CN108414702A - 一种食品快速检测分析装置 - Google Patents

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赵丹霞
刘辉
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孙魁魁
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赵玲
王邱
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Abstract

本发明提供一种食品快速检测分析装置，包括样品处理部、检测部、导管，其特征在于，所述样品处理部内设有取样腔和样品腔，所述样品腔设于取样腔下方；所述取样腔内依次设有第一驱动机构、缓冲液室、第二驱动机构、吸泵，所述第一驱动机构下方连接有第一处理机构，所述第二驱动结构下方连接有第二处理机构；所述缓冲液室、吸泵分别通过导管与第二处理机构连接；所述样品腔内设有滑轨、安装部，所述安装部设有所述滑轨上，所述安装部上设有弹性固定部；所述检测部包括依次连接的进样器、样品室、检测仪；所述吸泵通过导管与进样器连接。本发明具有体积小、操作简单、方便携带的优点，复合现代食品检测的技术化、速测化、便携化的发展趋势。

Description

一种食品快速检测分析装置
技术领域
本发明涉及食品安全领域，具体涉及一种食品快速检测分析装置。
背景技术
在经济快速发展的新形势下，人们的生活水平有了大幅度的提升，这也使人们对食品的安全有了更高的要求。尽管国家一直重视食品安全问题，也不断的加大了对食品市场的监管力度，但食品安全现状仍不容乐观，各类食品安全问题层出不穷，对广大民众的身体健康带来了较大的威胁，因此需要强化食品安全监管，促进社会的和谐、稳定发展。
当前我国食品安全现状不容乐观，追溯其源头在食品原料种植和养殖过程中就存在严重的污染问题。当前的我国不论是种植还是养殖业都较为分散，以农户为单位，在种植和养殖过程中非法使用违禁农药及有毒有害的添加剂，而且在监管上存在较大的难度。用这些原料制作食品，不仅会发生农药或是兽药食物中毒事件，加工出来的食品还会埋下较大的安全隐患。食品原料的污染是引发食品安全问题的重大因素，需要有效的从源头上进行遏制。
同时，我国食品工业起步时间较短，多数食品企业规模较小，甚至还有很大一部分企业仍以传统或是手工做坊形式进行生产，食品加工设备较为落后，从业人员卫生意识较少，这就导致食品在加工和贮存过程中存在有害物质的污染。特别是一些加工条件十分简陋及缺乏必要卫生设施的小作坊生产出来的食品，极易引起集体性食物中毒事件。
因此，要想食品的安全，就必须从食品源抓起。建立安全优质和无公害农产品生产基地，保证在源头上控制食品的安全，从根本上进行治理，确保农产品有着干净的生产环境，杜绝有害物质的危害；完善农产品质量认证制度，强化管理；规范农药、兽药、饲料和食品添加剂的使用，严格控制食品中添加剂的量，对于非法企业要进行重罚。
目前，我国对食品安全监测要求越来越高，这就要求必须加大科技投入，建立科学检测质量体系，急需进一步提高食品检测的技术化、速测化、便携化等水平。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种食品快速检测分析装置，本发明具有体积小、操作简单、方便携带的优点，复合现代食品检测的技术化、速测化、便携化的发展趋势。
本发明的技术方案为：一种食品快速检测分析装置，包括样品处理部、检测部、导管，其特征在于，所述样品处理部内设有取样腔和样品腔，所述样品腔设于取样腔下方；所述取样腔内依次设有第一驱动机构、缓冲液室、第二驱动机构、吸泵，所述第一驱动机构下方连接有第一处理机构，所述第二驱动结构下方连接有第二处理机构；所述缓冲液室、吸泵分别通过导管与第二处理机构连接；所述样品腔内设有滑轨、安装部，所述安装部设有所述滑轨上，所述安装部上设有弹性固定部；所述检测部包括依次连接的进样器、样品室、检测仪；所述吸泵通过导管与进样器连接。特别的，所述样品腔设有进样窗口。
进一步的，所述第一驱动机构设有第一控制模块，缓冲液室设有第二控制模块，第二驱动机构设有第三控制模块，吸泵设有第四控制模块。
进一步的，所述样品腔内设有第三驱动机构，所述第三驱动机构与安装部连接；所述第三驱动机构设有第五控制模块。
