CN208414352U

CN208414352U - 一种油料的微波预处理装置

Info

Publication number: CN208414352U
Application number: CN201820784044.1U
Authority: CN
Inventors: 万楚筠; 黄凤洪; 李文林; 时杰; 邓乾春; 周琦; 汤虎; 郑明明; 郑畅; 刘昌盛; 陈思涵; 郭萍梅
Original assignee: Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agriculture Sciences
Current assignee: WUHAN ZHONGYOU NIKANG TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2019-01-22
Anticipated expiration: 2028-05-24

Abstract

本实用新型涉及油料油脂加工技术领域，特指一种油料的微波预处理装置，包括进料斗、机架、箱体、出料槽、取样组件、检测器组件以及控制系统，箱体固定于机架中间位置，进料斗设于箱体右侧，出料槽设于箱体左侧，取样组件设于出料槽端，取样组件吸取出料槽端的物料至检测器进行检测，检测器检测后的相片发送到控制系统进行物料仁颜色识别与量化处理。该装置能针对不同油料自动调控微波处理强度，具有占地少、效率高和能耗省的优点。

Description

一种油料的微波预处理装置

技术领域

本实用新型涉及油料油脂加工技术领域，特指一种油料的微波预处理装置。

背景技术

我国是油料和油脂消费大国，每年消费食用植物油脂约3000多万吨，还呈逐年上升的趋势。随着经济的发展和社会的进步，人们食品消费的观念，逐渐从吃的饱、吃的好，向吃出营养、健康和美味方向转变，对于食用油脂的消费也是如此。很长一段时间，我国的油脂加工工艺主要为热榨，该工艺要求油料在压榨前，先经过高达140℃以上的温度进行长时间蒸炒预处理，这导致压榨出的毛油色泽深，品质较差，需要复杂的化学精炼工艺，才能达到食用的要求，油中的微量营养成分V_E、甾醇和多酚等被破坏严重。因此，热榨工艺越来越不能适应和满足现在食用油健康、营养、绿色和低耗加工的需要。近一些年，逐渐发展的油料低温压榨技术，压榨温度低于90℃，压榨前不需要对油料进行高温蒸炒预处理，压榨出的毛油品质较好，但是对于一些油料如油菜籽、芝麻和胡麻等，低温压榨油的风味不佳，影响了它们的售卖品质。对油菜籽、芝麻和胡麻等油料在压榨前进行适当强度的微波辐照处理，不仅能使这些油料产生令人愉悦的风味，而且对油料中的微量营养成分破坏较少。然而对于微波辐照处理强度的正确调控是进行油料微波预处理时即能产生浓郁风味，又不破坏微量营养成份的关键。现有的工业微波加热设备，主要是设计用于物料的水分去除，在用于进行油料调质生香预处理时存在能耗高、占地大和不能自动调节微波辐照强度等的问题。

发明内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种能针对不同油料自动调控微波处理强度、占地少、效率高和能耗省的油料微波预处理装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种油料的微波预处理装置，包括进料斗、机架、箱体、出料槽、取样组件、检测器组件以及控制系统，箱体固定于机架中间位置，进料斗设于箱体右侧，出料槽设于箱体左侧，取样组件设于出料槽端，取样组件吸取出料槽端的物料至检测器进行检测，检测器检测后的相片发送到控制系统进行物料仁颜色识别与量化处理。

进一步而言，所述机架右端设有支架一，支架一上设有进料皮带托辊，机架左端设有支架二，支架二上设有出料皮带托辊，箱体右侧面上部设有进料口，进料口对应设置有抑制器一，进料斗与进料口对应设置，进料口下面设有皮带进口，皮带进口对应设置有抑制器二，箱体左侧面上平顺设有出料口，出料口对应设置有抑制器三，出料口与出料槽对应设置，出料口下面设有皮带出口，皮带出口对应设置有抑制器四，箱体内部设有输送带组件，输送带组件一端通过皮带进口套于进料皮带托辊上，输送带组件另一端通过皮带出口套于出料皮带托辊上。

