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；检测装置，其检测待测溶液中大小随农药浓度变化的工作参数。
[0007]
在优选实施例中，反应剂包含多酚氧化酶和儿茶酚，工作参数为电流，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：用于接收第一反应剂和果蔬暂存室中流出的预混合室、给预混合室提供第一反应剂的第一储藏罐、用于接收第二反应剂的反应室、给反应室提供第二反应剂的第二储藏罐、分隔在预混合室和反应室之间的控制阀，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；第一反应剂为多酚氧化酶和儿茶酚中的一种，第二反应剂为多酚氧化酶和儿茶酚中的另一种。
[0009]
优选的，果蔬暂存室设有排液结构，排液结构的排液口的下方设有中间管路，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]
排液结构有多种，在一实施例中，排液结构包括：排布在果蔬暂存室的底板上的排
液孔、设于果蔬暂存室下方的集液槽，集液槽倾斜设置，排液口设于集液槽的最低位置。在另一实施例中，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，喷洒装置连接有存放清水的储水罐和存放除农残液的第三储藏罐，所述喷洒装置向所述果蔬暂存室喷洒清水或者除农残液。
[0012]
优选的，果蔬暂存室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。
[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和检测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，控制器还连接有显示装置，控制器根据工作参数的大小控制显示装置发出不同的指示信号。
[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：判断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；检测待测溶液的工作参数，根据工作参数判断待测溶液的农药浓度。
[0016]
优选的，农药检测方法还包括：根据工作参数判断待测溶液的农药浓度之后，若待测溶液中含有农药，则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和/或开启用于去除果蔬上的农药残留的除农残装置。
[0017]
优选的，农药检测方法还包括：根据工作参数判断待测溶液的农药浓度之后，若待测溶液中不含农药，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检测工作参数，通过工作参数的大小表征农残量的高低，使用户在食用前了解果蔬的农残量；2、设计除农残功能，可通过喷洒装置喷洒除农残液或者安装除农残装置来实现，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是本发明中第一种排液结构的整体示意图；图2是本发明中第一种排液结构的果蔬暂存室示意图；图3是本发明中第一种排液结构的混合装置示意图；图4是本发明中第二种排液结构的整体示意图；
图5是本发明中第二种排液结构的底板未倾斜示意图；图6是本发明中第二种排液结构的底板倾斜示意图；图7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6和检测装置16，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配合的容纳腔，果蔬暂存室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5和第二管路，第一管路5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7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10。
[0023]
排液结构有多种，以下两种作为举例说明，如图1至3所示，第一种排液结构包括：排布在果蔬暂存室1的底板上的排液孔9、设于果蔬暂存室下方的集液槽2，集液槽2倾斜设置，排液口7设于集液槽2的最低位置。如图4至6所示，第二种排液结构包括：活动安装在果蔬暂存室1中的底板、调节底板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的倾斜角度，排液口7设于底板的边缘位置，收集农药残留液时将排液口7所在的边缘向下倾斜。
[0024]
如图1、4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、5、6所示，溶液混合装置6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，反应剂包含多酚氧化酶和儿茶酚，溶液混合装置6包括：预混合室19、第一储藏罐11、反应室17、第二储藏罐12、控制阀18以及加热器15，预混合室19位于反应室17的上方，第二管路的出口连接到预混合室19中，第一储藏罐11给预混合室19提供第一反应剂，预混合室19的作用是接收第一反应剂和果蔬暂存室1中流出的农药残留液。第二储藏罐12给反应室17提供第二反应剂，反应室17将接收到的第二反应剂和预混合室19中流出的液体混成形成待测溶液，加热器15安装在反应室17的底面，用于给反应室17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。控制阀18分隔在预混合室19和反应室17之间，控制阀18在反应室17的实际温度达到设定温度时被打开。反应室17的底部设有废液口，废液口通过排液管路连接至第一管路5，废液口安装有排液阀20，检测完成之后打开排液阀20，将反应室内的溶液全部排出。
[0026]
