食品機械清洗、分選及分級機械與設備

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1、3清洗、分選及分級機械 與設備 SCU食品工程系 20112）12學年上期 第3周（3學時） I主要內(nèi)容 ■ 1清洗機械與設備 ＞塊狀果蔬清洗機 ＞全自動浸泡與噴沖式洗瓶機 ■ 2分選、分級機械與設備 篩選機械與設備 風振組合分選機械（自學） ＞塊狀果蔬分級機械 光電分選分級機械與設備 9/14/2011 5 1清洗機械與設備 ■ 清洗目的 ■ 清洗對象 ■ 清洗方法 清除污染、保證清潔 原料、容器和加工設備 浸泡、噴射、洗刷和攪拌等 ■常用的清洗液有以下幾種: □ 冷水：不損傷原料的品質(zhì) □ 熱水：溫度以不損傷原料的品質(zhì)為宜，有殺菌作用 □ 蒸汽

2、：如制糖時用離心分離機分離結(jié)晶糖，須用蒸汽清洗去 掉表面的不純物及糖蜜，而糖的水分并不增加 □ 藥劑溶液：除去原料殘留農(nóng)藥，常用0.5%?1.5%的鹽酸溶 液或600Ppm的漂白粉。清洗包裝容器常采用堿性溶液。如 NaOH溶液能殺菌和去油脂，堿液濃度L0%?L5%、溫度 70?80C、清洗5?8min可得到滿意的效果 1.1鼓風式清洗機 ■ 清洗原理 ■ 用鼓風機把空氣送進洗槽中，使清洗原料的水 產(chǎn)生劇烈的翻動，物料就在空氣對水的劇烈攪 拌下進行清洗的。利用空氣進行攪拌，既可加 速污物清除，又能使原料的完整性不被破壞。 ■ 適合：果蔬原料 鼓風式清洗機的組成 1洗槽2噴

3、水裝置 3壓輪4鼓風機5支架6鏈條7、12吹泡管 8排水管9斜槽10原料11輸送機 13. 14. 15. 17. 18. 23 皮帶輪 16、19軸 20輸送二 21.24齒輪副22電機 ■ 輸送機 ■ 雙鏈式輸送機：雙鏈+承載構(gòu)件 滾筒鏈式一 ■?番茄類圓球形易碎的 刮板鏈式一水果類圓球形堅硬的 金屬絲網(wǎng)鏈式一塊莖類多泥沙的 ■ 輸送部分：二個水平段和一個傾斜段 液面下水平段，浸泡、攪拌清洗 傾斜段：清水、瀝干 上水平段：選擇檢查臺 9/14/2011 7 I鼓風式清洗機生產(chǎn)能力計算 ■鼓風機 >鼓風機產(chǎn)生攪拌清洗所需的空氣，產(chǎn)生的空氣由管道 送入

4、吹泡管12 (7) -傳動系統(tǒng) 電機一鼓風機 一輸送機 > (1)電機一帶輪14 ―帶輪18 (17)(與軸16軸承 聯(lián)接，空套)一帶輪23 (齒輪21)一齒輪24 (軸19、 驅(qū)動鏈輪20)三級減速 > (2)電機一帶輪13 一帶輪15 (鼓風機主軸16) 一級增速。 生產(chǎn)能力計算式: G = 3600班 3“（kg/h） 式中：B為承載構(gòu)件有效寬度，米; h為原料層高度，米; 1)為輸送速度，米/秒; P】為原料的容積密度，kg/米3； (P為充填系數(shù)，取0.6?0.7 9/14/2011 9 1.2全自動洗瓶機 ■作用：回收瓶，除去瓶外商標紙和瓶內(nèi)

5、剩余物 ■全自動洗瓶機的分類 □ 進出瓶方式：雙端式和單端式 □ 瓶套的傳送方式：連續(xù)式和間歇式 □ 洗瓶方法：噴射式、刷洗式、浸泡式和組合式 9/14/2011 11 單端式洗瓶機 雙端式洗瓶機 ■瓶子一端進另一端出，又稱直通式 ■衛(wèi)生、兩人操作、空間利用不充分 1 2 3 4 5 6789 II II II It ? I ? ? ? ? i I1* i1 i i i i i i I i i i i i i i i i i k I I I I I I I I I I II I I i H !! II Mil ! I ! I H j H j i i

