一種基于磁化電解水技術(shù)的果蔬農(nóng)藥殘留降解設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于磁化電解水技術(shù)的果蔬農(nóng)藥殘留降解設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今世界各國(guó)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為保障、促進(jìn)植物和農(nóng)作物的成長(zhǎng)，都大量施用防 治病蟲和除草以及調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)等的農(nóng)藥。農(nóng)藥在防治病蟲害、除草以及調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的 同時(shí)，也殘存于生物體、農(nóng)副產(chǎn)品和環(huán)境中，造成農(nóng)藥殘留。所謂農(nóng)藥殘留是指農(nóng)藥使用后 殘存于生物體、農(nóng)副產(chǎn)品和環(huán)境中的微量農(nóng)藥原體有毒代謝物、降解物和雜質(zhì)的總稱。農(nóng)藥 殘留的時(shí)間有長(zhǎng)有短，數(shù)量有多有少。由于農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，毒性差別很大，在環(huán)境中 的降解代謝速度有很大差別，同一種農(nóng)藥用不同的施藥方法和不同的施藥量，其殘留量也 有很大的大差別。農(nóng)藥殘留不僅直接的影響了農(nóng)副產(chǎn)品的質(zhì)量，而且也直接關(guān)系到人民的 身體健康。為此，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)專門組織了農(nóng)藥殘留聯(lián)席會(huì) 議(JMPR)，并通過(guò)國(guó)際食品法典委員會(huì)(CAC)制定和頒布各種農(nóng)藥在不同農(nóng)產(chǎn)品中的殘留 限量標(biāo)準(zhǔn)，即最大殘留許可量(MRLs)，以確保人們食用農(nóng)副產(chǎn)品的安全。目前，我國(guó)也已制 定了79種農(nóng)藥在32種(類)農(nóng)副產(chǎn)品中197項(xiàng)農(nóng)藥最高殘留限量(MRL)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大規(guī)模的基于磁化電解水技 術(shù)的果蔬農(nóng)藥殘留降解設(shè)備及方法，快速高效地對(duì)果蔬上的農(nóng)藥殘留進(jìn)行降解，且降解過(guò) 程環(huán)保、可靠。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于磁化電解水技術(shù)的果蔬農(nóng)藥殘留降解設(shè)備，包括 磁化電解水產(chǎn)生裝置和降解設(shè)備主體，所述降解設(shè)備主體包括掛鏈輸送機(jī)、等距離掛置于 所述掛鏈輸送機(jī)軌道下方的多個(gè)果蔬放置籠、以及依次設(shè)置于軌道下方的酸性電位水槽 組、堿性電位水槽組和純水槽，所述磁化電解水產(chǎn)生裝置通過(guò)輸液管分別與所述酸性電位 水槽組和所述堿性電位水槽組相連接，所述軌道上還設(shè)有多個(gè)與所述酸性電位水槽組、所 述堿性電位水槽組和所述純水槽組相對(duì)應(yīng)的緩降臺(tái)。
[0005] 進(jìn)一步地，所述軌道呈環(huán)形設(shè)置，所述酸性電位水槽組的上游還設(shè)有裝菜工作臺(tái)， 所述純水槽的下游還設(shè)有包裝工作臺(tái)，所述裝菜工作臺(tái)和所述包裝工作臺(tái)都設(shè)置于所述軌 道的下方。
[0006] 進(jìn)一步地，所述裝菜工作臺(tái)包括選菜工作臺(tái)和裝籠工作臺(tái)。
[0007] 具體地，所述包裝工作臺(tái)包括無(wú)菌室和設(shè)置無(wú)菌室內(nèi)的空氣風(fēng)干振動(dòng)脫水平臺(tái)和 真空包裝平臺(tái)。
[0008] 優(yōu)選地，所述空氣風(fēng)干振動(dòng)脫水平臺(tái)有兩組。
