CN109772573B

CN109772573B - 一种葡萄分级装置及方法

Info

Publication number: CN109772573B
Application number: CN201910112191.3A
Authority: CN
Inventors: 张卫鹏; 陈畅; 辛洪兵; 黄志刚; 李全来; 张小青; 范晓志; 巨浩羽
Original assignee: Beijing Technology and Business University
Current assignee: Beijing Technology and Business University
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2021-01-12
Anticipated expiration: 2039-02-13
Also published as: CN109772573A

Abstract

本发明涉及一种葡萄分级装置，包括料框5、悬浮桶7、收集桶8、控制系统、运动系统，所述料框5装有新鲜葡萄6，所述悬浮桶7包括第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73，三个悬浮桶7内分别装有预先调制好的、特定浓度的盐溶液，并位于牵引框架的正下方；每个悬浮桶7均对应配有收集桶8；所述控制系统控制三个悬浮桶7中不同的盐分浓度，密度小于盐溶液密度的葡萄会浮于液面上方，从而筛分不同含糖量的葡萄；所述运动系统控制所述料框5沿着运行框架1水平往复移动，在料框5、悬浮桶7、收集桶8的运动配合下实现葡萄结构的分级、收集工作。本发明还涉及一种葡萄分级方法。本发明采用不同浓度的盐溶液的方式对新鲜葡萄颗粒进行分级，避免了由于葡萄含糖量不同对葡萄后期烘干或葡萄酒加工过程的影响，保证了葡萄原材料物料特性的同一，快捷有效地实现葡萄的分级。

Description

一种葡萄分级装置及方法

技术领域

本发明涉及一种葡萄分级装置与方法，可特别地用于无核白及其它含糖量高的葡萄品种的分级，属于农产品技术加工技术领域。

背景技术

无核白，是葡萄的一个品种，以吐鲁番的葡萄最负盛名。无核白葡萄皮薄、肉嫩、多汁、味美、营养丰富，素有“珍珠”美称，其含糖高达20-24％，超过美国加利福尼亚州的葡萄，居世界之冠。

吐鲁番是全国优质无核白葡萄的重点产区，同时也是我国重要的制干葡萄和鲜食葡萄生产基地。目前，吐鲁番地区已是我国葡萄栽培面积最大、产量最高、质量最优的著名葡萄产区，其中无核白葡萄占全地区葡萄种植面积的90％以上。由于这里气温高、日照时间长、昼夜温差大，特别适合葡萄的生长，葡萄品质优良。无核白葡萄作为吐鲁番地区的主导产业迅速崛起，区域化布局基本形成。

近年来，吐鲁番无核白葡萄的生产能力不断提高，精品葡萄种植面积不断扩大，葡萄产业已初见规模。随着农业产业品牌的积极实施品牌战略，需要不断提升葡萄加工产品的档次和品质。无核白葡萄又名“无籽露”，中晚熟鲜食品种，味道很甜，除鲜食外，因其品质优良且无籽粒，因此，被广泛用于制干以及酿酒。用无核白鲜葡萄晾制的葡萄干，含糖量高达60％。因无核白葡萄皮薄肉嫩，汁多味甜，用其酿制的“葡萄酒”深受广大消费者的喜爱。但无论是制干还是酿酒，葡萄的含糖量都有直接影响加工产品的品质。

在葡萄生长过程中，由于葡萄果穗以及栽培管理等方面的影响，每个葡萄果粒接受的光照以及营养成分是不均一的。即使在同一采收期采摘的葡萄，由于葡萄植株生长位置、光照、地理位置的养分不同，葡萄的口感和含糖量也不同。同一串上的葡萄，由于葡萄颗粒大小、果实生长的先后不同，含糖量也会存在较大差异。而为了保证葡萄深加工原材料的同一性，有效区分葡萄的含糖量，除需保证种植过程中生长状况的一致性外，还需要对采摘期有严格的限制。在规定时间内快速采摘并加工。尽管如此，实际生产中，同一批次的葡萄其含糖量依然会存在较大差异。在葡萄制干的过程中，含糖量高的葡萄不仅干燥速度快，而且干燥后口感较佳。如含糖量较低，则不仅干燥时间较长，而且往往会出现“油果”，即干燥后果肉较少的果实。未成熟的葡萄酸涩，经烘干或晾干后制作而成的葡萄干口感、品质较差，市场售价也较低。葡萄含糖量对葡萄酒的品质其决定性作用，用含糖量较低的葡萄酿制而成的葡萄酒，因其有效成分含量较低，往往会严重影响葡萄酒的色泽和口感。

