具有农药检测功能的冰箱及农药检测方法与流程

[0001]
本发明涉及冰箱技术领域，尤其涉及具有农药检测功能的冰箱及农药检测方法。


背景技术：

[0002]
随着生活水平的不断提高，人们的食品质量安全意识逐渐增强，对果蔬中的农药残留问题也越来越关注。农药过度使用导致的农产品农药残留超标，对消费者造成巨大伤害，如神经毒性、致癌性、生殖异常和细胞发育不良等。因此，如何最大限度地降低已被污染的果蔬中的农残量，具有很高的研究价值和应用前景。
[0003]
冰箱作为食物冷藏链的终端，是食物入口前的最后一道工序，开发一种具有降解农药并检测农药残留的冰箱，能够为用户提供果蔬农残检测和处理的最后一道防线。现有冰箱主要采用紫外光、臭氧等方式降解果蔬上的农药残留，大部分冰箱不具备农药检测功能，无法让用户在使用前了解果蔬的农残量。
[0004]
因此，如何设计具有农药检测功能且检测快速准确的冰箱是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明提出具有农药检测功能的冰箱及农药检测方法，将果蔬放置在果蔬暂存室之后可以快速准确的检测果蔬是否有农药残留，使用户在食用前了解果蔬的农残量，方便快捷、实用性高。
[0006]
本发明采用的技术方案是，设计具有农药检测功能的冰箱，包括：果蔬暂存室；喷洒装置，其用于向果蔬暂存室喷洒清水；溶液混合装置，其将反应剂和果蔬暂存室中流出的液体混合形成待测溶液；检测试纸，其与待测溶液接触后随农药浓度的变化呈现不同的颜色。
[0007]
在优选实施例中，反应剂为胆碱酯酶，检测试纸为靛酚乙酸酯试纸或者胆碱酯酶活性测定试纸，溶液混合装置包括用于加热待测溶液的加热器。
[0008]
优选的，溶液混合装置包括：用于接收反应剂和果蔬暂存室中流出的预混合室、给预混合室提供反应剂的第一储藏罐、设于混合室下方的反应室、分隔在预混合室和反应室之间的控制阀，反应室的一侧设有试纸取放窗口，加热器给反应室提供热量，控制阀在反应室的实际温度达到设定温度时被打开。
[0009]
优选的，果蔬暂存室设有排液结构，排液结构的排液口下方设有中间管路，中间管路包括：用于排出多余液体的第一管路、以及与预混合室连接的第二管路，第二管路的进口位于排液口的正下方，第二管路上安装有进液阀，进液阀在预混合室中的液位达到设定高度时被关闭。
[0010]
优选的，排液结构包括：活动安装在果蔬暂存室中的底板、调节底板倾斜角度的高度调节机构，排液口设于底板的边缘位置。
[0011]
优选的，底板的四周边缘均设有凹槽，所述凹槽中设有沿其长度方向排布的多个弹簧，所述凹槽中还设有位于所述弹簧外侧的伸缩板，所述伸缩板被所述弹簧推出至与所述果蔬暂存室的内壁抵接。
[0012]
优选的，喷洒装置连接有存放清水的储水罐和存放除农残液的第二储藏罐，喷洒装置向所述果蔬暂存室喷洒清水或者除农残液。
[0013]
优选的，冰箱还包括检测果蔬暂存室是否放置有果蔬的感应装置、与感应装置连接的控制器，控制器根据感应装置的检测信号控制喷洒装置和溶液混合装置的工作状态。
[0014]
优选的，控制器还连接有提示装置，控制器在检测试纸与待测溶液接触达到设定时间后发出提示信号。
[0015]
本发明还提出了上述冰箱的农药检测方法，其包括以下步骤：判断所述果蔬暂存室是否放置有果蔬，若是则进入农药检测模式；农药检测模式包括：向果蔬暂存室喷洒清水，反应剂和果蔬暂存室中流出的液体在溶液混合装置中混合形成待测溶液；将待测溶液与检测试纸接触；观察检测试纸的颜色判断待测溶液的农药浓度。
[0016]
