CN113514312A - 一种智能食品检测萃取工作台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能食品检测萃取工作台，属于食品检测设备技术领域，包括工作台和保温机构，所述工作台上设有均质匀浆仪、超声波仪、离心机和移液器，且开设有离心管容置腔、原液管容置腔和分液管容置腔，所述离心管容置腔、原液管容置腔与分液管容置腔分别与所述保温机构相连，且每个所述离心管容置腔、原液管容置腔与分液管容置腔能够单独控温。本发明可以对待测的样品进行保温，超声均匀性好，萃取效率高。

Description

一种智能食品检测萃取工作台

技术领域

本发明涉及食品检测设备技术领域，尤其涉及一种智能食品检测萃取工作台。

背景技术

食品安全离不开食品检测，而食品检测离不开各种检测仪器。在食品检测过程中，常规的步骤是使用均质匀浆仪将样本打散或拌匀，之后进行超声波和离心机进行萃取，在之后取上清液进行气相或液相等检测。食品检测常常需要针对食品本身的性质采用不同的仪器和方法，涉及的仪器种类繁多。

然而传统的检测仪器功能单一，在处理到一些不经常检验的食品样本时，实验室常常会因为检测仪器无法做到所需的检验方法而产生麻烦，比如，传统的均质匀浆仪无法针对温度进行控制，而高温往往会对样品带来不利影响。在实验室进行食品检测时，常常由于检测仪器多，而效率较低，导致检测流程“堵车”，而过长的时间不利于样品的保存，影响到后续的检测结果等。还有诸如实验室采用的超声波萃取仪通常为一般的超声波清洗仪，而采用的样品盛放方式一般为较大的提取罐，这样通常会造成超声空白区，影响检测效果。并且，针对不同的样品时，超声萃取仪也难以满足功率需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种智能食品检测萃取工作台，其可以对待测的样品进行保温，超声均匀性好，萃取效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能食品检测萃取工作台，包括工作台和保温机构，所述工作台上设有均质匀浆仪、超声波仪、离心机和移液器，且开设有离心管容置腔、原液管容置腔和分液管容置腔，

所述离心管容置腔排列设置为两个以上，所述均质匀浆仪设置在所述离心管容置腔的上方，所述工作台上设有用于驱动所述均质匀浆仪升降的第一升降臂，所述均质匀浆仪能够沿所述离心管容置腔的排列方向滑动；

所述超声波仪紧靠所述离心管容置腔设置，所述超声波仪能够将超声波传递至离心管容置腔内的离心管；

所述原液管容置腔用于容纳存放有经过离心的上清液的原液管，所述原液管容置腔与两个以上的分液管容置腔排列设置，所述工作台上设有用于驱动所述移液器升降的第二升降臂，所述移液器能够沿所述分液管容置腔的排列方向滑动，所述移液器用于将液体从原液管移动到分液管中；

所述离心管容置腔、原液管容置腔与分液管容置腔分别与所述保温机构相连，且每个所述离心管容置腔、原液管容置腔与分液管容置腔能够单独控温。

作为上述方案的改进，所述均质匀浆仪包括驱动主体以及与驱动主体下部可拆式连接的刀头，所述驱动主体用于驱动所述刀头旋转；

所述工作台上设有第一滑轨，所述第一升降臂的底部与所述第一滑轨滑动连接，所述第一升降臂的顶部水平设有第一导杆，所述第一导杆与所述第一滑轨垂直设置，所述第一导杆上设有向下延伸的安装支架，所述驱动主体与所述安装支架固定连接，所述安装支架能够相对所述第一导杆滑动。

作为上述方案的改进，所述移液器包括移液器主体以及与移液器主体下部可拆式连接的胶头；

所述工作台上设有第二滑轨，所述第二升降臂的底部与所述第二滑轨滑动连接，所述第二升降臂的顶部水平设有第二导杆，所述第二导杆与所述第二滑轨垂直设置，所述移液器主体设置在所述第二导杆上。

作为上述方案的改进，所述分液管容置腔设置为两排以上，所述第二升降臂上设有推动机构，所述推动机构与移液器主体相连，用于推动移液器主体在各排分液管容置腔之间移动。

作为上述方案的改进，所述工作台上设有用于带动第二升降臂沿第二滑轨滑动的驱动机构，以及与所述原液管容置腔和分液管容置腔一一对应设置的到位传感器，所述到位传感器与所述驱动机构相连。