6、i ? ii■甘訃讓 10 ■ 1-預洗刷2-預泡槽3-洗滌劑浸泡槽4-洗滌劑噴射槽 ■ 5-洗滌劑噴射區(qū)6-熱水預噴區(qū)7-熱水噴射區(qū) ■ 8-溫水噴射區(qū)9-冷水噴射區(qū)10-中心加熱器 -瓶子進出在同側(cè)，又稱來回式 -空間利用率高，一人操作，臟瓶易污染凈瓶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ■ 1 -預泡槽2-新鮮水噴射區(qū)3-冷水噴射區(qū)4-溫水噴射區(qū) ■ 5-第二次熱水噴射區(qū)6-第一次熱水噴射區(qū)7-第一次洗滌浸泡槽 ■ 8-第二次洗滌劑浸泡槽9-第一次洗滌劑噴射槽 9/14/2011 15 ■間歇式洗瓶機 □ 瓶套運動是間歇的：停留+運動

7、 □ 停留時，裝瓶，卸瓶，噴頭對瓶口噴射，刷子插入瓶內(nèi)洗 刷，運動時不做上述工作。 □ 結(jié)構(gòu)簡單，間歇運動，瓶子有沖擊 □ 連續(xù)式洗瓶機 □瓶套連續(xù)運動，無停 時間 □運動過程中完成瓶子的清洗和進出。 □為了讓瓶子順利地進出瓶套，需要較復雜的進出瓶裝置， 為了有效地進行噴射，需要有一機構(gòu)使噴頭移動對準瓶口 幾秒鐘 ■組合式洗瓶機 □單獨采用噴射、刷洗、浸泡中的一種操作，清洗效果往往 不佳，達不到清洗要求，一般采用它們的組合式 □浸泡與噴射組合式，前面兩個圖就是這種類型 ■組成: ＞輸送機、進瓶裝置、浸泡槽、噴射系統(tǒng)、 出瓶裝置、驅(qū)動裝置等  ■輸送機（托

8、架系統(tǒng)） ＞由鏈、鏈輪、支承、瓶套和導軌等組成 瓶套和導軌為承載構(gòu)件，當瓶口朝下時由瓶套牽引 隔若干個節(jié)距安裝一 和承載；當瓶 口朝上時由導軌托著 瓶套牽引。鏈條上每 排瓶套。 9/#/2011 -進瓶裝置 ＞作用：將瓶子送入瓶套內(nèi) ＞結(jié)構(gòu)：連續(xù)式清洗機的進瓶裝置 11 10 9 8 7 ⑴正視圖 ⑵ 沿A-防向俯視圖 15  ■進瓶裝置工作原理 ＞輸送鏈帶：多列平頂錢鏈11,列間有間距，列間直立放置著 瓶子隊列，由鏈輪12驅(qū)動 厚度小于較鏈列間距 ＞若每次進瓶N瓶，錢鏈N+1條，N套進瓶機構(gòu) ＞在進瓶過程中，為了使瓶子進入瓶套，進瓶機構(gòu)要與瓶

9、套運 動相配合 12 q 9/14/2011 ⑴正視圖 ⑵沿A-防向俯視圖 16 2.1分選、分級機械與設備概述 ■物料分選 □將一種混合物料按照一定的規(guī)則分成兩種或兩種以上具 有不同特點的物料的操作過程 ■分選操作 □ 原料預處理 □ 成品分離 □ 殘次品剔除 9/14/2011 21 2.1.1固體物料分選的意義 ＞保證產(chǎn)品的規(guī)格和質(zhì)量指標，達到標準的要求 ＞降低加工過程中原料的損耗率，提高原料利用率 便于加工過程的操作，提高勞動生產(chǎn)率，改善工 作環(huán)境 ＞有利于生產(chǎn)的連續(xù)化和自動化 ＞有利于降低產(chǎn)品的成本 9/14/2011 #

10、 2.1.2固體物料分選要素 ■物料分選的基本思路 □利用物料間在物理、化學、生物性狀等方面存在著的差 異，加以適用可行的方法進行分選 -物料分選要素 □ 物理性狀：水分含量、粒度、重量、表面形狀、質(zhì)地、 顏色、磁性 □ 化學性狀：成分、風味、氣味、脂肪酸敗度 □ 生物性狀：發(fā)芽情況、蟲害、病害、成熟度、含菌數(shù) I物料分選常用的方法 ■ 寬度、厚度 形篩：寬度 ＞長形篩：厚度 ■ 長度 ＞袋孔（窩眼）：蝶片精選機、滾筒精選機 ■ 密度：除石機 ■ 流體動力特性（綜合粒度、形狀、表面狀態(tài)、密度等） ＞氣流分級 ＞水流分級：淀粉制造 ■ 電磁特性：除鐵機 ■

