本发明专利技术公开了一种蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置及方法。该装置清洗槽为截面上宽下窄的锥形开口形状，两侧为倾斜结构；清洗槽中间底部设有蔬菜吸附装置，清洗槽的两侧壁分别设有低强度超声波发生器和高强度超声波发生器；清洗循环装置位于第二传送带出料端，其固定座上设有旋转轮，多个支杆一端呈均匀分布固定在旋转轮上，另一端与娃娃机手爪连接；固定座的一侧设有第一传送带，第一传送带和第二传送带连接。本发明专利技术巧妙地实现了高效去污，农残降解效果好、蔬菜及水体农残实时无损检测，实现合格蔬菜运输、农残超标蔬菜自动挑选与再清洗的蔬菜清洗检测一体化的循环，为工业上蔬菜清洗及其检测农药残留的装置设计提出一个可靠的途径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蔬菜清洗设备领域，特别涉及一种蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置及方法。
技术介绍
我国作为世界上主要的农药生产使用大国,农药残留问题逐渐成为制约我国可持续发展最为突出的食品安全问题。工业上，当前蔬菜清洗过程还存在以下两方面问题：第一，工业中蔬菜清洗方法单一，现有的工业蔬菜清洗装置大都选择鼓泡清洗或者冲浪清洗来提高清洗效果,通过使用连续的多个清洗槽，达到清洗干净的目的,但连续的清洗槽的设置不仅安装成本昂贵,而且用水量耗费过大，农药残留可能还高于国家允许最低检测限，同时，受各种因素影响，蔬菜农药残留状态不一样，按照经验工艺制定的清洗流程，存在清洗槽水中农药残留超标的风险，给食品安全带来潜在的隐患。现有技术的中国技术专利CN204217825U一种快速高效的新型果蔬清洗机，虽然去除了传统鼓泡清洗方式，选用了超声和臭氧联合清洗技术，通过添加农药检测部件实现了单个清洗槽的高效快速清洗蔬菜，但是对于农药检测部件未见详细描述，而且清洗槽内的含有农药污水，也没有进行排放或回收利用，污染了环境。第二，工业上蔬菜农残检测方式繁琐，通常都是抽检，送样到检测中心实验室，采用高效液相色谱-质谱联用、气相色谱-质谱联用等技术检测，这些技术检测过程不仅工序复杂和耗时，而且检测后的蔬菜样品不再回收、造成浪费。中国技术专利CN201414726一种带有农药检测装置的果蔬清洗机，克服了传统农残检测的缺陷，添加了农药检测传感器，实现了少量蔬菜的农残检测和清洗，以及中国专利技术专利CN203672793U一种农药残留检测试纸，该试纸使用方便，可在家庭中广泛应用，用于快速检测清洗后的蔬菜或水果表面的农药含量，以上两种检测方法仅适用于家用，限制了工业上大规模蔬菜清洗及检测的发展与运用。拉曼光谱技术是一种简便快速、灵敏度高的无损实时检测技术，能够克服液相色谱等技术监测农残时的操作繁琐耗时、不能实时监测的缺点，实现无损检测样品且能够准确获得目标物质的指纹信息，尤其在痕量物质检测方面具有显著的优势，能够实时监测目标物质的变化，中国专利技术专利CN102565023B一种提出了基于激光拉曼光谱的果蔬农药残留快速检测装置及方法，该方法能快速识别出果蔬中的农残，但该装置中因样品架固定不动，每个样品检测后都需要一个个人工更换，因此不能实时检测，并且所检测到的农残超标的果蔬后，也缺乏后续清洗处理，难以满足工业大规模使用。多点变强度超声技术是一种无二次污染清洁技术，能调节不同的强度，相比传统超声技术，更降解农药残留，中国专利技术专利CN1O3549238B提出的可调功率的超声波药残清洗降解装置，能够使换能器的输出功率具有可调性，并能满足不同功率下药残清洗降解需求，增强清洗降解效果，但是，缺乏农残检测与废水处理功能。由此，超声清洗、农残检测和废水处理融合显得十分有必要。
技术实现思路