进一步的，所述食品快速检测分析装置还包括中控面板，所述中控面板分别与第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块、第四控制模块、第五控制模块连接，所述中控面板与检测仪连接。
进一步的，所述进样器的前端设有过滤器。
进一步的，所述第一处理机构包括第一连接轴、第二连接轴、裁切头、卡接吸附头，所述第一连接轴为中控杆，所述第二连接轴套设于第一连接轴内部；所述第一连接轴与裁切头连接，所述第二连接轴与卡接吸附头连接，所述卡接吸附头内部设有吸附部，所述吸附部与吸泵连接。所述第一连接轴、第二连接轴分别与第一驱动机构连接。
进一步的，所述裁切头末端对称设有切割齿；所述卡接吸附头末端设有金属卡块。
进一步的，所述第二处理机构包括第三连接轴，所述第三连接轴下方设有搅拌头，所述搅拌头为中空结构，所述导管伸入搅拌头内部，所述搅拌头末端为圆锥体，所述圆锥体的末端设有通孔，所述圆锥体的外侧设有切割刃。所述第三连接轴与第二驱动结构连接。吸泵通过通孔吸取混合液。
本发明的工作过程为，将样品放入样品腔的安装部，通过弹性固定部固定；通过中空面板对本发明装置进行控制，首先控制第一控制模块使第一驱动机构工作，裁切头伸入样品表面进行切割，然后可通过卡接吸附头将切割的样品表面部分卡扣和吸柱，并随第二连接轴一并退出。然后控制第五控制模块，安装部在滑轨位移至与第二处理机构对应的工位，控制第三控制模块使第二处理机构工作，搅拌头旋入经过处理的样品中，切割刃对样品的细胞组织进行破坏出汁，控制第二控制模块使缓冲液室出液与样品的组织液一同搅拌，经过一定的时间后，控制第四控制模块将混合液吸出，然后第二处理机构退出样品。经吸泵吸附的液体进入进样器（首先通过过滤器），进样器将混合液送入样品室，然后检测仪开始工作对样品室的经过处理混合液进行测样。
特别的，所述吸泵内部设有过滤装置。
特别的，第一处理机构适用于果蔬的去皮操作，亦可直接使用第二处理机构对样品进行处理。
特别的，所述检测仪可采用本领域任一现有技术中具有快速检测功能的设备。优选的，所述检测仪采用现有技术中的凝胶渗透色谱分析仪器，该仪器是一套基于ARM 嵌入式的智能食品农药检测控制系统。该仪器采用ARM 公司的M0+处理器，它是一款经过优化处理的、具有v6M 指令系统功能；该仪器采用6 通道同时检测技术，测定范围：重金属铅：0-40.0mg/kg,(最低检测限：0.2mg/L)；硝酸盐(亚硝酸盐)：0.00～500.0mg/kg；农药残毒：抑制率0～100%。线性误差：快速法测量是0.995，而国标法可达到0.999。
进一步的，所述检测部内设有防护部，所述防护部设于所述检测仪的外侧。
进一步的，所述防护部包括金属内层、导热矽胶层、高分子水凝胶层，所述高分子水凝胶层外部设有柔性密封膜。只需要揭开柔性密封膜，即可实现高分子水凝层的水分释放达到降温的效果，同时待高分子水凝胶层降温可吸收水分，再贴上柔性密封膜以备下次需降温时使用。通过导热矽胶层、高分子水凝胶层的协效作用，能够实现对检测仪的抗震缓冲保护；同时金属内层、导热矽胶层具有很好的导热功能，协同高分子水凝胶层作用，可实现检测部的快速有效降温。
进一步的，所述高分子水凝胶层包括以下重量份数的组分：5-11份聚丙烯酰胺、6-15份聚乙二醇改性纳米纤维素、0.2-0.9份非离子型纤维素醚、3-8份海藻酸钠、0.3-1.5份过硫酸钾、0.4-1.2份三羟基戊二酸、4-8份氮化硅陶瓷粉以及120-140份的纯水。
本发明中，所述聚丙烯酰胺、聚乙二醇改性纳米纤维素等原料均可选用现有技术实现。非离子型纤维素醚可以是羟丙甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚中的任意一种或混合。海藻酸钠又名褐藻酸钠、海带胶、褐藻胶、藻酸盐，是由海带中提取的天然多糖碳水化合物。广泛应用于食品、医药、纺织、印染、造纸、日用化工等产品，作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、粘合剂、上浆剂等使用。自八十年代以来，褐藻酸钠在食品应用方面得到新的拓展。褐藻酸钠不仅是一种安全的食品添加剂，而且可作为仿生食品或疗效食品的基材，实际上是一种天然纤维素。