專利名稱：基于超聲技術(shù)的高效無損水果清洗生產(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，是增強市場競爭力，提高經(jīng)濟效益的重要手段，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)生標準，提高商品價 值。清洗是農(nóng)產(chǎn)品采后商品化處理的一個重要環(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間，表面粘附的污染物松離而浮于水 中，通過換水而排出。
(2) 鼓風法將農(nóng)產(chǎn)品的采收、裝箱、運輸?shù)冗^程中帶入的雜物，如殘枝碎 葉，砂石等等，通過吹風處理，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程中用攪拌機構(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 污染物松離脫落達到清洗的目的。
(5) 振動法振動式是利用振源產(chǎn)生的強大振動，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) 刷洗法利用毛刷對農(nóng)產(chǎn)品表面的泥沙污物進行清洗。
這些方法在應用于水果清洗時存在的問題主要有
(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)難以進入，形成清洗死角。
(2) 噴淋法、振動法、摩擦攪拌法、刷洗法等清洗方法會傷害農(nóng)產(chǎn)品表面。
(3) 浸洗法通常需要較長的清洗時間，清洗效率低，對于農(nóng)產(chǎn)品表面的頑固 性污垢難以清除。此外，用水量大，對生產(chǎn)成本控制不利；同時，浸泡時間過 長，會影響農(nóng)產(chǎn)品風味，降低其商品價值。

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，多個第一換能器，第一隔板，第一蓋板，隔條，滾筒，軸， 進水口，皮帶，水果隔板，水位傳感器，出水口，多個第二換能器，第二蓋板， 第四隔板，第三隔板，第二隔板，超聲電源和控制器。多個第一換能器被夾在 第一蓋板和箱體之間，多個第一換能器和第一蓋板被夾在第一隔板和第二隔板 之間，多個第二換能器被夾在第二蓋板和箱體之間，多個第二換能器和第二蓋
板被夾在第三隔板和第四隔板之間；兩個滾筒分別通過兩根軸安裝在箱體上方，
裝有隔條的皮帶環(huán)繞在兩個滾筒上，兩個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，水 位傳感器安裝在箱體的內(nèi)側(cè)；進水口和出水口分別安裝在箱體的外側(cè)；多個第 一換能器和多個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
利用超聲波清洗時液體內(nèi)產(chǎn)生的氣泡非常均勻的特點，能對水果進行均勻一致 的清洗，水果以傾斜的方式進入清洗區(qū)域，通過穿越駐波的方式進行清洗，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，進水口8，皮帶9，水果隔板10，水 位傳感器ll，出水口 13,多個第二換能器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，多個第一換能器2被夾在第一蓋板4和箱體1之間，多個第一 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，多個第二換能器 14被夾在第二蓋板15和箱體1之間，多個第二換能器14和第二蓋板15被夾在 第三隔板17和第四隔板16之間。兩個滾筒6分別通過兩根軸7安裝在箱體1 上，皮帶9環(huán)繞在兩個滾筒6上，兩個滾筒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，水位傳感器11安裝在箱體1的內(nèi)側(cè)。
如圖2所示，進水口 8和出水口 13安裝在箱體1的外側(cè)。
如圖3所示，多個第一換能器2和多個第二換能器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)計時，按式(1)計算兩個滾筒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 過駐波^次時兩個滾筒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 通過駐波^次時兩個滾筒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)計算^:
"一々) (2) 式中-
——水果通過駐波的次數(shù)； A——第一換能器2產(chǎn)生的超聲波的波長；
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——水果通過駐波的次數(shù)；
&——第二換能器14產(chǎn)生的超聲波的波長；
A——第三隔板17和第四隔板16之間的水平距離(如圖1所示)；
水果清洗的工作過程如下
① 啟動超聲波換能器?？刂破?0首先檢測水位傳感器11，判斷水位是否到
達正常水位。當水位達到正常水位時，啟動超聲電源19，第一換能器2和第二 換能器14開始工作。
② 水果入水。如圖1所示，水果12從箱體1的左側(cè)進入箱體1，軸7在外 力作用下作逆時針旋轉(zhuǎn)，滾筒6在軸7作帶動下，也作逆時針旋轉(zhuǎn)，從而帶動 皮帶9和隔條5 —起作逆時針旋轉(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)，當隔條5接近豎直位置時，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，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 滾筒6安裝在不同高度，使水果以傾斜的方式進入清洗區(qū)域，通過穿越駐波的 方式進行清洗，保證清洗效果。
如圖1所示，為了防止清洗后的水果再次進入箱體1的左側(cè)，重復清洗，造 成生產(chǎn)率下降和能源浪費，在箱體1的中部上方，設(shè)計了水果隔板10，將待清 洗的水果和清洗完成的水果分隔開。
權(quán)利要求
1.一種基于超聲技術(shù)的高效無損水果清洗生產(chǎn)線，其特征在于它包括箱體(1)，多個第一換能器(2)，第一隔板(3)，第一蓋板(4)，隔條(5)，滾筒(6)，軸(7)，進水口(8)，皮帶(9)，水果隔板(10)，水位傳感器(11)，出水口(13)，多個第二換能器(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)；多個第一換能器(2)被夾在第一蓋板(4)和箱體(1)之間，多個第一換能器(2)和第一蓋板(4)被夾在第一隔板(3)和第二隔板(18)之間，多個第二換能器(14)被夾在第二蓋板(15)和箱體(1)之間，多個第二換能器(14)和第二蓋板(15)被夾在第三隔板(17)和第四隔板(16)之間；兩個滾筒(6)分別通過兩根軸(7)安裝在箱體(1)上方，裝有隔條(5)的皮帶(9)環(huán)繞在兩個滾筒(6)上，兩個滾筒(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，水位傳感器(11)安裝在箱體(1)的內(nèi)側(cè)；進水口(8)和出水口(13)分別安裝在箱體(1)的外側(cè)；多個第一換能器(2)和多個第二換能器(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)的高效無損水果清洗生產(chǎn)線， 其特征在于所述的兩個滾筒(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 過駐波A^次時兩個滾筒(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 通過駐波A^次時兩個滾筒(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)計算"1: 式中——水果通過駐波的次數(shù)； &——第一換能器(2)產(chǎn)生的超聲波的波長；A——第一隔板(3)和第二隔板(18)之伺的水平距離；按式(3)計算a2:a2 = arctg(N2λ2/2L2) (3)式中-N2——水果通過駐波的次數(shù)； λ1—第二換能器(14)產(chǎn)生的超聲波的波長； 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)明公開了一種基于超聲技術(shù)的高效無損水果清洗生產(chǎn)線。多個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，兩個滾筒分別通過兩根軸安裝在箱體上，隔條通過皮帶環(huán)繞在兩個滾筒上，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，水位傳感器安裝在箱體的內(nèi)側(cè)，進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液體內(nèi)產(chǎn)生的氣泡非常均勻的特點，能對水果進行均勻一致的清洗，水果以傾斜的方式進入清洗區(qū)域，通過穿越駐波的方式進行清洗，能保證清洗效果。
文檔編號A23N12/02GK101194743SQ20071019432
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者應義斌, 蔣煥煜, 饒秀勤 申請人:浙江大學