CN100546505C - 基于超声技术的高效无损水果清洗生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声技术的高效无损水果清洗生产线。多个第一换能器安装在第一盖板、箱体、第一隔板和第二隔板之间，多个第二换能器安装在第二盖板、箱体、第三隔板和第四隔板之间，两个滚筒分别通过两根轴安装在箱体上，隔条通过皮带环绕在两个滚筒上，水果隔板安装在箱体的内侧，安装在皮带上隔条从水果隔板下方通过，水位传感器安装在箱体的内侧，进水口和出水口安装在箱体的外侧。第一换能器和第二换能器分别与超声电源相连接，超声电源和水位传感器分别与控制器相连接。本发明利用超声波清洗时液体内产生的气泡非常均匀的特点，能对水果进行均匀一致的清洗，水果以倾斜的方式进入清洗区域，通过穿越驻波的方式进行清洗，能保证清洗效果。

Description

基于超声技术的高效无损水果清洗生产线

技术领域

本发明涉及一种基于超声技术的高效无损水果清洗生产线。

背景技术

农产品采后商品化处理，是增强市场竞争力，提高经济效益的重要手段，其主要技术环节包括挑选、清洗、分级和包装。

清洗是采用浸泡、冲洗、喷淋等方式水洗、毛刷等清除农产品表面污物，减少病菌和农药残留，使之清洁、卫生，符合商品要求和卫生标准，提高商品价值。清洗是农产品采后商品化处理的一个重要环节。

现有的清洗方法主要有：

(1)浸洗法  农产品在水槽浸泡一段时间，表面粘附的污染物松离而浮于水中，通过换水而排出。

(2)鼓风法  将农产品的采收、装箱、运输等过程中带入的杂物，如残枝碎叶，砂石等等，通过吹风处理，完成杂物分离。

(3)喷淋法  在农产品上方喷射有一定压力的水流，使已经浸泡松脱的污染物与物料分离。

(4)摩擦搅拌法  摩擦搅拌是在浸洗和喷淋过程中用搅拌机构(如浆叶式搅拌器等)与农产品之间、农产品与农产品之间接触摩擦，使粘附在农产品表面的污染物松离脱落达到清洗的目的。

(5)振动法  振动式是利用振源产生的强大振动，使物料表面污染物脱离后被水带走。该方法不适于清洗易受损伤的物料。

(6)刷洗法  利用毛刷对农产品表面的泥沙污物进行清洗。

这些方法在应用于水果清洗时存在的问题主要有：

(1)难以清洗水果的凹陷部位农产品的表面存在凹陷部位低于农产品表面其它部位，水流、毛刷等清洗介质难以进入，形成清洗死角。

(2)喷淋法、振动法、摩擦搅拌法、刷洗法等清洗方法会伤害农产品表面。

(3)浸洗法通常需要较长的清洗时间，清洗效率低，对于农产品表面的顽固性污垢难以清除。此外，用水量大，对生产成本控制不利；同时，浸泡时间过长，会影响农产品风味，降低其商品价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用超声波进行水果清洗的生产线。

本发明的技术方案如下：

本发明包括箱体，多个第一换能器，第一隔板，第一盖板，隔条，滚筒，轴，进水口，皮带，水果隔板，水位传感器，出水口，多个第二换能器，第二盖板，第四隔板，第三隔板，第二隔板，超声电源和控制器。多个第一换能器被夹在第一盖板和箱体之间，多个第一换能器和第一盖板被夹在第一隔板和第二隔板之间，多个第二换能器被夹在第二盖板和箱体之间，多个第二换能器和第二盖板被夹在第三隔板和第四隔板之间；两个滚筒分别通过两根轴安装在箱体上方，装有隔条的皮带环绕在两个滚筒上，两个滚筒中心线组成的平面与水平面夹角为α；水果隔板安装在箱体的内侧，安装在皮带上隔条从水果隔板下方通过，水位传感器安装在箱体的内侧；进水口和出水口分别安装在箱体的外侧；多个第一换能器和多个第二换能器分别与超声电源相连接，超声电源和水位传感器分别与控制器相连接。