作为上述方案的改进，所述工作台上还设有离心管架，所述分液管容置腔、原液管容置腔、离心管架及离心管容置腔在工作台上依次设置，所述离心管容置腔的排列方向与所述分液管容置腔的排列方向垂直设置。

作为上述方案的改进，所述保温机构包括蒸发器、加热器及多条热管，所述蒸发器存储有载冷剂，所述加热容器存储有载热剂，所述热管用于输送载热剂与载冷剂中的至少一种；

所述离心管容置腔、原液管容置腔、分液管容置腔外分别绕设有所述热管，所述离心管容置腔、原液管容置腔、分液管容置腔的外壁分别设有第一温度传感器。

作为上述方案的改进，多条所述热管之间相互连通，且热管连通处均设有第一电磁阀。

作为上述方案的改进，所述保温机构还包括冷液回收容器、热液回收容器和混液容器，所述热管的一端与所述蒸发器及加热器连通，另一端与所述冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通，所述热管与所述蒸发器、加热器、冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通的位置均设有第二电磁阀，所述热管在与所述冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通的位置均设有第二温度传感器。

作为上述方案的改进，所述工作台在紧靠所述超声波仪的一侧设有水浴锅，所述离心机、超声波仪和水浴锅的腔体外壁均盘绕有所述热管。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明公开了一种智能食品检测萃取工作台，通过将超声波仪紧靠离心管容置腔设置，一方面，超声波仪能够为盛放在较大容器（如罐、烧杯）的样品单独进行超声波处理，另一方面，使离心管容置腔内容置的离心管样品在进行均质匀浆的同时进行超声波处理，提升处理效率；

且离心管尺寸比一般大容器小，设于离心管容置腔内，超声处理更均匀，不易出现超声空白区；

此外，离心管容置腔设置为两个以上，对于分量大的样品可以分设在几个离心管容置腔内的离心管中，使得样品受到超声波处理更均匀，避免出现超声空白区，帮助提升检测结果的准确性；

此外，均质匀浆仪能够沿离心管容置腔的排列方向滑动，且受第一升降臂驱动升降，可以方便有序对不同离心管容置腔内的样品进行均质匀浆处理；

分液管容置腔设置为两个以上，且移液器能够沿分液管容置腔的排列方向滑动，且受第二升降臂驱动升降，可以实现有序分液；

通过将离心管容置腔、原液管容置腔与分液管容置腔分别与保温机构相连，可以实现单独控温，利于样品的保存，帮助提升后续检测结果的准确性。

附图说明

图1是本发明一种智能食品检测萃取工作台的一实施例立体结构示意图；

图2是图1的轴测视图；

图3是图1的智能食品检测萃取工作台的工作流程图；

图4是图1的智能食品检测萃取工作台通过热管循环保温的流程图；

图5是均质匀浆仪与移液器在工作台上的结构示意图；

图6是均质匀浆仪的背面结构示意图；

图7是移液器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种智能食品检测萃取工作台1的一实施例，包括工作台1和保温机构，所述工作台1上设有均质匀浆仪3、超声波仪4、离心机5和移液器6，且开设有离心管容置腔11、原液管容置腔12和分液管容置腔13，所述离心管容置腔11排列设置为两个以上，所述均质匀浆仪3设置在所述离心管容置腔11的上方，所述工作台1上设有用于驱动所述均质匀浆仪3升降的第一升降臂14，所述均质匀浆仪3能够沿所述离心管容置腔11的排列方向滑动；所述超声波仪4紧靠所述离心管容置腔11设置，所述超声波仪4能够将超声波传递至离心管容置腔11内的离心管；所述离心机5内设有用于固定离心管的转子；所述原液管容置腔12用于容纳存放有经过离心的上清液的原液管，所述原液管容置腔12与两个以上的分液管容置腔13排列设置，所述工作台1上设有用于驱动所述移液器6升降的第二升降臂15，所述移液器6能够沿所述分液管容置腔13的排列方向滑动，所述移液器6用于将液体从原液管移动到分液管中；所述离心管容置腔11、原液管容置腔12与分液管容置腔13分别与所述保温机构相连，且每个所述离心管容置腔11、原液管容置腔12与分液管容置腔13能够单独控温。