11、 光電特性：花生仁光電色選機、大米色選機 ■ 內(nèi)部品質(zhì)（水分、糖度、酸度） ■ 其他性質(zhì)（味道、紋理、灰度） 2.13分選機械性能評價 ■分選效率 ＞粗?；厥章剩êY上效率）：小=&中的A質(zhì)量/A的總質(zhì)量 ＞細?；厥章剩êY下效率）：rv=B沖的B質(zhì)量/B的總質(zhì)量 細粒殘留率：印=人，中的8質(zhì)量/8的總質(zhì)量 ＞ Newton分級效率：小=小+印」=小■小 ＞產(chǎn)品中成分含有率：q =A沖的A質(zhì)量/A的質(zhì)量 ＞部分回收率小 ■生產(chǎn)能力 生產(chǎn)率：設備1h處理的原料量 9/14/2011 25 2.1.4分選機械分類 ■分類依據(jù) ＞分選原理 ? 尺寸、重量、形狀、

12、密度 .氣流、篩分、光學、電磁學 ＞分選目的 ? 異物與缺陷清選分離機械 ? 尺寸等級分級機械 ? 品質(zhì)等級分級機械 分選對象 9/15/2011 22 2.2篩選機械 ■ 篩分機械的基本知識 -篩面的種類和結(jié)構(gòu) ■ 篩面的運動方式 ■ 篩面的傳動方式 ■ 擺動篩 ■ 滾筒分級篩 23 (1)篩分機械的基本知識 -篩分概念 ■ 篩分效率 -篩面組合 ■ 開孔率 ■ 物料穿過篩孔的概率 9/14/2011 30 I篩分效率 是將粉粒物料通過一層或數(shù)層帶孔的篩 面，使物料按寬度或厚

13、度分成若干個粒度 級別的過程。 ■是從數(shù)量上來評價篩分過程的指標 ■篩分效率 G r/= Gx 式中：n—篩分效率，% G——篩分物料的總量，kg G，——篩過物料的總量，kg X——可篩過物的質(zhì)量分數(shù)，％ 9/14/2011 26 I篩面組合 組合方式 優(yōu)點 缺點 篩余物法 1 .粗粒料的篩分路線長 2 .篩面的檢查、清理、維護 方便 1.篩面易磨損 2.低篩分效率 篩過物法 1 .篩面負荷較輕 2 .篩分效率高 3 .篩面配置空間較緊湊 混合法 流程靈活多變 I開孔率 ■ 也稱為篩面利用系數(shù)或篩孔系數(shù) ■ 指整個篩

14、面上篩孔所占的面積與總面積之比 ■ 與篩孔的間距荷排列形式有關 b2 (b + d)2 式中：K—開孔率，% b 孔邊長，mm d—編織絲直徑 9/14/2011 30 I物料穿過篩孔的概率 ■提出的原因 ＞并不是篩面上所有篩下級別的物料都能通過篩孔 ■通過篩孔的條件 ＞接觸篩面 ■概率Q ＞運動中顆粒的投影完全進入篩孔，或顆粒的中心已進入篩孔 (b-D/ (b + d)2 式中：b 篩孔邊長，mm d—篩孔間隙，mm D 顆粒直徑，mm （2）篩面的種類和結(jié)構(gòu) ■柵篩面 ■板篩面 -金屬絲編織篩面 -絹篩面 I柵篩面 ■采用棒料

15、 圖4-8柵篩和曲篩 -結(jié)構(gòu)簡單 I板篩面 ■沖孔篩 -篩孔較粗糙 ■優(yōu)點 孔眼固定不變，分級準確 ＞使用期長 ■缺點：易堵孔 刪展螂 ■適用范圍：可避免堵孔的息霹 圖4-9板箍面臨孔的排列 9/14/2011 30 特殊板面篩——魚鱗篩 在薄金屬板才上沖制出凸起的魚眼狀篩孔?；?合物在篩面上只能單向選別，向后推送的能力 比較好，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)率低，易作下篩。 是由沖壓而成的魚鱗篩片和魚鱗篩孔組合而成。 孔口大小可調(diào)、不易堵塞、生產(chǎn)率高、適應性 強。但結(jié)構(gòu)復雜，在聯(lián)合收獲機上應用較多 9/14/2011 34 I金屬絲編

