專利名稱：基于超聲技術(shù)的高效無(wú)損水果清洗生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于超聲技術(shù)的高效無(wú)損水果清洗生產(chǎn)線。
背景技術(shù)：
農(nóng)產(chǎn)品采后商品化處理，是增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，其 主要技術(shù)環(huán)節(jié)包括挑選、清洗、分級(jí)和包裝。
清洗是采用浸泡、沖洗、噴淋等方式水洗、毛刷等清除農(nóng)產(chǎn)品表面污物，減 少病菌和農(nóng)藥殘留，使之清潔、衛(wèi)生，符合商品要求和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，提高商品價(jià) 值。清洗是農(nóng)產(chǎn)品采后商品化處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
現(xiàn)有的清洗方法主要有
(1) 浸洗法農(nóng)產(chǎn)品在水槽浸泡一段時(shí)間，表面粘附的污染物松離而浮于水 中，通過(guò)換水而排出。
(2) 鼓風(fēng)法將農(nóng)產(chǎn)品的采收、裝箱、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中帶入的雜物，如殘枝碎 葉，砂石等等，通過(guò)吹風(fēng)處理，完成雜物分離。
(3) 噴淋法在農(nóng)產(chǎn)品上方噴射有一定壓力的水流，使已經(jīng)浸泡松脫的污染 物與物料分離。
(4) 摩擦攪拌法摩擦攪拌是在浸洗和噴淋過(guò)程中用攪拌機(jī)構(gòu)(如漿葉式攪
拌器等)與農(nóng)產(chǎn)品之間、農(nóng)產(chǎn)品與農(nóng)產(chǎn)品之間接觸摩擦，使粘附在農(nóng)產(chǎn)品表面的 污染物松離脫落達(dá)到清洗的目的。
(5) 振動(dòng)法振動(dòng)式是利用振源產(chǎn)生的強(qiáng)大振動(dòng)，使物料表面污染物脫離后 被水帶走。該方法不適于清洗易受損傷的物料。
(6) 刷洗法利用毛刷對(duì)農(nóng)產(chǎn)品表面的泥沙污物進(jìn)行清洗。
這些方法在應(yīng)用于水果清洗時(shí)存在的問(wèn)題主要有
(1) 難以清洗水果的凹陷部位農(nóng)產(chǎn)品的表面存在凹陷部位低于農(nóng)產(chǎn)品表面 其它部位，水流、毛刷等清洗介質(zhì)難以進(jìn)入，形成清洗死角。
(2) 噴淋法、振動(dòng)法、摩擦攪拌法、刷洗法等清洗方法會(huì)傷害農(nóng)產(chǎn)品表面。
(3) 浸洗法通常需要較長(zhǎng)的清洗時(shí)間，清洗效率低，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品表面的頑固 性污垢難以清除。此外，用水量大，對(duì)生產(chǎn)成本控制不利；同時(shí)，浸泡時(shí)間過(guò) 長(zhǎng)，會(huì)影響農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)味，降低其商品價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用超聲波進(jìn)行水果清洗的生產(chǎn)線。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明包括箱體，多個(gè)第一換能器，第一隔板，第一蓋板，隔條，滾筒，軸， 進(jìn)水口，皮帶，水果隔板，水位傳感器，出水口，多個(gè)第二換能器，第二蓋板， 第四隔板，第三隔板，第二隔板，超聲電源和控制器。多個(gè)第一換能器被夾在 第一蓋板和箱體之間，多個(gè)第一換能器和第一蓋板被夾在第一隔板和第二隔板 之間，多個(gè)第二換能器被夾在第二蓋板和箱體之間，多個(gè)第二換能器和第二蓋
板被夾在第三隔板和第四隔板之間；兩個(gè)滾筒分別通過(guò)兩根軸安裝在箱體上方，
裝有隔條的皮帶環(huán)繞在兩個(gè)滾筒上，兩個(gè)滾筒中心線組成的平面與水平面夾角
為a;水果隔板安裝在箱體的內(nèi)側(cè)，安裝在皮帶上隔條從水果隔板下方通過(guò)，水 位傳感器安裝在箱體的內(nèi)側(cè)；進(jìn)水口和出水口分別安裝在箱體的外側(cè)；多個(gè)第 一換能器和多個(gè)第二換能器分別與超聲電源相連接，超聲電源和水位傳感器分 別與控制器相連接。
本發(fā)明具有的有益效果是