进一步而言，所述输送带组件包括上层输送带、中层输送带与下层输送带，进料斗的底面出口与上层输送带平面间隔一定距离设置，进料斗上沿上层输送带宽度方向设有垂直于上层输送带平面的料厚调节插板，料厚调节插板通过步进电机驱动上下精确移动，上层输送带右端通过皮带进口套于进料皮带托辊上，上层输送带左端套于箱体内的上层输送带托辊上，中层输送带设于上层输送带下方，中层输送带两端分别套于箱体内的中层输送带托辊上，下层输送带设于中层输送带托辊下方，下层输送带一端套于箱体内的下层输送带托辊上，下层输送带另一端通过皮带出口套于出料皮带托辊上，下层输送带的上方设有取样组件，取样组件包括取样管，取样管通过吸料电机驱动吸料，下层输送带的下方设有称量辊。

进一步而言，所述上层输送带托辊与箱体内左端的中层输送带托辊之间稍有错位，且设有导料槽一，导料槽一对应设置有加热箱门一，箱体内右端的中层输送带托辊与箱体内的下层输送带托辊之间稍有错位，且设有导料槽二，导料槽二对应设置有加热箱门。

进一步而言，所述箱体的顶面、前侧面与后侧面分别设有多个磁控管，且每个磁控管均连接有波导，箱体与磁控管之间设有保温层，磁控管的顶部设有安全网与排湿口。

进一步而言，所述检测器包括机箱、碾搓对辊与数码相机，机箱内部通过隔板分隔成型设有脱壳分离室与数码照相室，碾搓对辊设于脱壳分离室内，机箱顶部设有进样口，取样组件吸取出料槽端的物料至进样口，进样口将吸取的物料导至碾搓对辊，碾搓对辊下方设有导料斜板，导料斜板将经碾搓对辊脱壳的物料导至数码照相室，脱壳分离室靠近隔板的位置设有吸壳风道，数码相机设于数码照相室内，数码照相室底面一侧设有吸料出口，数码相机把拍摄到的物料仁的数码图片发送至控制系统进行物料仁颜色识别与量化处理，控制系统包括PLC控制器与工控机，工控机中预安装有可自动处理数码相机发送的数码图片的软件与程序，对图片中的物料仁进行颜色识别和量化处理，并与标准参比对比后，发出相应操作指令给PLC控制器来控制设备正常运行。

本实用新型还提供了一种油料预处理的方法，包括以下步骤：

1)新收获油料种子的净选和干燥：新收获的油料种子，经清理去除荚壳、泥土和石头等杂质，再经干燥控制其水分；

2)建立风味颜色标准参比：对净选和干燥后油料种子进行微波辐射，对不同辐射强度的油料种子先取一部分进行种皮脱除和皮仁分离，对仁进行颜色识别和量化；再取另一部分，在相同条件下进行低温压榨，对压榨油中微量营养成分保留率大于85％的低温压榨油的风味进行感观评定，建立油料种仁颜色量化值与压榨油风味值之间的对应关系，作为此种油料微波预处理的标准参比；

3)油料种子微波预处理：将油料种子置于微波预处理装置中进行微波辐射，通过在处理过程中不断检验油料种仁颜色量化值与目标风味颜色标准参比值的差异程度，来调节微波辐射强度，以使油料种子所受微波辐射强度达到或接近目标风味强度。

进一步而言，步骤1)中再经干燥控制水分，其中干燥采用日晒或烘干的方式实现，水分控制在8％-13％。

进一步而言，步骤3)中将油料种子置于微波预处理装置中进行微波辐射，微波的频率为2450MHz或915MHz。

进一步而言，步骤3)中色的量化方法采用LAB模式，微波预处理油料种仁颜色量化值与目标风味颜色标准参比值的差异程度采用ΔE＝[(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]^1/2计算，微波强度调节方向与ΔL*值方向一致。

本实用新型有益效果：

1)本实用新型采用检测油料仁变色的方法来判断微波处理效果，具有可在线检测，检测速度快，不受物料水分和微波源分布和辐射方式影响等优势；

2)本实用新型的微波预处理装置采用三层输送带结构，节约占地面积；箱体与磁控管间设有保温层，可以降低箱体内热量损失，防止磁控管过热，提高微波辐射稳定性，降低设备功耗。