而为有效测量葡萄含糖量，目前多采用手持式糖分测定仪，进行快速测定，但只能对批次物料随机采样测定。在工业化生产中逐个检测难度较大。或依据葡萄大小、色泽，基于机器视觉的方式，对葡萄进行筛选，通过构建葡萄形状、色泽与含糖量之间的回归模型，采用自动化的仪器设备对葡萄进行分级，但是装置投入成本高，而且构建的回归模型，往往由于缺乏足够多的信息采集样本，误差也较大。如公开号为CN 102680414 B的中国专利，公开了一种基于机器视觉的红提葡萄自动分级装置及其方法，能够依据葡萄外形对其进行无损检测并分级，但并不能有效区分其含糖量。公开号为CN 105900610B的专利公开了一种葡萄智能分级采摘装置，能够实现葡萄的定位、采摘、分级，但仍不能有效实现葡萄颗粒含糖量的区分。申请号为CN201810781308.2的中国专利申请，公开了基于葡萄干大小、色泽进行分级的装置及方法，但不能够实现对新鲜葡萄的多级分选作业。申请号为CN201710145105.X专利，公开了通过“悬浮法”对酿酒葡萄进行了分级，结合酿酒目标，公开了一种酿制葡萄进行分级和酿制的方法，但是没有涉及具体的自动化的分级装置。因此，亟需一种新鲜葡萄的快速筛选和区分装置。

一般来说成熟度越高的葡萄，其含糖量也越高，果实密度也会存在较大差异。不同密度盐溶液可有效实现葡萄的分级，当同一批次的葡萄浸泡在一定密度的盐溶液当中时，密度较小的葡萄会上浮，密度较大的葡萄依然沉在下方，通过调配不同浓度的盐溶液，可有效实现不同密度葡萄的分级，进而有效区分不同葡萄的含糖量。

因此，本文针对现有葡萄筛选技术存在的问题，提供了一种葡萄自动筛选装置和方法，重点解决葡萄深加工前原料区分的问题。该装置及技术一步即可完成葡萄分级过程，提高葡萄分级质量和效率，降低生产成本。使得葡萄分级时间、设备投资以及占地面积大大缩小，是一项颇具潜力的新型加工技术。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于提供一种效率高、使用方便、利于快速、有效区分不同含糖量葡萄的装置与方法，并特别针对无核白品种，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明的一种葡萄分级装置，包括料框5、悬浮桶7、收集桶8、控制系统、运动系统，其中：

所述料框5装有新鲜葡萄6，所述悬浮桶7包括第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73，三个悬浮桶7内分别装有预先调制好的、特定浓度的盐溶液，并位于牵引框架的正下方；每个悬浮桶7均对应配有收集桶8；

所述控制系统控制第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中不同的盐分浓度，密度小于盐溶液密度的葡萄会浮于液面上方，从而筛分不同含糖量的葡萄；

所述运动系统控制所述料框5沿着运行框架1水平往复移动，使所述料框5准确停止在第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73的正上方，并可上下垂直运动，使料框5准确落入悬浮桶中，在料框5、悬浮桶7、收集桶8的运动配合下实现葡萄结构的分级、收集工作。

优选地，所述料框5、悬浮桶7、收集桶8均由食品级不锈钢制成。

优选地，所述料框5包括挡板17、旋转轴18、网框19、悬挂孔20和挡块21，所述悬挂孔20连接有牵引绳4；所述挡板17可沿旋转轴18旋转，以旋转轴18为中心，挡板17的重心偏右，无外力作用牵引绳4时，挡板17在重心作用下呈竖直状态，此时料框5打开；当牵引绳4向上提升时，挡板17以旋转轴18为中心转动，转动到挡块21处停止，此时料框5处于关闭状态。

