CN202890399U

CN202890399U - 一种用于去除溶液中的药物残留的溶液净化器

Info

Publication number: CN202890399U
Application number: CN2012204882430U
Authority: CN
Inventors: 陈伟忠; D·P·凯利; 肖卫民
Original assignee: Philips China Investment Co Ltd
Current assignee: Philips China Investment Co Ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-09-13

Abstract

本实用新型涉及一种用于去除溶液中的药物残留的溶液净化器(100、200)，包括处理容器(110、210)和超声波换能器(130、230)，其中，超声波换能器(130、230)与处理容器(110、210)相互耦接，以将超声波换能器(130、230)所产生的超声波传导至处理容器(110、210)。本实用新型利用超声波的气穴效应达到了降低药物残留的目的。此外，还能够利用超声波的灭活微生物的作用同时起到杀菌的作用。

Description

一种用于去除溶液中的药物残留的溶液净化器

技术领域

本实用新型涉及液体处理领域，更具体地，涉及一种用于去除溶液中的药物残留的溶液净化器。

背景技术

当前，添加有药物的动物饲料或饮用水广泛且合法地应用于家畜的疾病预防和治疗过程之中。1951年，美国联邦食品和药品管理局批准可以使用不是处方兽医的抗生素作为动物饲料添加剂。在20世纪50年代至60年代，欧洲各个国家也相继批准了关于在动物饲料中使用抗生素的国家法规。从积极的方面来看，药物能够作为生长促进剂，此时其主要作用是增加源自动物的产品(例如肉类、奶类食品)中的蛋白质的含量，这对于提高饲料转化率和瘦肉率将是非常有益的。然而，从另一方面来看，这类物质的残留物或它们的代谢物在动物源性食品中的残留将对消费者的健康造成不利影响。

市场研究显示，市场上所销售的牛奶中有7％至15％存在着诸如抗生素污染等这类问题。即便是少量的抗生素(例如青霉素)也同样可能对消费者的健康构成威胁，因为它们的存在，导致致病或易于引起食物中毒的细菌(例如金黄色葡萄球菌)对抗生素不再敏感，从另一个角度来说，也即使得这些细菌的抗药性越来越强，这便导致了医生所开具的医疗抗生素处方的剂量将越来越大，如此恶性循环将使得人类在未来陷入无药可用的境地。此外，这些抗生素残留也给牛奶生产者造成了经济损失，例如额外的处理程序和处理设备所带来的经济损失等等。

如今，同样是处理被污染的液体，已经有了一些成熟的技术方案得以实施。例如在污水处理行业中，一些技术已被用来降低有害的有机化合物。这些技术主要分为物理方法和化学方法。物理方法主要是吸收、过滤和絮凝。化学方法主要是氧化过程，包括芬顿(Fenton)氧化、光催化氧化、臭氧氧化等等。化学方法通常需要添加化学品(氧化剂)或紫外线光来降解污染物。因此，使用化学方法是将新的化学物质直接添加到牛奶中，很有可能将会给诸如牛奶的待处理物质带来新的污染，所以这些方法不尽理想。声化学的出现为消除持久的有机污染提供了一种新的选择。利用超声波降解废水中的有机污染物是已知的。声化学的主要作用原理是：当压力波传播撞击微型气泡时就产生了气穴，这些气泡将被振荡，并通过已知的矫正扩散过程获得体积。随着气泡的增长，他们迅速达到共振的直径，然后破裂。这种破裂可以瞬间产生高温(＞5000K)和高压(＞5×10⁷Pa)。在这种极端条件下，产生强氧化性的羟基自由基(·OH)(如方程1所示)。在有氧气和水的情况下，会形成HOO·。也可以由HOO·或·OH形成过氧化氢(如方程2-4所示)。在存在空气或氧气的情况下，这些自由基和过氧化物会通过羟化和氧化反应和溶解的有机物反应。

H₂O→H·+·OH (1)

H·+O₂→HOO· (2)

2HOO·→H₂O₂+O₂ (3)

2·OH→H₂O₂ (4)

除了可以在液体中降解有机化合物，超声波也可以有效灭活微生物。消毒机制可能包括上面提到的高氧化性物质，如过氧化氢和羟自由基。随着气穴的破裂所产生的温度和压力的上升可能破坏细菌的细胞结构，并最终造成细菌的细胞的死亡。

