本发明涉及一种大米预处理装置及方法，具体为带有具有降低铅、汞含量功能的大米预处理装置及方法，本发明通过控制大米洗涤的过程，不额外添加任何化学物质，来降低大米中铅、汞的含量。
背景技术：
随着经济和技术的发展，人类改造自然和利用自然的幅度越来越强了，向自然排放的各类污染物也越来越多。如工业“三废”的排放、城市生活污水、农业耕种过程中的化肥和农药不合理使用等可使农田土壤环境日益恶化,进入农田土壤的铅、汞经过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等各种反应,形成了不同形态的铅、汞,表现出不同的活性和生物毒性并通过稻谷、蔬菜等作物的吸收和累积而直接进入食物链,威胁人类的健康和生命安全。
铅、汞可引发人类癌症，且已被国际癌症研究机构(IARC)列为人类Ⅱ类致癌物。
在某水稻种植示范基地,实验田面积为50亩,由当地农户在专业技术人员的指导下,对50种不同水稻稻种进行育秧、插秧、施肥、灌溉等田间耕作,实验基地灌溉水质检测值符合农田灌溉水质标准；稻田土壤重金属本底值铅、镉、铬、砷、铜的含量中,仅镉含量超出食用农产品产地环境质量评价标准，结果表明50种稻米镉、铅含量均超出稻米污染物限量标准[1]。
ChengFangmin等(2006)年对我国华南地区粳稻镉和铅污染进行调研，他们对269个采样点的粳稻进行调查，对3个不同生态系统的12个品种的粳稻进行田间种植试验，结果发现，精米中的镉含量在0.01-0.34mg/kg之间，算术平均值为0.081mg/kg，铅含量在0.01-1.136mg/kg之间，算术平均值为0.1135mg/kg。QianYongzhong等2005-2008年间对中国市场销售大米铅、汞污染调查，发现大米铅、汞平均含量：镉为0.05mg/kg、铅为0.062mg/kg、汞为0.0058mg/kg、As为0.119mg/kg。
GB2762-2012食品安全国家标准--食品中污染物限量中规定，大米中的铅限量为小于0.2mg/kg，大米中的汞的限量为小于0.02mg/kg。日常大米中，是无法杜绝铅、汞等重金属的，国家规定小于这个限量标准就是合格。但是由于铅、汞在人体内无法有效排出，会发生富集作用。也就是说，虽然限量值很低，但生活中每天都要摄入大米，人体内铅、汞含量也就会越多，对人体健康存在很大的隐患。因此，寻找合适的方式降低大米中铅、汞含量，对人们的健康显得尤为重要。
目前，研究较多的是如何降低农田灌溉用水的铅、汞含量、如何对受污染农田进行修复、降低铅、汞的作物利用活性、培育低铅、汞富集谷物品种等来控制谷物重金属污染，但目前尚未大规模推广应用。
有一些研究通过用添加化学制剂或酶的水，通过洗涤等方法降低大米及谷物中的铅、汞含量，如CN201310502447.4，一种消减谷物重金属的方法；CN201310676269.7一种降低大米及其制品重金属含量的方法等。但为去除或降低铅、汞含量，添加化学制剂或酶，安全性尚无可靠评估，并且按照这种方法对大米的性状产生了一定影响，不利于销售。
技术实现要素：
为了克服现有大米中铅、汞去除或降低方法的操作复杂、添加化学药剂及对大米外观产生影响等不足，本发明提供了一种家庭条件下可以实现的、快速、有效并且不添加任何额外化学成分的，降低大米中铅、汞含量的大米预处理装置及方法。具体地，大米中铅、汞的存在状态可以分为有机物和无机物两类。超声洗涤过程中，大米中无机状态的铅、汞和部分含有铅、汞的有机物会逐渐渗出，从而达到降低大米中铅、汞含量的效果。引入超声发生器，在浸泡的过程中通过超声发生器产生的超声波，利用超声波在水中传播时的空化、声流等物理效应，大米和水发生剧烈作用，产生洗涤效果。
所述大米预处理装置设有进水管1、阀门2、阀门3、阀门4、超声发生器5、排水管6、控制面板7、中央处理单元8、超声发生器9、同电饭锅连接管道10、容器11，通过用户自主设定操作要求，可以自动的完成大米的超声洗涤功能，通过这些步骤达到降低大米中铅、汞含量的效果。
其中，所述进水管1为装置提供清水；
所述阀门2控制进水管1的连通和关闭；
所述阀门3控制同电饭锅连接管道10的连通和关闭；
所述阀门4控制排水管6的连通和关闭；
所述中央处理单元8完成控制整个烹饪装置运行和存储预定程序的功能；
所述控制面板7提供人机交互接口，用户可以自由的选择所需功能，如设定超声洗涤时间、加入水量、超声功率等；
所述超声发生器5、超声发生器9用来产生超声洗涤过程中需要的超声波。