16、織篩面 ■也稱篩網(wǎng) ■材料 ＞低碳鍍鋅鋼絲 ＞高碳鋼絲、 合金彈簧鋼絲 不銹鋼絲、 有色金屬 ■優(yōu)點 ＞輕便價廉，篩面利用系數(shù)大 ＞顆粒通過能力強 ■缺點 剛度強度差 易于變性破裂 適用范圍：負荷不大的場合 9/14/2011 科致 rl vlrl-h 平蚊 圖4-10金屬絲彘軟方法 絹篩面 ■ 也稱篩絹 ■ 材料 ＞蠶絲 錦綸絲 ＞兩種混合 ■ 特點 ＞絹絲光滑柔軟，篩孔尺寸

17、易被改變，使用時需繃緊 ■ 適用范圍：粉料 (3)篩面的運動方式 9/14/2011 40 -靜止篩面 ■往復運動篩面 ■垂直圓運動篩面 -平面回轉(zhuǎn)篩面 ■旋轉(zhuǎn)篩面 m 4-11晞血的運動形式 （4）篩面的傳動方式 9/14/2011 圖4-12蹄干的傳動方式 曲的賽科I，）自樂蒲 C振動電機d）偏心）自/中心 。.林吊平式6單找h）平札i）轉(zhuǎn)搏j）同動 桿機心衡 連器電中平 柄振動心定吊轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)擺動 曲自振偏自懸單平轉(zhuǎn)口

18、 (5)擺動篩 ■搖動篩、振動篩 -結(jié)構(gòu)特點 ＞采用曲柄連桿機構(gòu)傳動 ＞機體運動方向垂直于支桿或懸桿的中心線 ＞優(yōu)點 制造和安裝容易，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便 ＞缺點 動力平衡差，連桿機構(gòu)易損壞，噪聲較大 I物料在擺動篩上的運動分析 -直線簡諧運動 ■篩面運動參數(shù) ＞位移S=r?coswt ＞ 速度v=?w?r?sinwt ＞ 力口速度a=?w?w?r?cosv ■物料運動 ＞相對篩面靜止 ＞沿篩面向下滑動 ＞沿篩面向上

19、滑動 用4-13第除運動示意圖 I一加面2-偏心拔動㈱ ＞在篩面上跳動 9/14/2011 40 討論 ■ 物料沿篩面下滑的臨界條件 ■ Qcosa+Gsina>F ■ 物料沿篩面上滑的臨界條件 ■ Qcosa>F+Gsina ? Q—慣性力 ? F—摩擦力 ? G——重力 9/14/2011 |g 4-14物料小滑的臨界條件 圖4-15物料上滑的臨界條件 41 I擺動篩主要技術(shù)參數(shù) ■篩子 型式：鋼條制成、金屬

20、絲或絲線編織而成、沖孔的薄金屬板 ＞篩孔: 形、正方形、長方形 ■生產(chǎn)率 G=Bq B 篩面寬度，m 篩面單位流量，kg/mh ■物料運動特性 ＞正向移動 ＞反向移動 「擺動篩的篩體平衡 -不平衡的原因： 口擺動篩的篩體在連桿機構(gòu)的作用下往復運動，有加速度 的存在，就有慣性力，由于加速度的大小和方向在運動 中不斷變化，篩體本身得不到平衡，產(chǎn)生不平衡 -不平衡的危害： □引起劇烈的振動和噪聲，影響零部件壽命 ■ 篩體平衡方法： ＞平衡重平衡 ＞對稱法平衡 I平衡重平衡 ■ 以平衡輪來平衡單篩體慣性力的方法 ■ 平衡重裝置的方位應與篩體運動方向相平行，當

21、曲柄連桿機構(gòu) 轉(zhuǎn)到水平位置時，平衡重所產(chǎn)生的離心慣性力恰好與篩體產(chǎn)生 的慣性力方向相反而起平衡作用，如圖4?16 (a)所示 ■ 但是，當轉(zhuǎn)到垂直方向，如圖4」6 (b)所示的位置，反而會 產(chǎn)生不平衡的慣性力 圖4?16平衡重的平衡作用 (a)平衡重在水平位置時：(b)平衡重在垂百位置時 圖4/7平衡輪 I對稱法平衡 ■該法是在偏心軸上裝置兩個偏心輪，用兩個連桿帶動上下 篩體運動。同向雙篩體一上一下， ■由于上下兩個偏心輪的偏心方向相反，則上下兩篩體的運 動方向也相反，使篩體水平方向的慣性力得以抵消而平衡。 垂直方向的不平衡則不能避免。 O c 9/14/201