实用新型内容

因此，鉴于以上对背景技术的描述，如果能够提供一种利用超声波去除溶液状的食品中的药物残留将是令人期待的。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种用于去除溶液中的药物残留的溶液净化器，包括：处理容器和超声波换能器，其中，所述超声波换能器与所述处理容器相互耦接，以将所述超声波换能器所产生的超声波传导至所述处理容器。如此，在处理容器中盛放有待处理的溶液时，由超声波换能器所产生的超声波便能经过处理容器传导至待处理的溶液中并利用前述的气穴效应去除溶液中的药物残留。

在一个实施例中，所述超声波换能器与所述处理容器的壁部直接贴合连接。这样的结构较为简单，与此同时也同样能够达到去除溶液中的药物残留的目的。

在一个实施例中，所述溶液净化器还包括超声波耦合元件，所述超声波换能器与所述处理容器通过所述超声波耦合元件相互可拆卸地连接。借助于该超声波耦合元件，便能将该溶液净化器设计成可拆卸式的，如此便于将该溶液净化器集成至其他的家电中。

在一个实施例中，所述溶液净化器还包括温度调节模块，其与所述处理容器相互连接且被构造为调节所述处理容器中所盛放的溶液的温度。

在一个实施例中，所述溶液净化器还包括超声波电源模块，其与所述超声波换能器电气连接。该超声波电源模块能够将普通电源转化为超声波换能器所需要的高频交流电信号。可选地，所述溶液净化器还包括功率调节模块，其与所述超声波电源模块电气连接且被构造为调节所述超声波电源模块的功率。可选地，所述溶液净化器进一步包括定时模块，其与所述超声波电源模块电气连接且被构造为调节所述超声波电源模块的工作时间长短。如此便能根据用户的需要来有针对性地设定该溶液净化器的功率以及工作时间。

在一个实施例中，所述溶液净化器还包括：第一容器，其出口与所述处理容器的入口连通；第二容器，其入口与所述处理容器的出口连通；以及流量控制装置，其被配置为控制所述第一容器至所述处理容器以及所述处理容器至所述第二容器的液体流动。如此便能实现溶液的分批处理，及时地提供已处理的可用溶液。可选地，所述第一容器和第二容器的容积均大于所述处理容器的容积。附加地，所述的溶液净化器还包括液体开关，其与所述第二容器液体连通且被构造为调节所述第二容器与其外部的液体连通与关断。

本实用新型利用超声波的气穴效应达到了降低药物残留的目的，能够在合理的时间内以合理的功率产生的超声波有效地去除诸如牛奶的溶液中的药物残留。此外，还能够利用超声波的灭活微生物的作用同时起到杀菌的作用。

上述本实用新型的实用新型内容并不旨在描述本实用新型的每个公开的实施例或每个实现方式。以下的详细的描述和附图更具体地示例了本实用新型的示例性的实施例。

附图说明

通过阅读以下结合附图对非限定性实施例的描述，本实用新型的其它目的、特征和优点将变得更为明显和突出。

图1为依据本实用新型的一个具体实施例所述的溶液净化器的结构示意图；

图2为依据本实用新型的又一个具体实施例所述的溶液净化器的结构示意图；

图3为依据本实用新型的又一个具体实施例所述的溶液净化器的结构示意图；

图4为依据本实用新型的又一个具体实施例所述的溶液净化器的结构示意图；

图5为依据本实用新型的又一个具体实施例所述的溶液净化器的结构示意图；

图6为依据本实用新型的又一个具体实施例所述的溶液净化器的结构示意图；

图7为依据本实用新型的又一个具体实施例所述的溶液净化器的结构示意图；以及

图8为利用依据本实用新型所述的溶液净化器去除溶液中的药物残留的实验的结果示意图。

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的模块/装置。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本实用新型一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本实用新型的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本实用新型的所有实施例。可以理解，在不偏离本实用新型的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本实用新型的范围由所附的权利要求所限定。

图1为依据本实用新型的一个具体实施例的溶液净化器的结构示意图。如图所示，依据本实用新型的用于去除溶液中的药物残留的溶液净化器100包括处理容器110和超声波换能器130，其中，超声波换能器130与处理容器110相互耦接，以将超声波换能器130所产生的超声波传导至处理容器110。其中，该处理容器能够实施为各种形状，例如杯状、圆筒状等等，只要是能够盛放待处理的溶液便可。

此时应当注意，由于由超声波换能器130工作时所产生的超声波并不能以空气为介质传播，所以必须保证超声波换能器130与该处理容器110之间的接触是可靠的，能够有效地将超声波换能器130所产生的超声波传导至处理容器110，从而在工作时将超声波换能器130所产生的超声波间接地传导至处理容器110所盛放的溶液之中，以发挥到去除该溶液中的药物残留的作用。