其中，第一反应剂为多酚氧化酶和儿茶酚中的一种，第二反应剂为多酚氧化酶和儿茶酚中的另一种，本发明的流程图中提供的是第一反应剂为多酚氧化酶，第二反应剂为儿茶酚，也可以将第一反应剂和第二反应剂相互调换。
[0027]
检测装置16，其安装在反应室17中，用于检测待测溶液中大小随农药浓度变化的工作参数，在优选实施例中，该工作参数为电流，检测装置16采用电流检测探头，实际使用时工作参数也可以是电压等相关参数。为保证检测准确性，检测装置16在控制阀18打开后持续设定时间检测待测溶液的电流，将该设定时间中检测到的所有电流值进行比较，选择电流最高值作为有效电流值。
[0028]
本发明的农药检测原理是利用多酚氧化酶催化儿茶酚氧化成邻醌，邻醌是电化学活化物质，又会被还原成儿茶酚并产生还原电流，果蔬中的农药会抑制多酚氧化酶活性，降低电流，农药含量越高，电流越小。
[0029]
儿茶酚浓度范围为0.01~0.05mm，用0.1m的磷酸缓冲溶液调节ph=6，检测时儿茶酚的添加量为5ml~20ml，预混合室中农药残留液的液量范围为0.2ml~2ml，多酚氧化酶的添加量为0.2ml~2ml，多酚氧化酶浓度0.01mm，多酚氧化酶催化儿茶酚的反应温度范围是15℃~37℃。
[0030]
农药含量计算方式为p=0.8927w，p-电流抑制率%，w为草甘膦浓度nm，该草甘膦为农药中的常见成分，草甘膦浓度可以代表果蔬的农药残留量，而电流抑制率的大小与草甘膦浓度呈正比，因此检测待测溶液的电流即可计算得到农药残留量。
[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，以下两种实现方式仅为举例说明。
[0032]
第一种是喷洒装置4连接有存放除农残液的第三储藏罐，喷洒装置4的进口安装有与储水罐和第三储藏罐连接的换向阀3，切换换向阀3的导通状态，将第三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。第二种是果蔬暂存室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。
[0033]
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、检测装置、喷洒装置4和溶液混合装置均与控制器连接，控制器根据感应装置和检测装置16的检测信号控制喷洒装置4和溶液混合装置的工作状态。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的上方拍摄果蔬暂存室内的图像，根据图像判断果蔬暂存室中是否放置有果蔬，压力传感器可以检测果蔬暂存室的重量，在重量超过设定重量时判定果蔬暂存室放置有果蔬。
[0034]
更进一步的，控制器还连接有显示装置8，控制器根据工作参数的大小控制显示装置8发出不同的指示信号，以便用户及时获知果蔬的农药残留情况。在优选实施例中，显示装置采用指示灯，指示灯与检测结果的对应情况详见下表。
[0035]
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。预混合室19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10，为了便于控制预混合室19中农药残留液的液量，农药检测过程中在预混合室19的液位达到设定高度之后，再向预混合室19中注入第一反应剂。第一储藏罐11和第二储藏罐12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11和第二储藏罐12的出口安装流量计控制反应剂的添加量。
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如图7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；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，打开第二储藏罐12的开关阀向反应室17注入第二反应剂，果蔬暂存室1中流出的液体进入预混合室19，喷洒装置4开启到设定时间后关闭，第二储藏罐12的开关阀在第二反应剂达到设定添加量后关闭，开启加热器15给反应室17加热；通过液位传感器13发送的检测信号判断预混合室19的液位是否达到设定高度，若是则关闭进液阀10，果蔬暂存室1中流出的液体从第一管路5排出，打开第一储藏罐11的开关阀向预混合室19注入第一反应剂，达到设定添加量后关闭第一储藏罐11的开关阀；判断反应室17的实际温度是否达到设定温度，若是则关闭加热器15，当第一反应剂添加完成且反应室17的实际温度达到设定温度时打开控制阀18，预混合室19中的液体进入反应室17中形成待测溶液；开启检测装置16检测待测溶液的电流，根据电流判断待测溶液的农药浓度并控制显示装置8发出指示信号。
[0037]
进一步的，农药检测方法还包括：根据电流判断待测溶液的农药浓度之后，若待测
溶液中不含农药，则退出农药检测模式，若待测溶液中含有农药，则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，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20排除反应室17中的溶液，开启喷洒装置4向果蔬暂存室1喷洒除农残液和/或开启用于去除果蔬上的农药残留的除农残装置。当使用喷洒装置4喷洒除农残液进行除农残时，喷洒装置4在开启到设定时间后关闭，将果蔬暂存室1内的溶液通过第一管路5排除之后，除农残处理完成进入农药检测模式。当使用除农残装置进行除农残时，将除农残装置开启预设时间后关闭，预设时间可以是40min或其他时间，除农残处理完成。
[0038]
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、农残检测按钮等，按下不同的按钮向控制器输入对应的指令。
[0039]
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。