优选的，农药检测方法还包括：将待测溶液与检测试纸接触之后，判断是否接收到用户输入的除农残指令，若是则进行除农残处理之后进入农药检测模式；除农残处理包括向果蔬暂存室喷洒除农残液。
[0017]
优选的，农药检测方法还包括：将待测溶液与检测试纸接触之后，判断是否接收到用户输入的无农残指令，若是则退出农药检测模式。
[0018]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、利用喷洒装置向果蔬暂存室喷洒清水快速收集果蔬的农残液，再将农残液与反应剂混合之后滴在检测试纸上，检测试纸的颜色变化表征农残量的高低，用户可在食用前通过观察检测试纸的颜色了解果蔬的农残量；2、设计除农残功能，可通过喷洒装置喷洒除农残液来实现，除农残后再次检测农药残留情况，除农残效果直观，更方便实用。
附图说明
[0019]
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：图1是本发明中果蔬暂存室的整体示意图；图2是本发明中第一种排液结构的底板未倾斜示意图；图3是本发明中第一种排液结构的底板倾斜示意图；图4是本发明中农药检测功能的流程图。
具体实施方式
[0020]
如图1所示，本发明提出具有农药检测功能的冰箱，该冰箱包括果蔬暂存室1、喷洒装置4、溶液混合装置2和检测试纸，以下详细说明各部分的组成结构。
[0021]
果蔬暂存室1用于放置果蔬，其可以作为单独的间室设置在冰箱中，也可以设计为
抽屉，冰箱中设有与果蔬暂存室1配合的容纳腔，果蔬暂存室1可从容纳腔中抽出或者推入。
[0022]
果蔬暂存室1设有排液结构，排液结构的排液口6设有控制其打开或关闭的阀件11，排液口6的下方设有中间管路，中间管路包括导流管和与导流管连接的两条管路，该两条管路分别是第一管路7和第二管路，第一管路7用于排出多余液体，第一管路的出口连接废液罐，第二管路的进口位于排液口6的正下方，第二管路的出口与溶液混合装置连接，第二管路上安装有切换其通断状态的进液阀8。
[0023]
排液结构有多种，以下排液结构仅为举例说明，排液结构包括：活动安装在果蔬暂存室1中的底板5、调节底板5倾斜角度的高度调节机构，高度调节机构可以采用升降电机顶起或者拉下底板的方式调节底板5的倾斜角度，排液口6设于底板5的边缘位置，收集农药残留液时将排液口6所在的边缘向下倾斜。为了防止底板5与果蔬暂存室1之间的缝隙漏液，底板5的四周边缘均设有凹槽，凹槽中设有沿其长度方向排布的多个弹簧，凹槽中还设有位于弹簧外侧的伸缩板18，弹簧处于压缩状态，伸缩板18被弹簧推出至与果蔬暂存室1的内壁抵接。进一步的，伸缩板18与凹槽之间、伸缩板18与果蔬暂存室1的内壁之间均设计有密封条，密封条可以固定在伸缩板18上，防漏液的效果更好。另一种可行的排液结构包括：排布在果蔬暂存室的底板5上的排液孔、设于果蔬暂存室1下方的集液槽，集液槽倾斜设置，排液口6设于集液槽的最低位置。
[0024]
如图1所示，喷洒装置4安装在果蔬暂存室1的上方，喷洒装置4设有多个均匀排布的喷头，喷头的开口朝下，喷洒装置4连接有存放清水的储水罐，将储水罐中的水泵入喷洒装置4即可向果蔬暂存室1喷洒清水，果蔬暂存室1中迅速集聚果蔬上留下的农药残留液。当然，果蔬放置在冰箱中表面会有凝露，收集凝露作为农药残留液也可行，但由于果蔬表面凝露液量少，集液困难且需要等待较长时间，实用性比较差，而本发明的喷洒装置4可以更快速的收集果蔬上的农药残留液。
[0025]