此时有多种连接方式可供选择。例如，超声波换能器130与处理容器110的壁部直接贴合连接，此时如图1所示，该超声波换能器130能够被安置在该处理容器110的底部的外侧，同理也可以如图2所示将该超声波换能器130安置在该处理容器110的底部的内侧，还可以如图3所示将该超声波换能器130安置在该处理容器110的壁部。当该处理容器有盖子时，也能够如图4所示将超声波换能器130安置在该处理容器110的盖子上，且当盖子盖在该处理容器110的壁部上时，该超声波换能器130能够直接与该处理容器110中待处理的溶液直接接触或者由该超声波换能器130所产生的超声波能够经由盖子和该处理容器的壁部和/或底部传导至该处理容器110中待处理的溶液中去。本领域的技术人员应当理解，该超声波换能器130同样能够内嵌在该处理容器110之中。

图5为依据本实用新型的又一个具体实施例所述的溶液净化器的结构示意图。在该实施例中，溶液净化器100还能够包括超声波耦合元件160，超声波换能器130与处理容器110通过超声波耦合元件160相互可拆卸地连接，这种方式也是可选的，此时，由超声波换能器130所产生的超声波将间接地经由超声波耦合元件160和处理容器110传导至处理容器110所盛放的溶液之中。如背景技术中所述，在利用超声波的气穴效应去除溶液中的药物残留的过程中，随着气穴的破裂会产生高温，这必将使得溶液的温度上升，所以附加地该溶液净化器100还能够包括温度调节模块，其与处理容器110相互连接且能够调节处理容器110中所盛放的溶液的温度。此外，图5所示出的溶液净化器100还包括超声波电源模块120，该超声波电源模块120可以以干电池、充电电池或普通市网电力来供电，其与超声波换能器130电气连接。超声波电源模块120产生超声波换能器130所需要的高频交流电信号，并将其传输至超声波换能器130，在超声波换能器130中将电信号转换成超声波能量，这里的超声波的频率一般在20K至10MHz的范围内。可选地，该溶液净化器100还能够包括功率调节模块，其与超声波电源模块120电气连接且能够调节超声波电源模块120的功率。此外，可选地，溶液净化器100还能够包括定时模块，其与超声波电源模块120电气连接且能够调节超声波电源模块120的工作时间长短。例如，根据处理容器110中待处理的溶液体积的大小设定超声波电源模块120的工作时间，例如100毫升时设定工作4小时，那么50毫升时则能够相应地减小其工作时间，例如可以将工作时间设置为2个小时。

如前所述，借助于超声波的气穴效应去除溶液中的药物残留的过程必然导致溶液温度的上升，然而在处理诸如牛奶、果汁等的溶液时，过高的温度将导致溶液内的蛋白质变性或者果汁中的维生素挥发掉，造成营养物质的不必要流失，因此，本实用新型提出了将该可拆卸式的溶液净化器设置于冰箱之中的设计，这样一来较低的环境温度便能平衡由于气穴效应所产生的热量。如图6所示，超声波换能器130和超声波电源模块120被设置在冰箱的隔板170之中，然后在隔板170的表面具有用于连接耦合元件160的接口，以通过该接口将超声波换能器130通过超声波耦合元件160与处理容器相连接。此处，处理容器110是可拆卸的，这样使得处理容器110的清洗和处理变得更容易。

通常来说，使用此方法来净化溶液以去除溶液中的药物残留的工作时间较长，这样一来使得用户感觉不是很方便，所以本实用新型还提出了如图7所示的实施例的设计，图7中该处理容器210为管状，在其入口处连通有第一容器250，而在其出口处则连通有第二容器260，此外，该溶液净化器200还包括流量控制装置240，其被配置为控制第一容器250至处理容器210以及处理容器210至第二容器260的液体流动。例如，现在需要处理2升的牛奶，可以将处理容器仅设置为50毫升，首先将未处理的2升牛奶倒入第一容器250之中，之后流量控制装置240控制将50毫升的牛奶从第一容器250放入处理容器210进行净化，50毫升净化需要的时间相对较少，在净化完成之后将该50毫升牛奶再借助于流量控制装置240放入第二容器260之中，如此循环往复直至全部溶液净化完成为止，这样做的优点是，第二容器260中的是完全净化过的溶液，用户可以不用等到全部净化完成便能及时享用第二容器260中的溶液。可选地，第一容器250和第二容器260的容积均大于处理容器210的容积。此外，可选地，该溶液净化器200还包括液体开关270，其与第二容器260液体连通且能够调节第二容器260与其外部的液体连通与关断。可选地，该溶液净化器也可能包括其他配件如声学绝缘体，以减少噪音。

