加任何化学物质，来降低米饭中砷、镉的含量。

背景技术

随着经济和技术的发展，人类改造自然和利用自然的幅度越来越强了，向自然排放的各类污染物也越来越多。如工业“三废”的排放、城市生活污水、农业耕种过程中的化肥和农药不合理使用等可使农田土壤环境日益恶化,进入农田土壤的砷、镉经过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等各种反应,形成了不同形态的砷、镉,表现出不同的活性和生物毒性并通过稻谷、蔬菜等作物的吸收和累积而直接进入食物链,威胁人类的健康和生命安全。

砷、镉可引发人类癌症，且已被国际癌症研究机构(IARC)列为人类Ⅰ类致癌物。

在某水稻种植示范基地,实验田面积为50亩,由当地农户在专业技术人员的指导下,对50种不同水稻稻种进行育秧、插秧、施肥、灌溉等田间耕作,实验基地灌溉水质检测值符合农田灌溉水质标准；稻田土壤重金属本底值铅、镉、铬、砷、铜的含量中,仅镉含量超出食用农产品产地环境质量评价标准，结果表明50种稻米镉、铅含量均超出稻米污染物限量标准^[1]。

Cheng Fangmin等(2006)年对我国华南地区粳稻镉和铅污染进行调研，他们对269个采样点的粳稻进行调查，对3个不同生态系统的12个品种的粳稻进行田间种植试验，结果发现，精米中的镉含量在0.01-0.34mg/kg之间，算术平均值为0.081mg/kg，铅含量在0.01-1.136mg/kg之间，算术平均值为0.1135mg/kg。Qian Yongzhong等2005-2008年间对中国市场销售大米砷、镉污染调查，发现大米砷、镉平均含量：镉为0.05mg/kg、铅为0.062mg/kg、汞为0.0058mg/kg、As为0.119mg/kg。

GB2762-2012食品安全国家标准--食品中污染物限量中规定，大米中的砷限量为小于0.2mg/kg，大米中的镉的限量为小于0.2mg/kg。日常大米中，是无法杜绝砷、镉等重金属的，国家规定小于这个限量标准就是合格。但是由于砷、镉在人体内无法有效排出，会发生富集作用。也就是说，虽然限量值很低，但生活中每天都要摄入大米，人体内砷、镉含量也就会越多，对人体健康存在很大的隐患。因此，寻找合适的方式降低大米中砷、镉含量，对人们的健康显得尤为重要。

目前，研究较多的是如何降低农田灌溉用水的砷、镉含量、如何对受污染农田进行修复、降低砷、镉的作物利用活性、培育低砷、镉富集谷物品种等来控制谷物重金属污染，但目前尚未大规模推广应用。

有一些研究通过用添加化学制剂或酶的水，通过洗涤等方法降低大米及谷物中的砷、镉含量，如CN201310502447.4，一种消减谷物重金属的方法；CN201310676269.7一种降低大米及其制品重金属含量的方法等。但为去除或降低砷、镉含量，添加化学制剂或酶，安全性尚无可靠评估，并且按照这种方法对大米的性状产生了一定影响，不利于销售。

发明内容

为了克服现有大米中砷、镉去除或降低方法的操作复杂、添加化学药剂及对大米外观产生影响等不足，本发明提供了一种家庭条件下可以实现的、快速、有效并且不添加任何额外化学成分的，降低大米中砷、镉含量的米饭烹饪装置及方法。具体地，大米中砷、镉的存在状态可以分为有机物和无机物两类，淘洗、超声洗涤过程中，大米中无机状态的砷、镉和部分含有砷、镉的有机物会逐渐渗出，从而达到降低米饭中砷、镉含量的效果。引入超声发生器，在浸泡的过程中通过超声发生器产生的超声波，利用超声波在水中传播时的空化、声流等物理效应，大米和水发生剧烈作用，产生洗涤效果。

所述自动米饭烹饪装置设有控制单元、操作面板、传感器、泵、清水容器和煮饭锅、加热装置和超声发生器几个部分，通过用户自主设定操作要求，可以自动的完成大米的淘洗、超声洗涤、煮饭的功能，通过这些步骤达到降低米饭中砷、镉含量的效果。

