一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合装置。其特征是，主要由液哨超声、环绕式超声换能器、紫外光发生器、臭氧曝气头、循环水系统、盖板、凹槽形工作内腔和可视化操作界面组成；中间为凹槽形工作内腔，环绕式超声换能器以均匀间距分布在内腔四周，两枚液哨超声排布在水槽壁偏上方；环形紫外灯在内腔下壁外圈，内圈为均匀间隔分布的多个臭氧曝气头；循环水系统中，四向阀在内腔下壁中心位置，与下水管道联通，通过管道与水泵相连接；盖板位于水槽上方，尺寸与凹槽形工作内腔相同；可视化操作界面位于装置外侧。

【技术实现步骤摘要】

本技术专利技术涉及一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合的槽形装置，尤其是将超声波、紫外线和臭氧功能集于一身，适用于农产品表面农药残留成分的快速降解与清洗杀菌装置。
技术介绍
农产品中农药残留的常见处理方法主要包括臭氧降解、微生物降解等。微生物降解是指通过微生物的酶促作用和非酶促作用来降解农药残留，最终将农药完全降解或分解成小分子量的无毒或毒性较小的化合物的方法。其最主要优势是无毒、无二次污染。学术与工业界已经在农药降解菌的富集分离、降解途径、降解酶以及微生物降解领域开展了大量研究。然而，由于此类技术要求高、生产投入成本高，难以广泛应用。特别是，由于农药废水中化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，简称COD)浓度高、毒性大、可生化性差，微生物对环境变化极其敏感，故用生物法来降解农药残留只适于特定种类农药，进一步限制了该方法的发展。国内外报道的主要有以下四种降解方式：(1)超声清洗。超声空化可在液体内的某一区域形成局部的暂时负压区，产生空穴或气泡，这些气泡处于非稳定状态，在局部微小区域产生很大的压力，并把聚集起来的声场能量在液体中极小空间内迅速释放，形成高温(可达5000K以上)、高压(可达5×107Pa)以及强冲击波和射流等。超声清洗利用空化泡在液体中破裂产生的微射流和高压的冲击力，无需加入辅助洗洁剂，即可剥离被清洗物表面的污物，是一种完全绿色无二次污染的物理清洗法。(2)超声降解。由于超声波在液体中的波长为0.015cm～10cm，远大于分子尺寸，因此它对农药废水的处理并非简单的声波振动作用，主要是空化效应、热效应、自由基效应、等离子化学和高级氧化作用、机械作用等。(3)超声臭氧协同。臭氧是一种强氧化剂，具有较高的还原电位，在水中发生还原反应，产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基自由基。通过打断连接键和基团氧化的双重作用使得物质的分子结构发生彻底改变，从而起到解毒、降低农药残留的作用。因臭氧在常温下大约30min就会变成氧气回归自然，而无任何残留和污染。理论证明，超声臭氧协同可使农药降解率显著提高，反应速率远大于两者单独作用的速率之和。(4)紫外线辅助降解农残。主要依靠中波紫外线(253.7nm波长)照射产生的化学效应，使农药主要组成物质双键断裂，苯环开环，破坏构成农药成分的有机碳及其它元素间的结合。目前，现有超声波清洗设备采用的频率段的超声波对蔬果作用几分钟后会明显损伤表皮，导致营养成分流失；臭氧降解农药是一种公认的无二次污染的方法；紫外线去除农产品表面农药残留的定量研究尚处于探索阶段。国内市场上还没有结合以上三种技术优势的果蔬清洗装置。本技术根据以上理论提出一种超声辅助紫外线、臭氧组合的槽形装置，对果蔬表面的农药残留具有很好的去除效果。
技术实现思路
本技术将超声波、紫外线和臭氧功能集于一身，提供适用于蔬菜水果表面农药残留降解、杀菌的装置，目的在于解决现有传统设备对果蔬有损伤，清洗/消毒效率低、时间长、清洗方式单一和使用不便利等问题。尤其是，该装置不含有毒、有害的物质，无需化学清洗剂，也不产生废气和废渣，不会造成二次污染。本技术在技术上存在明显优势。本技术的技术方案：一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合的槽形装置，主要包括：液哨超声、环绕式超声换能器、紫外光发生器、臭氧曝气头、循环水系统、盖板、凹槽形工作内腔和可视化操作界面；中间为凹槽形工作内腔，环绕式超声换能器以均匀间距分布在内腔四周，两枚液哨超声排布在水槽壁偏上方；环形紫外灯在内腔下壁外圈，内圈为均匀间隔分布的多个臭氧曝气头；循环水系统中，四向阀在内腔下壁中心位置，与下水管道联通，通过管道与水泵相连接；盖板位于水槽上方，尺寸与凹槽形工作内腔相同；可视化操作界面在装置外侧。优选的，超声波装置由环绕式超声波换能器、电源、时间控制显示器和功率控制显示器组成；超声波功率和频率由控制主机程序化设定，功率在0～800W之间能连续调节；根据超声波空化效应动力学公式，最佳频率为160KHz。优选的，所述的超声辅助紫外线、臭氧组合的槽形装置，紫外光发生器位于水槽下壁外圈，使用的波长为365nm，功率为200W。