CN107497242B - 用于食品重金属检测的废气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于食品重金属检测的废气处理系统,包括:废气腔,废气腔上部为吸附室,废气腔底部衔接一反应球室,吸附室内设有若干层氧化钙吸附层,氧化钙吸附层包括纤维骨架以及涂覆在纤维骨架上的氧化钙组成,纤维骨架由纤维束盘成螺旋线结构;废气腔的下部为锥形室,锥形室底部尖端密封联通反应球室;还包括气流循环装置,气流循环装置包括管道,管道一端联通吸附室上部,另一端伸入到反应球室内,管道上设置有气泵,管道还连接有第一支管和第二支管。采用全密封的形式将吸附和消解在封闭的环境中进行,不会使废气外泄,对环境和人体几乎不会造成伤害。透明的玻璃材质废气腔和反应球室可以清晰的观察反应消解情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验室检测过程废气处理技术,尤其涉及一种用于食品重金属检测的废气处理系统。
背景技术
食品中重金属含量测定需要通过强酸将物理碎化处理的食品消解碳化处理,使碳水化合物、蛋白质和脂肪等物质消解,以气体的形式散发出去,重金属等不容易消解的物质便留下来,此时在通过化学的方式提取待后续分析。现有技术中食品取样在几克至几十克不等,通过强酸消解后产生的废气多为酸性,具有一定的腐蚀性,对于人体和环境均会有不利影响,需要在消解过程中妥善处理,同时消解过程中强酸与食品化学成分反应会产生大量的热,导致反应器皿内的温度过高,造成重金属在后续的化学提取过程中不易提取,变相造成重金属流失,对试验的检验结果也会存在不利影响。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供一种用于食品重金属检测的废气处理系统。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种用于食品重金属检测的废气处理系统,包括:废气腔,所述废气腔上部为吸附室,所述废气腔底部衔接一反应球室,其特征在于,
所述吸附室内设有若干层氧化钙吸附层,所述氧化钙吸附层包括纤维骨架以及涂覆在纤维骨架上的氧化钙组成,所述纤维骨架由纤维束盘成螺旋线结构;
所述废气腔的下部为锥形室,所述锥形室底部尖端密封联通反应球室;
还包括气流循环装置,所述气流循环装置包括管道,所述管道一端联通所述吸附室上部,另一端伸入到所述反应球室内,所述管道上设置有气泵,所述管道还连接有第一支管和第二支管。
本发明一个较佳实施例中,所述氧化钙吸附层为锥形结构,其锥形的大头一端开口朝下。
本发明一个较佳实施例中,若干层氧化钙吸附层中,由下往上的第一层和第二次之间设置有冷却盘管。
本发明一个较佳实施例中,所述吸附室与所述锥形室衔接处设有至少一层玻璃纤维过滤层。
本发明一个较佳实施例中,所述氧化钙吸附层外表面包覆有一层玻璃纤维层。
本发明一个较佳实施例中,所述第一支管上设置有气密阀。
本发明一个较佳实施例中,所述第二支管的端部连接一胶质气球。
本发明一个较佳实施例中,所述废气腔和所述反应球室均为无机玻璃制成,所述废气腔和所述反应球室衔接处采用磨砂处理。
本发明一个较佳实施例中,所述管道端口伸入到反应球室底部。
本发明一个较佳实施例中,所述管道贯穿通过冷却池。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明具备以下有益效果:
(1)采用全密封的形式将吸附和消解在封闭的环境中进行,不会使废气外泄,对环境和人体几乎不会造成伤害。透明的玻璃材质废气腔和反应球室可以清晰的观察反应消解情况。
(2)采用氧化钙吸附层作为吸附酸性废气的吸附材料,其恰好可以吸附掉几乎所有的酸性气体,氧化钙可以中和气体酸性,可以吸收其他中的水分,并且可以很好的吸收反应其中的的主要成分二氧化碳,吸附效果最好,且氧化钙成本比较低,对环境相对比较友好,使用后的吸附层的处理比较简单。
(3)通过螺旋线结构的纤维束组成纤维骨架,可以让氧化钙吸附层形成螺旋线结构的孔隙,然后在纤维骨架上涂覆氧化钙,保证废气与氧化钙吸附层的比表面积较大;氧化钙吸附层外部包裹有的一层玻璃纤维层可以防止氧化钙与废气反应后掉碎屑污染反应物,同时玻璃纤维过滤层进一步起到阻挡碎屑掉落进入反应球室的可能。玻璃纤维过滤层与氧化钙吸附层均采用非金属材料制成,其在使用过程中不会有金属元素混入,不会影响实验结果。
