CN113662973A - 中草药残留农药去除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于中草药制备领域，涉及一种中草药残留农药去除装置。将微波发生器、脉冲直流电源、脉冲直流电源金属钛网Ru‑Rb‑Pt薄膜电极、紫外线发生器、超声发生器、臭氧发生器部件合理组合，构成了一种中草药残留农药的去除装置，使各部件产生协同效应，从而达到了彻底分解去除中草药中残留的农药，使中草药更纯净、使用更安全。
Description
技术领域
本发明属中草药制备领域，涉及中草药残留农药去除装置，特别涉及一种以微波发生器、脉冲直流电源、脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极、紫外线发生器、超声波发生器、臭氧发生器部件构成的中草药残留农药去除装置，分解去除中草药中残留的农药，使中草药更纯净，使用更安全。
背景技术
中医中药是我国文化中的玫宝，尽管中草药在我国几千年的历史中占据着举足轻重的地位，但随着环境的变迁，以及中草药材种植过程中农药的使用，导致中草药材农药残留现象日益凸显。目前中草药材农药残留已危及到中草药材的品质，对中草药的使用安全和药材出口产生了不良的影响，中草药材中有机氯农药、有机磷农药和拟除虫菊酯类农药的残留不容忽视，尽管中草药在我国几千年的历史中占据着举足轻重的地位，但在中草药材的品质管理和农药残留方面一直是当前中草药被诟病的原因之一。2020年版《中国药典》正式实施，对于中药行业普遍关心的农残问题，在通用技术要求中对植物类中药材33种禁用农药限量做了规定(不得超过定量限)。
近年来，随着对中药材需求量的增加，中药材产量随之上涨。为了控制病虫害的发生和蔓延，相应的农药使用量不断升高，随之而来的中药材中农药残留问题也日益严重，已经影响到中药的品质与使用安全。相对于传统的食品和环境中农药脱除方法，应用于中药材的农药脱除方法要求更为严格。中药成分复杂，作用机制尚未完全明确，其有效成分又极易挥发，利用传统农药残留脱除方法处理中药材很容易破坏其外形，影响其有效成分，而中药材质量好坏决定了其优劣，直接影响服用者的健康，因此加强对中药材农药使用的管理及农药残留量的控制具有重要意义。
农药不易降解，可在环境中转移，使人及动物产生过敏、突变、癌变、可遗传的畸形等，因此，中草药材中农药残留种类并选择合适的脱除方法，使残留农药有效脱除的同时不破坏中药材有效成分，是去除中草药材中农药残留的首要考虑条件。
目前农药脱除方法研究主要集中于食品领域，中药材农残脱除方法主要为物理和化学方法，而生物学方法在中药材农残脱除领域尚无应用。
目前中草药材的去除农药残留的方法主要使用如下一些方法及存在的缺点：
1、煮沸：中药材活性成分一般为有机分子，其沸点相对较低。因此，一般用煮沸形式即可使其药用成分溶出，但此过程极易使残留于药材内部的农药随之溶解，使中药非但达不到治病效果，反而由于农药残留造成新的病症。
2、物理方法：物理方法去除农残一般主要针对中药材表面的水溶性农药，而对普遍使用的脂溶性农药和残留于药材内部的农药去除效果则较差。
3、储藏法：在中药材储藏过程中，仍然能够进行呼吸作用和新陈代谢等生理活动，空气中的氧气和中药材中的酶等活性物质可进一步氧化分解残留农药，分解效果主要受储藏温度、时间及不同种类农药稳定性的影响。有机氯农药性质稳定，储藏期间残留农药降解效果不明显；
4、炮制法：炮制法是中药材在炮制过程中，将残留农药通过加热等过程分解为低毒或无毒的小分子物质。此方法适用于去除分解温度较低的农药，对于较为稳定的有机氯农药则不易降解。
5、超临界流体萃取法：此方法本质为利用某些物质(或溶剂)在临界点以上所具有的溶解特性来萃取农药分子，但该方法对设备要求严格，能耗大，有一定的局限性。
6、化学法：降解农残主要有氧化分解、光化学降解等方法。化学方法对农残的降解效率高、成本低、条件限制少、易推广。但有些方法容易残留化学试剂，造成二次污染。且有些方法如臭氧法等不具有广谱性，不能对所有种类农药均达到脱除效果。
