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气泡式蔬菜清洗机工作原理

    蔬菜清洗是蔬菜加工和净菜生产中必不可少的工序之一。

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    目前,蔬菜清洗主要依靠手工,其机械化程序很低;现有的蔬菜清洗机有振动喷淋式和滚筒式两种。振动喷淋式蔬菜清洗机有两个清洗池,蔬菜先在振动清洗池中作反复运动,进行初步清洗,然后进入喷淋池中用清水喷淋,完成整个清洗过程。该清洗机耗水量大,对叶类蔬菜有较大的损伤。滚筒式清洗机的主体是一个倾斜的金属网状圆柱形旋转体,在圆柱的中心轴部位装有许多喷嘴的喷射水管,蔬菜随圆柱不停转动的同时受到喷射水流的冲刷作用,达到清洗的目的。该清洗机只能完成土豆、山芋等根茎类蔬菜的清洗,且清洗时对蔬菜损伤较大,不能应用于叶类蔬菜的清洗。为此,设计了以超声波和气泡作为蔬菜清洗动力的新型蔬菜清洗机。实验证明,该清洗机械能有效去除蔬菜表面的污染物,且对蔬菜损伤很小。

    在含有许多气泡的液体中,当气泡的液体中溃灭和回弹再生时,会产生巨大的瞬时压强。当溃灭的气泡靠近过流的固体边界是,水流中不断溃灭的气泡所产生的高压强的反复作用,可破坏固体表面,从而产生气蚀现象。气泡在蔬菜表面附近的破裂,近于球形的气泡随射流运动到刚性固体表面附近。由于淹没射流在固体表面形成一层很薄的漫流,所以在气泡与蔬菜表面之间存在的液流的横向流动,使气泡壁距蔬菜表面近的一端(称为近壁)较远的一端(称为远壁)的液体压力低,向心运动速度比较其它部分慢。在气泡中心向蔬菜表面移动式,近壁与蔬菜表面的距离基本不变,为保持动量守恒(不考虑液体粘性的影响),气泡必须做加速运动,远壁向内凹进,靠近近壁,近壁被穿透形成速度很高的微射流,这种微射流指向蔬菜表面,其破坏和冲蚀能力很强。通过计算和实测得出,游移型气泡溃灭时,靠近固体壁面处的微射流速度可达70~180MPa。这么高的动压力可以完全清洗掉蔬菜表面的污染物而且可以缩短清洗时间。而且,这仅仅是一次微射流作用于蔬菜表面的压力;当水中气泡不断产生、增长、破灭时,则气泡溃灭的冲击压力连续不断作用到蔬菜表面,有效的清除蔬菜表面的污染物。


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