(4)反应球室顶部开设定小口与锥形室联通,采用球体结构,这样可以保证反应过程中基本可以控制喷溅,反应被维持在球体内。管道的循环气流通入到反应球室内,其可以起到一下两个方面的作用,一、管道通入的气流可以起到搅拌作用,对反应球室内的强酸和食物进行搅拌混合,是反应更加均匀彻底;二、气流可以带走反应产生的大量热量,保证反应球室内不会出现过高的温度和过于激烈的反应强度,重金属流失的温蒂便可以解决,如果反应温度还是难以降低,进一步可以采用反应球室放入冷水中进行冷浴的方式进一步降温。
(5)由于氧化钙吸水容易产生大量的热,因此在吸水量最多的底部氧化钙吸附层处设置有冷却盘管,可以有效的控制吸附室内的温度,同时管道与废气腔之间形成密闭的气流循环,这样气流便可以主动从锥形室向吸附室流动,气流的不断通过,可以将废气不断循环通过吸附室,使开始没有被吸附的废气在循环过程中多次进入吸附室,吸附室的吸附比较彻底,同时由于气流的流动,可以有效的将氧化钙吸附层内的热量带走,起到冷却作用。
(6)锥形室具备一定的体积,其可以容纳一部分废气,是废气与循环气体在锥形室内不断混合然后被吸附净化。
(7)管道设置的第一支管方便向反应球室内注入强酸等反应试剂,为了反应强度缓和,以及反应温度的控制,可以选择多次的逐渐注入的方式。
(8)第二支管连接胶质气球,其可以通过膨胀容纳没有来得及被吸附的废气,待每次注入强酸后,反应和吸附一端时间后,通过循环气流的不断循环,废气基本被吸收完全后,可以取下胶质气球,平衡内外气压,然后在进行下一次加入强酸试剂,知道反应球室内食品被彻底消解。
(9)管道设置有弯曲处,可以使弯曲处浸入冷却池内,冷却循环气流。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明;
图1是本发明的优选实施例的结构示意图;
图2是本发明的优选实施例的冷却盘管结构示意图;
图中:1、吸附室;2、氧化钙吸附层;3、冷却盘管;4、锥形室;5、管道;6、气泵;7、第一管道;8、气密阀;9、第二管道;10、胶质气球;11、冷却池;12、反应球室;13、玻璃纤维过滤层。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示,一种用于食品重金属检测的废气处理系统,包括:废气腔,废气腔上部为吸附室1,废气腔底部衔接一反应球室12,采用全密封的形式将吸附和消解在封闭的环境中进行,不会使废气外泄,对环境和人体几乎不会造成伤害。透明的玻璃材质废气腔和反应球室12可以清晰的观察反应消解情况。
吸附室1内设有若干层氧化钙吸附层2,氧化钙吸附层2包括纤维骨架以及涂覆在纤维骨架上的氧化钙组成,纤维骨架由纤维束盘成螺旋线结构;采用氧化钙吸附层2作为吸附酸性废气的吸附材料,其恰好可以吸附掉几乎所有的酸性气体,氧化钙可以中和气体酸性,可以吸收其他中的水分,并且可以很好的吸收反应其中的的主要成分二氧化碳,吸附效果最好,且氧化钙成本比较低,对环境相对比较友好,使用后的吸附层的处理比较简单。
通过螺旋线结构的纤维束组成纤维骨架,可以让氧化钙吸附层2形成螺旋线结构的孔隙,然后在纤维骨架上涂覆氧化钙,保证废气与氧化钙吸附层2的比表面积较大。
吸附室1与锥形室4衔接处设有两层玻璃纤维过滤层13,氧化钙吸附层2外表面包覆有一层玻璃纤维层。氧化钙吸附层2外部包裹有的一层玻璃纤维层可以防止氧化钙与废气反应后掉碎屑污染反应物,同时玻璃纤维过滤层13进一步起到阻挡碎屑掉落进入反应球室12的可能。玻璃纤维过滤层13与氧化钙吸附层2均采用非金属材料制成,其在使用过程中不会有金属元素混入,不会影响实验结果。
废气腔的下部为锥形室4,锥形室4底部尖端密封联通反应球室12;锥形室4具备一定的体积,其可以容纳一部分废气,是废气与循环气体在锥形室4内不断混合然后被吸附净化。