7、氧化分解法：氧化法是通过使农药成分发生氧化反应，生成毒性小或者无毒的物质，在农药残留去除中应用较为广泛。氧化法降解效果一般与时间呈正比，常见的氧化剂主要有臭氧、过氧化氢和高铁酸钾等。要去除中药农药残留，需要用食品级过氧化氢，但仍存在使用大量的过氧化氢，使用不方便，同时不易控制氧化剂量，过量氧化剂易使中药材的有效成分丢失，降低药效。
8、光化学降解法中药材表面的有机农药除少量挥发、被植物吸收代谢外，部分可被光降解，而有机氯农药性质稳定，光照不易降解。虽然光催化降解的效果可观，但催化剂使用不当时易造成二次污染，因此该方法在药材农药脱除中应用也受到了一定的制约。
9、生物降解技术，生物技术主要通过微生物或酶将农药大分子分解为小分子化合物，其本质都是通过酶促反应将农药降解为无毒的小分子化合物或其他化合物。但处理时间长，适应性差，农药残留脱除不彻底，不易管理。
10、超声波降解法：主要具有机械效应、热效应和空化效应，其中空化效应起主要作用。超声波振荡强度大、频率快，能够增强农药分子在液体中的运动，提高其在液体中的溶解度，同时在超声波负压作用下，在极短的时间内产生高温、高压，使农药分子的化学键断裂。超声波降解农药法操作简便，无化学残留，但目前仅应用于国内外蔬菜及废水处理，还没有应用到中草药中的农药残留脱除，同时单一的超声波降解法不能产生有效浓度的自由基类强氧化物质，导致适应范围窄，农药残留脱除不彻底。
由于现有的上述中草药脱除农药残留的方法都比较单一，适应范围窄，易产生不良反应，脱除残留的农药不彻底。因此，本领域需要发明一种成本低，脱除中草药中的农药残留效率高、对中草药无污染、绿色、高效、不破坏中药材有效成分和对环境友好的中草药材农残脱除技术。
发明内容
针对现有中草药脱除农药残留技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种中草药中残留农药去除装置，特别涉及一种以微波发生器、脉冲直流电源、脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极、紫外线发生器、超声波发生器、臭氧发生器部件构成的中草药中残留农药的去除装置的构造。
本发明的目的之二是解决上述现有技术的不足，提供了一种将微波发生器、脉冲直流电源、金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极、紫外线发生器、超声波发生器、臭氧发生器部件的合理组合，构成了一种中草药中残留农药的去除装置，使各部件产生协同效应，从而达到了分解去除中草药中残留的农药彻底，使中草药更纯净，使用更安全的发明目的。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
1、中草药残留农药去除装置的构造原理
将微波发生器、脉冲直流电源、脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极、紫外线发生器、超声波发生器、臭氧发生器等部件进行合理的组合。
通过脉冲直流电的脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极电解水、臭氧、产生大量的的活性氧，活性氧在超声波以及金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极的双重作用下，对水的协同催化反应，水中自行分解成羟基自由基，间接地对农药残留起到氧化作用，加速残留在中药材上的残留农药分解，深度对中药材表面及内部高效地去除中药材残留的农药。
2、中草药残留农药去除装置的构造方法：
制造一个壁厚0.5cm左右、容积10m3左右的不锈钢水槽(1)；水槽的底部侧面开一个直径100mm的圆孔，圆孔焊接一个直径100mm的法兰与进水口(2)相连接；水槽内安装1个3KW、80kHz的超声波发射头(3)；水槽外设有超声波发生器(4)；水槽的底部开一个直径250mm的圆孔，圆孔装有钛曝气板(5)；钛曝气板设有进气管口(6)；进气管口与臭氧发生器(7)相连接；水槽的上部侧壁开一个直径60mm的圆孔，圆孔焊接一个直径60mm的法兰，作为出水口(8)；水槽外设有脉冲直流电源(9)；水槽内设有脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极(10)；制造一个壁厚0.5cm左右、容积15m3左右的不锈钢箱(11)；不锈钢箱内设有微波发生器(12)；不锈钢箱内设有紫外线灯装置(13)；水槽内设有药材储存滤水框(14)；药材储存滤水框上部设有提升电动机(15)；水槽外设有与提升电动机相连接的药材储存滤水框电动输送链条机(16)；不锈钢箱内设有药材输送带机(17)；由上述部件构成中草药残留农药去除装置。