附图说明

图1是本实用新型微波预处理装置整体结构图；

图2是图1俯视图；

图3是图1侧视图；

图4是检测器结构图；

图5是菜籽仁颜色量化值与压榨油风味值之间的对应关系表。

1.进料斗；2.机架；3.箱体；4.出料槽；5.支架一；6.进料皮带托辊；7.支架二；8.出料皮带托辊；9.进料口；10.抑制器一；11.皮带进口；12.出料口；13.皮带出口；14.上层输送带；15.上层输送带托辊；16.中层输送带；17.中层输送带托辊；18.下层输送带；19.下层输送带托辊；20.磁控管；21.波导；22.保温层；23.料厚调节插板；24.步进电机；25.取样管；26.吸料电机；27.称量辊；28.安全网；29.排湿口；30.导料槽一；31.加热箱门一；32.导料槽二；33.加热箱门二；40.机箱；41.碾搓对辊；42.数码相机；43.隔板；44.导料斜板；45.脱壳分离室；46.数码照相室；47.进样口；48.吸壳风道；49.吸料出口；100.抑制器二；101.抑制器三；102.抑制器四。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

如图1至图3所示，一种油料的微波预处理装置，包括进料斗1、机架2、箱体3、出料槽4、取样组件、检测器组件以及控制系统，箱体3固定于机架2中间位置，进料斗1设于箱体3右侧，出料槽4设于箱体3左侧，取样组件设于出料槽4端，取样组件吸取出料槽4端的物料至检测器进行检测，检测器检测后的相片发送到控制系统进行物料仁颜色识别与量化处理。以上所述构成本实用新型基本结构。

本实用新型采用这样的结构设置，其工作原理：油料种子通过进料斗1经输送带送入箱体3进行微波辐射，经微波辐射后的油料种子经输送带从出料槽4输出，并通过取样组件吸取出料槽4端的物料至检测器进行检测，检测器检测后的相片发送到控制系统进行物料仁颜色识别与量化处理，并与标准参比对比后，发出相应操作指令给PLC控制器来控制设备运行，通过在处理过程中不断检验油料种仁颜色量化值与目标风味颜色标准参比值的差异程度，来调节微波辐射强度，以使油料种子所受微波辐射强度达到或接近目标风味强度。

更具体而言，所述机架2右端设有支架一5，支架一5上设有进料皮带托辊6，机架2左端设有支架二7，支架二7上设有出料皮带托辊8(进料皮带托辊6与出料皮带托辊8作为输送带的始端与终端)，箱体3右侧面上部设有进料口9，进料口9对应设置有抑制器一10(通过抑制器一10将进料口9完全套住)，进料斗1与进料口9对应设置，进料口9下面设有皮带进口11，皮带进口11对应设置有抑制器二100(通过抑制器二100将皮带进口11完全套住)，箱体3左侧面上平顺设有出料口12，出料口12对应设置有抑制器三101(通过抑制器三101将出料口12完全套住)，出料口12与出料槽4对应设置，出料口12下面设有皮带出口13，皮带出口13对应设置有抑制器四102(通过抑制器四102将皮带出口13完全套住)，箱体3内部设有输送带组件，输送带组件一端通过皮带进口11套于进料皮带托辊6上，输送带组件另一端通过皮带出口13套于出料皮带托辊8上。