本实施例通过将超声波仪4紧靠离心管容置腔11设置，一方面，超声波仪4能够为盛放在较大容器（如罐、烧杯）的样品单独进行超声波处理，另一方面，设于离心管容置腔11内的离心管尺寸比一般大容器小，超声处理更均匀，不易出现超声空白区；使离心管容置腔11内容置的离心管样品可以同时进行均质匀浆处理与超声波处理，可以提升处理效率；此外，离心管容置腔11设置为两个以上，对于分量大的样品可以分设在几个离心管容置腔11内的离心管中，使得样品受到超声波处理更均匀，避免出现超声空白区，帮助提升检测结果的准确性；此外，均质匀浆仪3能够沿离心管容置腔11的排列方向滑动，且受第一升降臂14驱动升降，可以方便有序对不同离心管容置腔11内的样品进行均质匀浆处理；分液管容置腔13设置为两个以上，且移液器6能够沿分液管容置腔13的排列方向滑动，且受第二升降臂15驱动升降，可以实现有序分液；通过将离心管容置腔11、原液管容置腔12与分液管容置腔13分别与保温机构相连，可以实现单独控温，利于对温度要求高的样品的保存，帮助提升后续检测结果的准确性。

为保证优质的超声波效果和温度调节效果，本实施例的离心管容置腔11的槽壁采用导热性好，材质柔软的材料制成，如铜。

本实施例的保温机构包括蒸发器（图中未示出）、加热器（图中未示出）及多条热管（图中未示出），所述蒸发器存储有载冷剂，所述加热容器存储有载热剂，所述热管用于输送载热剂与载冷剂中的至少一种。所述超声波仪4、离心管容置腔11、原液管容置腔12、分液管容置腔13外分别绕设有所述热管，所述超声波仪4、离心管容置腔11、原液管容置腔12、分液管容置腔13的外壁分别设有第一温度传感器（图中未示出）。

参考图3，通过第一温度传感器实时监测，使相应热管内的载热剂与载冷剂调配至目标温度，对超声波仪4、离心管容置腔11、原液管容置腔12或分液管容置腔13进行保温。即当需要保温的腔室的温度与预设的目标温度发生偏差时，若腔室的温度低于预设的目标温度，则加热器通过相应热管内的载热剂对腔室进行升温加热，同理，若腔室的温度高于预设的目标温度，则蒸发器通过相应热管内的载冷剂对腔室进行降温冷却。所述需要保温的腔室可为超声波仪4、离心管容置腔11、原液管容置腔12或分液管容置腔13。

其中，离心管容置腔11在离心机工作时腔室是封闭的，离心机运行时会带动离心机内部空气流动，有利于热管将热量传递快速至离心管容置腔11内的样品。

由于移液前的样品操作步骤较多，因此，在工作台启动后，分液管容置腔13有充足的时间进行热管换热，实现温度调节，可以保证样品处于绝佳的暂存温度中，确保样品不会变质。

由于各步骤样品需求的温度不同，为提升热源利用效率，本实施例将多条所述热管之间相互连通，且热管连通处均设有第一电磁阀（图中未示出）。在均质匀浆时，对离心管容置腔11进行保温的热管内液体温度较高，而原液管容置腔12及分液管容置腔13需要保温的温度较低，此时离心管容置腔11外的热管的液体可以流入原液管容置腔12及分液管容置腔13外热管中，节省移液过程需要的保温热量。

此外，所述保温机构还包括冷液回收容器（图中未示出）、热液回收容器（图中未示出）和混液容器（图中未示出），所述热管的一端与所述蒸发器及加热器连通，另一端与所述冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通，所述热管与所述蒸发器、加热器、冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通的位置均设有第二电磁阀（图中未示出），所述热管在与所述冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通的位置均设有第二温度传感器（图中未示出）。

如图4所示，为了方便叙述举例，多条所述热管中的两热管分别记为热管a和热管b，当热管a内经过热液回收容器的液体温度超过第一设定值时，热管a内的液体进入热液回收容器中，当热管a内经过冷液回收容器的液体温度低于第二设定值时，热管a内的液体进入冷液回收容器中，当热管b需要保温的目标温度在第一设定值与第二设定值之间时，热液回收容器与冷液回收容器的液体通入该热管b，二次调配至目标温度，使热管内的液体实现循环保温，提升热源利用效率。

