CN112805417A - 小规模棉花加工 - Google Patents

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Abstract

一种用于棉籽的种子加工系统，包括流体分布系统，所述流体分布系统被构造来将酸溶液、碱溶液和冲洗液依次分配到所述棉籽上。种子施加器系统限定内部，所述内部被构造来容纳所述棉籽并且接收从所述流体分布系统分配的所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液。所述种子施加器系统包括转子，所述转子被构造来在将所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液分配到所述棉籽上时在所述内部中搅拌所述棉籽以实现混合。

Description

小规模棉花加工
技术领域
本公开总体上涉及一种小规模棉花加工系统，其用于例如在实验室类型装置中用于测试一批棉籽。
背景技术
通常将在棉产品本身与棉籽分离之后残留在棉籽上的棉绒移除(例如，对棉籽进行脱绒)，以便在后续过程中使用脱绒的(例如，清洁的)棉籽。
用于在实验室类型装置中对有绒毛的棉籽进行脱绒的常规方法要求棉籽技术人员戴上手套并且将种子浸入浓酸中。利用常规方法，所述体积的酸只能用来对有限数量的样品进行脱绒。在给定数量的样品过程中，脱绒机使酸转变至更粘稠的粘度，并且酸对种子进行脱绒的效率下降。用过的酸废水被手动地从酸脱绒容器转移到废水系统。
发明内容
一方面，一种用于棉籽的种子加工系统通常包括流体分布系统，所述流体分布系统被构造来将酸溶液、碱溶液和冲洗液依次分配到棉籽上。种子施加器系统限定内部，所述内部被构造来容纳所述棉籽并且接收从所述流体分布系统分配的所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液。所述种子施加器系统包括转子，所述转子被构造来在将所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液分配到所述棉籽上时在所述内部中搅拌所述棉籽以实现混合。
另一方面，一种加工棉籽的方法总体上包括：将棉籽装载到种子施加器的内部中。将酸溶液分配到所述种子施加器的所述内部中并且分配到所述棉籽上。在所述种子施加器的所述内部中搅拌所述棉籽以使所述酸溶液和所述棉籽混合在一起。准许所述酸溶液流入所述种子施加器的排出口以离开所述种子施加器的所述内部。在分配所述酸溶液之后，将碱溶液分配到所述种子施加器的所述内部中并且分配到所述棉籽上。在所述种子施加器的所述内部中搅拌所述棉籽以使所述碱溶液和所述棉籽混合在一起。准许所述碱溶液流入所述种子施加器的排出口以离开所述种子施加器的所述内部。
附图说明
图1是本公开的种子脱绒系统的透视图；
图2是种子脱绒系统的流体分布系统的透视图；
图3是具有示出为透明的通风橱的流体施加器种子脱绒系统的透视图；
图4是流体施加器系统的前视图；
图5是沿图4中的线A-A截取的横截面；
图6是例示一种用于使用本公开的种子脱绒系统对种子进行脱绒的方法的流程图；并且
图7是种子脱绒系统的示意图。
在整个图式中，对应参考字符指示对应零件。
具体实施方式
只要可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。
参考图1，自动化种子加工系统总体上以10指示。本文所述的所例示种子加工系统和方法适合于使用酸诸如浓酸(例如，硫酸)从一批棉籽移除棉绒(例如，脱绒)。所例示种子加工系统还可适合于消除、移除、杀死和/或灭活种子上的微生物和/或生物制剂(例如，真菌、细菌、病毒、孢子形式、朊病毒、单细胞真核生物等)。因为所例示自动化种子加工系统10对有绒毛的棉籽进行脱绒，所以其在本文中也可称为自动化种子脱绒系统。
种子脱绒系统10包括总体上以12指示的流体分布系统和总体上以14指示的种子施加器系统。如以下更详细描述的，流体分布系统12流体连接到种子施加器系统14，并且在脱绒过程中将各种流体递送到种子施加器系统。种子施加器系统14将来自流体分布系统12的各种流体与棉籽混合，以对种子进行脱绒。种子脱绒系统10使种子脱绒过程在小(例如，测试)规模上自动化，同时优化生产量、提高人身安全、促进一致性并且减少所使用的流体量，如下所述并且将变得显而易见。