22、1 45 （6）滾筒分級篩 ■ 工作原理 ■ 特點 ■ 主要結(jié)構(gòu) ■ 主要參數(shù) 46 I工作原理 明4 19辣筒式分級機 】一進料4 2—很他3T圉。一摩原輪5-較拉 6—收集料斗了一機架S—14動系統(tǒng) 9/14/2011 47 I特點 ■優(yōu)點 A結(jié)構(gòu)簡單 ＞分級效率高 A工作平穩(wěn) ■缺點 ＞占地面積大 ＞篩面利用率低 ＞對適用范圍窄 9/14/2011 48 主要結(jié)構(gòu) ■滾筒 ＞按分級設計幾斷 ＞ 1.5?2.0mm的不銹鋼沖孔后 卷成圓柱篩 ■ 支撐裝置 ■ 收集料斗 ■ 傳動

23、裝置: 摩擦輪傳動 ■清篩裝置 ＞機械式清篩 ＞水沖式 ＞毛刷式 1 ■電機2-蝸桿減速器3-鏈傳動4-摩擦輪 1 ■清篩木輯2-彈簧 49 I主要參數(shù) -生產(chǎn)能力 ■滾筒直徑D、長度L以及孔數(shù)Z ■轉(zhuǎn)速n及水平傾角 9/14/2011 55 I生產(chǎn)能力 3600 1000x1000 ZAm ■ G——生產(chǎn)能力，Uh ■ Z——孔眼總數(shù)，個 ■ A--在同一秒內(nèi)從篩孔掉下 來物料的系數(shù) ■ m--物料平均質(zhì)量，kg I滾筒直徑D、長

24、度L以及孔數(shù)Z ■ 每級孔數(shù)=排數(shù)義每排孔數(shù) ■ 每級長度=（每級篩孔直徑+篩孔間隙）義每排孔數(shù) ■ 滾筒的圓周長度=（各級孔徑+孔隙）x排數(shù) I轉(zhuǎn)速n及水平傾角（討論） ■滾筒的轉(zhuǎn)速影響分級效率及生產(chǎn)能 力，而滾筒轉(zhuǎn)速與直徑有關系 ■滾筒傾角很小，看作水平受力分析 ■對物料: 重力G和離心力C ■ G 分解 Gsin0 和 Gcos0 前分力使物料從篩面下滑 ＞后分力和離心力產(chǎn)生摩擦力 ■ T=f0 ( Gcosp+C) N □式中f0 物料對篩面的摩擦系數(shù)

25、 9/14/2011 1 .html 53 ■摩擦力T使物料沿篩面向上運動。 ■當Gsin叩T時，物料處于滾筒內(nèi)表面的最高點。即: □ Gsinp- f0 ( Gcosp+C) = 0, □ Gsinp- tg(p (Gcosp+C) = 0 □ Gsinpcoscp- Gcospsin(p-Csin(p= 0 □ Gsin (p-(p) =Csin(p □ Gsin (p-q)) =G/g (7rn/30) 2Rsin(p sin(/?一0) Rsin(p ■化簡后得 .. . / 八 、n^Rsin(p sm (0 一 0)=

26、 - 900 ?據(jù)資料介紹，角（物料升角）應稍大于物料對篩面的摩擦角5?10。才能正常 運轉(zhuǎn)，即B?（P=5?10 ?對蘑菇和青豆，f=0.7,貝!I（P=35。，那么0=40?45 （此為物料升高的最大 角度）。 1 當＜p=35 和0=40?45。時，有 〃 =（12—16）獲 （轉(zhuǎn)/分） ? 考慮到滾筒實際上有一傾角，故通常取h = （8-14）-L （轉(zhuǎn)/分） JR 結(jié)論：n與R成反比，滾筒直徑愈大，轉(zhuǎn)速要愈小 2.4塊狀物料分選機械 ■尺寸式分選機械 □ 機械式形狀分級機 □ 滾筒式水果分級機 □ 三輻式果蔬分級機 □ 果蔬光電分級機 □ 重量式分級

27、機 □ 機械式 □ 電子稱式 ■果蔬圖像處理分級機 ■內(nèi)在品質(zhì)分選設備 □ 近紅外分選設備 □ 紫外線分選裝置 □ X射線分選設備 9/14/2011 55 （2）三輻式果蔬分級機 9/14/2011 57 ■原理 □在轉(zhuǎn)動的滾筒表面設置有大量的分 級孔，果實流經(jīng)轉(zhuǎn)動著的滾筒外表 面時，比分級孔小，然后由輸送帶 沿滾筒軸向重滾筒內(nèi)部排出 ■特點 □ 結(jié)構(gòu)簡單 □ 有效分選面積小，分選能力較低 □ 運行中易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，需有人看 管 □ 落差大，果實易受損 □ 分級精度較差 - 用途 ＞主要用于球形體或近似球形的果樹原料 - 主要

