崔 因 陳亦仁 郭曉英

（河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038）

目前蔬菜、水果污染越來越嚴(yán)重，農(nóng)藥、化肥、催化劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料被大量使用，在這樣的背景下，果蔬消毒機(jī)的需求量逐年增大。

現(xiàn)有的果蔬消毒機(jī)通常采用臭氧水消毒，存在安全隱患；同時(shí)還存在造型比較笨重、清潔處理不方便、功能單一等問題。多功能的果蔬消毒機(jī)能更迎合廣大消費(fèi)者的喜愛。電解水技術(shù)在中國國內(nèi)處于研究階段，目前僅限應(yīng)用于醫(yī)療方面，筆者提出將電解水技術(shù)應(yīng)用于家用果蔬消毒機(jī)，并針對(duì)現(xiàn)有果蔬消毒機(jī)的問題進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，提出有益于人類健康和人性化的設(shè)計(jì)方案。

1 現(xiàn)有果蔬機(jī)存在的問題

1.1 現(xiàn)有果蔬機(jī)存在的問題

（1）自然壓強(qiáng)排水，水位高度必須高于排水管高度。

（2）過濾口無法取出；殘?jiān)灰浊謇?，需抱起整機(jī)倒水；整機(jī)體積大，無法對(duì)韭菜等葉類蔬菜進(jìn)行清洗消毒。

（3）機(jī)殼不透明，清洗效果反饋不直觀。

（4）界面設(shè)計(jì)不好，用戶操作起來不方便。

（5）開口小，影響果蔬取放。

（6）清洗不同的果蔬采用的程序單一，效果不理想。

1.2 臭氧消毒存在的隱患

吳繼國等［1］通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用臭氧消毒有一定效果，但蔬果深層殘留的農(nóng)藥不能徹底清除；用濃度1.4mg／L的臭氧水對(duì)小白菜進(jìn)行為時(shí)30min的浸泡處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)67%的脫氫VC遭到破壞，同時(shí)總VC損失將近30%，說明在用臭氧消毒方式對(duì)葉類蔬菜進(jìn)行消毒時(shí)，蔬菜中的VC可能會(huì)遭到破壞。

中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所也曾提出質(zhì)疑［2］，臭氧雖然可以降解水中的4種有機(jī)磷農(nóng)藥，但在一定條件下有可能會(huì)產(chǎn)生毒性更高的產(chǎn)物。就臭氧消毒機(jī)本身而言，利用常規(guī)的高壓放電法或陶瓷延面法制造臭氧，在臭氧生產(chǎn)的過程中，如果環(huán)境空氣濕度過高，可能會(huì)產(chǎn)生氮氧化物（強(qiáng)致癌物）。而且，臭氧發(fā)生器在工作過程中會(huì)產(chǎn)生少量的氫氣，一旦聚集過多，可能產(chǎn)生爆燃事故。

2 電解水果蔬消毒機(jī)的設(shè)計(jì)

2.1 電解水技術(shù)及其在果蔬消毒中的應(yīng)用

電解水指自來水經(jīng)過電解之后生成的水，電解之后所生成的酸性水具有殺菌的作用，依據(jù)電解水化學(xué)反應(yīng)，在正極生成的氧氣會(huì)與氯化合生成次氯酸根或者亞次氯酸根離子水溶液。

目前已有生產(chǎn)電解水的設(shè)備，而這項(xiàng)技術(shù)并未應(yīng)用于果蔬消毒機(jī)的設(shè)備中，而被應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備中。藤原功一等［3］研究表明，制造強(qiáng)酸性電解水時(shí)伴生的強(qiáng)堿性電解水在去除油脂性和蛋白質(zhì)性污染方面同樣顯示了良好的去污效果。

徐學(xué)玲等［4］研究了強(qiáng)酸電解水、弱酸電解水、臭氧水、次氯酸鈉對(duì)新鮮草莓中微生物的殺滅效果，結(jié)果顯示：清洗草莓后的強(qiáng)酸電解水、弱酸電解水、次氯酸鈉溶液中無存活菌落，而臭氧水中仍有菌落存在，且隨著清洗時(shí)間的延長(zhǎng)水中菌落數(shù)有所增加。該研究同時(shí)還發(fā)現(xiàn)：強(qiáng)酸電解水、弱酸電解水與次氯酸鈉相比殺菌效果相當(dāng)，且清洗后水溶液中均無菌落殘留，可實(shí)現(xiàn)水的多次利用而不會(huì)引起原料之間的交叉感染；值得注意的是，電解水的有效氯濃度僅為次氯酸鈉的一半。因此，用電解水來清洗果蔬，避免了用次氯酸鈉中氯臭氣的問題，同時(shí)也解決了臭氧消毒存在的隱患。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示電解水清洗消毒的效果要高于臭氧水，清洗消毒效果與次氯酸鈉溶液效果相當(dāng)，但其初始有效氯濃度僅為次氯酸鈉的一半，因此，電解水更適合對(duì)果蔬進(jìn)行清洗消毒。

2.2 電解水消毒機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

2.2.1 電解水消毒機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電解水果蔬消毒機(jī)主要由電解水系統(tǒng)、清洗槽、控制系統(tǒng)、外部柜體等組成（見圖1）。

圖1 電解水果蔬消毒機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Figure 1 Structural sketch of the washer