参考图1、图2和图7，流体分布系统12被构造来将浓酸溶液、碱溶液和冲洗液递送到种子施加器系统14。流体分布系统12包括被构造来存储浓酸溶液的酸储器20和被构造来存储碱溶液的碱储器22。酸储器20和碱储器22利用多个供应管线和歧管(总体上以24指示)流体连接到种子施加器系统14。酸储器20和碱储器22各自具有专用供应管线24，所述专用供应管线24将每个相应储器流体连接到种子施加器系统14以防止溶液的任何交叉污染。第一泵26流体连接到用于碱储器22的专用供应管线24，以将溶液从碱储器移动到种子施加器系统14。与第一泵26分开的第二泵26(图7)流体连接到用于酸储器20的专用供应管线24，以将溶液从酸储器移动到种子施加器系统14。在一个实施方案中，每个泵26是能够将设定量的流体递送到种子施加器系统14的计量泵，诸如蠕动计量泵。在一个实施方案中，每个供应管线24还包括可选择性致动的阀32(图7)，所述阀32流体连接到种子施加器系统14上游的供应管线。例如，在一个实施方案中，可选择性致动的阀32设置在泵26与种子施加器系统14之间。可选择性致动的阀32被构造来打开和关闭指定时间量，以允许流体通过供应管线24从流体分布系统12流动到种子施加器系统14。可使用任何类型的可选择性致动的阀32。例如，可选择性致动的阀32可以是气动的或电子的，使得阀可自动地打开和关闭。
在一个实施方案中，酸储器20包括玻璃窗，所述玻璃窗提供储器内部的视野，使得技术人员可在视觉上看到储器中的浓酸溶液量。酸储器20和/或碱储器22还可包括一个或多个流体液位传感器34(图7)，诸如连续地确定储器中的溶液量的连续液位传感器。流体液位传感器34还可包括确定储器中的溶液何时已达到填充位置和/或排空位置的上限液位传感器和/或下限液位传感器。在一个实施方案中，泵用于用来自制造商的容器(例如，桶)的浓酸溶液填充酸储器20。用于填充酸储器20的泵可以是将浓酸溶液移动到种子施加器系统14的相同的泵26，或不同的泵。在此实施方案中，使用瞬时按钮开关(未示出)选择性地操作泵以填充酸储器20。在一个实施方案中，技术人员制备碱溶液，然后手动地填充碱储器22。在一个实施方案中，酸储器20和/或碱储器22可包括搅拌(例如，搅动)储器中的溶液的搅拌器(未示出)。酸储器20和/或碱储器22还可包含加热溶液的加热器(未示出)。例如，在一个实施方案中，用于碱储器22的连续液位传感器与储器中的搅拌器通信，使得当用碱溶液将碱储器填充到预定液位或高于预定液位时，搅拌器搅拌碱溶液。
流体分布系统12还包括将种子施加器系统14流体连接到冲洗液源36(图7)的另一供应管线24。优选地，冲洗液源36是供水公司总管，但冲洗液源可以是如上所述的用于水或其他冲洗液(包括液体溶液或混合物)的储器。用于冲洗液的供应管线24也是用于向种子施加器系统14供应冲洗液的专用供应管线。如上所述的可选择性致动的阀32流体连接到将冲洗液供应到种子施加器系统14的上游的供应管线24，以控制冲洗液到种子施加器系统的流动。流量计35(图7)也流体连接到供应冲洗液的供应管线24，以测量递送到种子施加器系统14的冲洗液的量。在一个实施方案中，流量计35是电磁流量计，但可使用任何合适的流量计。在一个实施方案中，应理解，流体分布系统12的各种部件，诸如但不限于酸储器20和碱储器22、供应管线24、泵26、阀32和流量计35，都适当地额定和构造为在浓酸溶液、碱溶液和/或冲洗液下操作并起作用。优选地，流体分布系统12的各种部件额定为在所有溶液(酸溶液、碱溶液和冲洗液)下操作并起作用。确保流体分布系统12的各种部件额定为与所有溶液一起作用降低安装在特定溶液下无法操作(例如，将发生故障)的部件的风险。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，流体分布系统12可具有其他布置和构造。
在一个实施方案中，种子脱绒系统10包括被配置(例如，编程)来操作种子脱绒系统的控制器28(图7)。在一个实施方案中，控制器28与种子脱绒系统10的各种部件通信并且被构造来操作所述部件。例如，控制器28可与流体分布系统12的各种部件通信并且被构造来操作所述部件，所述部件诸如但不限于泵26、可选择性致动的阀32和/或各种传感器。控制器28可被配置(例如，编程)来控制泵26以将浓酸溶液和/或碱溶液从酸储器20和/或碱储器22递送到种子施加器系统14。控制器28可被配置成使得泵26从储器20、22递送预定量的溶液。在此实施方案中，控制器28还被配置(例如，编程)来结合泵26被接通和关断来操作(例如，打开和关闭)供应管线24上的对应可选择性致动的阀32以递送溶液。类似地，控制器28可基于从流量计35接收的信号(指示所递送冲洗液的量)来操作连接到冲洗液供应管线24的可选择性致动的阀32，以控制递送到种子施加器系统14的冲洗液的总量。此外，控制器28可与储器20、22中的下限液位传感器34通信，使得当浓酸溶液和/或碱溶液的量变低时，向技术人员发送警报以填充储器。另外，控制器28可诸如通过防止泵26递送溶液来防止种子脱绒系统10操作，直到重新装满低的溶液为止。在此实例中，连续液位传感器和/或上限液位传感器34将与控制器28通信(例如，向控制器28发送信号)，从而指示储器20、22何时充满和/或处于操作种子脱绒系统10的可接受液位。此外，控制器28还可与用于填充酸储器20的泵通信，使得当上限液位传感器34向控制器发送信号从而指示已达到最大填充位置时，控制器可发送信号以关断泵。应理解，用于控制流体分布系统12的其他构型、方法和装置在本公开的范围内。