利用超聲波清洗時(shí)液體內(nèi)產(chǎn)生的氣泡非常均勻的特點(diǎn)，能對(duì)水果進(jìn)行均勻一致 的清洗，水果以傾斜的方式進(jìn)入清洗區(qū)域，通過(guò)穿越駐波的方式進(jìn)行清洗，能保 證清洗效果。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。 圖2是圖1的俯視圖。 圖3是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、箱體，2、多個(gè)第一換能器，3、第一隔板，4、第一蓋板，5、隔 條，6、滾筒，7、軸，8、進(jìn)水口， 9、皮帶，10、水果隔板，11、水位傳感器， 12、水果，13、出水口， 14、多個(gè)第二換能器，15、第二蓋板，16、第四隔板， 17、第三隔板，18、第二隔板，19、超聲電源，20、控制器。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明包括箱體1，多個(gè)第一換能器2，第一隔 板3，第一蓋板4，隔條5，滾筒6，軸7，進(jìn)水口8，皮帶9，水果隔板10，水 位傳感器ll，出水口 13,多個(gè)第二換能器14，第二蓋板15，第四隔板16，第 三隔板17，第二隔板18，超聲電源19，控制器20。
第一換能器2采用RLU-7950D-20H，第二換能器14采用RLU-3630D-60H， 水位傳感器11采用RSF73Y050RM水位開(kāi)關(guān)，超聲電源19采用GCH-Q型超聲
電源，控制器20采用S7-200型PLC控制器。
如圖1所示，多個(gè)第一換能器2被夾在第一蓋板4和箱體1之間，多個(gè)第一 換能器2和第一蓋板4被夾在第一隔板3和第二隔板18之間，多個(gè)第二換能器 14被夾在第二蓋板15和箱體1之間，多個(gè)第二換能器14和第二蓋板15被夾在 第三隔板17和第四隔板16之間。兩個(gè)滾筒6分別通過(guò)兩根軸7安裝在箱體1 上，皮帶9環(huán)繞在兩個(gè)滾筒6上，兩個(gè)滾筒6中心線組成的平面與水平面夾角為 ct。隔條5安裝在皮帶9上。水果隔板10安裝在箱體1的內(nèi)側(cè)，安裝在皮帶9 上隔條5從水果隔板10下方通過(guò)，水位傳感器11安裝在箱體1的內(nèi)側(cè)。
如圖2所示，進(jìn)水口 8和出水口 13安裝在箱體1的外側(cè)。
如圖3所示，多個(gè)第一換能器2和多個(gè)第二換能器14分別與超聲電源19相 連接，超聲電源19和水位傳感器11分別與控制器20相連接。
設(shè)計(jì)時(shí)，按式(1)計(jì)算兩個(gè)滾筒6中心線組成的平面與水平面夾角為cc:
(i)
&—在假定第一換能器2所產(chǎn)生的超聲波形成駐波的情況下，要求水果通 過(guò)駐波^次時(shí)兩個(gè)滾筒6中心線組成的平面與水平面所必須具備的最小夾角；
&—在假定第二換能器14所產(chǎn)生的超聲波形成駐波的情況下，要求水果 通過(guò)駐波^次時(shí)兩個(gè)滾筒6中心線組成的平面與水平面所必須具備的最小夾角；
按式(2)計(jì)算^:
"一々) (2) 式中-
——水果通過(guò)駐波的次數(shù)； A——第一換能器2產(chǎn)生的超聲波的波長(zhǎng)；
A——第一隔板3和第二隔板18之間的水平距離(如圖1所示)； 按式(3)計(jì)算《2:
,A、 m
a， = ar難(-) 、J 乂
<formula>complex formula see original document page 6</formula>
式中
AT2——水果通過(guò)駐波的次數(shù)；
&——第二換能器14產(chǎn)生的超聲波的波長(zhǎng)；
A——第三隔板17和第四隔板16之間的水平距離(如圖1所示)；
水果清洗的工作過(guò)程如下
① 啟動(dòng)超聲波換能器。控制器20首先檢測(cè)水位傳感器11，判斷水位是否到
達(dá)正常水位。當(dāng)水位達(dá)到正常水位時(shí)，啟動(dòng)超聲電源19，第一換能器2和第二 換能器14開(kāi)始工作。
② 水果入水。如圖1所示，水果12從箱體1的左側(cè)進(jìn)入箱體1，軸7在外 力作用下作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，滾筒6在軸7作帶動(dòng)下，也作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng) 皮帶9和隔條5 —起作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，隔條5從箱體1的左側(cè)將浮在水面上的水 果12壓入水中，使水果12隨隔條5 —起作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
③ 水果清洗。如圖1所示，水果12分別在第一隔板3和第二隔板18之間、 第三隔板17和第四隔板16之間形成的清洗區(qū)域得到清洗。
④ 水果上浮。如圖1所示，在箱體l的右側(cè)，當(dāng)隔條5接近豎直位置時(shí)，水 果12在浮力作用下自然上浮，由人工或其它裝置從箱體1的右側(cè)將水果12取 出，完成水果12的清洗。