本发明具有的有益效果是：

利用超声波清洗时液体内产生的气泡非常均匀的特点，能对水果进行均匀一致的清洗，水果以倾斜的方式进入清洗区域，通过穿越驻波的方式进行清洗，能保证清洗效果。

附图说明

图1是本发明的结构剖面图。

图2是图1的俯视图。

图3是控制系统结构示意图。

图中：1、箱体，2、多个第一换能器，3、第一隔板，4、第一盖板，5、隔条，6、滚筒，7、轴，8、进水口，9、皮带，10、水果隔板，11、水位传感器，12、水果，13、出水口，14、多个第二换能器，15、第二盖板，16、第四隔板，17、第三隔板，18、第二隔板，19、超声电源，20、控制器。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明包括箱体1，多个第一换能器2，第一隔板3，第一盖板4，隔条5，滚筒6，轴7，进水口8，皮带9，水果隔板10，水位传感器11，出水口13，多个第二换能器14，第二盖板15，第四隔板16，第三隔板17，第二隔板18，超声电源19，控制器20。

第一换能器2采用RLU-7950D-20H，第二换能器14采用RLU-3630D-60H，水位传感器11采用RSF73Y050RM水位开关，超声电源19采用GCH-Q型超声电源，控制器20采用S7-200型PLC控制器。

如图1所示，多个第一换能器2被夹在第一盖板4和箱体1之间，多个第一换能器2和第一盖板4被夹在第一隔板3和第二隔板18之间，多个第二换能器14被夹在第二盖板15和箱体1之间，多个第二换能器14和第二盖板15被夹在第三隔板17和第四隔板16之间。两个滚筒6分别通过两根轴7安装在箱体1上，皮带9环绕在两个滚筒6上，两个滚筒6中心线组成的平面与水平面夹角为α。隔条5安装在皮带9上。水果隔板10安装在箱体1的内侧，安装在皮带9上隔条5从水果隔板10下方通过，水位传感器11安装在箱体1的内侧。

如图2所示，进水口8和出水口13安装在箱体1的外侧。

如图3所示，多个第一换能器2和多个第二换能器14分别与超声电源19相连接，超声电源19和水位传感器11分别与控制器20相连接。

设计时，按式(1)计算两个滚筒6中心线组成的平面与水平面夹角为α：

α＝max(α₁，α₂)                   (1)

α₁——在假定第一换能器2所产生的超声波形成驻波的情况下，要求水果通过驻波N₁次时两个滚筒6中心线组成的平面与水平面所必须具备的最小夹角；

α₂——在假定第二换能器14所产生的超声波形成驻波的情况下，要求水果通过驻波N₂次时两个滚筒6中心线组成的平面与水平面所必须具备的最小夹角；

按式(2)计算α₁：

${\mathrm{\α}}_1=\mathrm{arctg}\left(\frac{N_1{\mathrm{\λ}}_1}{2L_1}\right)---\left(2\right)$

式中：

N₁——水果通过驻波的次数；

λ₁——第一换能器2产生的超声波的波长；

L₁-第一隔板3和第二隔板18之间的水平距离(如图1所示)；

按式(3)计算α₂：

${\mathrm{\α}}_2=\mathrm{arctg}\left(\frac{N_2{\mathrm{\λ}}_2}{2L_2}\right)---\left(3\right)$

式中：

N₂——水果通过驻波的次数；

λ₁——第二换能器14产生的超声波的波长；

L₁——第三隔板17和第四隔板16之间的水平距离(如图1所示)；

水果清洗的工作过程如下：

①启动超声波换能器。控制器20首先检测水位传感器11，判断水位是否到达正常水位。当水位达到正常水位时，启动超声电源19，第一换能器2和第二换能器14开始工作。

②水果入水。如图1所示，水果12从箱体1的左侧进入箱体1，轴7在外力作用下作逆时针旋转，滚筒6在轴7作带动下，也作逆时针旋转，从而带动皮带9和隔条5一起作逆时针旋转，隔条5从箱体1的左侧将浮在水面上的水果12压入水中，使水果12随隔条5一起作逆时针旋转。