本实用新型可应用于降低蔬菜/水果溶液中发现的农药残留。此外，由于超声波具有消毒功能，依据本实用新型的溶液净化器还具有消毒功能。依据本实用新型的溶液净化器可用于储存诸如牛奶/等溶液。在存储过程中，该设备工作以降低药物残留，使牛奶可以安全饮用。

为了证明依据本实用新型的溶液净化器的可行性，设计了相关实验来验证其降低牛奶中药物残留的功能。青霉素是一种广泛使用的抗生素，并经常作为药物残留在牛奶中发现，所以将青霉素用作药物残留。从本地的超市购买牛奶，从药店中购买青霉素。然后配成含2ppm青霉素的牛奶混合物50毫升，将该待处理的牛奶保存在一个80m1的依据本实用新型所述的溶液净化器中。在整个试验期间，牛奶样品的温度被监测并始终低于10℃。样品经过180W(20-25千赫)的超声波处理过程中(处理过程中工作与休息时间间歇地均为3秒)，每隔1小时对等分的牛奶样品进行高效液相色谱分析(另一份没有进行超声辐照的样品被用来参考)。

图8为利用依据本实用新型所述的溶液净化器去除溶液中的药物残留实验的结果示意图。牛奶在20-25KHz、180W的超声波处理后，牛奶中青霉素的含量显著降低了。经过1小时的180W的超声波处理后，牛奶中青霉素的含量降低了34％。经过2小时的180W的超声波处理后，青霉素的含量降低了62.3％。

基于上述观察，从而证明了本实用新型的可行性。

尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本实用新型，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本实用新型不仅限于上述实施方式。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素，并且措辞“一个”不排除复数。在实用新型的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims

1.一种用于去除溶液中的药物残留的溶液净化器(100、200)，包括：

处理容器(110、210)；和

超声波换能器(130、230)，

其中，所述超声波换能器(130、230)与所述处理容器(110、210)相互耦接，以将所述超声波换能器(130、230)所产生的超声波传导至所述处理容器(110、210)。

2.根据权利要求1所述的溶液净化器(100、200)，其特征在于，所述超声波换能器(130、230)与所述处理容器(110、210)的壁部直接贴合连接。

3.根据权利要求1所述的溶液净化器(100、200)，其特征在于，所述溶液净化器(100、200)还包括超声波耦合元件(160)，所述超声波换能器(130、230)与所述处理容器(110、210)通过所述超声波耦合元件(160)相互可拆卸地连接。

4.根据权利要求1所述的溶液净化器(100、200)，其特征在于，还包括温度调节模块，其与所述处理容器(110、210)相互连接且被构造为调节所述处理容器(110、210)中所盛放的溶液的温度。

5.根据权利要求1所述的溶液净化器(100、200)，其特征在于，所述溶液净化器(100、200)还包括超声波电源模块(120、220)，其与所述超声波换能器(130、230)电气连接。

6.根据权利要求5所述的溶液净化器(100、200)，其特征在于，还包括功率调节模块，其与所述超声波电源模块(120、220)电气连接且被构造为调节所述超声波电源模块(120、220)的功率。

7.根据权利要求5所述的溶液净化器(100、200)，其特征在于，还包括定时模块，其与所述超声波电源模块(120、220)电气连接且被构造为调节所述超声波电源模块(120、220)的工作时间长短。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的溶液净化器(200)，其特征在于，还包括：

第一容器(250)，其出口与所述处理容器(210)的入口连通；

第二容器(260)，其入口与所述处理容器(210)的出口连通；以及

流量控制装置(240)，其被配置为控制所述第一容器(250)至所述处理容器(210)以及所述处理容器(210)至所述第二容器(260)的液体流动。

9.根据权利要求8所述的溶液净化器(200)，其特征在于，所述第一容器(250)和所述第二容器(260)的容积均大于所述处理容器(210)的容积。

10.根据权利要求8所述的溶液净化器(200)，其特征在于，还包括液体开关(270)，其与所述第二容器(260)液体连通且被构造为调节所述第二容器(260)与其外部的液体连通与关断。