海藻酸钠和过硫酸钾可以促进聚丙烯酰胺、聚乙二醇改性纳米纤维素和非离子型纤维素醚的聚合、交联，使之与纯水结合而形成水凝胶。三羟基戊二酸（3-Hydroxyglutaric acid）通常用于有机合成及医药中间体，可选用市售产品实现。氮化硅陶瓷粉是是用硅粉作原料，先用通常成型的方法做成所需的形状，在氮气中及1200℃的高温下进行初步氮化，使其中一部分硅粉与氮反应生成氮化硅，这时整个坯体已经具有一定的强度。然后在1350℃-1450℃的高温炉中进行第二次氮化，反应成氮化硅。用热压烧结法可制得达到理论密度99%的氮化硅。本发明中，特别添加三羟基戊二酸及氮化硅陶瓷粉，二者存在时，可以提高水分低温时在高分子水凝胶体系中的稳定性，在40℃开始释放出水，50℃开始大量释放出水，以实现快速降温。
特别的，本发明适用于水果、蔬菜等具有固定形态的样品的农药残留测试。
本发明具有体积小、操作简单、方便携带的优点，复合现代食品检测的技术化、速测化、便携化的发展趋势。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的局部结构示意图；
图3为本发明的局部结构示意图；
图4为本发明的局部结构示意图；
图5为本发明的局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种食品快速检测分析装置，包括样品处理部1、检测部2、导管3，其特征在于，所述样品处理部内设有取样腔11和样品腔12，所述样品腔设于取样腔下方；所述取样腔内依次设有第一驱动机构111、缓冲液室112、第二驱动机构113、吸泵114，所述第一驱动机构下方连接有第一处理机构115，所述第二驱动结构下方连接有第二处理机构116；所述缓冲液室、吸泵分别通过导管与第二处理机构连接；所述样品腔12内设有滑轨121、安装部122，所述安装部设有所述滑轨上，所述安装部上设有弹性固定部123；所述检测部2包括依次连接的进样器21、样品室22、检测仪23；所述吸泵通过导管3与进样器连接。特别的，所述样品腔设有进样窗口（未标注）。
所述样品处理部上方设有可开合的第一盖板5，所述检测部上方设有可开合的第二盖板6。所述样品腔上方对应第一处理机构、第二处理机构的区域分别设有开口。
进一步的，所述第一驱动机构设有第一控制模块1111，缓冲液室设有第二控制模块1121，第二驱动机构设有第三控制模块1131，吸泵设有第四控制模块1141。
进一步的，所述样品腔内设有第三驱动机构124，所述第三驱动机构与安装部连接；所述第三驱动机构设有第五控制模块1241。
进一步的，所述食品快速检测分析装置还包括中控面板4，所述中控面板分别与第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块、第四控制模块、第五控制模块连接，所述中控面板与检测仪连接。
进一步的，所述进样器的前端设有过滤器211。
进一步的，所述第一处理机构115包括第一连接轴1151、第二连接轴1152、裁切头1153、卡接吸附头1154，所述第一连接轴为中控杆，所述第二连接轴套设于第一连接轴内部；所述第一连接轴与裁切头连接，所述第二连接轴与卡接吸附头连接，所述卡接吸附头内部设有吸附部1155，所述吸附部与吸泵114连接。所述第一连接轴、第二连接轴分别与第一驱动机构连接。
进一步的，所述裁切头末端对称设有切割齿11531；所述卡接吸附头末端设有金属卡块11541。
进一步的，所述第二处理机构116包括第三连接轴1161，所述第三连接轴下方设有搅拌头1162，所述搅拌头为中空结构，所述导管3伸入搅拌头内部，所述搅拌头末端为圆锥体11621，所述圆锥体的末端设有通孔11622，所述圆锥体的外侧设有切割刃11623。所述第三连接轴与第二驱动结构连接。
本发明的工作过程为，将样品放入样品腔的安装部，通过弹性固定部固定；通过中空面板对本发明装置进行控制，首先控制第一控制模块使第一驱动机构工作，裁切头伸入样品表面进行切割，然后可通过卡接吸附头将切割的样品表面部分卡扣和吸柱，并随第二连接轴一并退出。然后控制第五控制模块，安装部在滑轨位移至与第二处理机构对应的工位，控制第三控制模块使第二处理机构工作，搅拌头旋入经过处理的样品中，切割刃对样品的细胞组织进行破坏出汁，控制第二控制模块使缓冲液室出液与样品的组织液一同搅拌，经过一定的时间后，控制第四控制模块将混合液吸出，然后第二处理机构退出样品。经吸泵吸附的液体进入进样器（首先通过过滤器），进样器将混合液送入样品室，然后检测仪开始工作对样品室的经过处理混合液进行测样。