参考图3至图5和图7，种子施加器系统14被构造来施加来自流体分布系统12的各种溶液以对棉籽进行脱绒。如图3所示，整个种子施加器系统14被设定大小和形状以设置在通风橱30中，使得可容纳并且恰当地处置在脱绒过程期间产生的任何烟雾。种子施加器系统14包括种子施加器40，其具有混合碗42，所述混合碗42限定被构造来在其中接收种子和溶液的内部(例如，混合室)44。种子施加器40包括转子46(或其他合适的混合器或合适的搅拌器)，其在内部44中设置在混合碗42的上端与下端之间。转子46总体上是碗形的，并且被构造来相对于混合碗42围绕竖直轴线旋转以实现种子和溶液的混合。转子46操作性地连接到驱动器48，诸如电动机。在所例示实施方案中，转子46固定到驱动轴47，所述驱动轴47操作性地连接到驱动器48并且由驱动器48旋转。驱动器48驱动转子46在内部44中旋转以搅拌棉籽，从而实现种子和溶液/一种或多种溶液/液体混合在一起，如以下更详细地描述。转子46将内部44分成接收种子和溶液的上部部分以及下部部分。转子46被构造来将种子保持在内部44的上部部分中，但也准许溶液通过转子与内部之间的间隙从上部部分流入内部44的下部部分。排出口52连接到混合碗42的下端。排出口52流体连接到内部44，并且准许溶液离开混合碗42的内部44。排出口52连接到废物储器50，所述废物储器50收集在脱绒过程中用过的溶液。在一个实施方案中，排出口52包括可选择性致动的阀32(图7)，所述阀32流体连接到排出口并且被构造来打开和关闭排出口以准许流体从中流动通过。种子施加器40还可包括喷雾器54，其在转子46上方连接到驱动轴47。喷雾器54被构造来将来自流体分布系统12的溶液均匀地分布在种子上。
种子施加器40包括设置在混合碗42的内部44中的三个喷嘴56(图5中仅示出其中两个)。每个喷嘴56被构造来将溶液中的一种分配到内部44中的种子上。确切地，每个喷嘴56将溶液导向喷雾器54，所述喷雾器54接着将溶液均匀地分布在种子上。每个喷嘴56流体连接到供应管线24中的一个，使得当流体分布系统12将溶液递送到种子施加器系统14时，一个喷嘴分配浓酸溶液，一个喷嘴分配碱溶液，并且一个喷嘴分配冲洗液。喷嘴56可在转子42静止或旋转时分配溶液。换句话说，可在种子在内部内静止或流动时将溶液分配到内部44中。在一些实施方案中，在喷嘴56将打开之前，转子42必须处于“运行”模式。种子施加器40还包括种子装载溜槽58，技术人员使用种子装载溜槽58来用棉籽(例如，带有棉绒的棉籽)填充混合碗42的内部44。盖60关闭种子装载溜槽58，并且用闩锁(未示出)固定在适当位置。技术人员打开盖60，然后将种子放入种子装载溜槽58中，在种子装载溜槽58中种子被导入(例如，落入)混合碗42中。在各种实施方案中，盖60上可存在接近开关(未示出)，所述接近开关在溜槽58打开时将阻止循环开始。
种子施加器40包括排料门62，所述排料门62打开和关闭由混合碗42限定的排料开口64。种子溜槽66定位在排料开口64和排料门62之上，使得当排料门打开时，种子可基于重力从混合碗42的内部44流出并且流入种子溜槽。在一个实施方案中，排料门62操作性地连接到致动器68，所述致动器68使门在打开位置与关闭位置之间移动。在一个实施方案中，致动器68是气动致动器。致动器68可具有位置传感器(未示出)以确认排料门62处于打开位置还是关闭位置。排料门62包括密封件(未示出)，诸如O形环，使得门与混合碗42形成防漏密封，以防止任何溶液或种子从排料开口64泄漏出去。优选地，致动器68向排料门62施加足够量的压力以形成并维持门与混合碗42之间的液密密封或防漏密封。O形环可以是耐酸的。
