CN105996720A

CN105996720A - 一种具有降低砷、镉重金属含量功能的自动米饭烹饪装置

Info

Publication number: CN105996720A
Application number: CN201610159868.5A
Authority: CN
Inventors: 陈白杨; 卜毅男
Original assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Current assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明涉及一种自动米饭烹饪装置，具体为带有消减砷、镉含量功能的米饭烹饪装置，本发明通过控制米饭烹饪过程中的流程，不额外添加任何化学物质，来降低谷物中砷、镉等重金属的含量。所述装置通过用户自主设定操作要求，可以自动的完成大米的淘洗、降低重金属含量和煮饭的功能，设有CPU、控制面板、传感器、泵、清水容器和煮饭锅几个部分。其中，CPU是中央控制单元；控制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；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，在烹饪装置工作过程中，实时监测工作状态，反馈给CPU；泵负责整个烹饪装置中水的添加和排出；清水容器是整个烹饪装置的洁净清水储存装置；煮饭锅中，会完成大米的淘洗、降低重金属和煮饭的功能。

Description

一种具有降低砷、镉重金属含量功能的自动米饭烹饪装置

技术领域

本发明涉及一种自动米饭烹饪装置，具体为带有具有降低砷、镉重金属含量功能功能的米饭烹饪装置，本发明通过控制米饭烹饪过程中的流程，不额外添加任何化学物质，来降低谷物中砷、镉等重金属的含量。

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，进入农田土壤的重金属经过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等各种反应，形成了不同形态的重金属，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。

根据美国环境保护署综合风险信息数据库(IRIS)的数据资料和世界卫生组织(WHO)通过全面评价化学物质致癌性可靠程度而编制的分类系统显示，砷(As)摄入可导致人体内部器官癌症(如肝、肾、肺、膀胱)和皮肤癌的发病率增加(EPA，1993)。镉(Cd)为有致癌风险的无阈化合物，对人体健康有严重影响(EPA，1994)。

砷(As)、镉(Cd)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。I类致癌物皆为世界公认有充分证据证明该物质致癌的物质。

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]。

在亚洲国家，人体摄入镉的35-50％源于水稻，稻田被镉等重金属污染的原因主要有施用含镉等重金属杂质的磷肥、生活污水和垃圾处置不当、作为肥料的动物粪便、尾矿碴和冶炼厂废弃物进入农田等。目前，我国水稻种植区域有一些土地已经遭受重金属污染。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重金属污染调查，发现大米重金属平均含量：镉为0.05mg/kg、铅为0.062mg/kg、汞为0.0058mg/kg、As为0.119mg/kg。Yan Du等(2013)对湖南某县稻田和水稻镉污染研究发现，该县所产水稻镉含量在0.01-2.77mg/kg之间，平均值是0.46mg/kg，在此实验中，59.6％的水稻镉含量超过了国家粮食安全标准，镉含量超过1mg/kg而被称为“镉米”的比例达到11.1％。

国家标准中规定，大米中的无机砷限量为小于0.2mg/kg，大米中的镉的限量为小于0.2mg/kg。可见，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。但是由于重金属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，人体内的重金属含量也就会越多，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的砷、镉等重金属含量，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重金属含量、如何对受污染农田进行修复、降低重金属的作物利用活性、培育低重金属富集谷物品种等来控制谷物重金属污染，但这些研究成果尚未实现产业化。

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重金属含量，如CN20151005 0275.0，一种去除大米蛋白中重金属的方法；CN201310676269.7一种降低大米及其制品重金属含量的方法等。但为去除或降低重金属含量，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、镉等重金属含量的米饭烹饪装置。

所述装置通过用户自主设定操作要求，可以自动的完成大米的淘洗、降低重金属含量和煮饭的功能，设有CPU、控制面板、传感器、泵、清水容器和煮饭锅几个部分。其中，CPU是中央控制单元；控制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；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，在烹饪装置工作过程中，实时监测工作状态，反馈给CPU；泵负责整个烹饪装置中水的添加和排出；清水容器是整个烹饪装置的洁净清水储存装置；煮饭锅中，会完成大米的淘洗、降低重金属和煮饭的功能。

