CN103992877A - 一种油脂色泽在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油脂色泽在线监测系统，包括混合器和过滤器，所述混合器上设有添加辅料的定量添加装置，所述混合器用于对待脱色油脂进行脱色，并将脱色后的油脂输送至过滤器进行过滤，所述过滤器后设有图像检测装置，对过滤后的脱色油脂进行图像采集，并将采集的图像信息发送至PLC控制器，PLC控制器对图像信息进行分析处理后，控制定量添加装置定量添加辅料。本发明针对玉米油精炼加工过程中，玉米油脱色工艺中辅料添加进行自动控制，实现了油脂脱色工艺的辅料自动添加，使油脂脱色工段中对油脂色泽的自动化控制成为可能。

Description

一种油脂色泽在线监测系统

技术领域

本发明涉及油脂色泽在线监测领域，尤其涉及一种玉米油精炼过程中色泽在线监测系统。

背景技术

油脂是食品及工业的重要原料，其质量直接影响到产品的价格与销售。油脂颜色是油脂质量中最直接、最直观的质量指标，反映了油脂产品的质量以及储藏过程中品质的变化，而且是消费者选购油脂的重要依据。

颜色是油脂质量检验的重要指标之一。油脂颜色的测定通常采用罗维朋比色法，国内有人通过测定油脂中叶绿素、叶黄素等色素含量确定油脂的颜色，也有采用高锰酸钾、重铬酸钾和碘溶液制作色阶，与油脂比较确定油脂的颜色所有这些测定方法都带有主观性，而且操作烦琐。

多年以来，在油脂测定的自动化方面有一定的发展，但仍然存在许多不足。罗维朋比色法存在观测效果和标准因人而异，并且该方法适用于实验室操作，由于自身存在检测过程繁琐、耗时较长、检测数据难以量化等缺陷难以实现对油脂加工过程的自动化控制。现有的自动油脂色泽自动检测多利用图像分析技术，对色泽进行比对检测，存在对设备要求较高及数据处理速度相对较慢，系统扰动引起的辅料添加的反应时间较长的缺点。同时，在玉米油脂精炼脱色工段中辅料的添加，仍然是凭传统经验和直觉依靠人工操作，加工过程中事先对两种辅料进行混合，对辅料添加量进行定配比处理，这样不仅造成对单一辅料的大量消耗，还导致油脂中中性油的大量损失，会使得大量油脂的二次加工处理，增加水电气的重复消耗，导致加工成本上升。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种油脂色泽在线监测系统，针对玉米油精炼加工过程中，玉米油脱色工艺中辅料添加进行自动控制，实现了油脂脱色工艺的辅料自动添加，使油脂脱色工段中对油脂色泽的自动化控制成为可能。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种油脂色泽在线监测系统，包括混合器和过滤器，所述混合器上设有添加辅料的定量添加装置，所述混合器用于对待脱色油脂进行脱色，并将脱色后的油脂输送至过滤器进行过滤，所述过滤器后设有图像检测装置，对过滤后的脱色油脂进行图像采集，并将采集的图像信息发送至PLC控制器，PLC控制器对图像信息进行分析处理后，控制定量添加装置定量添加辅料。

更进一步的，图像检测装置包括暗室，所述暗室内设有中性光源、比色卡和摄像机，所述中性光源发出中性亮光，透过脱色油脂后，再经过比色卡的滤光，最后由摄像机捕捉到强/弱光图像，并生成相应强/弱光模拟电信号发送至PLC控制器。

PLC控制器收集计算由摄像机传送的强/弱光模拟电信，将所述强/弱光模拟电信号经PLC控制器的模拟量输入AI模块转换为CPU可识别的强/弱光数字信号，LC控制器CPU将强/弱光数字信号与数据库内不同强度光等级的图像数字信号进行比较计算，获取预设的该强/弱光数字信号所对应光强度等级数字量，最后输出光强度等级数字量。光强度等级数字量作为PLC控制器中PID模块的输入信号，在经PLC的PID模块进行分析计算后，输出电磁脉冲信号到PLC控制器中DO模块，DO模块根据电磁脉冲信号，由数据线传输开关信号到定量添加装置。

更进一步的，图像检测装置包括黄色检测装置和红色检测装置，所述黄色检测装置包括暗室，暗室内设置有中性光源、黄色比色卡和摄像机，所述红色检测装置包括暗室，暗室内设置有中性光源、红色比色卡和摄像机。