种子施加器系统14还包括鼓风机71(图2、图4和图7)，所述鼓风机71通过管道70(图5)流体连接到种子施加器40的混合碗42的内部44。鼓风机71被构造来在已经施加溶液之后将加热空气导入内部44以干燥其中的棉籽。例如，在一个实施方案中，鼓风机71可将大约200SCFM(每分钟标准立方英尺)的空气导入内部44以干燥种子。鼓风机71还可将环境空气导入内部44以帮助促进将种子通过排料开口64排出。优选地，鼓风机71被加热并且将加热加压空气供应到内部44以更快地干燥种子。例如，在一个实施方案中，鼓风机71供应温度诸如例如在约120℉至约155℉(约49℃至约68℃)之间的加热空气。加压空气温度的155℉(68℃)上限防止种子暴露于高温以防止种子达到损坏种子从而使它们不再存活以便发芽的温度(例如，150℉(66℃))，但最小化种子所需的干燥时间量。在一个实施方案中，温度传感器(未示出)连接到管道70，以检测由鼓风机71供应的加压空气的温度。在所例示实施方案中，携载来自鼓风机71的加压空气的管道70将加压空气导入内部44的下部部分。在此实施方案中，加压空气接着(通过流动通过转子46或围绕转子46流动)流入内部44的上部部分以干燥种子。种子施加器40包括排气端口(未示出)，所述排气端口被构造来允许由鼓风机71供应的加压空气逸出内部44。在此实施方案中，排气端口将加压空气排放到通风橱30中以便收集。在一些实施方案中，通风橱30可具有排气扇(未示出)。由于安全预防措施，在某些情形中，除非通风橱30打开，否则所述过程将不会继续进行。
当溶液从种子施加器40流出时，废物储器50从排出口52收集所述溶液。在一个实施方案中，泵72流体连接到废物储器50，以将收集的废弃溶液(例如，用过的溶液)移动到现场或场外的二次废物系统73。泵72可以是任何合适的泵，诸如螺杆泵。在一个实施方案中，可选择性致动的阀32设置在废物储器50与泵72之间，并且被构造来例如基于废物储器50中的溶液量来打开和关闭以控制流体到泵的流动。废物储器50还可包括被构造来从废物储器释放过量压力的压力释放阀(未示出)。废物储器50还可包括被构造来确定废物储器中的废弃溶液的量/位置的一个或多个流体液位传感器34，诸如连续液位传感器、一个或多个上限液位传感器和/或一个或多个下限液位传感器中的一者或多者。在所例示实施方案中，废物储器50由天平74支撑，所述天平74被构造来测量废物储器50在溶液填充储器以及泵72排空储器时的重量。在一个实施方案中，由于安全预防措施，二次废物系统73中可有在液位过高时将不允许脱绒系统10开始的警告。在一个实施方案中，篮式粗滤器75设置在阀32与泵72之间，以在将用过的溶液递送到二次废物系统73之前将颗粒从溶液中滤出。
种子施加器系统14包括框架76，所述框架76支撑种子施加器系统14的各种部件，诸如但不限于种子施加器40。平台78在种子溜槽66下方连接到框架76。平台78被构造来在种子溜槽66下方支撑并保持接收器(未示出)，以收集/接收来自种子施加器40的脱绒种子。水槽80也连接到框架78，并且包括水槽排出口82(图3)，所述水槽排出口82流体连接到废物储器50以准许流体离开水槽。在一个实施方案中，水槽排出口82包括可选择性致动的阀32，所述阀32被构造来打开和关闭以允许流体流动通过水槽排出口82。水槽80包括三个入口(未示出)，每个入口通过供应管线24流体连接到酸储器20、碱储器22和冲洗液源中的一者。入口可以是被构造来分配液体的任何合适的装置，诸如但不限于喷嘴、水龙头等。可选择性致动的阀32(图7)可与每个入口相关联并且被构造来打开和关闭。流动由泵通过供应管线24控制。用于每个入口的可选择性致动的阀32可以是气动的或电子的，如上所述，或者它们可以是手动操作的阀。在一个实施方案中，水槽80包括两个可手动操作的开关(未示出)，诸如按钮，其操作性地连接到泵26中的每一者，使得当按钮被致动时，(在相关联阀打开之后)相关联泵经由供应管线24将对应溶液递送到水槽。应理解，由于供水总管所供应的压力，打开对应于冲洗液的可选择性致动的阀32会将冲洗液递送到水槽80。以此方式，通过操作可选择性致动的阀32和/或按钮，技术人员可选择性地控制浓酸溶液、碱溶液和冲洗液的流动，以手动地对棉籽进行脱绒，如以下更详细地论述。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，种子施加器系统14可具有其他布置和构型。
控制器28还可与种子施加器系统14的各种部件通信并且被构造来操作所述部件，所述部件诸如但不限于驱动器48、可选择性致动的阀32、各种传感器、泵26、72和/或天平74。例如，控制器28可被配置(例如，编程)来操作驱动器48以控制转子46在种子施加器40中的旋转(例如，速度、持续时间等)。此外，控制器28可与废物储器50的传感器和/或天平通信，并且在废物储器充满时操作泵72以排空废物储器和/或在废物储器充满时防止种子脱绒系统10进行操作。控制器28还可操作鼓风机71以将加压空气递送到种子施加器40。因此，控制器28提供种子脱绒系统10的自动化操作。应理解，用于控制种子施加器系统14的其他构型、方法和装置在本公开的范围内。