更具体而言，所述输送带组件包括上层输送带14、中层输送带16与下层输送带18，进料斗1的底面出口与上层输送带14平面间隔一定距离设置，进料斗1上沿上层输送带14宽度方向设有垂直于上层输送带14平面的料厚调节插板23，料厚调节插板23通过步进电机24驱动上下精确移动(通过步进电机24驱动料厚调节插板23上下精确移动实现从进料斗1落入上层输送带14上面的物料更均匀)，上层输送带14右端通过皮带进口11套于进料皮带托辊6上，上层输送带14左端套于箱体3内的上层输送带托辊15上，中层输送带16设于上层输送带14下方，中层输送带16两端分别套于箱体3内的中层输送带托辊17上，下层输送带18设于中层输送带托辊17下方，下层输送带18一端套于箱体3内的下层输送带托辊19上，下层输送带18另一端通过皮带出口13套于出料皮带托辊8上(物料依次从上层输送带14、中层输送带16与下层输送带18经过)，下层输送带18的上方设有取样组件，取样组件包括取样管25，取样管25通过吸料电机26驱动吸料(通过吸料电机26驱动取样管25吸料后送至检测器进行检测)，下层输送带18的下方设有称量辊27(用于称量流过辊间的物料重量和产量)。需要说明的是，进料皮带托辊6、上层输送带托辊15、中层输送带托辊17、下层输送带托辊19以及出料皮带托辊8分别通过电机驱动运行，电机通过控制系统控制输送带的快慢；步进电机24通过控制系统控制料厚调节插板23的高低。

更具体而言，所述上层输送带托辊15与箱体3内左端的中层输送带托辊17之间稍有错位，且设有导料槽一30(用于将上层输送带14上的物料完全导入中层输送带16上)，导料槽一30对应设置有加热箱门一31(用于对物料进行加热)，箱体3内右端的中层输送带托辊17与箱体3内的下层输送带托辊19之间稍有错位，且设有导料槽二32(用于将中层输送带16上的物料完全导入下层输送带18上)，导料槽二32对应设置有加热箱门33(用于对物料进行加热)。

更具体而言，所述箱体3的顶面、前侧面与后侧面分别设有多个磁控管20，且每个磁控管20均连接有波导21(用于对箱体3内的物料进行微波辐射)，箱体3与磁控管20之间设有保温层22，磁控管20的顶部设有安全网28与排湿口29(可以降低箱体内热量损失，防止磁控管过热，提高微波辐射稳定性，降低设备功耗)。需要说明的是，磁控管20通过控制系统控制加减。

如图4所示，所述检测器包括机箱40、碾搓对辊41与数码相机42，机箱40内部通过隔板43分隔成型设有脱壳分离室45与数码照相室46，碾搓对辊41设于脱壳分离室45内，机箱40顶部设有进样口47，取样组件吸取出料槽4端的物料至进样口47，进样口47将吸取的物料导至碾搓对辊41(用于物料的脱壳)，碾搓对辊41下方设有导料斜板44，导料斜板44将经碾搓对辊41脱壳的物料导至数码照相室46，脱壳分离室45靠近隔板43的位置设有吸壳风道48(用于将流经风道底部的物料的壳吸出，只留下物料的仁进入数码照相室46内)，数码相机42设于数码照相室46内(用于清楚拍摄流入数码照相室46内的物料仁的照片)，数码照相室46底面一侧设有吸料出口49(用于将完成拍摄的物料仁吸出数码照相室46)，数码相机42把拍摄到的物料仁的数码图片发送至控制系统进行物料仁颜色识别与量化处理，控制系统包括PLC控制器与工控机，工控机中预安装有可自动处理数码相机42发送的数码图片的软件与程序，对图片中的物料仁进行颜色识别和量化处理，并与标准参比对比后，发出相应操作指令给PLC控制器来控制设备运行。

实际应用中，油料的微波预处理装置启动后，电机带动输送带组件往复运行，待处理油料不断从进料斗1底部流出落在上层输送带14上，经料厚调节插板23的限位作用，在上层输送带14上平铺成厚度一致的油料层，油料层随着上层输送带14从右向左运行前进，依次经过抑制器一10、进料口9进入箱体3的内部，此时物料受到安装于箱体3顶面的磁控管20所产生的微波辐射，物料到达上层输送带14左端边缘后，由于重力原因沿导料槽一30落下至中层输送带16上，中层输送带16由左向右运行前进，此时物料受到安装于箱体3前后两侧面的磁控管20所产生的微波辐射，在运行到中层输送带16右端边缘后，由于重力原因沿导料槽二32落下至下层输送带18上，下层输送带18从右向左运行前进，此时物料同样受到安装于箱体3前后两侧面的磁控管20所产生的微波辐射，油料依次经过出料口12、抑制器三101流出箱体3，再经称量辊27称量计重，称重后的物料通过出料槽4出料，同时取样管25在吸料电机26驱动下取样送入检测器检测，检测器将油料仁受微波辐射变色后的照片发到控制系统，经控制系统工控机的预安装软件和程序识别，并与预设的目标风味颜色标准参比对照判断后，相应的发出调高或调低料厚调节插板23，增加或减少磁控管20功率，加快或减慢输送带组件运行速度指令给PLC进行执行，以使进入油料的微波预处理装置的油料所受到的微波辐射强度调整到目标值。