特别的，所述吸泵内部设有过滤装置（未标注）。
特别的，第一处理机构适用于果蔬的去皮操作，亦可直接使用第二处理机构对样品进行处理。
特别的，所述检测仪可采用本领域任一现有技术中具有快速检测功能的设备。优选的，所述检测仪采用现有技术中的凝胶渗透色谱分析仪器，该仪器是一套基于ARM 嵌入式的智能食品农药检测控制系统。该仪器采用ARM 公司的M0+处理器，它是一款经过优化处理的、具有v6M 指令系统功能；该仪器采用6 通道同时检测技术，测定范围：重金属铅：0-40.0mg/kg,(最低检测限：0.2mg/L)；硝酸盐(亚硝酸盐)：0.00～500.0mg/kg；农药残毒：抑制率0～100%。线性误差：快速法测量是0.995，而国标法可达到0.999。
进一步的，所述检测部内设有防护部24，所述防护部设于所述检测仪的外侧。
进一步的，所述防护部包括金属内层241、导热矽胶层242、高分子水凝胶层243，所述高分子水凝胶层外部设有柔性密封膜244。只需要揭开柔性密封膜，即可实现高分子水凝层的水分释放达到降温的效果，同时待高分子水凝胶层降温可吸收水分，再贴上柔性密封膜以备下次需降温时使用。通过导热矽胶层、高分子水凝胶层的协效作用，能够实现对检测仪的抗震缓冲保护；同时金属内层、导热矽胶层具有很好的导热功能，协同高分子水凝胶层作用，可实现检测部的快速有效降温。
进一步的，所述高分子水凝胶层包括以下重量份数的组分：8份聚丙烯酰胺、12份聚乙二醇改性纳米纤维素、0.5份非离子型纤维素醚、5份海藻酸钠、1.0份过硫酸钾、0.9份三羟基戊二酸、7份氮化硅陶瓷粉以及125份的纯水。
本发明中，所述聚丙烯酰胺、聚乙二醇改性纳米纤维素等原料均可选用现有技术实现。非离子型纤维素醚可以是羟丙甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚中的任意一种或混合。海藻酸钠又名褐藻酸钠、海带胶、褐藻胶、藻酸盐，是由海带中提取的天然多糖碳水化合物。广泛应用于食品、医药、纺织、印染、造纸、日用化工等产品，作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、粘合剂、上浆剂等使用。自八十年代以来，褐藻酸钠在食品应用方面得到新的拓展。褐藻酸钠不仅是一种安全的食品添加剂，而且可作为仿生食品或疗效食品的基材，实际上是一种天然纤维素。海藻酸钠和过硫酸钾可以促进聚丙烯酰胺、聚乙二醇改性纳米纤维素和非离子型纤维素醚的聚合、交联，使之与纯水结合而形成水凝胶。三羟基戊二酸（3-Hydroxyglutaric acid）通常用于有机合成及医药中间体，可选用市售产品实现。氮化硅陶瓷粉是是用硅粉作原料，先用通常成型的方法做成所需的形状，在氮气中及1200℃的高温下进行初步氮化，使其中一部分硅粉与氮反应生成氮化硅，这时整个坯体已经具有一定的强度。然后在1350℃-1450℃的高温炉中进行第二次氮化，反应成氮化硅。用热压烧结法可制得达到理论密度99%的氮化硅。本发明中，特别添加三羟基戊二酸及氮化硅陶瓷粉，二者存在时，可以提高水分低温时在高分子水凝胶体系中的稳定性，在40℃开始释放出水，50℃开始大量释放出水，以实现快速降温。
特别的，本发明适用于水果、蔬菜等具有固定形态的样品的农药残留测试。
本发明具有体积小、操作简单、方便携带的优点，复合现代食品检测的技术化、速测化、便携化的发展趋势。
实施例2
本实施例提供一种结构与实施例1一致的食品快速检测分析装置，所不同的是，所述高分子水凝胶包括以下重量份数的组分：5份聚丙烯酰胺、6份聚乙二醇改性纳米纤维素、0.2份非离子型纤维素醚、3份海藻酸钠、0.3份过硫酸钾、0.4份三羟基戊二酸、4份氮化硅陶瓷粉以及120份的纯水。
实施例3
本实施例提供一种结构与实施例1一致的食品快速检测分析装置，所不同的是，所述高分子水凝胶包括以下重量份数的组分：6份聚丙烯酰胺、9份聚乙二醇改性纳米纤维素、0.4份非离子型纤维素醚、6份海藻酸钠、1.1份过硫酸钾、0.8份三羟基戊二酸、7份氮化硅陶瓷粉以及130份的纯水。
实施例4