参考图6，示出并描述一种操作种子脱绒系统10以对棉籽进行脱绒的方法(例如，脱绒过程)。在此实施方案中，首先在步骤1000处，技术人员称出适量的带有棉绒的棉籽(例如，有绒毛的种子)。在所例示实施方案中，种子施加器40接收约650克至约1,000克(约1.4磅至约2.2磅)的种子。在步骤1002处，技术人员然后使用种子装载溜槽58将种子手动地装载到种子施加器40中，并且关闭盖60并固定闩锁。在另一实施方案中，种子装载溜槽58流体连接到漏斗(未示出)，所述漏斗存储种子并且在控制器28的命令下经由种子装载溜槽58将种子分配到种子施加器40中。一旦将种子装载到种子施加器40中，技术人员就在步骤1004处按下控制器28上的输入端以开始脱绒过程。一旦控制器28被命令开始脱绒过程，控制器就操作驱动器48，直到转子46以设定速率(每分钟转数)(诸如每分钟1750转)旋转，这通常花费约5秒。控制器28还打开与排出口52相关联的可选择性致动的阀32。接着，在步骤1006处，控制器28打开与浓酸溶液供应管线24相关联的可选择性致动的阀32，并且操作相关联泵26以通过喷嘴56将设定量的浓酸溶液分配到种子施加器40的内部44中并且分配到种子上。在分配设定量的浓酸溶液之后，控制器28关断泵26并且关闭可选择性致动的阀32。在一个实施方案中，将大约240mL的包含至少约90％(例如，约93％至约95％)的硫酸的浓酸溶液分配到种子施加器40中。替代地，浓酸溶液可包含更高百分比(例如，98％)的硫酸并且被稀释。喷雾器54确保均匀地分布浓酸溶液以及后续溶液。
在施加浓酸溶液之后，在下一步之前，控制器28将继续旋转转子46持续设定的可调节时间量。浓酸溶液的种子与种子混合通过种子之间的随机接触和由转子46的旋转引起的相对种子运动来实现。浓酸溶液几乎瞬间就与棉籽上的棉绒反应，从而使棉绒水解并将其从种子移除。种子与种子混合通过种子之间的随机接触进一步促进棉绒的移除。另外，任何未吸收的浓酸溶液将通过排出口52离开内部44并且流入废物储器50。在一个实施方案中，在分配酸溶液之后并且在分配碱溶液之前，控制器继续旋转转子46，以允许在开始下一步之前有时间在棉绒与酸之间发生反应。
接下来，在步骤1008处，控制器28打开与碱溶液供应管线24相关联的可选择性致动的阀32，并且操作相关联泵26以通过喷嘴56分配设定量的碱溶液并将其分配到种子上以中和浓酸溶液。在分配设定量的碱溶液之后，控制器28关断泵26并且关闭可选择性致动的阀32。在一个实施方案中，将大约9,200mL的包含5％至15％碱溶液的碱溶液(例如，碳酸氢钠)分配到种子施加器40中。期望在施加浓酸溶液之后迅速中和浓酸溶液，以限制由水解反应生成的热量。如果生成过多热量，则种子可能会受到损坏(例如，种子达到灭菌温度)。因此，种子施加器40的竖直整合允许将溶液施加到种子，同时允许溶液立即从种子中排出(例如，防止溶液在种子周围聚集和堆积)。
在施加碱溶液之后，在下一步之前，控制器28将继续旋转转子46达可调节量的时间，以实现碱溶液的种子与种子混合。这允许碱溶液中和浓酸溶液，并且通过排出口52流入废物储器50。在一个实施方案中，在分配碱溶液之后并且在分配冲洗液之前，控制器继续旋转转子46，以允许在开始下一步之前有时间在酸溶液与碱溶液之间发生反应。
接下来，在步骤1010处，控制器28打开与冲洗液供应管线24相关联的可选择性致动的阀32以通过喷嘴56分配冲洗液达可调节量的时间并且将其分配到种子上，以将任何残留的中和溶液从种子冲洗掉。控制器28监测连接到供应管线24的流量计35，并且在流量计已经指示已分配设定量的冲洗液之后关闭可选择性致动的阀32。
在施加冲洗液之后，在分配冲洗液之后并且在干燥步骤之前，控制器28将继续旋转转子46以实现冲洗液的种子与种子混合。这允许冲洗液完全将中和溶液从种子清洗掉并且通过排出口52流入废物储器50。在一个实施方案中，在开始下一步之前，控制器继续旋转转子46达设定量的时间。
接下来，控制器28将关闭与排出口52相关联的可选择性致动的阀32。控制器28接着操作鼓风机71以将加压空气供应到内部44中达可调节量的时间，以干燥种子施加器40中的棉籽。控制器28使用温度传感器监测加热加压空气的温度，以确保加压空气的温度不会变得过高并且损坏种子。控制器28还可能够控制由鼓风机71供应的加压空气的温度。在一个实施方案中，控制器28操作鼓风机71达约1分钟至约7分钟(例如，约5分钟)以干燥种子。在一个实施方案中，种子施加器40包括水分传感器(未示出)，所述水分传感器感测内部的水分含量，并且控制器28基于水分传感器的读数来操作鼓风机71。在此实施方案中，当水分传感器指示内部的水分何时已经达到预设最小要求(例如，种子是干燥的)时，鼓风机71可关闭。