优选的，所述的超声辅助紫外线、臭氧组合的槽形装置，臭氧曝气头以均匀间隔排布于水槽的下壁内圈，可通入臭氧的浓度为10-50mg/mL。优选的，所述的循环水系统由四向阀、循环水泵、排水阀和水管组成；四向阀在内腔下壁中心位置，与下水管道联通，通过管道与水泵相连接。优选的，所述的可视化操作界面，外置于主体设备侧面，并可自由移动位置，由10寸液晶大屏幕和高灵敏触摸屏所构成；通过可视化操作界面可实现对超声功率、间歇时间、紫外工作时间、反应温度进行编程式控制，并能显示体系内水中残留的农药量。主要技术创新点：(1)超声波利用空化效应将蔬果表面污物与农药残留剥落，臭氧的强氧化性可以将水中和蔬果表面的农药残留降解；同时，两者还起到相互促进的作用，在一定程度上提高清洗和降解效率。现有“超声波+臭氧”式的蔬果清洗机，臭氧利用率偏低，一方面降低了氧化消毒效果，一方面增加了臭氧排入大气的可能性。本装置弥补了这一技术环节上的缺陷。(2)本装置的超声振板采用全新的环绕式超声换能器排布设计，相比于现有产品中的单个换能器式的超声波振板，其具有声场均匀、清洗效果好的优点。频率为160kHz的超声换能器，可减小由于超声波损伤蔬果表面而导致的营养流失，还兼顾了清洗效果与农药降解效果。(3)市场上的清洗设备一般容量较大，一次清洗所使用的臭氧含量以及功耗都很大，对一般家庭或者餐厅来说并不经济适用。本装置依据家庭洗菜池尺寸设计，采用投入式安装，最大程度保留现有的洗菜习惯，易操作和使用。(4)可实现电脑自动控制超声、臭氧和紫外光单独及协同处理。通过视频画面实时监测反应过程。功率人为设定，温度实时显示、频率微机跟踪、故障自动报警。附图说明图1是本技术装置的结构示意图。其中，1是液哨超声，2是环绕式超声换能器(超声振板)，3是紫外光发生器，4是循环水泵，5是排水阀，6是四向阀，7是臭氧曝气头，8是盖板，9是凹槽状工作内腔，10是可视化操作界面。具体实施方式一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合的槽形装置。如图1所示，主要包括液哨超声(1)，环绕式超声换能器(2)，紫外光发生器(3)，循环水泵(4)，排水阀(5)，四向阀(6)，臭氧曝气头(7)，盖板(8)，凹槽状工作内腔(9)和可视化操作界面(10)。其中，超声波装置由环绕式超声波换能器、电源、时间控制显示器和功率控制显示器组成；超声波功率和频率由控制主机程序化设定，功率在0～800W之间能连续调节，频率在160KHz左右范围内可调；紫外光发生器位于水槽下壁外圈，使用的波长为365nm，功率为200W；臭氧曝气头以均匀间隔排布于水槽的下壁内圈，可通入臭氧的浓度为10-50mg/mL；循环水泵在底部，由温度控制显示器、时间显示控制器、液哨超声和循环泵组成；可视化操作界面，外置于主体设备侧面，所述可视化操作界面可在所述主体设备侧面自由移动，由10寸液晶大屏幕和高灵敏触摸屏所构成；通过可视化操作界面可实现对超声频率、功率、间歇时间、紫外工作时间、反应温度进行可编程式控制，并能显示体系内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合装置；其特征在于，主要由液哨超声、环绕式超声换能器、紫外光发生器、臭氧曝气头、循环水系统、盖板、凹槽形工作内腔和可视化操作界面组成；中间为凹槽形工作内腔，环绕式超声换能器以均匀间距分布在内腔四周，两枚液哨超声排布在水槽壁偏上方；环形紫外灯在内腔下壁外圈，内圈为均匀间隔分布的多个臭氧曝气头；循环水系统中，四向阀在内腔下壁中心位置，与下水管道联通，通过管道与水泵相连接；盖板位于水槽上方，尺寸与凹槽形工作内腔相同；可视化操作界面在装置外侧。

【技术特征摘要】
1.一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合装置；其特征在于，主要由液哨超声、环绕式超声换能器、紫外光发生器、臭氧曝气头、循环水系统、盖板、凹槽形工作内腔和可视化操作界面组成；中间为凹槽形工作内腔，环绕式超声换能器以均匀间距分布在内腔四周，两枚液哨超声排布在水槽壁偏上方；环形紫外灯在内腔下壁外圈，内圈为均匀间隔分布的多个臭氧曝气头；循环水系统中，四向阀在内腔下壁中心位置，与下水管道联通，通过管道与水泵相连接；盖板位于水槽上方，尺寸与凹槽形工作内腔相同；可视化操作界面在装置外侧。2.根据权利要求1所述的一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合装置，其特征在于，凹槽形工作内腔尺寸为长为100～150cm、宽为40～60cm、高为40～60cm。3.根据权利要求1所述的一种用于果蔬清洗的超声辅助紫外线、臭氧组合装置，其特征在于，超声波装置由环绕式超声波换能器、电源、时间控制显示器和功率控制显示器组成；超声波功率由控...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐少春，李天煜，张瑞琪，游聆艺，樊宗荐，蒋翔，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32