28、結(jié)構(gòu) ＞輻筒、驅(qū)動輪、鏈輪、出料輸送帶、理料輻 - 原理 - 特點 ＞分級范圍大 ＞分級效率高 ＞物料損傷小 d-C / Ig&t — 6 弋96&)^金ibd d I 圖4-23粗筒娠送冷及版第JL作原理 9）鞋懦■送售b} T只輜筒工作原理圖 1 一滾鬲2動輪 ”佳匏4 一出科惟送帶5一利科糧 ■ 利用杠桿原理進行工作，根據(jù)物 料的重量不同進行分級 ■ 分類：重式和彈簧式 ■組成: 進料斗、料盤、固定秤、 移動秤、輸送根子 ■ 工作原理 ■ 特點：分級精度高、

29、調(diào)整方便、 適應性廣，但結(jié)構(gòu)較復雜 圖4?38重量式選果機 1T料斗Z-利盤3一固定杯4-限料占 5調(diào)轉(zhuǎn)住楣6一分隔升7—注碼 S移動杵9魁子群10一移 動秤軌疸11小軌由 （4）果蔬圖像處理分級機 ■ 計算機圖像處理系統(tǒng)的基本構(gòu) 9/14/2011 61 ■采集部件 攝像機和視頻圖像采集卡 /圖像掃描儀 數(shù)碼攝像機 ■主機 ■圖像的輸出部件 4- 43計算機組成的圖像處理系統(tǒng)術(shù)意用 1—光源箱2—光源3-攝像機4,?-貝泰卡 5

30、 ?監(jiān)視卷6豐機7 ?圖像粉卅 （6）可見光成熟度分析法 ■ 目前這種方法應用的最多最廣，技術(shù)相對成熟。 ■ 近紅外線:波長為0. 8-2. 5 u D1的紅外線 近紅外分光分析法:基于水果內(nèi)所含各種成分的分子結(jié)構(gòu)在近紅外區(qū) 域的吸收現(xiàn)象，利用了雙回歸分析等統(tǒng)計方法及計算機技術(shù)，進行 成分、理化特性分析的方法。 ■ 原理:當近紅外線照射到水果時，一部分被反射，一部分被吸收，檢 測與成分相關的特定的吸收光帶，就可算出成分含量。 ■ 該方法在水果檢測方面，主要用于測量糖度和酸度。日本公司已開 發(fā)出柑橘糖酸度無損傷在線檢測裝置，主要由光源、光學傳感器、 數(shù)據(jù)處理三大部分組成。利

31、用該裝置，柑橘在不受任何破壞的情況 下，即可獲得糖酸度值。另有攜帶式糖酸度檢測裝置，與固定式相 比，除可檢測糖酸度外，還可在水果成長過程中，隨時監(jiān)測果實內(nèi) 部成分的變化，為栽培管理和適時收獲提供科學依據(jù)。 ■ 可見光成熟度分析法:利用菠蘿成熟程度與透光量之間的相關關系以 及重病害果不透光的特性，可對菠蘿的成熟度和病害果進行判別。 ■ 如日本科研單位開發(fā)研制的攜帶式菠蘿成熟度檢測裝置，以自然光 為光源，由檢測、信號輸出增幅放大、演算、結(jié)果顯示等幾部分組 成。經(jīng)實驗，采摘前和采摘后檢測精度分別為80%、95%,因此, 可作為采摘期預測和采摘后的成熟度檢測技術(shù)普及推廣。 9/14/

32、2011 63 (8)X射線分析法 ■ 激光糖度分析法：果實的糖度由果實中含有的蔗糖來決定。充分 利用蔗糖只吸收特殊光線（激光具有較好的單色性）的性質(zhì)，通過測 量隨蔗糖含量而變化的特殊光線量，即可最終確定水果的糖度。 ■ 已有公司應用該技術(shù)開發(fā)出激光甜瓜糖度在線檢測裝置。據(jù)介紹, 該裝置通過轉(zhuǎn)換開關，還可測量成熟度和西瓜的糖度。其性能達 到每小時檢測7200個，當取檢測總數(shù)的68%時，其糖度精度達到 0.5Brix, 96%時為1.（《日又以內(nèi)。 ■ 注：81代=白利糖度 ■ X射線具有穿透能力，而物質(zhì)的密度大小又影響X射線的穿透量的多少， 通過對穿透量的分析，就可探明物