3、脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极(10)的制作方法：
称取氯化钌(RuCl3)23-33g，氯化铷(RbCl)17-30g，氯化铂(PtCl)13-21g，加入1000mL纯净水中溶解，配备电镀液，将电镀液加入电镀槽中，通入直流电，在金属钛网上电沉积一层Ru-Rb-Pt薄膜。
4、中草药残留农药去除装置的使用方法：
(1)称取中草药300-350kg加入水槽内，向水槽内加自来水650-700kg；打开超声波发生器(4)，打开臭氧发生器(7)，打开脉冲直流电源(9)，装置进入第一步去除中草药中残留农药的工作状态，工作时间10-15min。
(2)打开药材储存滤水框上部的提升电动机(15)将去除残留农药的中草药材从水中提出来并滤除掉水；打开电动输送链条机(16)，打开紫外线灯装置(13)，打开药材输送带机(17)，将药材输送进入微波发生器(12)，中草药材进入装置进入第二步去除中草药中残留农药和药材干燥的工作状态，工作时间5-15min。
4、中草药中残留农药去除装置的工作原理：
当药材和水加入水槽内后，在超声发生器和超声发射头产生的超声波以及金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极双重作用下进行药材内部的液体导入；以臭氧作为氧化剂，在超声发生器和超声发射头产生的超声波以及金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极催化的双重作用下臭氧充分溶于水中形成了更多的强氧化性自由基，并将富含强氧化性的自由基的液体导入药材内部的进行自由基氧化反应，从而将药材内部的残留农药彻底去除；经第一步去除了残留农药的药材再经固液分离脱水后，再将脱水的药材进入设有微波和紫外线的装置段进一步在微波和紫外线的协同氧化作用下脱除药材中残留的农药，使残留在药材中的农药脱除更彻底，同时在微波的作用下脱除了药材中的水分，使药材干燥后易于储存，从而实现了本发明的目的。
5、与现有技术相比，本发明具有明显的优势：
将微波发生器、脉冲直流电源、金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极、紫外线发生器、超声波发生器、臭氧发生器等部件进行了前所未有的合理组合，构成了一种中草药残留农药的去除的先进装置，使各部件产生协同效应，从而达到了彻底分解去除中草药中残留的农药，使中草药更纯净，使用更安全。
其原理特点突出在于：通过脉冲直流电的电解水、臭氧合用能产生大量的活性氧，活性氧在超声波以及金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极催化的双重作用下对水产生协同催化反应，水中自行分解成羟基自由基，间接地对农药残留起到氧化作用，加速残留在中药材上的农药分解，深度对中药材表面及内部高效地去除中药材残留的农药，解决了前述中现有的中草药材脱除农药残留的方法都比较单一、适应范围窄、化学去除中药材残留农药方法易产生的中药材二次有毒物质形成的不良反应、脱除农药残留不彻底问题。
本发明的技术过程与工业过程非常接近，易于实现工业化。
附图说明
图1为本发明中草药中残留农药去除装置的构造示意图。
为了便于理解本发明，下面结合附图与实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
实施例1，如图1所示，一种中草药残留农药去除装置的构造方法包括：