③水果清洗。如图1所示，水果12分别在第一隔板3和第二隔板18之间、第三隔板17和第四隔板16之间形成的清洗区域得到清洗。

④水果上浮。如图1所示，在箱体1的右侧，当隔条5接近竖直位置时，水果12在浮力作用下自然上浮，由人工或其它装置从箱体1的右侧将水果12取出，完成水果12的清洗。

如图1所示，为了防止水位发生变化时，在第一隔板3和第二隔板18之间、第三隔板17和第四隔板16之间的区域发生驻波现象，影响清洗效果，将两个滚筒6安装在不同高度，使水果以倾斜的方式进入清洗区域，通过穿越驻波的方式进行清洗，保证清洗效果。

如图1所示，为了防止清洗后的水果再次进入箱体1的左侧，重复清洗，造成生产率下降和能源浪费，在箱体1的中部上方，设计了水果隔板10，将待清洗的水果和清洗完成的水果分隔开。

Claims (2)

1.一种基于超声技术的高效无损水果清洗生产线，其特征在于：它包括箱体(1)，多个第一换能器(2)，第一隔板(3)，第一盖板(4)，隔条(5)，滚筒(6)，轴(7)，进水口(8)，皮带(9)，水果隔板(10)，水位传感器(11)，出水口(13)，多个第二换能器(14)，第二盖板(15)，第四隔板(16)，第三隔板(17)，第二隔板(18)，超声电源(19)和控制器(20)；多个第一换能器(2)被夹在第一盖板(4)和箱体(1)之间，多个第一换能器(2)和第一盖板(4)被夹在第一隔板(3)和第二隔板(18)之间，多个第二换能器(14)被夹在第二盖板(15)和箱体(1)之间，多个第二换能器(14)和第二盖板(15)被夹在第三隔板(17)和第四隔板(16)之间；两个滚筒(6)分别通过两根轴(7)安装在箱体(1)上方，装有隔条(5)的皮带(9)环绕在两个滚筒(6)上，两个滚筒(6)中心线组成的平面与水平面夹角为α；水果隔板(10)安装在箱体(1)的内侧，安装在皮带(9)上的隔条(5)从水果隔板(10)下方通过，水位传感器(11)安装在箱体(1)的内侧；进水口(8)和出水口(13)分别安装在箱体(1)的外侧；多个第一换能器(2)和多个第二换能器(14)分别与超声电源(19)相连接，超声电源(19)和水位传感器(11)分别与控制器(20)相连接。

2、根据权利要求1所述的一种基于超声技术的高效无损水果清洗生产线，其特征在于：所述的换能器和隔板设置在箱体底板上，并且，第一、第二、第三、第四隔板沿皮带的运转方向间隔设置，两个滚筒(6)中心线组成的平面与水平面夹角α为：

α＝max(α₁，α₂)    (1)

α₁——在假定第一换能器(2)所产生的超声波形成驻波的情况下，要求水果通过驻波N₁次时两个滚筒(6)中心线组成的平面与水平面所必须具备的最小夹角；

α₂——在假定第二换能器(14)所产生的超声波形成驻波的情况下，要求水果通过驻波N₂次时两个滚筒(6)中心线组成的平面与水平面所必须具备的最小夹角；

按式(2)计算α₁：

${\mathrm{\α}}_1=\mathrm{arctg}\left(\frac{N_1{\mathrm{\λ}}_1}{{2L}_1}\right)---\left(2\right)$

式中：

N₁——水果通过驻波的次数；

λ₁——第一换能器(2)产生的超声波的波长；

L₁——第一隔板(3)和第二隔板(18)之间的水平距离；

按式(3)计算α₂：

${\mathrm{\α}}_2=\mathrm{arctg}\left(\frac{N_2{\mathrm{\λ}}_2}{{2L}_2}\right)---\left(3\right)$

式中：

N₂——水果通过驻波的次数；

λ₁——第二换能器(14)产生的超声波的波长；

L₁——第三隔板(17)和第四隔板(16)之间的水平距离。

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