当热管内经过混液容器的液体温度位于第一设定值与第二设定值时，进入混液容器中。

本实施例的载热剂与载冷剂均为水，其温度调节的范围最低提供接近0℃，最高接近100℃，可以满足样品的各种实验要求。

结合图5和图6，本实施例的均质匀浆仪3包括驱动主体31，以及与驱动主体31下部可拆式连接的刀头32，所述驱动主体31用于驱动所述刀头32高速旋转，使样品的料液在挤压、强冲击与失压膨胀的三重作用下使样品细化，以达到均质匀浆的目的。

所述工作台1的一侧壁设有第一滑轨16，所述第一升降臂14的底部与所述第一滑轨16滑动连接，所述第一升降臂14的顶部水平设有第一导杆141，所述第一导杆141与所述第一滑轨16垂直设置，所述第一导杆141上设有向下延伸的安装支架142，所述安装支架142竖向设有两个以上的紧定螺栓143，使驱动主体31的顶部及侧壁均与安装支架142固定，防止均质匀浆仪3在高速运行过程中因抖动导致偏斜。其中，安装支架142能够相对所述第一导杆141滑动，以微调均质匀浆仪3的安装位置。

由于且样品在均质匀浆过程中所需时间较长，且均质匀浆仪3在工作完成后需要清洗或更换刀头32，本实施例的第一升降臂14在第一滑轨16上的固定采用手动调节的方式，具体通过带手柄的螺丝拧紧在第一滑轨16上。

本实施例的离心管容置腔11设置为大小不一的多个，以容置不同口径大小的离心管。离心机5可以根据不同口径大小的离心管适配不同尺寸的转子51。离心机5运行时将带动腔体内的空气流动，将离心机5的腔体外盘绕热管，热管、腔体及腔体内的空气进行热量传递，能够调节转子51上固定的离心管的环境温度，使离心管内样品在适宜的温度范围内进行离心处理。本实施例优选在工作台1上设有用于放置离心机5转子51的转子存放盒17。

本实施例的移液器6包括移液器主体61，以及与移液器主体61下部可拆式连接的胶头62。移液器主体61采用伺服电机为动力，驱动活塞在活塞筒内往复运动，以精确吸取并转移特定液体量。

所述工作台1上设有第二滑轨18，结合图7，所述第二升降臂15的底部与所述第二滑轨18滑动连接，所述第二升降臂15的顶部水平设有第二导杆151，所述第二导杆151与所述第二滑轨18垂直设置，所述移液器主体61设置在所述第二导杆151上。

为使工作台1能够尽可能多地提供分液样品，方便后续食品检验，所述分液管容置腔13优选设置为两排以上，所述第二升降臂15上设有推动机构152，所述推动机构152与移液器主体61相连，用于推动移液器主体61在各排分液管容置腔13之间移动。本实施例分液管容置腔13设置为两排，推动机构152的行程刚好为两排分液管容置腔13的中心距离。

为实现自动分液，提升分液效率，所述工作台1上设有用于带动第二升降臂15沿第二滑轨18滑动的驱动机构，以及与所述原液管容置腔12和分液管容置腔13一一对应设置的到位传感器，所述到位传感器与所述驱动机构相连，实现第二升降臂15在第二滑轨18上自动位移，方便移液器6连续工作。

此外，本实施例的工作台1在紧靠所述超声波仪4的一侧设有水浴锅19，所述水浴锅19、离心机5、超声波仪4的腔体外壁均盘绕有所述热管，以使各实验步骤均得以在目标温度范围内进行。

为方便离心管的存取，本实施例在工作台1上还设有离心管架10。所述分液管容置腔13、原液管容置腔12、离心管架10及离心管容置腔11在工作台1上依次设置，所述离心管容置腔11的排列方向与所述分液管容置腔13的排列方向垂直设置，以尽可能减少空间占用。