33、質(zhì)內(nèi)部的情況。 ■ 因農(nóng)產(chǎn)品的密度與金屬等物質(zhì)相比要小得多，所以所需X射線強度很弱, 通常稱其為軟X射線。 ■ 應用軟X射線可以檢測如馬鈴薯、西瓜內(nèi)部的空洞，柑橘中的皺皮等內(nèi) 部缺損現(xiàn)象。 ■ 檢測裝置由X射線發(fā)射、接收、遮擋罩板、計算機等組成。 ■ 檢測的結(jié)果與我們平時習慣了的圖像形式不同，它是以波形出現(xiàn)的(這 主要是為了減少成像時間，加快檢測速度)，正常果的波形圓滑，而皺 皮果由于局部密度的減小，使得波形中產(chǎn)生突變，根據(jù)波形中有無突變 現(xiàn)象及其大小，即可判斷皺皮發(fā)生情況。 9/14/2011 65 （9）其他 ■還有一些項目的檢測方法，如柑橘腐爛紫外光檢測、

34、桃腐爛近紅外檢測、蘋果水心病近紅外檢測、澀柿可 見光檢測等技術(shù)均已成熟。 9/14/2011 69 2.5光學分選設備 ■ 光電分選分級技術(shù)的應用 ■ 食品物料的光特性分析 ■ 光電分選設備 I光學分選技術(shù)的應用 > 光學分選 、光密度、光發(fā)射 分選的農(nóng)產(chǎn)品顏色均勻一 強 髻七匕匕 率一過爭 經(jīng)競 透、，場 的品 射 取， 光是送身 性選法大 規(guī)， 物無^ 品行 > 光學分選技術(shù)的發(fā)展 目前美國、日本、英國、德國等發(fā)達國家應用較多 >美國EMS公司和英國Sortex公司分別于1930和1940年研制出色選設備 > 1953年商業(yè)化的光電分選機在美國

35、得到使用 > 60年代末70年代初美國在光學檢測和分選領域的研究異?；钴S > 1975年K.H. Norris設計了一種與計算機相連的高密度分光光度計 > 1982年英國Sortex公司生產(chǎn)了第一臺由計算機控制的全自動光電分選機 > 發(fā)展趨勢 >集圖像傳感器技術(shù)、圖像處理和計算機軟硬件技術(shù)為一身的機器視覺系統(tǒng) > 我國現(xiàn)狀 > 處于試制階段，僅有一兩個科研單位研制葡萄干、大米色選機 > 和發(fā)達國家技術(shù)相差二三十年 I食品物料的光特性分析 ■ 光與食品物料的相互作用 ■ 食品物料的光特性應用技術(shù) ■ 食品物料光特性應用技術(shù)的特點 9/14/2011 # 光

36、與食品物料的相互作用 「品物料的光學特性 是指物料對投射到其表面的光產(chǎn)生反射、吸 收、投射、漫射或受光照后激發(fā)出其他波長 的光的性質(zhì) ■ 一束光射向物料后，離開物料表面的光 由的組成: /直接反射光 /體反射光 /投射光 /發(fā)射光 吸收 9/14/2011 困4-29光句水杲的相互作用 光與食品物料的相互作用 ■入射光強度 /n = / 1 + / 9 + I + I + I - 光密度00P2 a , e OD = log （/。//7） 用來表示入射光對投射光能的比值大小 9/14/2011 # 食品物料的光特性應用技術(shù) - 缺

37、陷檢測 - 成分分析 - 成熟度與新鮮度分析 - 目的 9/14/2011 71 I缺陷檢測 ■ 缺陷涉及缺少關于完整性必需的東西，或是出現(xiàn)了有損于 完整性的某些東西 ■ 質(zhì)量管理：從合格的產(chǎn)品中檢測和剔除缺陷產(chǎn)品 ■ 缺陷檢測應用 缺陷 物料名稱 光學測試值 血液 雞蛋、白蛋殼 A577-597、T575、OD577-660 內(nèi)部變色 （黑斑、變綠） 土豆 OD710-800 損傷 蘋果、烤鴨 OD760-810 燙洗損傷 紅酸櫻桃 R550-1700 黑穗病 小麥 OD800-930 霉菌 玉米 OD800-950 谷物

38、 OD800-930 西紅柿 OD640-700  I成分分析 質(zhì)量因素 物料名稱 光學測試值 水分含量 谷類 A1940-970 肉制品 OD1800-1725 花生 OD90D70-900 脂肪含量 牛奶 OD900-970 肉制品 OD1725-1650 蛋白質(zhì) 蛋白 R190-450 整蛋 R490-770  成熟度與新鮮度分析 ■ 多應用于果蔬產(chǎn)品 質(zhì)量因素 物料名稱 光學測試值 檸檬 R720-678 成熟度 紅酸櫻桃 OD590-620 花生 OD480-510 梨 R670/730 花