制造一个壁厚0.5cm左右、容积10m3左右的不锈钢板水槽(1)；水槽的底部侧面开一个直径100mm的圆孔，圆孔焊接一个直径100mm的法兰与进水口(2)相连接；水槽内安装1个3KW、80kHz的超声发射头(3)；超声发射头设有五个由铂制成的圆形聚能环和超声发生器(4)；水槽的底部开一个直径250mm的圆孔，圆孔装有钛曝气板(5)；钛曝气板设有进气管口(6)；进气管口与臭氧发生器(7)相连接；水槽的上部侧壁开一个直径60mm的圆孔，圆孔焊接一个直径60mm的法兰，作为出水口(8)；水槽外设有脉冲直流电源(9)；水槽内设有脉冲直流电源电极(10)；制造一个壁厚0.5cm左右、容积15m3左右的不锈钢板箱(11)；不锈钢板箱内设有微波发生器(12)；不锈钢板箱内设有紫外线灯装置(13)；水槽内设有药材储存滤水框(14)；药材储存滤水框上部设有提升电动机(15)；水槽外设有与提升电动机相连接的药材储存滤水框电动输送链条机(16)；不锈钢板箱内设有药材输送带机(17)；由上述部件构成中草药中残留农药去除装置。
实施例2，脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极(10)的制作方法
称取氯化钌(RuCl3)23-33g，氯化铷(RbCl)17-30g，氯化铂(PtCl)13-21g，加入1000mL纯净水中溶解，配备电镀液，将电镀液加入电镀槽中，通入直流电，在金属钛网上电沉积一层Ru-Rb-Pt薄膜。
实施例3，中草药残留农药去除装置的使用方法：
(1)称取中草药300-350kg加入水槽内，向水槽内加自来水650-700kg；打开超声发生器(4)，打开臭氧发生器(7)，打开脉冲直流电源(10)，装置进入第一步去除中草药中残留农药的工作状态，工作时间10-15min。
(2)打开药材储存滤水框上部的提升电动机(15)将去除残留农药的中草药材从水中提出来并滤除掉水；打开电动输送链条机(16)，打开紫外线灯装置(13)，打开药材输送带机(17)，将药材输送进入微波发生器(12)，中草药材进入装置进入第二步去除中草药中残留农药和药材干燥的工作状态，工作时间5-15min。
本领域技术人员应该明了，以上所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制，也并非限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书和附图内容所做的等效结构变化，均包含在本发明涵盖的专利范围内。
Claims (3)
1.一种中草药残留农药去除装置，其特征在于：制造一个壁厚0.5cm左右、容积10m3左右的不锈钢水槽(1)；水槽的底部侧面开一个直径100mm的圆孔，圆孔焊接一个直径100mm的法兰与进水口(2)相连接；水槽内安装1个3KW、80kHz的超声波发射头(3)；水槽外设有超声波发生器(4)；水槽的底部开一个直径250mm的圆孔，圆孔装有钛曝气板(5)；钛曝气板设有进气管口(6)；进气管口与臭氧发生器(7)相连接；水槽的上部侧壁开一个直径60mm的圆孔，圆孔焊接一个直径60mm的法兰，作为出水口(8)；水槽外设有脉冲直流电源(9)；水槽内设有脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极(10)；制造一个壁厚0.5cm左右、容积15m3左右的不锈钢箱(11)；不锈钢箱内设有微波发生器(12)；不锈钢板箱内设有紫外线灯装置(13)；水槽内设有药材储存滤水框(14)；药材储存滤水框上部设有提升电动机(15)；水槽外设有与提升电动机相连接的药材储存滤水框电动输送链条机(16)；不锈钢板箱内设有药材输送带机(17)。
2.根据权利要求1所述的中草药残留农药去除装置，其特征在于：所述的脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极(10)上电沉积有Ru-Rb-Pt薄膜。
3.根据权利要求1所述的中草药残留农药去除装置，其特征在于：所述的脉冲直流电源金属钛网Ru-Rb-Pt薄膜电极(10)的制作方法，称取氯化钌(RuCl3)23-33g，氯化铷(RbCl)17-30g，氯化铂(PtCl)13-21g，加入1000mL纯净水中溶解，配备电镀液，将电镀液加入电镀槽中，通入直流电，在金属钛网上电沉积一层Ru-Rb-Pt薄膜。
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