如图2、3所示，溶液混合装置2位于果蔬暂存室1下方，其将反应剂和果蔬暂存室1中流出的农药残留液混合形成待测溶液。在优选实施例中，反应剂为胆碱酯酶，检测试纸为靛酚乙酸酯试纸或者胆碱酯酶活性测定试纸，溶液混合装置2包括：预混合室10、第一储藏罐9、反应室14、控制阀17以及加热器15，预混合室10位于反应室14的上方，第二管路的出口连接到预混合室10中，第一储藏罐9给预混合室10提供反应剂，预混合室10的作用是接收反应剂和果蔬暂存室1中流出的农药残留液混成形成待测溶液。反应室14的一侧设有试纸取放窗口16，用户可通过试纸取放窗口16放入和更换检测试纸，加热器15安装在反应室14的底面，用于给反应室14提供热量，提高待测溶液的温度，使其满足化学反应的适应条件。反应室14中设有温度感应器13，控制阀17分隔在预混合室10和反应室14之间，控制阀17在反应室14的实际温度达到设定温度时被打开。反应室14的底部设有废液口，废液口通过排液管路连接至第一管路7，废液口安装有排液阀，检测完成之后打开排液阀，将反应室内的溶液全部排出。
[0026]
本发明中使用靛酚乙酸酯试纸的农药检测原理是胆碱酯酶可催化靛酚乙酸酯（红色）水解为乙酸和靛酚（蓝色），而有机磷或氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶有抑制作用，使催化、水解、变色的过程发生改变，通过观察靛酚乙酸酯试纸的颜色变化情况来判断农药残留情况。胆碱酯酶活性测定试纸与靛酚乙酸酯试纸的农药检测原理相似，胆碱酯酶活性测定试纸由20%乙酰胆碱和3%溴百里香酚蓝固定在中速滤纸上，再干燥后制得，待测溶液滴在胆
碱酯酶活性测定试纸上试纸的颜色也会发生变化。
[0027]
预混合室中农药残留液的液量范围为0.2ml~2ml，胆碱酯酶的添加量为0.2ml~2ml，待测溶液与检测试纸的反应温度范围是15℃~37℃。
[0028]
在一实施例中，检测试纸采用靛酚乙酸酯试纸，其颜色变化与检测结果的对应情况见下表。
[0029]
在另一实施例中，检测试纸采用胆碱酯酶活性测定试纸，其颜色变化与检测结果的对应情况见下表。
[0030]
为了方便用户观察试纸颜色，可以将对照卡贴在冰箱门上，试纸与对照卡上的显
示对比，确定农药残留量，当然对照卡也可以单独提供或者贴附在冰箱的其他部件上。
[0031]
进一步的，本发明的冰箱还设计有除农残功能，其实现方式有多种，以下除农残实现方式仅为举例说明，喷洒装置4连接有存放除农残液的第二储藏罐，喷洒装置4的进口安装有与储水罐和第二储藏罐连接的换向阀3，切换换向阀3的导通状态，将第二储藏罐中的除农残液泵入喷洒装置4即可向果蔬暂存室1喷洒除农残液，去除果蔬上的农药残留，除农残液可以采用碱性电解水或者臭氧水，此种方式的除农残原理为是利用碱性电解水中的次氯酸将附着在果蔬表面的农药大分子水解为小分子，再利用次氯酸的强氧化性破坏水解产物的分子结构，进一步氧化分解为可溶于水的无毒无机物，然后喷洒清水将这些产物冲洗除去；或者利用臭氧水的强氧化性分解农药，达到除农残的效果。另一种可行实现方式是果蔬暂存室1配置有用于去除果蔬上的农药残留的除农残装置，除农残装置包括臭氧发生器和/或紫外线照射装置。实际设计时，冰箱中可以同时应用以上两种除农残方式。
[0032]
再进一步的，冰箱还包括感应装置和控制器，控制器连接感应装置、喷洒装置4和溶液混合装置2均与控制器连接，控制器根据感应装置的检测信号控制喷洒装置4和溶液混合装置2的工作状态。其中，感应装置可采用摄像头或者压力传感器等，摄像头设于果蔬暂存室1的上方拍摄果蔬暂存室1内的图像，根据图像判断果蔬暂存室1中是否放置有果蔬，压力传感器可以检测果蔬暂存室1的重量，在重量超过设定重量时判定果蔬暂存室1放置有果蔬。