此时，在种子干燥之后，种子的脱绒完成。种子脱绒系统10可在大约6至8分钟内对棉籽进行脱绒。在步骤1012处，控制器28向技术人员发送种子准备好从种子施加器40中排出的警报。技术人员接着将接收器(例如，收集箱)在种子溜槽66下方放置在平台78上，并且按下门按钮(未示出)(所述门按钮可以是控制器28上的输入端或致动器68上的物理按钮(例如，开关))，以打开排料门62(例如，将排料门移动到打开位置)，从而允许种子进入种子溜槽66并且离开以进入接收器。为了将种子从种子施加器40排出，控制器28优选地操作驱动器48和鼓风机71两者，使得转子46的旋转和加压空气的移动使种子移动通过排料开口64并且经由重力作用进入种子溜槽66。在一个实施方案中，当按下门按钮时，控制器28操作驱动器48和鼓风机71两者。技术人员可目视检查混合碗12以确保所有种子已被排出，并且可继续按下门按钮，直到种子已从种子施加器排出为止。在一个实施方案中，技术人员可反复地按下门按钮以中断种子在种子施加器40中进行以排出种子的移动。在门按钮释放时，致动器68使排料门62返回到关闭位置。
另外，在种子干燥(例如，种子已被脱绒)之后，控制器28可打开与废物储器50相关联的可选择性致动的阀32和/或操作泵72以将废弃溶液移动到二次废物系统73并且排空废物储器。控制器28还可基于从与废物储器相关联的一个或多个流体传感器(例如，连续液位传感器、上限液位传感器、下限液位传感器)和/或天平74接收的信号来操作泵72以排空废物储器50。例如，在一个实施方案中，控制器28经由天平74连续地监测废物储器50的重量(例如，控制器与天平通信)，并且一旦达到预定重量(例如，高值)就操作(例如，打开)泵72以排空废物储器。控制器28可操作泵28，直到废物储器的重量达到预定低值或下限液位传感器指示废弃溶液已经达到可接受低液位(例如，排空位置)为止。另外，控制器28可使用流体传感器中的一个或多个连续地监测废物储器50中的废弃溶液液位，并且当储器中的废弃溶液液位达到预定高液位(例如，充满位置)时操作(例如，打开)泵72。使用流体传感器来排空废物储器50可以是除了使用天平74以外的选项，作为备用/冗余系统，或代替天平。在泵72排空废物储器50的同时，控制器28将防止种子施加器40进行操作。一旦废物储器50大体上排空，控制器28就关闭可选择性操作的阀。废物储器50在将废弃溶液移动到二次废物系统73之前收集用于对种子进行脱绒的所有溶液，使得废弃溶液处于大体上中性pH。二次废物系统73和任何中间部件可能无法处置不具有大体上中性pH的废弃溶液。此外，等待操作泵72以排空废物储器50防止泵空运行。
在将种子从种子施加器40排出之后，控制器28操作驱动器48(例如，关断驱动器)以缓慢停止转子46的旋转。一旦种子脱绒系统10完成，控制器28还可向技术人员发送将信号输入到控制器28中以确认脱绒过程的带有或不带有警报的提示。一旦技术人员确认脱绒过程完成，控制器28就可指示下一脱绒过程准备好开始。控制器28还可在指示脱绒过程准备好开始之前使用不同流体传感器中的一个或多个来检查酸储器20、碱储器22和废物储器50的流体液位，以确保这些液位适合于运行下一个循环。在一个实施方案中，控制器28识别并保存脱绒过程的每个阶段的时间，并且被配置(例如，编程)来与厂内网络系统共享此时机信息，以用于优化和故障排除目的。
随后，在脱绒过程之后，在步骤1014处，技术人员可对脱绒种子进行称重以确定棉绒损耗百分比。在步骤1016处，技术人员接着可将种子放入鼓风机71中，以进一步清洁种子并且移除任何残留的棉绒。在步骤1018处，技术人员接着可再次对种子进行称重以确定清洁损耗百分比。在步骤1020处，所述过程完成，并且种子准备好在后续过程中使用，诸如经受测试、质量分析或在制造过程中使用。
在对棉籽进行脱绒的另一方法中，在上述自动化脱绒过程之前、之后和/或代替所述自动化脱绒过程，技术人员可使用水槽80手动地对棉籽进行脱绒。技术人员将设定量的棉籽放入水槽80中以对其进行脱绒。技术人员接着打开与浓酸出口相关联的可选择性致动的阀32，并且致动开关以操作与浓酸溶液相关联的泵26，以按设定速率将浓酸溶液的连续供应分配到水槽80中。在一个实施方案中，浓酸溶液包含约93％至95％高度浓缩(例如，至少约90％或约93％至约95％，基于浓度可调节)的硫酸，并且按大约0.95gal/min(3.6L/min)的速率进行分配。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，浓酸可包含其他百分比的硫酸。技术人员将理解，可基于将显而易见的多个因素来操纵这些值。开关可与泵26直接通信，使得开关控制泵(例如，接通或关断泵)，或开关可与控制器28通信，所述控制器28基于来自开关的信号控制泵。在施加浓酸溶液期间，技术人员可使用防护手套和/或工具手动地搅拌种子，以实现溶液的种子与种子混合和脱绒。任何过量的浓酸溶液将通过水槽排出口82离开水槽80并且流入废物储器50。一旦分配了所需量的浓酸溶液，技术人员就致动瞬时开关以关断泵26，并且关闭可选择性致动的阀32。