本实用新型以清香型低温压榨菜籽油的油菜籽微波预处理为实验数据：

1)新收获油菜籽的净选和干燥：新收获的油菜籽采用组合式清理筛去除荚壳、泥土和石头等杂质，再经日晒使油料种子的水分控制在10％左右；

2)建立风味颜色标准参比：对经上一步骤处理过的油菜籽，采用箱式微波炉进行微波(2450MHz)辐射处理，对不同微波辐射时间的油菜籽先取一部分采用碾搓法进行脱壳和再采用风选进行皮仁分离，采用数码相机对仁进行拍摄后导入电脑，使用图像处理软件PhotoShop进行颜色识别和CI E Lab模式量化；再取另一部分，在相同条件下进行低温压榨，对比微波预处理前后油料低温压榨油的VE、甾醇、β-胡萝卜素和多酚营养成分的含量，对微波处理后低温压榨油上述营养素含量与处理前之比都大于85％的低温压榨油的风味进行感观评定，建立菜籽仁颜色量化值与压榨油风味值之间的对应关系(如图5所示)，作为该油菜籽微波预处理的标准参比；

3)油菜籽微波预处理：将上一步骤建立的风味颜色标准参比输入本实用新型装置的控制系统，在控制系统中设定微波辐射强度为香味清淡，然后将油菜籽置于本实用新型装置，开启装置进行微波(2450MHz)辐射，检测器对流过的油菜籽进行实时检测，假设当检测到经微波辐射的油菜籽仁的颜色值为L*＝98，a*＝-23，b*＝83，与目标风味“香味清淡”型L*为92～95，有差异，且L*值低于目标值，则控制系统会通过降低输送带速度、降低料层厚度或是增加磁控管功率来增加对菜籽的辐射强度，使经处理的菜籽仁达到目标风味颜色值的范围，从而使压榨油的风味为目标风味。

更具体而言，步骤1)中再经干燥控制水分，其中干燥采用日晒或烘干的方式实现，水分控制在8％-13％。

更具体而言，步骤3)中将油料种子置于微波预处理装置中进行微波辐射，微波的频率为2450MHz或915MHz。

更具体而言，步骤3)中色的量化方法采用LAB模式，微波预处理油料种仁颜色量化值与目标风味颜色标准参比值的差异程度采用ΔE＝[(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]^1/2计算，微波强度调节方向与ΔL*值方向一致。

以上结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种油料的微波预处理装置，其特征在于：包括进料斗(1)、机架(2)、箱体(3)、出料槽(4)、取样组件、检测器组件以及控制系统，所述箱体(3)固定于机架(2)中间位置，所述进料斗(1)设于箱体(3)右侧，所述出料槽(4)设于箱体(3)左侧，所述取样组件设于出料槽(4)端，所述取样组件吸取出料槽(4)端的物料至检测器进行检测，所述检测器检测后的相片发送到控制系统进行物料仁颜色识别与量化处理。