[0009] 具體地，所述酸性電位水槽組包括第一酸性電位水槽和第二酸性電位水槽，所述 第二酸性電位水槽的長(zhǎng)度大于所述第一酸性電位水槽的長(zhǎng)度，所述堿性電位水槽組包括第 一堿性電位水槽、第二堿性電位水槽和第三堿性電位水槽，所述第一堿性電位水槽和第二 堿性電位水槽的長(zhǎng)度相等，所述第三堿性電位水槽的長(zhǎng)度大于第一堿性電位水槽和第二堿 性電位水槽的長(zhǎng)度。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一酸性電位水槽、所述第二酸性電位水槽、所述第一堿性電位水 槽、所述第二堿性電位水槽和所述第三堿性電位水槽之間的長(zhǎng)度比為1:4:1:1: 5。
[0011] 優(yōu)選地，所述酸性電位水槽組、所述堿性電位水槽組和所述純水槽的各槽體的深 度都相等。
[0012] 進(jìn)一步地，所述酸性電位水槽組、所述堿性電位水槽組和所述純水槽的各槽體之 間的間隙內(nèi)還都設(shè)有副槽。
[0013] 優(yōu)選地，所述掛鏈輸送機(jī)為封閉式軌道掛鏈輸送機(jī)。
[0014] -種基于磁化電解水技術(shù)的果蔬農(nóng)藥殘留降解設(shè)備的農(nóng)藥殘留降解方法，包括以 下步驟：
[0015] (1)檢測(cè)含有農(nóng)藥殘留的果蔬，測(cè)得其農(nóng)藥殘留的種類，并將其裝入放置籠，依次 用自來(lái)水、純凈水進(jìn)行清洗；
[0016] (2)磁化電解水產(chǎn)生裝置工作產(chǎn)生酸性電位水和堿性電位水并分別注入酸性電位 水槽組和堿性電位水槽組中，其中，酸性電位水的pH值為2.0~3.0、01^值為1000-120011^， 堿性電位水值為pHl 1~12、ORP值為800-900mV;
[0017] (3)利用掛鏈輸送機(jī)的軌道將裝有果蔬的放置籠依次浸入酸性電位水槽組和堿性 電位水槽組，根據(jù)不同的蔬果種類及農(nóng)藥殘留的種類，利用放置籠的運(yùn)行速度來(lái)控制放置 籠的浸泡時(shí)間，其中，酸性電位水槽組中的浸泡時(shí)間為15分鐘~30分鐘，堿性電位水槽組 中的浸泡時(shí)間為20~30分鐘；
[0018] 其中，步驟(2)、（3)中浸泡時(shí)間、電解槽中電解液電位和網(wǎng)筐運(yùn)行速度都是依據(jù)農(nóng) 藥殘留的種類來(lái)設(shè)定和適時(shí)調(diào)控的；
[0019] (4)用純凈水清洗經(jīng)浸泡降解的果蔬，再瀝水、風(fēng)干、包裝。
[0020] 本發(fā)明利用磁化電解水技術(shù)對(duì)果蔬農(nóng)藥殘留進(jìn)行降解的原理為：
[0021] 將普通水經(jīng)過(guò)凈化處理制成純凈水，采用微孔表面過(guò)濾方法，利用隨機(jī)性吸附方 式來(lái)滯留顆粒，可去除果蔬中的懸浮固體，去除雜質(zhì)、微生物、懸浮物、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體和 微生物等。
[0022]純凈水進(jìn)入磁化水器生成磁化水，水經(jīng)磁場(chǎng)磁化，理化性質(zhì)要發(fā)生變化，水分子鏈 變短，水的比表面積增大，表面張力變小，活性提高，滲透壓增大，溶解度和含氧量增大，表 面張力系數(shù)顯著提高。
[0023]純凈水經(jīng)磁化后，增加了溶解度、電離度，流動(dòng)性及氧的含量，pH值升高、滲透壓、 溶解氧含量發(fā)生改變，締合度減少，尤其締合度減少后，水分更易透過(guò)細(xì)胞的半透性膜。 [0024] 磁化水進(jìn)入電解槽，通過(guò)加入0.05%氯化鈉(鹽)形成了具有較高導(dǎo)電率的電解質(zhì) 溶液，在電極的作用下，會(huì)被分解成OH根與H離子，這些離子再與含有氯化鈉水溶液中的氯 離子及鈉離子反應(yīng)生成亞次氯酸與氫氧化鈉，這個(gè)過(guò)程需在陰陽(yáng)離子交換膜的作用下才能 實(shí)現(xiàn)，從而讓化學(xué)反應(yīng)形成的亞次氯酸根離子向陽(yáng)極富集，而氫氧根離子向陰極富集，這樣 就分別在兩個(gè)槽內(nèi)形成了具有高電位的強(qiáng)氧化強(qiáng)堿氫氧化溶液，其中，酸性電位水的pH值 為2 · 0 ~3 · 0、ORP 值 1000-1200mV，堿性電位水值為 pHl 1 ~12、ORP 值為800-900mV;
[0025]陰極和陽(yáng)極表面生成氫與氧后，電極四周的水，便會(huì)傾向堿性和酸性，氧化還原電 位(ORP)亦隨之改變。
[0026]在兩極之間插入能讓陰陽(yáng)離子有選擇性通過(guò)的陶瓷薄膜，即能自陰極收集氫氧離 子濃度高具還原力的堿性還原電位水，陽(yáng)極收集氫離子濃度高的氧化電位水。
[0027] 氧化還原電位水性質(zhì)：