综上所述，实施本发明具有如下有益效果：

1、能够对各实验步骤的容器单独进行温度控制，提升样品的实验与保存环境，避免样品受高温或温度波动影响变质，帮助提升检测结果的准确性；

2、检测效率高，可以避免测试堵车造成的样品失效；

3、针对不同的样品，可以选用不同容量的离心管或选用超声波仪，适用范围广；

4、离心管内的样品进行超声波萃取时样品能够均匀地受到超声波作用，不会形成超声波空白区；

5、保温机构用于传热的液体能够循环使用，热源利用效率高。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种智能食品检测萃取工作台，其特征在于，包括工作台和保温机构，所述工作台上设有均质匀浆仪、超声波仪、离心机和移液器，且开设有离心管容置腔、原液管容置腔和分液管容置腔，

所述离心管容置腔排列设置为两个以上，所述均质匀浆仪设置在所述离心管容置腔的上方，所述工作台上设有用于驱动所述均质匀浆仪升降的第一升降臂，所述均质匀浆仪能够沿所述离心管容置腔的排列方向滑动；

所述超声波仪紧靠所述离心管容置腔设置，所述超声波仪能够将超声波传递至离心管容置腔内的离心管；

所述原液管容置腔用于容纳存放有经过离心的上清液的原液管，所述原液管容置腔与两个以上的分液管容置腔排列设置，所述工作台上设有用于驱动所述移液器升降的第二升降臂，所述移液器能够沿所述分液管容置腔的排列方向滑动，所述移液器用于将液体从原液管移动到分液管中；

所述离心管容置腔、原液管容置腔与分液管容置腔分别与所述保温机构相连，且每个所述离心管容置腔、原液管容置腔与分液管容置腔能够单独控温。

2.如权利要求1所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，所述均质匀浆仪包括驱动主体以及与驱动主体下部可拆式连接的刀头，所述驱动主体用于驱动所述刀头旋转；

所述工作台上设有第一滑轨，所述第一升降臂的底部与所述第一滑轨滑动连接，所述第一升降臂的顶部水平设有第一导杆，所述第一导杆与所述第一滑轨垂直设置，所述第一导杆上设有向下延伸的安装支架，所述驱动主体与所述安装支架固定连接，所述安装支架能够相对所述第一导杆滑动。

3.如权利要求1所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，所述移液器包括移液器主体以及与移液器主体下部可拆式连接的胶头；

所述工作台上设有第二滑轨，所述第二升降臂的底部与所述第二滑轨滑动连接，所述第二升降臂的顶部水平设有第二导杆，所述第二导杆与所述第二滑轨垂直设置，所述移液器主体设置在所述第二导杆上。

4.如权利要求3所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，所述分液管容置腔设置为两排以上，所述第二升降臂上设有推动机构，所述推动机构与移液器主体相连，用于推动移液器主体在各排分液管容置腔之间移动。

5.如权利要求3所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，所述工作台上设有用于带动第二升降臂沿第二滑轨滑动的驱动机构，以及与所述原液管容置腔和分液管容置腔一一对应设置的到位传感器，所述到位传感器与所述驱动机构相连。

6.如权利要求1所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，所述工作台上还设有离心管架，所述分液管容置腔、原液管容置腔、离心管架及离心管容置腔在工作台上依次设置，所述离心管容置腔的排列方向与所述分液管容置腔的排列方向垂直设置。

7.如权利要求1所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，所述保温机构包括蒸发器、加热器及多条热管，所述蒸发器存储有载冷剂，所述加热容器存储有载热剂，所述热管用于输送载热剂与载冷剂中的至少一种；

所述离心管容置腔、原液管容置腔、分液管容置腔外分别绕设有所述热管，所述离心管容置腔、原液管容置腔、分液管容置腔的外壁分别设有第一温度传感器。

8.如权利要求7所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，多条所述热管之间相互连通，且热管连通处均设有第一电磁阀。

9.如权利要求7或8所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，所述保温机构还包括冷液回收容器、热液回收容器和混液容器，所述热管的一端与所述蒸发器及加热器连通，另一端与所述冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通，所述热管与所述蒸发器、加热器、冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通的位置均设有第二电磁阀，所述热管在与所述冷液回收容器、热液回收容器和混液容器连通的位置均设有第二温度传感器。

10.如权利要求7所述的智能食品检测萃取工作台，其特征在于，所述工作台在紧靠所述超声波仪的一侧设有水浴锅，所述离心机、超声波仪和水浴锅的腔体外壁均盘绕有所述热管。

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