大米色選機(jī)基本機(jī)械結(jié)構(gòu)的研究
來源:環(huán)球糧機(jī)網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2015-05-12 15:12:08
“食不厭精,膾不厭細(xì)”是我國(guó)5000年悠遠(yuǎn)流暢食文化的精髓。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,國(guó)民生活水平在日益提高,對(duì)飲食品質(zhì)也提出了更高的要求,不僅要吃飽還要吃好、吃精、吃出品質(zhì)和健康來。而色選是大米精加工中重要的一道工序, CCD大米色選機(jī)是實(shí)現(xiàn)色選工藝的加工機(jī)械。目前大米色選機(jī)在我國(guó)糧食加工行業(yè)中應(yīng)用越來越普及,已經(jīng)成為提高大米品質(zhì)必不可少的高科技糧食加工設(shè)備。其作用被諸多有識(shí)之士所看重,并為眾多農(nóng)民及糧商帶來豐厚的利益。
1、大米色選機(jī)的工作原理
大米色選是利用CCD光學(xué)成像技術(shù)對(duì)大米中異色顆粒及雜質(zhì)進(jìn)行篩選的一道工序。在米物料運(yùn)抵加工地點(diǎn)后要確定其中異色顆粒及雜質(zhì)所占比例即含雜率,米物料里的含雜率直接影響到大米色選機(jī)的色選精度,含雜率越高色選精度越低,效果越差。目前市場(chǎng)上大部分色選機(jī)在含雜率為2%時(shí)色選精度基本可以達(dá)到99.99%。除去含雜率會(huì)影響色選機(jī)色選效果外,單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量也是關(guān)鍵因素之一,產(chǎn)量與色選機(jī)精度成反比即單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量越大色選效果越差。所以一般在開機(jī)工作前,根據(jù)米物料的含雜率、產(chǎn)量、種類等來設(shè)置色選機(jī)工作模式等相關(guān)參數(shù)。參數(shù)設(shè)置完畢后,將被選大米通過提升機(jī)械裝入色選機(jī)進(jìn)料斗內(nèi),大米此時(shí)從進(jìn)料斗經(jīng)振動(dòng)喂料器為一選溜槽通道(即色選通道,其表面應(yīng)平整光滑無跳米現(xiàn)象)供料。米粒在溜槽通道內(nèi)進(jìn)行擺列整形調(diào)速形成單層速度均勻的米流滑出溜槽通道,墜落到CCD鏡頭探測(cè)區(qū)內(nèi)。色選機(jī)主控系統(tǒng)根據(jù)CCD鏡頭采集的數(shù)據(jù)對(duì)米流進(jìn)行分析判別,將米流中不良品利用高速噴氣閥吹出米流,進(jìn)入不良品斗中。被一次分選的不良品經(jīng)專用提升機(jī)進(jìn)入二選進(jìn)米斗進(jìn)行二次色選。經(jīng)過二次色選的優(yōu)質(zhì)米物料將被送入下道工序處理;不良品則判定為最終不良品,另行存儲(chǔ)處理。
上述工作原理是以具有兩次色選功能的大米色選機(jī)為例。由于某些機(jī)型只有一次色選,未帶有二次色選功能,固其進(jìn)料斗及二次色選溜槽通道等部機(jī)械結(jié)構(gòu)有所不同。原糧只進(jìn)行一次色選后由于帶出比(在對(duì)不良品噴射剔除時(shí)會(huì)有一定幾率將其附近優(yōu)質(zhì)良品連帶噴出,每噴射一粒不良品與所帶出良品比例稱之為帶出比)原因造成不良品中帶有大量?jī)?yōu)質(zhì)大米物料,造成不必要的浪費(fèi)。如將一次色選后的不良品收集后定時(shí)人為二次色選,又會(huì)出現(xiàn)此時(shí)不良品中含雜率過高要重新調(diào)整色選機(jī)工作模式等一系列問題,費(fèi)時(shí)費(fèi)力且色選精度會(huì)下降。因此具有兩次色選功能的色選機(jī)可以最大限度地減少廢料中正常米的含量,省下人力、物力及時(shí)間,同時(shí)利于提高色選機(jī)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量和色選精度。顧本文全部以具有兩次色選功能機(jī)型為例,對(duì)大米色選機(jī)進(jìn)行闡述。
圖1為大米色選機(jī)工作原理圖。圖1中所示色選機(jī)可分選出三種品質(zhì)大米物料,一類可以定義為未完全脫殼或水黃色等呈異色米物料;中間出料倉為優(yōu)質(zhì)米物料;另一為帶有白色斑點(diǎn)米物料。此設(shè)計(jì)方式色選機(jī)可用于大米中帶有較多白色斑點(diǎn)米物料情況下。帶白色斑點(diǎn)米物料被單獨(dú)分選出后可另行存儲(chǔ)處理實(shí)現(xiàn)減少浪費(fèi),為糧商增加經(jīng)濟(jì)效益。
圖1 大米色選機(jī)工作原理圖
2、大米色選機(jī)的基本機(jī)械結(jié)構(gòu)