优选地，每个悬浮桶7均对应配有喷淋器11，所述喷淋器11的正下方安装有风机10，喷淋器11可喷洒清水，清洗收集桶8内的葡萄；清洗完毕后，风机10开始鼓风，可有效除去收集桶8内葡萄的表面水分。

优选地，所述控制系统包括盐度传感器9、控制箱13、触摸屏14、报警灯15，可实时采集每个悬浮桶7的盐分浓度，当盐分浓度超出规定范围时，报警灯15闪烁报警，触摸屏对应显示悬浮桶7的变化以及盐分浓度，提示工作人员调配盐溶液浓度。。

优选地，所述运动系统包括运行框架1、提升电机2、牵引电机3和支撑座12，所述料框5可在提升电机2、牵引电机3、以及控制系统的控制下，沿着运行框架1水平往复移动。

优选地，所述网框19的上表面为倾斜状，倾角范围为40～70°。

本发明还提供了一种葡萄分级方法，包括如下步骤：

a)从成熟的葡萄串中将葡萄粒摘下，，并去除葡萄粒中的杂质，装入料框5中；

b)分别将浓度为100～130g/L，130～160g/L,160～190g/L的盐溶液依次放入第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中，第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中的盐溶液密度依次为1069～1088kg/m³，1088～1100kg/m³，1100～1110kg/m³；

c)启动葡萄分离装置，根据设定程序，料框5依次浸入第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中，密度小的葡萄颗粒漂浮于盐溶液上方，最后被收集到收集桶8中；

d)当分离过程完毕后，关闭主控部件，打开料框5、收集桶8，取出分级完毕后的葡萄。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)本发明的葡萄分级装置和方法特别适用于无核白及其它含糖量高的葡萄品种，采用不同浓度的盐溶液区分不同密度的新鲜葡萄，进而区分不同糖含量的葡萄，达到葡萄分级的目的；

2)本发明的葡萄分级装置具有装载新鲜葡萄的料框，在牵引电机的带动下，分别浸泡不同浓度的盐溶液罐体中，并在料框和罐体的特殊运动机构的配合下，自动完成筛选葡萄的分级、收集、清洗、表面干燥；

3)本发明的葡萄分级装置和方法能有效实现葡萄的自动分级，分级速度快，分级后的葡萄含糖量均匀，且分级过程中葡萄破损率低。

附图说明

图1为本发明的葡萄分级装置的结构示意图。

图2为本发明的葡萄分级装置中料框5的二维结构示意图。

图3为本发明的葡萄分级装置中料框5的三维结构示意图。

图4为本发明的葡萄分级装置单次分离过程中料框5的运动示意图。

图5为本发明的葡萄分级装置分离全过程中料框5的运动示意图。

图中附图标记为：

1 运行框架 2 提升电机

3 牵引电机 4 牵引绳

5 料框 6 葡萄

7 悬浮桶 8 收集桶

9 盐浓度传感器 10 风机

11 喷淋器 12 支撑座

13 控制箱 14 触摸屏

15 报警灯 16 盐溶液

17 挡板 18 旋转轴18

19 网框 20 悬挂孔20

21 挡块 71 第一悬浮桶

72 第二悬浮桶 73 第三悬浮桶

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

本发明的一项宽泛实施例中，一种葡萄分级装置，特别地，用于无核白葡萄的加工。

如图1所示，本发明一种葡萄分级装置主要包括料框5、悬浮桶7、收集桶8、控制系统、运动系统，其中，

料框5、悬浮桶7、收集桶8均由食品级不锈钢制成，如图1所示，料框5装有新鲜葡萄6，所述悬浮桶7包括第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73，三个悬浮桶7内分别装有预先调制好的、特定浓度的盐溶液，并位于牵引框架的正下方；每个悬浮桶7均对应配有收集桶8和喷淋器11，喷淋器11的正下方安装有风机10，喷淋器11可喷洒清水，清洗收集桶8内的葡萄；清洗完毕后，风机10开始鼓风，可有效除去收集桶8内葡萄的表面水分。