2.根据权利要求1所述一种油料的微波预处理装置，其特征在于：所述机架(2)右端设有支架一(5)，所述支架一(5)上设有进料皮带托辊(6)，所述机架(2)左端设有支架二(7)，所述支架二(7)上设有出料皮带托辊(8)，所述箱体(3)右侧面上部设有进料口(9)，所述进料口(9)对应设置有抑制器一(10)，所述进料斗(1)与进料口(9)对应设置，所述进料口(9)下面设有皮带进口(11)，所述皮带进口(11)对应设置有抑制器二(100)，所述箱体(3)左侧面上平顺设有出料口(12)，所述出料口(12)对应设置有抑制器三(101)，所述出料口(12)与出料槽(4)对应设置，所述出料口(12)下面设有皮带出口(13)，所述皮带出口(13)对应设置有抑制器四(102)，所述箱体(3)内部设有输送带组件，所述输送带组件一端通过皮带进口(11)套于进料皮带托辊(6)上，所述输送带组件另一端通过皮带出口(13)套于出料皮带托辊(8)上。

3.根据权利要求2所述一种油料的微波预处理装置，其特征在于：所述输送带组件包括上层输送带(14)、中层输送带(16)与下层输送带(18)，所述进料斗(1)的底面出口与上层输送带(14)平面间隔一定距离设置，所述进料斗(1)上沿上层输送带(14)宽度方向设有垂直于上层输送带(14)平面的料厚调节插板(23)，所述料厚调节插板(23)通过步进电机(24)驱动上下精确移动，所述上层输送带(14)右端通过皮带进口(11)套于进料皮带托辊(6)上，所述上层输送带(14)左端套于箱体(3)内的上层输送带托辊(15)上，所述中层输送带(16)设于上层输送带(14)下方，所述中层输送带(16)两端分别套于箱体(3)内的中层输送带托辊(17)上，所述下层输送带(18)设于中层输送带托辊(17)下方，所述下层输送带(18)一端套于箱体(3)内的下层输送带托辊(19)上，所述下层输送带(18)另一端通过皮带出口(13)套于出料皮带托辊(8)上，所述下层输送带(18)的上方设有取样组件，所述取样组件包括取样管(25)，所述取样管(25)通过吸料电机(26)驱动吸料，所述下层输送带(18)的下方设有称量辊(27)。

4.根据权利要求3所述一种油料的微波预处理装置，其特征在于：所述上层输送带托辊(15)与箱体(3)内左端的中层输送带托辊(17)之间稍有错位，且设有导料槽一(30)，所述导料槽一(30)对应设置有加热箱门一(31)，所述箱体(3)内右端的中层输送带托辊(17)与箱体(3)内的下层输送带托辊(19)之间稍有错位，且设有导料槽二(32)，所述导料槽二(32)对应设置有加热箱门(33)。

5.根据权利要求1所述一种油料的微波预处理装置，其特征在于：所述箱体(3)的顶面、前侧面与后侧面分别设有多个磁控管(20)，且每个磁控管(20)均连接有波导(21)，所述箱体(3)与磁控管(20)之间设有保温层(22)，所述磁控管(20)的顶部设有安全网(28)与排湿口(29)。

6.根据权利要求1所述一种油料的微波预处理装置，其特征在于：所述检测器包括机箱(40)、碾搓对辊(41)与数码相机(42)，所述机箱(40)内部通过隔板(43)分隔成型设有脱壳分离室(45)与数码照相室(46)，所述碾搓对辊(41)设于脱壳分离室(45)内，所述机箱(40)顶部设有进样口(47)，所述取样组件吸取出料槽(4)端的物料至进样口(47)，所述进样口(47)将吸取的物料导至碾搓对辊(41)，所述碾搓对辊(41)下方设有导料斜板(44)，所述导料斜板(44)将经碾搓对辊(41)脱壳的物料导至数码照相室(46)，所述脱壳分离室(45)靠近隔板(43)的位置设有吸壳风道(48)，所述数码相机(42)设于数码照相室(46)内，所述数码照相室(46)底面一侧设有吸料出口(49)，所述数码相机(42)把拍摄到的物料仁的数码图片发送至控制系统进行物料仁颜色识别与量化处理，所述控制系统包括PLC控制器与工控机，所述工控机中预安装有可自动处理数码相机(42)发送的数码图片的软件与程序，对图片中的物料仁进行颜色识别和量化处理，并与标准参比对比后，发出相应操作指令给PLC控制器来控制设备运行。