食品样品前处理仪加热系统设计
摘要：食品安全是人们普遍关心的一个重大问题。由于化学物质和农药残留而导致的食物中毒现象比较严重。食品样品前处理是一个十分重要的关键，它的检测结果决定食品样品是否合格。食品样品前处理仪的工作流程是提取、加热、离心、氮吹四个过程。而本次课程是从如何设计一个比较简单方便的加热方式，从而加快食品样品与试剂的快速反应出发，结合机械结构设计、亚胺膜的选用和制作、自动控制原理等相关技术。设计出一个比较优良的加热方式。
关键字：食品安全；机械设计；亚胺膜；自动控制。
ABSTRACT: Food safety is a major issue of general concern. Food poisoning caused by chemical and pesticide residues is serious. Food sample pretreatment is a very important key, and its test results determine whether the food sample is qualified or not. The working flow of food sample pretreatment instrument is four processes: extraction, heating, centrifugation and nitrogen blowing. This course is based on how to design a simple and convenient heating method to speed up the rapid reaction between food samples and reagents. It combines the mechanical structure design, the selection and manufacture of imine film, the principle of automatic control and other related technologies. A better heating method is designed.
Key words: Food safety; Mechanical design; Imine film; Automatic control.
目 录
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目的
1.4 研究内容
1.5 本章小结
第二章 前处理仪加热系统概述
2.1 食品样品前处理仪的工作流程
2.2 前处理仪加热系统的特点
2.3 前处理仪加热方式的选定
2.4 本章小结
第三章 前处理仪加热系统结构设计
3.1 前处理仪加热系统结构设计
3.2 亚胺膜加热片设计
3.3 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
致谢
第一章 绪论
1.1研究背景
从古到今，健康一直是人类最宝贵也是唯一的财富。人类的生活水平越来越高，食品安全对于我们来说十分重要。有句古话说得好“名以食为天，食为安为先”，食品安全与国家与人民紧密相连，是一个不可忽略和不可轻视的问题。近年来，中国的食品安全问题还是比较严重的，非法添加添加剂、农药残留、重金属污染、食物中毒等不良事件频频发生在全国各地，对社会造成了危害也产生了极坏的影响。
在我国，食品中毒的问题日益严重。化学污染较为严重，种类繁多，主要有三种来源：一是来自生产、生活和环境中的污染，包括天然有害物质及人工合成有害化学物质；二是天然物质，如河豚毒素、贝毒素、组胺以及有害重金属等；三是人工合成有害化学物，如农药、兽药和二噁英等[1]。
食品样品前处理就是从样品中提取出，并消除干扰物，并对干扰物进行分析，主要步骤是提取、净化和浓缩 [2]。由于科学的进步，社会的发展，污染物的种类越来越多，越来越多的污染物需要分析。
本次团队研制的食品样品前处理仪是四个部分组成，先后顺序是：提取-加热-离心-氮吹。通过这四个步骤来检测食品样品中的化学物质和农药残留。
1.2研究现状
传统的食品样品前处理技术有索氏提取法、超声波提取法、柱层析法、溶剂萃取。
索氏提取法是将样品放在索氏提取器套管中，然后将提取剂加入圆底烧瓶中，然后持续加热。索氏提取法是经典提取法，是国际上的标准方法，虽然提取效果好，但是加热时间过长，而且干扰物质也比较多，会影响测量结果。
溶剂萃取是液体样品试剂最常使用的一种萃取技术。他利用不同分配比例来达到分离目的，一般称为液-液分离[4]。溶剂萃取是食品样品农药残留检测最初使用的一种提取和净化方法，这个方法相对于其他方法较为简单。但随着社会的发展，科学的进步，萃取的方法也越来越多：连续萃取、微萃取、在线萃取技术和萃取小柱技术等。
时至如今，食品样品前处理技术越来越多：固相萃取技术、固相微萃取、基质固相分散萃取、加速溶剂提取技术、凝胶渗透色谱技术、顶空技术等技术。
固体萃取技术是应用吸附性将试剂中的干扰物分离，然后加热达到分离的效果。这个办法和液-液分配和柱层析相比，更有高效性、简单方便、快捷、安全，是现代一种非常重要的提取净化技术。
固相微萃取技术是固体萃取技术的改进，改进的地方时不会有堵塞的问题出现。而且相比固相萃取技术，微萃取技术具有操作时间短、不需要萃取溶剂、选择性比较强特点，既可以人工操作，也可以控制仪器自动化操作。
加速溶剂提取技术是处理固体与半固体的提取技术。其方法是将样品放在密封容器中，通过加热升温加大压力，提高萃取的速度。目前，这种方法是样品前处理最好的方法之一。它使用少量溶剂、萃取时间短、可以进行全自动萃取。
凝胶渗透色谱技术在物质分子大小和形状不同的基础上，利用具有分子筛选性的凝胶将物质分离开来。凝胶渗透色谱技术已经成为农药残留分析中的通用方法，而且这个技术在欧洲国家和美国大陆已经普遍应用。
顶空技术是一种用于样品中不直接地分析测定有机挥发物的方法[5]。这个方法测定的样品不是样品母体本身，而是将样品接触的气体部分用来检测。其方法主要用在样品微量浓度物质的测定，如果用色谱方法测定微量浓度物质时比较困难的。此方法简便、高灵敏度性能。顶空技术和色谱技术在许多国家是标准方法。
1.3 研究目的
此次研究的是食品样品前处理仪中的加热系统。加热的目的是为了加快食品样品和试剂的反应速度。
1.4 研究内容
此次本人研究的内容是食品样品前处理仪中的加热系统，研制加热系统存在的主要问题包括：（1）选用哪个加热方式对试剂与目标物进行加热。（2）加热试剂与目标物时如何控制温度，保证不会破坏试剂与目标物中的化学成分。
针对以上的问题，此次研究的主要工作如下：
1、食品样品前处理加热系统加热方式筛选；
2、食品样品前处理仪加热系统的结构设计；
3、食品样品前处理仪加热系统温控分析；
4、食品样品前处理仪加热系统的控制系统设计。
1.5本章小结
时代在进步，社会也在发展，食品样品前处理方法也在不断的改变，进化。研制出一个性价比比较高的食品样品前处理仪是是一个十分有意义的事，他不仅促进社会的发展，而且还可以减少食品安全问题事件。
参考文献
[1]中国食品安全现状与食品质量管理问题思考 农业展望 宫霞
[2]食品中农药残留检测样品前处理技术研究进展 韩华
[3]食品中农药残留检测样品前处理的研究 张淑震
[4]食品中农药残留检测样品前处理的研究 张淑震
[5]食品中农药残留检测样品前处理的研究 张淑震
[6]百度百科
[7]机械设计基础 金旭星 朱耀武 李迎吉 王琼 2017.7
[8]聚酰亚胺的合成及其膜的制备 秦传香 江苏苏州215021
毕业设计附录
1：开题报告
2：任务书
3：中期检查表
4：查重报告
5：NX三维图