本实施例提供一种结构与实施例1一致的食品快速检测分析装置，所不同的是，所述高分子水凝胶包括以下重量份数的组分：6份聚丙烯酰胺、9份聚乙二醇改性纳米纤维素、0.4份非离子型纤维素醚、6份海藻酸钠、1.1份过硫酸钾以及130份的纯水。
实施例5
本实施例提供一种结构与实施例1一致的食品快速检测分析装置，所不同的是，所述高分子水凝胶包括以下重量份数的组分：6份聚丙烯酰胺、9份聚乙二醇改性纳米纤维素、0.4份非离子型纤维素醚、0.8份三羟基戊二酸、7份氮化硅陶瓷粉以及130份的纯水。
高分子水凝胶持水能力测试
根据相关的标准，选取实施例1-实施例5的高分子水凝胶，将其制备成20 cm×10 cm的形状（含水量均为100g）。分别以40℃、45℃、50℃的温度加热高分子水凝胶，记录其12分钟内的质量变化。其结果如表1-3所示。
表1.高分子水凝胶质量变化值（40℃）
表2.高分子水凝胶质量变化值（45℃）
表3.高分子水凝胶质量变化值（50℃）
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。

Claims (10)

1.一种食品快速检测分析装置，包括样品处理部、检测部、导管，其特征在于，所述样品处理部内设有取样腔和样品腔，所述样品腔设于取样腔下方；所述取样腔内依次设有第一驱动机构、缓冲液室、第二驱动机构、吸泵，所述第一驱动机构下方连接有第一处理机构，所述第二驱动结构下方连接有第二处理机构；所述缓冲液室、吸泵分别通过导管与第二处理机构连接；所述样品腔内设有滑轨、安装部，所述安装部设有所述滑轨上，所述安装部上设有弹性固定部；所述检测部包括依次连接的进样器、样品室、检测仪；所述吸泵通过导管与进样器连接。
2.根据权利要求1所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，所述第一驱动机构设有第一控制模块，缓冲液室设有第二控制模块，第二驱动机构设有第三控制模块，吸泵设有第四控制模块。
3.根据权利要求2所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，所述样品腔内设有第三驱动机构，所述第三驱动机构与安装部连接；所述第三驱动机构设有第五控制模块。
4.根据权利要求3所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，还包括中控面板，所述中控面板分别与第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块、第四控制模块、第五控制模块连接，所述中控面板与检测仪连接。
5.根据权利要求1所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，所述进样器的前端设有过滤器。
6.根据权利要求1所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，所述第一处理机构包括第一连接轴、第二连接轴、裁切头、卡接吸附头，所述第一连接轴为中控杆，所述第二连接轴套设于第一连接轴内部；所述第一连接轴与裁切头连接，所述第二连接轴与卡接吸附头连接，所述卡接吸附头内部设有吸附部，所述吸附部与吸泵连接。
7.根据权利要求6所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，所述裁切头末端对称设有切割齿；所述卡接吸附头末端设有金属卡块。
8.根据权利要求1所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，所述第二处理机构包括第三连接轴，所述第三连接轴下方设有搅拌头，所述搅拌头为中空结构，所述导管伸入搅拌头内部，所述搅拌头末端为圆锥体，所述圆锥体的末端设有通孔，所述圆锥体的外侧设有切割刃。
9.根据权利要求1所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，所述检测部内设有防护部，所述防护部设于所述检测仪的外侧。
10.根据权利要求9所述的食品快速检测分析装置，其特征在于，所述防护部包括金属内层、导热矽胶层、高分子水凝胶层，所述高分子水凝胶层外部设有柔性密封膜。
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