[0028]以飽和食鹽(NaCl)溶液為電解液：
[0029] 陽(yáng)極反應(yīng)：H2〇 = 2H+-l/2〇2+2e-
[0030] H20+2C1-->HCl+HC10+2e-
[0031] 陰極反應(yīng)：2H20+2e-->20H-+H20
[0032] 20H-+2Na+N2Na0H
[0033] 化學(xué)特性是水電解形成次氯酸，次氯酸再進(jìn)一步分解形成新生態(tài)氧[0]，新生態(tài)氧 的強(qiáng)氧化性使菌體和病毒上的蛋白質(zhì)等物質(zhì)變性，從而致死病源微生物。
[0034]根據(jù)化學(xué)測(cè)定，PPM級(jí)濃度的在水里幾乎是完全電解成次氯酸，其效率高于 99.99%。其過(guò)程可用化學(xué)方程式簡(jiǎn)單表示如下：
[0035] NaC10+H20 = HC10+Na0H；HC10^HCl+[0]
[0036] 其次，次氯酸在殺菌、殺病毒過(guò)程中，不僅可作用于細(xì)胞壁、病毒外殼，而且因次氯 酸分子小，不帶電荷，還可滲透入菌(病毒)體內(nèi)，與菌(病毒)體蛋白、核酸、和酶等有機(jī)高分 子發(fā)生氧化反應(yīng)，從而殺死病原微生物。
[0037] R-NH-R+HC10^R2NC1+H20
[0038] 同時(shí)，次氯酸產(chǎn)生出的氯離子還能顯著改變細(xì)菌和病毒體的滲透壓，使其細(xì)胞喪 失活性而死亡;此外，能夠分解蔬菜、水果等農(nóng)副產(chǎn)品上所殘存的微量農(nóng)藥;絕大多數(shù)農(nóng)藥 都是由有機(jī)物組成的，所釋放出來(lái)的新態(tài)氧能氧化分解掉這些物質(zhì);還有值得肯定的是，由 于有機(jī)磷農(nóng)藥包括乙酰甲胺磷多含有P = S和C = O雙鍵，在酸性或堿性條件下親核易使其雙 鍵發(fā)生斷裂，親核取代反應(yīng);酸性氧化電位水具有低PH和高ORP值，堿性還原電位水具有高 pH及良好的乳化性，酸性氧化電位水和堿性還原電位水，特殊的理化性質(zhì)使其對(duì)有機(jī)磷農(nóng) 藥有良好的消除效果;浸泡處理60min時(shí)酸性氧化電位水對(duì)乙酰甲胺磷農(nóng)藥殘留消除率達(dá) 82%，堿性還原電位水的消除率達(dá)90%以上。
[0039]利用磁化電解水處理，可有效去除果蔬表皮及部分進(jìn)入果蔬內(nèi)部的農(nóng)藥、化肥，殺 滅果蔬表面難以處理的細(xì)菌、真菌、病原體，延長(zhǎng)保鮮時(shí)間，保證果蔬的綠色、安全。
[0040] 由于生產(chǎn)的磁化電解水中不象氯氣、二氧化氯等消毒劑在水中產(chǎn)生游離氯，所以 一般難以形成因存在游離氯而生成不利于人體健康的致癌物質(zhì);也不象臭氧那樣只要空氣 中存在很微弱的量(〇.〇〇lmg/m3)便會(huì)對(duì)生命造成損傷和毒害;而且，還不會(huì)象氯氣同水反 應(yīng)會(huì)最后形成擒酸那樣對(duì)金屬管道造成嚴(yán)重腐蝕，去除農(nóng)藥殘留的方式更加環(huán)?？煽?。
[0041] 最后，磁化電解水物理特性是，含有次氯酸的水溶液具有高氧化電位，一旦與細(xì)菌 或病毒接觸后，它強(qiáng)制性地從生物膜上獲取電子，而改變細(xì)胞膜的正常電位與滲透性，使 脂膜氧化滲透性破壞，就像在細(xì)胞膜上穿了個(gè)孔，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物外泄而致死，這個(gè)過(guò)程屬 于物理過(guò)程，能在1-10分鐘之內(nèi)就達(dá)到很好的效果，所以在運(yùn)用上比化學(xué)殺菌的速度，而且 不會(huì)使病菌產(chǎn)生任何抗藥性。
【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1是本發(fā)明的基于磁化電解水技術(shù)的果蔬農(nóng)藥殘留降解設(shè)備的俯視圖；
[0043]圖2是圖1的A部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖3是圖1的B部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖4本發(fā)明的基于磁化電解水技術(shù)的果蔬農(nóng)藥殘留降解設(shè)備的工作流程圖；
[0046] 圖5是采用本發(fā)明與其他處理方式對(duì)氯氰菊酯殘留率影響的對(duì)比示意圖；
[0047] 圖6是不同浸泡時(shí)間酸性電位水和堿性電位水對(duì)氯氰菊酯殘留