为了克服蔬菜清洗过程融合农残检测、清洗与废水处理现有技术的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置及方法，将拉曼光谱农残检测技术与多点变强度超声清洗技术结合，研发一种超声农残降解、蔬菜的实时拉曼检测和废水净化后再使用的循环装置。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置，包括清洗槽、第一传送带、第二传送带、清洗循环装置、蔬菜吸附装置、人机交互控制系统、拉曼检测装置、低强度超声波发生器、高强度超声波发生器和换能器；所述清洗槽为截面上宽下窄的锥形开口形状，两侧为倾斜结构；清洗槽分别设有进水口和出水口；清洗槽中间底部设有蔬菜吸附装置，清洗槽的两侧壁分别设有低强度超声波发生器和高强度超声波发生器，低强度超声波发生器和高强度超声波发生器分别与换能器相连；所述蔬菜吸附装置的顶部有多个吸附口，吸附口的顶部位于清洗槽内水平设置的第二传送带的底部下2‐3cm，吸附装置设有多个放水口，内部设有污水自吸泵；污水自吸泵分别与吸附口和放水口连通；所述第二传送带上间隔设有多组三圆环孔洞，相邻的每组三圆环孔洞正中心相隔5‐7cm；第二传送带中部水平浸没于清洗槽液面下5‐7cm，并高于蔬菜吸附装置顶部的吸附口2‐3cm，浸没于清洗槽液面下的第二传送带前后两端以25‐30°向上倾斜的角度伸出清洗槽，然后水平向两端延伸；所述清洗循环装置位于第二传送带出料端，清洗循环装置包括娃娃机手爪、支杆、固定座、旋转轮；固定座上设有旋转轮，多个支杆一端呈均匀分布固定在旋转轮上，另一端与娃娃机手爪连接；固定座的一侧设有第一传送带，第一传送带和第二传送带连接；所述拉曼检测装置包括拉曼系统和拉曼探头，拉曼探头设置在固定座正下方；拉曼探头通过通讯线连接到拉曼系统；所述人机交互控制系统的核心部件是处理器，处理器通过通讯线分别与拉曼系统、低强度超声波发生器、高强度超声波发生器、娃娃机手爪和蔬菜吸附装置连接。为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述出水口连接废水管道，废水管道连接膜生物流化床，膜生物流化床通过第一水泵连接储水箱，储水箱通过第二水泵连接进水口。优选地，所述清洗循环装置位于出料端的斜坡1/2‐2/3处的上方。优选地，所述支杆为5个。优选地，所述拉曼系统选用Inspector便携式拉曼光谱仪；拉曼探头采用型号IP‐RP2‐532不锈钢可浸没式探头。优选地，所述低强度超声波发生器和高强度超声波发生分别为多个。优选地，所述蔬菜吸附装置截面为梯形，所述污水自吸泵选用开式叶轮结构的污水自吸泵。优选地，所述蔬菜吸附装置的吸附口和放水口都设有一层钢网过滤膜。应用所述装置的蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测方法包括以下步骤：S1，蔬菜首先放置在第二传送带左端入料口，然后沿着第二传送带传输方向从左到右匀速运输；依次进出清洗槽，同时，清洗槽中低强度超声波发生器已开启；S2，当蔬菜传输到清洗槽底部时，各个蔬菜通过蔬菜吸附装置顶部的若干吸附口实现每组三圆环孔洞对应吸附一棵蔬菜，使其稳固地吸附在传送带表面上进行匀速地运输，防止蔬菜因浮力漂浮在液面；S3，旋转轮是沿逆时针旋转，其转速与第一传送带和第二传送带运输速度同步，当每颗蔬菜被第二传送带运输到拉曼探头正下方时，拉曼探头对蔬菜农药残留进行实时检测；拉曼探头检测到的信号通过通讯线传送到拉曼系统，通过与农药标准数据库匹配，当农药残留高于设定的安全值时，人机交互控制系统控制娃娃机手爪将蔬菜包裹，蔬菜顺着旋转轮转动至最高点时，娃娃机手爪松开，蔬菜按着惯性运动到向左运输的第一传送带，两者速度同步，并通过第一传送带运送到蔬菜初始运输的位置，重新进行清洗，并激活高强度超声波发生器，若检测到的农药残留等于或低于设定的安全值，娃娃机手爪全程处于张开状态，起到助推作用，蔬菜沿着第二传送带往合格线上运输，人机交互控制系统控制高强度超声发生器关闭，低强度超声发生器启动；S4，当水体位于拉曼探头正下方时，拉曼探头检测水体中的农药残留；拉曼探头检测到的信号通过通讯线传送拉曼系统，通过与农药标准数据库匹配，若水体中农残超标，激活高强度超声波发生器，强度变为适用水体农药降解的强度。优选地，所述出水口连接废水管道，废水管道连接膜生物流化床，膜生物流化床通过第一水泵连接储水箱，储水箱通过第二水泵连接进水口时，步骤S3人机交互控制系统同时控制高强度超声发生器和膜生物流化床本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置，其特征在于:包括清洗槽、第一传送带、第二传送带、清洗循环装置、蔬菜吸附装置、人机交互控制系统、拉曼检测装置、低强度超声波发生器、高强度超声波发生器和换能器；所述清洗槽为截面上宽下窄的锥形开口形状，两侧为倾斜结构；清洗槽分别设有进水口和出水口；清洗槽中间底部设有蔬菜吸附装置，清洗槽的两侧壁分别设有低强度超声波发生器和高