如圖1所示，為了防止水位發(fā)生變化時(shí)，在第一隔板3和第二隔板18之間、 第三隔板17和第四隔板16之間的區(qū)域發(fā)生駐波現(xiàn)象，影響清洗效果，將兩個(gè) 滾筒6安裝在不同高度，使水果以傾斜的方式進(jìn)入清洗區(qū)域，通過(guò)穿越駐波的 方式進(jìn)行清洗，保證清洗效果。
如圖1所示，為了防止清洗后的水果再次進(jìn)入箱體1的左側(cè)，重復(fù)清洗，造 成生產(chǎn)率下降和能源浪費(fèi)，在箱體1的中部上方，設(shè)計(jì)了水果隔板10，將待清 洗的水果和清洗完成的水果分隔開(kāi)。
權(quán)利要求
1.一種基于超聲技術(shù)的高效無(wú)損水果清洗生產(chǎn)線，其特征在于它包括箱體(1)，多個(gè)第一換能器(2)，第一隔板(3)，第一蓋板(4)，隔條(5)，滾筒(6)，軸(7)，進(jìn)水口(8)，皮帶(9)，水果隔板(10)，水位傳感器(11)，出水口(13)，多個(gè)第二換能器(14)，第二蓋板(15)，第四隔板(16)，第三隔板(17)，第二隔板(18)，超聲電源(19)和控制器(20)；多個(gè)第一換能器(2)被夾在第一蓋板(4)和箱體(1)之間，多個(gè)第一換能器(2)和第一蓋板(4)被夾在第一隔板(3)和第二隔板(18)之間，多個(gè)第二換能器(14)被夾在第二蓋板(15)和箱體(1)之間，多個(gè)第二換能器(14)和第二蓋板(15)被夾在第三隔板(17)和第四隔板(16)之間；兩個(gè)滾筒(6)分別通過(guò)兩根軸(7)安裝在箱體(1)上方，裝有隔條(5)的皮帶(9)環(huán)繞在兩個(gè)滾筒(6)上，兩個(gè)滾筒(6)中心線組成的平面與水平面夾角為α；水果隔板(10)安裝在箱體(1)的內(nèi)側(cè)，安裝在皮帶(9)上隔條(5)從水果隔板(10)下方通過(guò)，水位傳感器(11)安裝在箱體(1)的內(nèi)側(cè)；進(jìn)水口(8)和出水口(13)分別安裝在箱體(1)的外側(cè)；多個(gè)第一換能器(2)和多個(gè)第二換能器(14)分別與超聲電源(19)相連接，超聲電源(19)和水位傳感器(11)分別與控制器(20)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲技術(shù)的高效無(wú)損水果清洗生產(chǎn)線， 其特征在于所述的兩個(gè)滾筒(6)中心線組成的平面與水平面夾角《為(i)A——在假定第一換能器(2)所產(chǎn)生的超聲波形成駐波的情況下，要求水果通 過(guò)駐波A^次時(shí)兩個(gè)滾筒(6)中心線組成的平面與水平面所必須具備的最小夾角；%—在假定第二換能器(14)所產(chǎn)生的超聲波形成駐波的情況下，要求水果 通過(guò)駐波A^次時(shí)兩個(gè)滾筒(6)中心線組成的平面與水平面所必須具備的最小夾 角；按式(2)計(jì)算"1: 式中——水果通過(guò)駐波的次數(shù)； &——第一換能器(2)產(chǎn)生的超聲波的波長(zhǎng)；A——第一隔板(3)和第二隔板(18)之伺的水平距離；按式(3)計(jì)算a2:a2 = arctg(N2λ2/2L2) (3)式中-N2——水果通過(guò)駐波的次數(shù)； λ1—第二換能器(14)產(chǎn)生的超聲波的波長(zhǎng)； L1——第三隔板(17)和第四隔板(16)之間的水平距離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于超聲技術(shù)的高效無(wú)損水果清洗生產(chǎn)線。多個(gè)第一換能器安裝在第一蓋板、箱體、第一隔板和第二隔板之間，多個(gè)第二換能器安裝在第二蓋板、箱體、第三隔板和第四隔板之間，兩個(gè)滾筒分別通過(guò)兩根軸安裝在箱體上，隔條通過(guò)皮帶環(huán)繞在兩個(gè)滾筒上，水果隔板安裝在箱體的內(nèi)側(cè)，安裝在皮帶上隔條從水果隔板下方通過(guò)，水位傳感器安裝在箱體的內(nèi)側(cè)，進(jìn)水口和出水口安裝在箱體的外側(cè)。第一換能器和第二換能器分別與超聲電源相連接，超聲電源和水位傳感器分別與控制器相連接。本發(fā)明利用超聲波清洗時(shí)液體內(nèi)產(chǎn)生的氣泡非常均勻的特點(diǎn)，能對(duì)水果進(jìn)行均勻一致的清洗，水果以傾斜的方式進(jìn)入清洗區(qū)域，通過(guò)穿越駐波的方式進(jìn)行清洗，能保證清洗效果。
文檔編號(hào)A23N12/02GK101194743SQ20071019432
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者應(yīng)義斌, 蔣煥煜, 饒秀勤 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)