更进一步的，定量添加装置包括辅料暂存罐以及辅料暂存罐下方的定量量筒，所述定量量筒两端设有电磁阀控制的气动蝶阀，所述PLC控制器控制电磁阀的开启/闭合。

更进一步的，定量添加装置的数目为两个，分别为白土辅料定量添加装置和活性炭辅料定量添加装置。

更进一步的，PLC控制器与计算机显示设备相连，所述PLC控制器对图像信息进行分析处理后生成可识别图像及文字显示在计算机显示设备上。

有益效果：（1）本发明利用计算机及PLC控制技术实现针对加工过程中油脂黄色与红色分别检测并记录数据，利用PID模块技术控制辅料添加电磁阀开闭时间间隔及顺序，实现了油脂脱色工艺的辅料自动添加，使油脂脱色工段中对油脂色泽的自动化控制成为可能。（2）本发明采用检测透过选定比色卡的中性光源强度并使其数字化，作为控制系统的输入信号，避免了因图像分析所产生的大量数据处理过程，简化了检测内容，量化了检测结果。（3）本发明针对数据采集对象进行了简化处理，创新提出将传统的图像采集改变为单一的对光的强弱度信号采集，简化了大量的分析数据，去除了不必要的数据分析及对比图像数据库的设计，降低了对计算机的处理能力要求，增加了实际可操作性。（4）本发明采用两种辅料分别添加系统，两种辅料分别控制同时添加，分别添加可以有针对性的对辅料添加量进行精确控制，同时适用于不同品质油脂加工中对不同辅料配比的调控。

附图说明

图1为现有脱色工艺流程图。

图2为本发明提供的油脂色泽在线监测系统结构示意图。

图3为电磁阀闭环自动控制系统流程图。

图4为油脂色泽在线监测系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，现有脱色工艺采用混合器进行脱色反应，通过流量泵将待脱色油输送至混合器，并且采用脱色剂添加装置将脱色剂人工定量添加至混合器进行脱色，脱色完成之后经过滤器过滤后得到脱色油。

在玉米油脱色工艺中，脱色的目的主要是油脂在高温、真空条件下，通过添加吸附剂辅料来达到脱除色素及其他影响油脂色泽及稳定性的微量物质的目的。根据国标《玉米油》GB19111中规定的成品玉米油质量色泽指标，红色和黄色是两个关键质量指标。因此再油脂生产过程中油脂的红色和黄色均作为重要的质量控制指标检测。

如图2所示，本发明提供的一种油脂色泽在线监测系统，在过滤器后添加图像检测装置，对过滤后的脱色油进行图像检测，并将检测后的图像信息发送至PLC控制器，PLC控制器分析处理后控制安装在混合器上的定量添加装置定量添加辅料。

图像检测装置包括黄色检测装置和红色检测装置，黄色检测装置包括暗室1，暗室1内设置有中性光源2、黄色比色卡3和摄像机5；红色检测装置采用同黄色检测装置相同的结构，只不过黄色比色卡3替换为红色比色卡4。

图像采集过程为：图像检测装置暗室1内中性光源2发出中性亮光，透过脱色油油脂后，再经过比色卡的滤光，最后由摄像机5捕捉到滤光后的图像信息，摄像机内置模块将该图像信息转换为相应的强/弱光模拟电信号输送至PLC控制器。

PLC控制器收集计算由摄像机5传送的强/弱光模拟电信号，通过编程对摄像机5捕捉到的强/弱光模拟电信号进行数字模拟，使经摄像机5传输的强/弱光模拟电信号转换为计算机CPU可识别的强/弱光数字信号。该强/弱光数字信号作为PLC控制器CPU内置预设编程模块的输入量，与数据库内不同强度光等级的图像数字信号进行比较计算，并预设用数字量表示的该强/弱光数字信号所代表的光强度等级，该数字量作为PID模块的输入信号，在经PLC的PID模块进行分析计算后，输出电磁脉冲信号到DO模块，DO模块根据电磁脉冲信号，由数据线传输开关信号到定量添加装置。

本发明提供的定量添加装置包括辅料暂存罐以及辅料暂存罐下方的定量量筒6，定量量筒6两端设有电磁阀控制的气动蝶阀7。电磁阀由PLC控制器进行控制，PLC控制器根据电磁脉冲信号生成相应的开关信号，对电磁阀线圈的得失电流进行控制，进而控制气动蝶阀7的打开与关闭，如图3所示。