优选地，所述超声发生器5选择耐高温压电陶瓷超声换能器。
所述大米预处理方法为通过超声洗涤，将大米中无机状态的铅、汞和部分含有铅、汞的有机物逐渐溶出，从而达到降低大米中铅、汞含量的效果。
具体地，所述超声洗涤过程具体操作方法为，在容器11中加入一定量的大米，并在控制面板7设定超声洗涤参数，如时间、水量、功率等参数，在容器11中，加入一定量的水；使超声发生器5、超声发生器9开始工作，开始超声洗涤；达预定的超声洗涤时间后，将容器11中水排出，完成预处理过程。
优选地，为加强铅、汞的去除效果，加入大米和水的体积比值可以为1：6到1：10，因为水量越大，大米和水中铅、汞的浓度差就越大，能促进铅、汞的溶出；
优选地，水在所述超声洗涤时间可以选择1-30分钟；
优选地，进行一次超声洗涤后，可以重复此步骤，增强铅、汞的去除效果；
优选地，进行一次超声洗涤后，可以用水冲洗大米，增强铅、汞的去除效果；
本发明的有益效果为，采用上述步骤的预处理装置和方法得到的大米，铅的含量可以去除55％-86％，汞的含量可以去除39％-89％。所有操作步骤不添加任何化学制剂。
所述大米中铅、汞的含量按照GB_500912-2010_食品安全国家标准食品中铅的测定方法，GB5009.17-2014食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定方法测量。
附图说明
图1本发明大米预处理流程图
图2本发明大米预处理装置的原理图
具体实施方式
本发明的最佳实施例参照附图进行如下描述。
本发明中的大米预处理装置包括进水管1、阀门2、阀门3、阀门4、超声发生器5、排水管6、控制面板7、中央处理单元8、超声发生器9、同电饭锅连接管道10、容器11。
所述进水管1、排水管6、同电饭锅连接管道10分别同容器11相连；
所述阀门3、阀门4位于容器11内部，阀门3为电控开闭的开关，用来控制米进入电饭锅的管道的连通与闭合，阀门4为电控开闭的开关，用来排水管6的连通与闭合，特别地，阀门4在容器11侧入口处需安装过滤网，防止容器11中大米随着水排出；
所述阀门2安装在进水管1上，用来控制进水管1的连通与断开，为容器11提供水源；
所述超声发生器5、超声发生器9通过超声换能器专用胶水紧密地粘在容器11的容器壁外侧；
所述控制面板7同中央控制单元相连；
所述进水管1、阀门2、阀门3、阀门4、超声发生器5、排水管6、控制面板7、超声发生器9、同电饭锅连接管道10、容器11分别同中央处理单元8相连；
具体的工作过程为：
在容器11中加入一定量的大米，并在控制面板7设定超声洗涤参数，如时间、水量、功率等。
开始超声洗涤步骤，阀门2开启，清水从进水管1加入到容器11中，达到预定水量后，阀门2关闭；使超声发生器5、超声发生器9开始工作，开始超声洗涤；达预定的超声洗涤时间后，超声发生器5、超声发生器9停止工作；阀门4开启，容器11中的水通过排水管6排出，10秒后，阀门4关闭；阀门3开启，阀门2开启，进水管1向容器11中通入少量的水，将米通过同电饭锅连接管道10冲入电饭锅中，阀门2、阀门3关闭，完成预处理过程。
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明：
实施例1：
具体实施方案及步骤
本发明中的大米预处理装置包括进水管1、阀门2、阀门3、阀门4、超声发生器5、排水管6、控制面板7、中央处理单元8、超声发生器9、同电饭锅连接管道10、容器11。
所述进水管1、排水管6、同电饭锅连接管道10，采用耐高温PE管，分别同容器11相连；
所述阀门3、阀门4位于容器11内部，采用电磁阀，其中阀门3采用通称公径40mm的耐高温电磁阀，阀门4采用通称公径20mm的电磁阀，在阀门4在容器11侧入口处安装304不锈钢过滤网，防止容器11中大米随着水排出；
所述阀门2安装在进水管1上，为电磁阀；
所述超声发生器5、超声发生器9，采用压电陶瓷式清洗用超声换能器，通过超声换能器专用胶水紧密地粘在容器11的容器壁外侧；
所述控制面板7同中央处理单元8相连；
所述中央处理单元8使用单片机来完成功能；
所述进水管1、阀门2、阀门3、阀门4、超声发生器5、排水管6、控制面板7、超声发生器9、同电饭锅连接管道10、容器11分别同中央处理单元8相连；
背景技术及参考文献
[1]谢文娟.50种稻米铅、汞富集现状研究[D].中南大学湘雅公共卫生学院.2014