[发明专利]超声波-光催化耦合果蔬清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及农药残留的降解技术领域，特别涉及一种超声波-光催化耦合果蔬清洗方法。

背景技术

目前，我国已经成为世界上第二大农药使用国。对生长期短的蔬菜、瓜果来说，由于虫害多，使用农药已经非常普遍。过量使用农药导致农药残留超标现象日渐加重。美国环境工作组(EWG)发布的“2011年果蔬农药残留排行榜”中，苹果位居农药残留最多的果蔬榜单之首，这充分标明果蔬农药残留超标已经是全球性问题。农药残留不仅给人们的身体健康造成危害，同时也是制约我国果蔬等农产品出口的瓶颈。

为解决果蔬农药残留问题，需要人们在食用前将果蔬清洗干净。现有技术的果蔬清洗机主要通过高压产生臭氧分子来达到杀毒灭菌的目的。过量的臭氧对人体健康有伤害作用，并且这种果蔬清洗机工作时容易有氮氧化物生成。氮氧化物分子结构稳定，不易分解，是一种致癌物质，严重地威胁着人类健康。例如，专利CN201001659将臭氧发生器产生的臭氧导入果蔬净化槽的水中，形成具有氧化作用的臭氧水，从而分解果蔬农药残留，杀灭有害微生物，使果蔬有效净化；专利CN201163986采用臭氧氧化和光催化结合的方法，实现了氧化降解有机污染物的目的。

现有技术的果蔬清洗装置大多使用臭氧氧化的方法，无法消除过量臭氧对人体健康的伤害和威胁，并且农药残留的降解效率低，无法实现大批量果蔬的自动化和连续化清洗。针对市售果蔬清洗机，中国工业经济联合会臭氧专业委员会主任王世汶表示，目前市场上的果蔬清洗机主要是使用臭氧“杀毒灭菌”。臭氧虽然在这方面功效显著，但这多是指质量、浓度较高的“大臭氧”，价格过百万的大臭氧机的杀毒灭菌功效并非臭氧产量、浓度有限的小型家用臭氧机所能相提并论。中科院农产品安全与环境质量监测中心主任王颜红表示，多年的实验证明，果蔬清洗机的确可清除一些果蔬表面残留的农药，而且臭氧浓度越高，除毒效果越好，但家用机的去除力也就在10％到20％左右(《北京青年报》2010年12月26日)。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声波-光催化耦合果蔬清洗方法。

本发明提供的超声波-光催化耦合果蔬清洗方法包括如下步骤：

向果蔬清洗装置的清洗箱或内胆中加入水，将需要清洗的果蔬放在多孔托板上，调节所述多孔托板的高度使需要清洗的果蔬完全浸没在水中；

将氧气和/或空气经所述多孔托板引入到所述内胆内并产生大量气泡，使得氧气和/或空气充分溶解在水中；

开启超声波发生器；

通过控制器的控制开启紫外光源，所述紫外光源发出的紫外光透过透光窗出射到所述内胆的光催化剂膜上，超声波、光催化和氧气的协同作用使得水中产生大量的羟基自由基OH·和负氧离子自由基·O₂^-，以使果蔬表面的农药残留氧化降解。

优选地，所述超声波发生器的工作频率为10-1000kHz，其发出的超声波声强为1-100W·cm^-2。

优选地，所述紫外光源发出的紫外光的波长为100-400nm。

优选地，通过输气导管将氧气和/或空气从气源经所述多孔托板引入到所述内胆内，氧气和/或空气的通入量为10-50sccm。

优选地，所述清洗箱或所述内胆中水的温度为20-50℃。

优选地，所述方法清洗果蔬需要的时间为10-30分钟。

优选地，通过可调支架调节所述多孔托板的高度。

优选地，通过所述多孔托板上的小孔和/或微孔曝气头使引入到所述内胆内的氧气和/或空气产生大量的气泡。

优选地，通过所述控制器控制所述超声波发生器的功率和所述可调支架的运动。

本发明具有如下有益效果：

(1)所述果蔬清洗方法不需要臭氧，消除了臭氧在使用过程中对人体和环境可能产生的危害；

(2)在不添加任何化学清洗剂的情况下，所述果蔬清洗方法利用超声波、光催化和氧气的协同作用实现降解果蔬农药残留的目的，既提高了农药残留的降解效率，又有效地减少了对人体和环境的危害，实现了绿色清洗；

(3)所述果蔬清洗方法既适用于家庭中少量果蔬的清洗，又适用于大批量果蔬的自动化和连续化清洗；

(4)采用所述果蔬清洗方法，果蔬表面农药残留的降解率能够达到40％-70％。

附图说明

图1为本发明实施例1的超声波-光催化耦合果蔬清洗装置的清洗箱及其内部部件的示意图；

图2为本发明实施例2的超声波-光催化耦合果蔬清洗装置的清洗箱及其内部部件的示意图。