油脂脱色加工过程中，辅料分两种，辅料1白土，辅料2为活性炭，辅料1的作用主要用于脱除油脂红色跟部分黄色素，辅料2的作用主要用于脱除油脂黄色。本发明针对两种辅料分别采用两个定量添加装置。

定量添加装置实现过程：每个辅料添加罐下方都有一个定量量筒6，用来精确计量每次添加辅料用量。量筒上方气动蝶阀7打开时，辅料在重力作用下落入量筒，当量筒下方气动蝶阀7打开时，量筒内辅料落入混合油罐。由于量筒为定量设计，通过控制上下两个气动阀的打开顺序及间隔时间，可以控制所添加辅料的用量。两种辅料的添加控制流程是一样的，区别是两者添加量的不同，根据实际生产的需要可以对PLC中的PID模块的参数进行预设置。

另外，为了便于实施监测油脂质量，PLC控制器还连接有计算机显示设备，将利用A/D转换技术处理从摄像机5取得的数据，通过PID模块计算分析后再用D/A转换技术形成可识别图像及文字显示在计算机显示设备上。

如图4所示，本发明提供的一种油脂色泽在线监测系统工作流程为：黄色检测装置（红色检测装置）内，中性色温LED灯分别作油脂颜色检测的照明光源，数字摄像机5捕捉透过黄色比色卡3（红色比色卡4）后的灯光图像，并统一通过数据线传输到PLC控制器，PLC控制器利用A/D转换技术处理从摄像机5取得的强/弱光模拟电信号，并将其转换为数字信号，该数字信号一方面用于控制定量添加装置的电磁阀线圈开启闭合实现辅料的自动添加，另一方面通过计算后再用D/A转换技术形成可识别图像及文字显示在计算机显示设备上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种油脂色泽在线监测系统，包括混合器和过滤器，所述混合器上设有添加辅料的定量添加装置，所述混合器用于对待脱色油脂进行脱色，并将脱色后的油脂输送至过滤器进行过滤，其特征在于：所述过滤器后设有图像检测装置，对过滤后的脱色油脂进行图像采集，并将采集的图像信息发送至PLC控制器，PLC控制器对图像信息进行分析处理后，控制定量添加装置定量添加辅料。

2.根据权利要求1所述的一种油脂色泽在线监测系统，其特征在于：所述图像检测装置包括暗室1，所述暗室1内设有中性光源2、比色卡3、4和摄像机5，所述中性光源2发出中性亮光，透过脱色油脂后，再经过比色卡3、4的滤光，最后由摄像机5捕捉到强/弱光图像，并生成相应强/弱光模拟电信号发送至PLC控制器。

3.根据权利要求2所述的一种油脂色泽在线监测系统，其特征在于：所述PLC控制器将所述强/弱光模拟电信号转换为强/弱光数字信号，然后与数据库内不同强度光等级的图像数字信号进行比较计算，获取预设的该强/弱光数字信号所对应光强度等级数字量，最后输出光强度等级数字量。

4.根据权利要求3所述的一种油脂色泽在线监测系统，其特征在于：所述光强度等级数字量作为PLC控制器中PID模块的输入信号，在经PLC的PID模块进行分析计算后，输出电磁脉冲信号到PLC控制器中DO模块，DO模块根据电磁脉冲信号，由数据线传输开关信号到定量添加装置。

5.根据权利要求1或2所述的一种油脂色泽在线监测系统，其特征在于：所述图像检测装置包括黄色检测装置和红色检测装置，所述黄色检测装置包括暗室1，暗室1内设置有中性光源2、黄色比色卡3和摄像机5，所述红色检测装置包括暗室1，暗室1内设置有中性光源2、红色比色卡4和摄像机5。

6.根据权利要求1所述的一种油脂色泽在线监测系统，其特征在于：所述定量添加装置包括辅料暂存罐以及辅料暂存罐下方的定量量筒6，所述定量量筒6两端设有电磁阀控制的气动蝶阀7，所述PLC控制器控制电磁阀的开启/闭合。

7.根据权利要求4所述的一种油脂色泽在线监测系统，其特征在于：所述定量添加装置的数目为两个，分别为白土辅料定量添加装置和活性炭辅料定量添加装置。

8.根据权利要求1所述的一种油脂色泽在线监测系统，其特征在于：所述PLC控制器与计算机显示设备相连，所述PLC控制器对图像信息进行分析处理后生成可识别图像及文字显示在计算机显示设备上。