技术人员接着打开与碱溶液出口相关联的可选择性致动的阀32，并且致动开关以操作与碱溶液相关联的泵26，以按设定速率将碱溶液的连续供应分配到水槽80中。在一个实施方案中，碱溶液包含约5％至15％的碳酸氢钠，并且按大约3.8gal/min(14.4L/min)的速率进行分配。如上所论述，开关可与泵26直接通信或与控制器28通信。任何过量的碱溶液将通过水槽排出口82离开水槽80，并且流入废物储器50。一旦分配了所需量的碱溶液以中和浓酸溶液，技术人员就致动开关以关断泵26，并且关闭可选择性致动的阀。
技术人员接着打开与冲洗液出口相关联的可选择性致动的阀32，以按设定速率将冲洗液的连续供应分配到水槽80中。在一个实施方案中，碱溶液是水(例如，自来水)，并且按与供水总管供应的压力相称的速率进行分配。技术人员以自行决定用于清洗种子的冲洗液的量。任何过量的冲洗液将通过水槽排出口82离开水槽80，并且流入废物储器50。一旦技术人员确定种子已被完全清洗，技术人员就关闭可选择性致动的阀32。技术人员接着将现在已脱绒的种子放入干燥机(未示出)中，以从种子移除任何残留的水分。在此实施方案中，如果水槽排出口82包括可选择性致动的阀32，则技术人员或控制器28在施加浓酸溶液之前打开阀，并且在施加冲洗液期间保持阀打开。在技术人员已经完成使用水槽80对棉籽进行脱绒之后，可排空储水器52，如上所述。
另外，假设技术人员在脱绒过程(诸如使用种子施加器40进行的自动脱绒或使用水槽80进行的手动脱绒)之后观察到残留在种子上的任何棉绒，则技术人员可使棉籽经受第二脱绒过程，所述第二脱绒过程可以是与第一过程相同的过程、其变型或不同的过程。
如以上所提及，种子施加器系统10设置在通风橱30中。在一个实施方案中，控制器28连接到通风橱30(例如，与通风橱30通信)，使得除非通风橱打开(例如，收集和排放空气)，否则控制器将不会运行脱绒过程(例如，使用种子施加器40进行的自动脱绒)。再进一步，在手动脱绒过程(例如，使用水槽80进行的脱绒)中，控制器28可被配置(例如，编程)来不允许泵26接通并且向水槽供应浓酸溶液和碱溶液，即使当对应开关被致动时也是如此，除非通风橱30打开。
种子脱绒系统10能够测试小批(例如，约650克至约1,000克(约1.4磅至2.2磅))的棉籽。这允许技术人员可分开地或组合地有效测试新的浓酸溶液和碱溶液的有效性。种子脱绒系统10可作为全自动化系统运行，其以6至8分钟的处理时间来对棉籽进行脱绒、中和、冲洗和干燥，从而与先前手动方法相比显著减少对棉籽进行脱绒所花费的时间。另外，通过使脱绒过程完全自动化，众多安全措施落实到位，并且降低了安全风险。例如，控制器28与种子脱绒系统10的各种部件通信以确保条件和设置(诸如但不限于不同溶液液位)在适当参数内。同样，自动化种子脱绒系统10无需技术人员在脱绒过程中与危险的浓酸溶液和碱溶液接触。因此，通过在同一装置(例如，种子施加器40)中对棉籽进行脱绒、中和、冲洗和干燥，可减少脱绒过程时间和技术人员的暴露。因此，种子脱绒系统10提供安全联锁、整合密闭、制备和存储大量碱溶液而非根据需要制备碱溶液的能力、人机界面技术、将废弃溶液移至二次废物系统73、以及在通风橱30中执行自动化脱绒过程的能力。此外，种子脱绒系统10可用于除脱绒之外的其他过程。例如，种子脱绒系统10可用于在不进行脱绒的情况下对种子进行消毒和清洁。因此，应理解，种子脱绒系统10可向棉籽施加除本文所述之外的其他溶液(广泛地为处理)。
在不脱离所附权利要求中限定的本发明范围的情况下，所公开实施方案的修改和变型是可能的。
当介绍本发明的要素或其一个或多个实施方案时，冠词“一个”、“一种”、“该”、“所述”意图意指存在所述要素中的一个或多个。术语“包含”、“包括”和“具有”意图是包括性的且意指可能存在除所列要素以外的其他要素。
由于可在不脱离本发明的范围的情况下对以上构造、产品和方法作出各种改变，因此，意图在以上描述中包含的并且在附图中示出的所有内容都应被解释为说明性的而非以限制性意义来解释。

Claims (20)

1.一种用于棉籽的种子加工系统，其包括：
流体分布系统，所述流体分布系统被构造来将酸溶液、碱溶液和冲洗液依次分配到所述棉籽上；以及