其中，所述控制单元是完成控制整个烹饪装置运行和存储预定程序的功能；

所述操作面板提供人机交互接口，用户可以自由的选择所需功能，设定烹饪大米的量及口感偏好等；

所述传感器是包括温度传感器、压力传感器、液位传感器的综合感应模块，在所述烹饪装置工作过程中，实时监测工作状态，反馈给控制单元；

所述泵负责整个烹饪装置中水的添加和排出；所述清水容器是整个所述烹饪装置的洁净清水储存装置；

所述加热装置为煮饭锅提供煮饭过程中所需热量；

所述煮饭锅中，会完成大米的淘洗、超声洗涤和煮饭的功能。

优选地，所述米饭烹饪装置淘洗、煮饭各步骤所需时间和水量根据加入大米量的多少被预先设置，以方便用户使用，并且用户可根据自身喜好，更改各步骤时间和水量。

优选地，用户可根据具体情况，选择淘洗、超声洗涤、煮饭全流程的米饭烹饪步骤，也可以选择仅有淘洗、煮饭功能的快速米饭烹饪功能。

所述传感器分别位于清水容器3和煮饭锅6中，排水管4分别连接清水容器3和泵5以及煮饭锅6，排水管9分别连接煮饭锅6和水泵8。

优选地，所述连接管9连接煮饭锅6的一端的端口设置过滤网，避免排水过程中将大米吸出。

所述米饭烹饪方法的具体操作步骤可以分为：淘洗、超声洗涤、煮饭几个步骤。

所述淘洗步骤，通过泵将清水装置中的水通入煮饭锅中，对大米进行压力冲洗，达到淘洗大米的效果，并且在淘洗过程结束时将所有水从所述煮饭锅中排出，仅保留大米。

优选地，可以采用施加压力的方式进行压力冲洗，并且可以将淘洗过程重复，以达到更好的效果；

优选地，在淘洗步骤中，可以浸泡大米一段时间，再进行压力冲洗，使砷、镉能更好地溶出，达到更好地去除效果；

所述超声洗涤步骤，在煮饭锅中加入大量的水，并让所述超声发生器工作，用超声对大米和水的混合液体进行震荡洗涤，随后将煮饭锅中水全部排出。

优选地，为加强铅、汞的去除效果，加入大米和水的体积比值可以为1：6到1：10，因为水量越大，大米和水中砷、镉的浓度差就越大，能促进砷、镉的溶出；

优选地，水在所述煮饭锅中超声洗涤时间可以选择3-30分钟；

所述煮饭步骤，开始进行煮饭，并根据所述超声洗涤步骤中的时间选择所述煮饭步骤中加热时间的长短，煮饭过程同日常家用电饭煲煮饭过程相同。

本发明的有益效果为，可以自动的完成大米的淘洗、超声洗涤、烹饪过程，采用上述步骤的烹饪装置和方法加工得到的米饭，砷的含量可以去除47％-82％，镉的含量可以去除45％-74％。所有操作步骤不添加任何化学制剂。

所述大米和烹饪后的米饭中砷、镉的含量按照砷、镉的含量按照GB5009.11-2014食品安全国家标准---食品中总砷及无机砷的测定方法，GB5009.15-2014食品安全国家标准---食品中镉的测定方法测量。

附图说明

图1本发明米饭烹饪装置的工作流程图

图2本发明米饭烹饪装置的原理图

具体实施方式

本发明的最佳实施例参照附图进行如下描述。

本实施例中的米饭烹饪装置包括控制单元1、传感器2、清水容器3、排水管4、泵5、煮饭锅6、传感器7、泵8、管道9、操作面板10、加热装置11、超声发生器12。

传感器2放置于清水容器3中，传感器7放置于煮饭锅6中，管道4的两端分别置于清水容器3的底部和煮饭锅6的底部，管道9的两端分别置于煮饭锅6的底部和烹饪装置的外部，水泵5安装在管道4上，水泵8安装在管道9上，超声发生器12安装在煮饭锅6中，控制单元1与感器2、清水容器3、管道4、泵5、煮饭锅6、传感器7、泵8、管道9、操作面板10所有模块相连。