39、色素甘含量 紅酸櫻桃 OD540-612 比胡蘿卜素 西紅柿 OD550-580 番茄紅素 OD570-780 谷物 A1940、 A970 濕度 肉產(chǎn)品 OD1800-1725 花生 OD970-900 I光學技術(shù)應用的目的 ■ 為了測定質(zhì)量指標 ■ 對食品物料進行自動化分級分類 ＞從合格產(chǎn)品中剔除缺陷品 ＞按物料中某種成分含量進行分類 ＞按成熟度不同進行分類 9/14/2011 75 食品物料光特性應用技術(shù)的特點 ■ 人工分選的特點 ＞生產(chǎn)率低 ＞勞動力費用高 ＞容易受主觀因素干擾、精確度差 ■ 光電檢測和分選技術(shù)的特點

40、 ＞檢測表面品質(zhì)和內(nèi)部品質(zhì)，且檢測為非接觸性的 排除主觀因素的影響，對產(chǎn)品進行100%檢測 ＞勞動強度低，自動化成都高，生產(chǎn)費用降低 ＞機械的適應能力強 9/14/2011 77 I光學分選設備 ■光電分選機 ■色選機 9/14/2011 77 I光電分選機 ■按尺寸大小選別 ■組成：射光器、發(fā)光器 2 - b} 圖83。光電尺寸分選 a）女單亓同時遮光X b）脈沖記數(shù)式 9/14/2011 # I色選機 -農(nóng)產(chǎn)品在自然條件下生長，形成各自固有的顏色，這些顏色收到輻照、 營養(yǎng)、水分、生長環(huán)境、病蟲害、損傷、成熟程度等

41、因素的影響，通過 顏色的變化，可以識別、評價產(chǎn)品的品質(zhì)（如糖度、酸度、淀粉、蛋白 質(zhì)等成分含量） ■ 家禽及禽蛋有不同的的表面顏色，往往與品質(zhì)有著密切關系 ■ 水果表皮的顏色可利用光反射特性來鑒別 ■ 色選裝置 圖4-32果皮色分選裝世 1一反射就2f實3背景板 一集兌器5一送贊 R14-31富福的光反射特性 —黃色果皮2速黃色3—黃^色 4一淡然色5嫁色 9/14/2011 I光電色選機原理 +后V生理.彳性制電新 合格品 則除捌 4,則除摹統(tǒng) 2.檢融系統(tǒng) 圖4-33光電色選機系統(tǒng)示意圖 I光電色選機組成 ■ 供料系統(tǒng) ＞組成

42、：貯料斗、電磁振動喂料器、斜（立）式溜槽或帶（臥）式輸送器 ＞作用：使被分選的物料按所需速率均勻地排列成單列，穿過檢測位置并保證 能被傳感器檢測到 ＞要求：計量、排隊、勻速 ■ 檢測系統(tǒng) 組成：光源、光學組件、比色板、光電探測器、除塵冷卻部件、外殼 ＞作用：對物料的光學性質(zhì)進行檢測以獲得后續(xù)信號處理所必須的受檢產(chǎn)品的 正確品質(zhì)信息 ■ 信號處理與控制電路 ＞把檢測到的電信號進行放大、整形、送到比較判斷電路，與參照樣品的基準 信號進行比較，區(qū)分出合格和不合格品，并進一步處理 ■ 剔除系統(tǒng) ＞接收來自信號處理控制電路的信號，執(zhí)行分選動作 ＞方法：高壓脈沖氣流噴吹 9/14/2

43、011 81 I德爾塔色選機 9/14/2011 # 進料斗 振動給料器 電源箱 過濾器 氣壓調(diào)節(jié)器 83 9/ 1 1,2011 St 9 14 2011 I花生米色選機 圖2-27花生米色選機 1.振動篩控制電路2.下料部分3.鏡頭4.硅光電池5.前置 放大器6.主控組合裝置7.電磁閥8.日光燈9.比色板 10.空壓泵11.光箱 小結(jié) ■ 1清洗機械與設備 ＞塊狀果蔬清洗機 ＞全自動浸泡與噴沖式洗瓶機 ■ 2分選、分級機械與設備 概述（分選、意義、方法） 篩選機械與設備（擺動篩） 塊狀果蔬分級機械 ＞光電分選分級機械與設備（光電色選機） 9/14/2011 87