还包括气流循环装置,气流循环装置包括管道5,管道5一端联通吸附室1上部,另一端伸入到反应球室12内,管道5上设置有气泵6,管道5还连接有第一支管和第二支管。由于氧化钙吸水容易产生大量的热,因此在吸水量最多的底部氧化钙吸附层2处设置有冷却盘管3,可以有效的控制吸附室1内的温度,同时管道5与废气腔之间形成密闭的气流循环,这样气流便可以主动从锥形室4向吸附室1流动,气流的不断通过,可以将废气不断循环通过吸附室1,使开始没有被吸附的废气在循环过程中多次进入吸附室1,吸附室1的吸附比较彻底,同时由于气流的流动,可以有效的将氧化钙吸附层2内的热量带走,起到冷却作用。
氧化钙吸附层2为锥形结构,其锥形的大头一端开口朝下。
若干层氧化钙吸附层2中,由下往上的第一层和第二次之间设置有冷却盘管3。
第一支管上设置有气密阀8,管道5设置的第一支管方便向反应球室12内注入强酸等反应试剂,为了反应强度缓和,以及反应温度的控制,可以选择多次的逐渐注入的方式。
第二支管的端部连接一胶质气球10,第二支管连接胶质气球10,其可以通过膨胀容纳没有来得及被吸附的废气,待每次注入强酸后,反应和吸附一端时间后,通过循环气流的不断循环,废气基本被吸收完全后,可以取下胶质气球10,平衡内外气压,然后在进行下一次加入强酸试剂,知道反应球室12内食品被彻底消解。
废气腔和反应球室12均为无机玻璃制成,废气腔和反应球室12衔接处采用磨砂处理。
管道5端口伸入到反应球室12底部,反应球室12顶部开设定小口与锥形室4联通,采用球体结构,这样可以保证反应过程中基本可以控制喷溅,反应被维持在球体内。管道5的循环气流通入到反应球室12内,其可以起到一下两个方面的作用,一、管道5通入的气流可以起到搅拌作用,对反应球室12内的强酸和食物进行搅拌混合,是反应更加均匀彻底;二、气流可以带走反应产生的大量热量,保证反应球室12内不会出现过高的温度和过于激烈的反应强度,重金属流失的温蒂便可以解决,如果反应温度还是难以降低,进一步可以采用反应球室12放入冷水中进行冷浴的方式进一步降温。
管道5贯穿通过冷却池11,管道5设置有弯曲处,可以使弯曲处浸入冷却池11内,冷却循环气流。
本发明使用时,向反应球室12内放入食物样品,然后将反应球室12密封安装在锥形室4底部,通过耐酸橡胶圈进行密封;然后通过第一支管注入一定量的强酸后,关闭密封阀,打卡气泵6使产生循环气流,待反应停止后,继续使气泵6工作形成循环气流,一段时间后,取下胶质气球10,平衡内外气压,然后重新装上胶质气球10,重新注入强酸进行反应和吸附,直到食品彻底消解。最终取下反应球室12,对消解后的残留物进行处理。
以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (8)
1.一种用于食品重金属检测的废气处理系统,包括:废气腔,所述废气腔上部为吸附室,所述废气腔底部衔接一反应球室,其特征在于,
所述吸附室内设有若干层氧化钙吸附层,所述氧化钙吸附层包括纤维骨架以及涂覆在纤维骨架上的氧化钙组成,所述纤维骨架由纤维束盘成螺旋线结构;
所述废气腔的下部为锥形室,所述锥形室底部尖端密封联通反应球室;
还包括气流循环装置,所述气流循环装置包括管道,所述管道一端联通所述吸附室上部,另一端伸入到所述反应球室内,所述管道上设置有气泵,所述管道还连接有第一支管和第二支管, 所述第一支管上设置有气密阀,所述第二支管的端部连接一胶质气球。
2.根据权利要求1所述的一种用于食品重金属检测的废气处理系统,其特征在于:所述氧化钙吸附层为锥形结构,其锥形的大头一端开口朝下。
3.根据权利要求1所述的一种用于食品重金属检测的废气处理系统,其特征在于:若干层氧化钙吸附层中,由下往上的第一层和第二次之间设置有冷却盘管。
4.根据权利要求1所述的一种用于食品重金属检测的废气处理系统,其特征在于:所述吸附室与所述锥形室衔接处设有至少一层玻璃纤维过滤层。
5.根据权利要求1所述的一种用于食品重金属检测的废气处理系统,其特征在于:所述氧化钙吸附层外表面包覆有一层玻璃纤维层。
6.根据权利要求1所述的一种用于食品重金属检测的废气处理系统,其特征在于:所述废气腔和所述反应球室均为无机玻璃制成,所述废气腔和所述反应球室衔接处采用磨砂处理。
7.根据权利要求1所述的一种用于食品重金属检测的废气处理系统,其特征在于:所述管道端口伸入到反应球室底部。
8.根据权利要求1所述的一种用于食品重金属检测的废气处理系统,其特征在于:所述管道贯穿通过冷却池。
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