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明：

实施例1：

具体实施方案及步骤

在煮饭锅6中加入一定量的大米，并在操作面板10设定所需的功能，如选择包括淘洗、超声洗涤和煮饭的全流程功能。

操作面板10将接收到的命令传递给控制单元1，控制单元1根据设定功能开始控制各部件工作；

首先开始淘洗步骤，水泵5通过管道4从清水容器3中将清水抽出，并施加压力，在煮饭锅6的底部开始冲洗大米；为了提高淘洗效果，不用一次性的将水加到淘洗用水最终需要达到的指定高度，而是分阶段的加水冲洗。第一阶段通过水泵5和管道4进行压力冲洗，本阶段压力冲洗用的水量达到此次总淘洗用水量的五分之一，随后，浸泡3分钟；第二阶段继续通过水泵5和管道4进行压力冲洗，本阶段压力冲洗用的水量达到此次总淘洗用水量的五分之二，继续浸泡3分钟；第三阶段继续通过水泵5和管道4进行压力冲洗，本阶段压力冲洗用的水量为此次总淘洗用水量的五分之二，传感器7监控煮饭锅6中的液位，当液位达到淘洗用水最终需要达 到的水位高度时，停止加水，浸泡3分钟后，完成淘洗过程，将煮饭锅6内的水通过水泵8和排水管9排出；

在超声洗涤步骤中，通过水泵5和管道4向煮饭锅6其中加入大米体积10倍的水，使超声发生器12工作，持续15分钟；

在煮饭步骤中，通过水泵8将煮饭锅6内水全部排出，再通过水泵5向煮饭锅6内加入适量水，进行煮饭，完成整个烹饪过程。

实施例2：

具体实施方案及步骤

第一步：在煮饭锅中加入一定量的大米

第二步：设定所需功能，如本例中仅超声洗涤和煮饭功能

第三步：装置开始超声洗涤

第四步：煮饭

通过以上步骤，完成了简易、快速的降低砷、镉含量和煮饭的功能。

背景技术及参考文献

谢文娟.50种稻米铅、汞富集现状研究[D].中南大学湘雅公共卫生学院.2014。

Claims (10)

1.一种自动米饭烹饪装置，所述自动米饭烹饪装置设有控制单元、操作面板、传感器、泵、清水容器和煮饭锅、加热装置、超声发生器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：淘洗、超声洗涤过程中，大米中无机状态的砷、镉和部分含有砷、镉的有机物会逐渐渗出，从而达到降低米饭中砷、镉含量的效果。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：引入超声发生器，在浸泡的过程中通过超声发生器产生的超声波，利用超声波在水中传播时的空化、声流等物理效应，大米和水发生剧烈作用，产生洗涤效果。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述控制单元是完成控制整个烹饪装置运行和存储预定程序的功能；所述操作面板提供人机交互接口，用户可以自由的设定所需功能；所述传感器是包括温度传感器、压力传感器、液位传感器的综合感应模块，在所述烹饪装置工作过程中，实时监测工作状态，反馈给控制单元；所述泵负责整个烹饪装置中水的添加和排出；所述清水容器是整个所述烹饪装置的洁净清水储存装置；所述加热装置为煮饭锅提供煮饭过程中所需热量；所述煮饭锅中，会完成大米的淘洗、超声洗涤和煮饭的功能；所述超声发生器用来产生超声波。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述米饭烹饪装置淘洗、超声洗涤、煮饭各步骤所需时间和水量根据加入大米量的多少被预先设置，以方便用户使用，并且用户可根据自身喜好，更改各步骤时间和水量。

6.一种能降低米饭中砷、镉含量的米饭烹饪方法，所述米饭烹饪方法的具体操作步骤可以分为：淘洗、超声洗涤、煮饭几个步骤，其特征在于：

淘洗、超声洗涤过程中，大米中无机状态的砷、镉和部分含有砷、镉的有机物会逐渐渗出，从而达到降低米饭中砷、镉含量的效果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：淘洗步骤，通过泵将水通入煮饭锅中，对大米进行压力冲洗，达到淘洗大米的效果，并且在淘洗过程结束时将所有水从所述煮饭锅中排出，仅保留大米。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述超声洗涤步骤，根据所加入的米量，在煮饭锅中加入大量的水，使超声发生器工作，用超声对大米和水的混合液体进行震荡洗涤，持续一段时间，随后将煮饭锅中水全部排出。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：根据所述超声洗涤时间选择煮饭步骤加入水量的多少和加热时间的长短，煮饭过程同日常家用电饭煲煮饭过程相同。

10.根据权利要求1-9所述的装置和方法，其特征在于：可以自动的完成大米的淘洗和烹饪过程，并且经过采用上述步骤的烹饪装置和方法加工得到的米饭，砷的含量可以去除47％-82％，镉的含量可以去除45％-74％。所有操作步骤不添加任何化学制剂。