所述控制系统由盐度传感器9、控制箱13、触摸屏14、报警灯15组成，可实时采集每个悬浮桶7的盐分浓度，当盐分浓度超出规定范围时，报警灯15闪烁报警，触摸屏对应显示悬浮桶7的变化以及盐分浓度，提示工作人员调配盐溶液浓度；其中，第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中的盐分浓度不同，密度小于盐溶液密度的葡萄会浮于液面上方。借助该方法可有效筛分不同含糖量的葡萄。

所述运动系统包括运行框架1、提升电机2、牵引电机3、支撑座12，所述料框5可在提升电机2、牵引电机3、以及控制系统的控制下，可沿着运行框架1水平往复移动，并可准确停止在第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73的正上方，并可上下垂直运动，料框5可准确落入悬浮桶中，在料框5、悬浮桶7、收集桶8的运动的配合下可有效实现葡萄结构的分级、收集工作。

图2为料框5的二维图，图3为料框5的三维图，料框5由挡板17、旋转轴18、网框19、悬挂孔20、挡块21组成，悬挂孔20连接有牵引绳4；挡板17可沿旋转轴18旋转，以旋转轴18为中心，挡板17的重心偏右，无外力作用牵引绳4时，挡板17在重心作用下呈竖直状态，此时料框5打开；当牵引绳4向上提升时，挡板17以旋转轴18为中心转动，转动到挡块21处停止，此时料框5处于关闭状态；其中，网框19的上表面为倾斜状，倾角范围为40～70°。

图4为葡萄单次分离过程的示意图，具体分级步骤依次如(I)、(II)、(III)、(IV)所示，悬浮桶7中盐溶液液面高于料框5的高度，当装载有新鲜葡萄6的料框5浸入装有规定浓度盐溶液的悬浮桶7时，挡板17自由下垂，料框5处于打开状态；由于葡萄含糖量的差异导致葡萄密度不同，小于盐溶液密度的葡萄沿着网框19的倾斜上表面浮出水面；如图(II)所示，当葡萄全部分离时，牵引绳4在提升电机2的作用下，向上运动，挡板17绕旋转轴18转动到挡块21处停止；此时，料框5处于关闭状态；如图(III)、(IV)所示，继续向上提升，料框5逐渐脱离悬浮桶7，同时，葡萄6沿着在网框19倾斜上表面开始向下滑动，当倾斜上表面完全脱离悬浮桶7时，新鲜葡萄6开始滚落到收集桶8中，从而完成不同含糖量葡萄的分离；当料框5全部提升出悬浮桶7时，喷淋器开始喷洒清水，清洗收集桶8中的葡萄，而后风机开始收集桶8内鼓风，快速吹干葡萄。

图5为料框5运动全部过程的示意图，装载有新鲜葡萄6的料框5在提升电机2、牵引电机3、控制系统的作用下，向右运动，依次浸入第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73，当料框5运动到最右端时，即可全部完成该批次葡萄的分离；清理料框5内剩余的葡萄，料框5运动到最左边，人工再次装入葡萄，进行下一次批次葡萄的分离。

一种针对不同含糖量无核白葡萄的分离方法的方法，包括如下步骤：

a)从成熟的葡萄从葡萄上摘下，并去除葡萄粒中的茎叶等杂质，装入料框5中；

b)分别将浓度为100～130g/L，130～160g/L,160～190g/L的盐溶液放入第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中，其盐溶液密度分别对应1069～1088kg/m³，1088～1100kg/m³，1100～1110kg/m³

实施例1

b)分别将浓度为100g/L，130g/L,160g/L的盐溶液放入第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中，其盐溶液密度分别对应1069kg/m³，1088kg/m³，1100kg/m³；

实施例2

b)分别将浓度为130g/L，160g/L,190g/L的盐溶液放入第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中，其盐溶液密度分别对应1088kg/m³，1100kg/m³，1110kg/m³；

c)启动葡萄分离装置，根据设定程序，料框5依次浸入第一悬浮桶71、第二悬浮桶72和第三悬浮桶73中，密度小的葡萄颗粒漂浮于盐溶液上方，最后被收集到对应的收集桶8中；