大米色選機(jī)主要部件有:進(jìn)料斗、振動(dòng)喂料器、溜槽滑道、光源、背景板、CCD檢測(cè)鏡頭、出料倉、噴氣嘴、空氣壓縮機(jī)、空氣凈化器和過濾器等。
2.1 供料系統(tǒng):由進(jìn)料斗、振動(dòng)喂料器和溜槽滑道等部件組成。待分揀大米物料由進(jìn)料斗進(jìn)入振動(dòng)喂料器,通過振動(dòng)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)使物料自動(dòng)排列成一列列連續(xù)的現(xiàn)狀細(xì)束,在通過料槽加速后以恒定速度墜落至光電分選的探測(cè)區(qū)內(nèi),以確保物料清晰的呈現(xiàn)在光學(xué)分選和噴射區(qū)內(nèi)。供料系統(tǒng)除去為色選機(jī)提供待選原糧的功能外還可實(shí)現(xiàn)控制色選機(jī)產(chǎn)量。通過對(duì)進(jìn)料斗流量控制板和振動(dòng)料斗振動(dòng)量的調(diào)整可實(shí)現(xiàn)對(duì)色選機(jī)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量的控制。我國(guó)復(fù)原遼闊,某些地方由于空氣潮濕會(huì)發(fā)生大米沿滑道滑落時(shí)與滑道粘連或互相粘連現(xiàn)象,影響色選精度,所以溜槽滑道要可對(duì)進(jìn)入其內(nèi)的大米有加熱烘干功能。
2.2 光電系統(tǒng):光電系統(tǒng)是色選機(jī)的核心部分,主要由光源、背景板、CCD鏡頭和有關(guān)輔助裝置組成。光源為被測(cè)物料和背景板提供穩(wěn)定的均勻照明。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明藍(lán)色LED光源作為照明光源效果最佳。CCD鏡頭將探測(cè)區(qū)(探測(cè)區(qū)為密封啞光暗箱,目的為防止雜散光進(jìn)入CCD鏡頭內(nèi),影響精度)內(nèi)被測(cè)物料的反射光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。背景板則為電控系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào),其反光特性與合格品的反光特性基本等效,而與剔除物差異較大。
2.3 分選系統(tǒng):分選系統(tǒng)由出料倉、噴氣閥、空氣壓縮機(jī)及空氣過濾凈化器等附件組成。由于大米物料在經(jīng)過高速噴嘴噴射后動(dòng)能較大,顧出料倉空間要足夠大且在物料與出料倉接觸部有減震措施。防止大米因打在出料倉后反彈二次進(jìn)入CCD鏡頭探測(cè)區(qū)內(nèi),造成誤打現(xiàn)象發(fā)生。氣動(dòng)噴嘴經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,噴嘴間隔大小及噴嘴個(gè)數(shù)是影響色選機(jī)精度的關(guān)鍵因素之一。
2.4 清掃系統(tǒng):清掃系統(tǒng)由氣缸、玻璃雨刷器等部件組成。由于大米在色選過程中會(huì)產(chǎn)生灰塵及其他易附著于玻璃上的雜質(zhì)。視窗玻璃上一旦附著過多灰塵及雜質(zhì),透過視窗玻璃對(duì)茶物料進(jìn)行分選檢測(cè)的光電系統(tǒng)就會(huì)容易產(chǎn)生誤檢等鏈?zhǔn)竭B鎖問題。輕則對(duì)色選精度、色選帶出比產(chǎn)生影響,重則造成噴氣嘴頻繁工作,減少噴嘴及控制系統(tǒng)壽命設(shè)置燒毀噴嘴控制系統(tǒng)。玻璃雨刷器安裝于氣缸上,由總控系統(tǒng)按預(yù)設(shè)時(shí)間通過控制氣缸閥門開關(guān)推動(dòng)氣缸活塞滑動(dòng)達(dá)到定時(shí)清掃玻璃上灰塵雜質(zhì)效果。
2.5 操作系統(tǒng):采用大屏幕寬視角彩色觸摸操作平臺(tái),為客戶預(yù)設(shè)多個(gè)色選模式。并建立友好的人機(jī)界面,根據(jù)大米物料具體情況方便快捷的實(shí)現(xiàn)調(diào)整。
3、結(jié)語
我國(guó)歷來是產(chǎn)糧大國(guó),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化是必須且確實(shí)可行的。大米色選機(jī)已經(jīng)成為糧食加工中不可或缺的設(shè)備,其發(fā)展前景十分光明。我們應(yīng)盡可能瞄準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)水平,借鑒國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)思路,大力發(fā)展國(guó)產(chǎn)大米色選機(jī),對(duì)國(guó)產(chǎn)大米色選機(jī)進(jìn)行技術(shù)革新和產(chǎn)品升級(jí);根據(jù)市場(chǎng)需求研制出符合我國(guó)國(guó)情的拳頭產(chǎn)品。