种子施加器系统，所述种子施加器系统限定内部，所述内部被构造来容纳所述棉籽并且接收从所述流体分布系统分配的所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液，所述种子施加器系统包括转子，所述转子被构造来在将所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液分配到所述棉籽上时在所述内部中搅拌所述棉籽以实现混合。
2.如权利要求1所述的种子加工系统，其中所述种子施加器包括排出口，所述排出口允许所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液离开所述内部。
3.如权利要求2所述的种子加工系统，其还包括废弃溶液储器，所述废弃溶液储器流体连接到所述种子施加器的所述排出口以用于接收通过所述排出口离开所述种子施加器系统的所述内部的所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液。
4.如权利要求1所述的种子加工系统，其中所述种子施加器系统包括鼓风机，所述鼓风机流体连接到所述内部并且被构造来将加热空气导入所述内部以干燥所述棉籽。
5.如权利要求1所述的种子加工系统，其还包括控制器，所述控制器与所述流体分布系统和所述种子施加器系统操作性地通信，所述控制器被构造来通过控制所述流体分布系统和所述种子施加器系统的操作来使所述种子加工系统自动化。
6.如权利要求1所述的种子加工系统，其中所述流体分布系统包括用于容纳所述酸溶液的酸储器，以及用于容纳所述碱溶液的碱储器。
7.如权利要求6所述的种子加工系统，其中所述流体分布系统还包括用于分别将所述酸储器、所述碱储器和冲洗液源流体连接到所述种子施加器系统的供应管线。
8.如权利要求7所述的种子加工系统，其中所述供应管线包含用于选择性地打开和关闭所述供应管线的阀。
9.如权利要求6所述的种子加工系统，其中所述酸储器包含浓酸溶液，并且所述碱储器包含碱溶液。
10.如权利要求6所述的种子加工系统，其中所述酸储器和所述碱储器中的至少一者包括用于确定所述储器中的溶液量的流体液位传感器。
11.如权利要求1所述的种子加工系统，其中所述种子施加器系统包括：种子装载溜槽，所述种子装载溜槽用于用所述棉籽填充所述内部；和排料开口，所述排料开口与所述种子装载溜槽分离以准许所述棉籽从所述种子施加器系统的所述内部流出。
12.如权利要求1所述的种子加工系统，其还包括水槽，所述水槽流体连接到所述流体分布系统并且被构造来接收从所述流体分布系统分配的所述酸溶液、所述碱溶液和所述冲洗液。
13.一种加工棉籽的方法，其包括：
将棉籽装载到种子施加器的内部中；
将酸溶液分配到所述种子施加器的所述内部中并且分配到所述棉籽上；
在所述种子施加器的所述内部中搅拌所述棉籽以使所述酸溶液和所述棉籽混合在一起；
准许所述酸溶液流入所述种子施加器的排出口以离开所述种子施加器的所述内部；
在所述分配酸溶液之后，将碱溶液分配到所述种子施加器的所述内部中并且分配到所述棉籽上；
在所述种子施加器的所述内部中搅拌所述棉籽以使所述碱溶液和所述棉籽混合在一起；以及
准许所述碱溶液流入所述种子施加器的排出口以离开所述种子施加器的所述内部。
14.如权利要求13所述的方法，其还包括：用鼓风机干燥所述棉籽，所述鼓风机流体连接到所述种子施加器的所述内部。
15.如权利要求14所述的方法，其还包括：监测由所述鼓风机供应的加热空气的温度以确保未达到棉籽的灭菌温度。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述将所述碱溶液分配到所述种子施加器的所述内部中的步骤中和所述酸溶液。
17.如权利要求13所述的方法，其还包括：经由出口溜槽将所述棉籽从所述种子施加器移除。
18.如权利要求13所述的方法，其还包括：将所述酸溶液和所述碱溶液从所述种子施加器递送到废物储器。
19.如权利要求13所述的方法，其中分配所述酸溶液包括：打开从酸溶液储器延伸到所述种子施加器从而将所述酸溶液储器流体连接到所述种子施加器的供应管线，其中分配所述碱溶液包括：打开从碱溶液储器延伸到所述种子施加器从而将所述碱溶液储器流体连接到所述种子施加器的供应管线。
20.如权利要求13所述的方法，其还包括：
在所述分配碱溶液之后，将冲洗液分配到所述种子施加器的所述内部中并且分配到所述棉籽上；以及
准许所述冲洗液流入所述种子施加器的排出口以离开所述种子施加器的所述内部。
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