2.2.2 電解水消毒機(jī)的清洗工藝過程設(shè)計(jì) 本機(jī)清洗消毒過程有手動(dòng)和自動(dòng)兩種作業(yè)模式，手動(dòng)清洗消毒模式可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇，自動(dòng)模式可實(shí)現(xiàn)清洗消毒過程全自動(dòng)化。自動(dòng)清洗消毒模式為兩次噴淋漂洗過程，采用噴淋漂洗，清洗消毒更加全面徹底。開機(jī)時(shí)在控制面板上選擇相應(yīng)的功能，可自動(dòng)計(jì)算相應(yīng)的清洗消毒時(shí)間。在手動(dòng)模式下，用戶可根據(jù)不同的需要調(diào)整時(shí)間。

（1）第一次噴淋漂洗：如圖1所示，進(jìn)水電磁閥2和3位于機(jī)體對(duì)稱的兩側(cè)。開機(jī)后，自來水通過進(jìn)水電磁閥1進(jìn)入電解水槽中進(jìn)行電解，電解完成后電磁閥2和3開啟，電解水在水壓的作用下從兩個(gè)噴頭噴出，對(duì)消毒物體進(jìn)行初步清洗消毒，初步清洗后的污物會(huì)漂浮于表面，為避免污物在排水時(shí)對(duì)被消毒物體造成二次污染，在清洗槽上部設(shè)置溢流口，初步清洗的污水和污物從溢流口排出。作業(yè)持續(xù)至設(shè)定時(shí)間后，交替開啟進(jìn)水電磁閥2和3，噴頭的水流使清洗槽內(nèi)的果蔬在消毒過程中自動(dòng)翻滾沉浮，以確保清洗均勻。

（2）第二次噴淋漂洗：進(jìn)水電磁閥1自動(dòng)關(guān)閉，出水電磁閥自動(dòng)開啟開始排水，水位降到低水位傳感器時(shí)，電磁閥1自動(dòng)開啟，自來水通過進(jìn)水電磁閥1進(jìn)入電解水槽中進(jìn)行電解，電磁閥2和3開啟，電解水在自來水壓的作用下從兩個(gè)噴頭噴出，對(duì)消毒物體進(jìn)行二次清洗消毒，清洗時(shí)間為設(shè)定時(shí)間。

（3）第二次清洗消毒結(jié)束后，語音提示清洗消毒完成。

（4）果蔬消毒機(jī)設(shè)計(jì)了6種功能，分別為葉類模式、莖類模式、水果模式、餐具模式、復(fù)水模式、去腥模式。葉類模式為對(duì)白菜、菠菜、青菜等葉類蔬菜以及草莓、葡萄等易散水果進(jìn)行清洗消毒，清洗消毒過程采用較輕柔模式，以免對(duì)果蔬造成損壞；莖類模式為對(duì)芹菜、花菜等莖類蔬菜進(jìn)行清洗消毒；水果模式為對(duì)蘋果和梨等不易散水果的清洗消毒，過程采用比較強(qiáng)勁的模式；餐具模式對(duì)餐具類包括嬰兒用品進(jìn)行清洗消毒；復(fù)水模式對(duì)干燥類食物進(jìn)行復(fù)水；去腥模式對(duì)魚類以及肝臟類進(jìn)行去腥。不同的功能采用不同的清洗消毒筐，以防止不同食材的交叉污染。

2.3 外觀設(shè)計(jì)

現(xiàn)有的果蔬消毒機(jī)在外觀形態(tài)上有兩種常見方式：① 機(jī)型較大采用完全不透明的，優(yōu)點(diǎn)在于可以清洗大量果蔬，但不便清理；② 體積小巧型采用全透明的，這種產(chǎn)品外觀雖然改善了舊有機(jī)型的缺點(diǎn)，但整體全透明的造型破壞了產(chǎn)品整體的形態(tài)，降低了產(chǎn)品的品質(zhì)感。

在外觀造型設(shè)計(jì)方面，筆者提出采用側(cè)邊透明的方式（見圖2），這種方式不會(huì)破壞機(jī)身整體的形態(tài)，清洗效果也可以直觀反饋給用戶。清洗槽容量設(shè)置為8L。整體造型采用下小上大的造型，方便投取食材，清洗筐也方便取出清理。

根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，操作界面需有一定的傾斜角度，界面面板采用傾斜方式設(shè)計(jì)（見圖3）。

圖2 電解水果蔬消毒機(jī)外觀Figure 2 The model of the washer

圖3 電解水果蔬消毒機(jī)操作界面Figure 3 The interface of the washer

3 結(jié)語

針對(duì)現(xiàn)有果蔬消毒機(jī)外觀以及結(jié)構(gòu)的問題，本設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了改良設(shè)計(jì)，設(shè)置了多種功能模式供用戶選擇，不同食材分筐消毒，操作全自動(dòng)完成；外觀設(shè)計(jì)采用體積輕巧型機(jī)體，以及側(cè)邊透明方式，界面操作面板采用傾斜方式，設(shè)計(jì)更加人性化，更加符合用戶的需求和操作習(xí)慣。

1 吳繼國，欒天罡，陳玉成.低質(zhì)量濃度臭氧水對(duì)小白菜營養(yǎng)成份的影響［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（6）：48～51.

2 呂宗恕.果蔬消毒機(jī)存隱患［J］.品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2011（1）：14～15.

3 藤原功一，高橋泰子，西島基弘，等.使用電解水的手清洗消毒——對(duì)強(qiáng)堿性電解水與強(qiáng)酸性電解水合用效果的評(píng)估［J］.郭永明，譯.中國護(hù)理管理，2008，8（6）：64～65.

4 徐學(xué)玲，趙曉燕，張超.不同清洗液對(duì)草莓中微生物殺滅效果的研究［J／OL］.食品科學(xué)，（2013－01－04）［2013－03－20］.http：／／www.cnki.net／kcms／detail／11.2206.TS.20130104.1643.070.html.