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种葡萄分级装置，包括料框（5）、悬浮桶（7）、收集桶（8）、控制系统、运动系统，其特征在于：

所述料框（5）装有新鲜葡萄（6），所述悬浮桶（7）包括第一悬浮桶（71）、第二悬浮桶（72）和第三悬浮桶（73），三个悬浮桶（7）内分别装有预先调制好的、特定浓度的盐溶液，并位于牵引框架的正下方；每个悬浮桶（7）均对应配有收集桶（8）；

所述控制系统控制第一悬浮桶（71）、第二悬浮桶（72）和第三悬浮桶（73）中不同的盐分浓度，密度小于盐溶液密度的葡萄会浮于液面上方，从而筛分不同含糖量的葡萄；

所述料框（5）包括挡板（17）、旋转轴（18）、网框（19）、悬挂孔（20）和挡块（21），所述悬挂孔（20）连接有牵引绳（4）；所述挡板（17）可沿旋转轴（18）旋转，以旋转轴（18）为中心，挡板（17）的重心偏右，无外力作用牵引绳（4）时，挡板（17）在重心作用下呈竖直状态，此时料框（5）打开；当牵引绳（4）向上提升时，挡板（17）以旋转轴（18）为中心转动，转动到挡块（21）处停止，此时料框（5）处于关闭状态；

所述运动系统包括运行框架（1）、提升电机（2）、牵引电机（3）和支撑座（12），所述料框（5）可在提升电机（2）、牵引电机（3）、以及控制系统的控制下，沿着运行框架（1）水平往复移动；

所述运动系统控制所述料框（5）沿着运行框架（1）水平往复移动，使所述料框（5）准确停止在第一悬浮桶（71）、第二悬浮桶（72）和第三悬浮桶（73）的正上方，并可上下垂直运动，使料框（5）准确落入悬浮桶中，在料框（5）、悬浮桶（7）、收集桶（8）的运动配合下实现葡萄结构的分级、收集工作。

2.根据权利要求1所述的葡萄分级装置，其特征在于，所述料框（5）、悬浮桶（7）、收集桶（8）均由食品级不锈钢制成。

3.根据权利要求1所述的葡萄分级装置，其特征在于，每个悬浮桶（7）均对应配有喷淋器（11），所述喷淋器（11）的正下方安装有风机（10），喷淋器（11）可喷洒清水，清洗收集桶（8）内的葡萄；清洗完毕后，风机（10）开始鼓风，可有效除去收集桶（8）内葡萄的表面水分。

4.根据权利要求1所述的葡萄分级装置，其特征在于，所述控制系统包括盐度传感器（9）、控制箱（13）、触摸屏（14）、报警灯（15），可实时采集每个悬浮桶（7）的盐分浓度，当盐分浓度超出规定范围时，报警灯（15）闪烁报警，触摸屏高亮度显示对应的悬浮桶（7）及其盐分浓度变化，提示工作人员调配盐溶液浓度。

5.根据权利要求3所述的葡萄分级装置，其特征在于，所述网框（19）的上表面为倾斜状，倾角范围为40~70°。

6.一种葡萄分级方法，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的葡萄分级装置，包括如下步骤：

a）从成熟的葡萄串中将葡萄粒摘下，并去除葡萄粒中的杂质，装入料框（5）中；

b）分别将浓度为100~130 g/L，130~160 g/L, 160~190 g/L的盐溶液依次放入第一悬浮桶（71）、第二悬浮桶（72）和第三悬浮桶（73）中，其盐溶液密度分别对应1069~1088 kg/m³，1088~1100 kg/m³，1100~1110 kg/m³；

c）启动葡萄分离装置，根据设定程序，料框（5）依次浸入第一悬浮桶（71）、第二悬浮桶（72）和第三悬浮桶（73）中，密度小的葡萄颗粒漂浮于盐溶液上方，最后被收集到收集桶（8）中；

d）当分离过程完毕后，关闭主控部件，打开料框（5）、收集桶（8），取出分级完毕后的葡萄。