[0033]
更进一步的，控制器还连接有提示装置，控制器在检测试纸与待测溶液接触达到设定时间后发出提示信号，以便提醒用户及时查看检测试纸的颜色，由于控制阀17打开时待测溶液进入反应室14与检测试纸接触，在优选实施例中，控制器在控制阀17打开时间达到设定时间后发出提示信号。
[0034]
需要说明的是，果蔬暂存室1中农药残留液的液量通过控制喷洒装置4的开启时间控制，喷洒装置4开启的设定时间范围可设计为2min~10min，喷洒装置4喷洒清水和除农残液的设定时间可以设计为相同或者不同，在优选实施例中喷洒清水的设定时间为10min、喷洒除农残液的设定时间2min。预混合室10安装有液位检测器13，液位检测器13检测预混合室的液位，当液位达到设定高度时关闭进液阀8，为了便于控制预混合室10中农药残留液的液量，农药检测过程中在预混合室10的液位达到设定高度之后，再向预混合室10中注入第一反应剂。第一储藏罐9的出口均安装有开关阀，通过控制开关阀的打开时间控制反应剂的添加量，也可以在第一储藏罐9的出口安装流量计控制反应剂的添加量。
[0035]
如图4所示，本发明还提出了上述冰箱的农药检测方法，该农药检测方法由控制器执行，其包括以下步骤：通过感应装置发送的检测信号判断果蔬暂存室1是否放置有果蔬，若是则进入农药检测模式；以第一种排液结构为例，农药检测模式包括：打开喷洒装置4向果蔬暂存室1喷洒清水，阀件11打开、底板5倾斜，果蔬暂存室1中流出的液体进入预混合室10，喷洒装置4开启到设定时间后关闭，开启加热器15给反应室14加热；通过液位传感器13发送的检测信号判断预混合室10的液位是否达到设定高度，若是则关闭进液阀8，果蔬暂存室1中流出的液体从第一管路7排出，打开第一储藏罐9的开关阀向
预混合室10注入反应剂形成待测溶液，达到设定添加量后关闭第一储藏罐9的开关阀；判断反应室14的实际温度是否达到设定温度，若是则关闭加热器15，当反应剂添加完成且反应室14的实际温度达到设定温度时打开控制阀17，待测溶液进入反应室14；观察检测试纸的颜色判断待测溶液的农药浓度。
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进一步的，农药检测方法还包括：打开控制阀17之后，判断是否接收到用户输入的除农残指令或者无农残指令，若接收到无农残指令，则退出农药检测模式，关闭阀件11、底板5恢复水平；若接收到除农残指令，则关闭阀件11、底板5恢复水平，再进行除农残处理之后进入农药检测模式，重新检测果蔬的农药残留量。其中，除农残处理包括：打开排液阀排除反应室14中的溶液，开启喷洒装置4向果蔬暂存室1喷洒除农残液，喷洒装置4在开启到设定时间后关闭，静置3min之后，阀件11打开、底板5倾斜，除农残液经第一管路7排出，等待2min之后，关闭阀件11、底板5恢复水平，进液阀8打开，除农残处理完成。
[0037]
为了提高果蔬暂存室的利用率，果蔬可以存放在果蔬暂存室中，通过感应装置发送的检测信号判断果蔬暂存室1是否放置有果蔬之前，先判断是否接收到用户输入的农残检测指令，若是则再开启感应装置，通过感应装置发送的检测信号判断果蔬暂存室1是否放置有果蔬。需要说明的是，指令可以由用户从操作遥控器向控制器输入，也可以在冰箱上设置与控制器连接的按钮，例如去农残按钮、无农残按钮等，按下不同的按钮向控制器输入对应的指令。
[0038]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。