强度超声波发生器，低强度超声波发生器和高强度超声波发生器分别与换能器相连；所述蔬菜吸附装置的顶部有多个吸附口，吸附口的顶部位于清洗槽内水平设置的第二传送带的底部下2‐3cm，吸附装置设有多个放水口，内部设有污水自吸泵；污水自吸泵分别与吸附口和放水口连通；所述第二传送带上间隔设有多组三圆环孔洞，相邻的每组三圆环孔洞正中心相隔5‐7cm；第二传送带中部水平浸没于清洗槽液面下5‐7cm，并高于蔬菜吸附装置顶部的吸附口2‐3cm，浸没于清洗槽液面下的第二传送带前后两端以25‐30°向上倾斜的角度伸出清洗槽，然后水平向两端延伸；所述清洗循环装置位于第二传送带出料端，清洗循环装置包括娃娃机手爪、支杆、固定座、旋转轮；固定座上设有旋转轮，多个支杆一端呈均匀分布固定在旋转轮上，另一端与娃娃机手爪连接；固定座的一侧设有第一传送带，第一传送带和第二传送带连接；所述拉曼检测装置包括拉曼系统和拉曼探头，拉曼探头设置在固定座正下方；拉曼探头通过通讯线连接到拉曼系统；所述人机交互控制系统的核心部件是处理器，处理器通过通讯线分别与拉曼系统、低强度超声波发生器、高强度超声波发生器、娃娃机手爪和蔬菜吸附装置连接。...
【技术特征摘要】
1.一种蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置，其特征在于:包括清洗槽、第一传送带、第二传送带、清洗循环装置、蔬菜吸附装置、人机交互控制系统、拉曼检测装置、低强度超声波发生器、高强度超声波发生器和换能器；所述清洗槽为截面上宽下窄的锥形开口形状，两侧为倾斜结构；清洗槽分别设有进水口和出水口；清洗槽中间底部设有蔬菜吸附装置，清洗槽的两侧壁分别设有低强度超声波发生器和高强度超声波发生器，低强度超声波发生器和高强度超声波发生器分别与换能器相连；所述蔬菜吸附装置的顶部有多个吸附口，吸附口的顶部位于清洗槽内水平设置的第二传送带的底部下2‐3cm，吸附装置设有多个放水口，内部设有污水自吸泵；污水自吸泵分别与吸附口和放水口连通；所述第二传送带上间隔设有多组三圆环孔洞，相邻的每组三圆环孔洞正中心相隔5‐7cm；第二传送带中部水平浸没于清洗槽液面下5‐7cm，并高于蔬菜吸附装置顶部的吸附口2‐3cm，浸没于清洗槽液面下的第二传送带前后两端以25‐30°向上倾斜的角度伸出清洗槽，然后水平向两端延伸；所述清洗循环装置位于第二传送带出料端，清洗循环装置包括娃娃机手爪、支杆、固定座、旋转轮；固定座上设有旋转轮，多个支杆一端呈均匀分布固定在旋转轮上，另一端与娃娃机手爪连接；固定座的一侧设有第一传送带，第一传送带和第二传送带连接；所述拉曼检测装置包括拉曼系统和拉曼探头，拉曼探头设置在固定座正下方；拉曼探头通过通讯线连接到拉曼系统；所述人机交互控制系统的核心部件是处理器，处理器通过通讯线分别与拉曼系统、低强度超声波发生器、高强度超声波发生器、娃娃机手爪和蔬菜吸附装置连接。2.根据权利要求1所述的蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置，其特征在于，所述出水口连接废水管道，废水管道连接膜生物流化床，膜生物流化床通过第一水泵连接储水箱，储水箱通过第二水泵连接进水口。3.根据权利要求1所述的蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置，其特征在于，所述清洗循环装置位于出料端的斜坡1/2‐2/3处的上方。4.根据权利要求1所述的蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置，其特征在于，所述支杆为5个。5.根据权利要求1所述的蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置，其特征在于，所述拉曼系统选用Inspector便携式拉曼光谱仪；拉曼探头采用型号IP‐RP2‐532不锈钢可浸没式探头。6.根据权利要求1所述的蔬菜清洗过程农残的拉曼循环监测装置，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙大文，李江林，蒲洪彬，朱志伟，王启军，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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