所述装置的具体操作步骤是：加入大米、设定功能、压力淘洗、降低砷、镉含量、煮饭。

加入大米步骤是按照用户需求在煮饭锅中加入一定量的大米。

设定功能步骤是用户输入加入的米量，选择煮饭的类型(如米饭、粥)，和口感等。

淘洗步骤，泵将清水装置中的水，在施加一定的压力后，对煮饭锅中的大米进行压力冲洗，通过带有压力的水的冲刷作用淘洗大米，浸泡3分钟后，将煮饭锅中淘洗水排出，默认情况淘洗过程进行2遍。优选地，可以采用脉冲的方式进行压力冲洗，并且可以将淘洗过程重复3遍，以达到更好的效果。

降低砷、镉含量步骤，根据所加入的米量，在煮饭锅中加入大量的水，在水沸腾后持续煮沸一段时间，随后将煮饭锅中水全部排出。优选地，为加强砷、镉的去除效果，加入大米和水的体积比值为1∶6到1∶10；沸腾后的继续持续煮沸时间可以选择5-10分钟。

煮饭步骤，根据米量和在降低砷、镉含量步骤中的煮沸时间，在煮饭锅中加入一定量的水后，开始煮饭，此步骤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和烹饪过程，并且经过采用上述步骤的烹饪装置加工得到的米饭，砷的含量可以去除43％-52％，镉的含量可以去除35％-44％。所有操作步骤均采用生活中常见方式，不添加任何化学制剂。

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。

经过本发明装置烹饪后，砷、镉降低效果如下表所示

mg/kg

大米样品1

烹饪后米饭1

去除率

大米样品2

烹饪后米饭2

去除率

砷

0.085

0.042

50.59％

0.071

0.039

45.07％

镉

0.16

0.11

43.75％

0.09

0.055

38.89％

表一砷、镉去除效果

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CPU1、传感器2、清水容器3、管道4、泵5、煮饭锅6、传感器7、泵8、管道9、控制面板10。

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，CPU1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、控制面板10所有模块相连。

控制面板10在接收用户设定的功能后，传递给CPU1，CPU1根据设定功能开始控制各部件工作；水泵5通过管道4将清水加压，在煮饭锅6的底部开始冲刷大米，进行淘洗步骤；传感器7监控煮饭锅6中的液位，当液位达到一定高度时，停止淘洗；浸泡一段时间后，煮饭锅6内的水通过水泵8和管道9排出；待煮饭锅6中水排出后，水泵5向其中加入设定量的水，持续煮沸，进行砷、镉的降低过程；随后，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。

下面结合实施和附图对本发明作进一步说明：

实施例1：

具体总实施方案及步骤

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，如选择(米饭)功能，口感选择(适中)

第三步：装置自动进行大米的淘洗

第四步：装置开始自动进行砷、镉的降低步骤

第五步，煮饭。

背景技术及参考文献

[1]谢文娟.50种稻米重金属富集现状研究[D].中南大学湘雅公共卫生学院.2014。

Claims

1.一种自动米饭烹饪装置，具体为带有降低砷、镉含量功能的米饭烹饪装置，通过控制米饭烹饪过程中的流程，不额外添加任何化学物质，来降低米饭中砷、镉重金属的含量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：设有CPU、控制面板、传感器、泵、清水容器和煮饭锅几个部分。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：CPU是中央控制单元；控制面板提供人机交互接口，用户可以自由的选择所需功能；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，在烹饪装置工作过程中，实时监测工作状态，反馈给CPU；泵负责整个烹饪装置中水的添加和排出；清水容器是整个烹饪装置的洁净清水储存装置；煮饭锅中，会完成大米的淘洗、降低重金属和煮饭的功能。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：淘洗步骤中，泵将清水装置中的水，在施加一定的压力后，对煮饭锅中的大米进行压力冲洗，通过带有压力的水的冲刷作用淘洗大米，浸泡3分钟后，将煮饭锅中淘洗水排出，默认情况淘洗过程重复两遍。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：降低砷、镉含量步骤中，根据所加入的米量，在煮饭锅中加入大量的水，在水沸腾后持续煮沸一段时间，随后将煮饭锅中水全部排出。

6.根据权利要求1-5所述的装置，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加工得到的米饭，砷的含量可以去除43％-52％，镉的含量可以去除35％-44％。