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1、大蒜分級的方法和分級機(jī)械原理探析
我國是世界上最大的大蒜生產(chǎn)國，大蒜的種植面積和產(chǎn)量均居世界前列，在世界大蒜貿(mào)易總額中占60%～70%的份額[1,2]。大蒜味道辛辣，風(fēng)味獨(dú)特，含有氨基酸、肽類、蛋白質(zhì)、糖類、無機(jī)鹽及含硫化合物等多種成分，具有殺菌、抑菌、抗毒等醫(yī)療和保健功能、對高血脂、糖尿病、心臟病及腸胃等病癥有減輕癥狀及治療作用，是著名的食藥兩用植物，深受人們喜愛。
目前，大蒜出口規(guī)格一般按直徑分為6.5cm、6cm、5.5cm、5cm、4.5cm和小散級六個級別，其中6.0cm以上為大混級，5.5～6.0cm為中
2、混級，5.5cm以下為小混級[3]。大蒜品級的不同導(dǎo)致大蒜價格也有很大差異。
為更好拓展國際市場空間，必須大力提高大蒜產(chǎn)業(yè)化水平和大蒜產(chǎn)業(yè)層次，利用科技成果優(yōu)勢，提高大蒜產(chǎn)業(yè)整體效益。目前國內(nèi)大蒜的種植與收獲已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，但是對大蒜分級的研究較少，本文研究了大蒜分級的方法和分級機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀，對大蒜分級采用的原理和特點(diǎn)進(jìn)行了概括。
1、分級原理
1.1、人工分級原理
現(xiàn)階段，我國大蒜分級大部分依靠人工分級，農(nóng)戶憑自己的經(jīng)驗(yàn)通過肉眼觀察大蒜直徑來對大蒜進(jìn)行分級。使用這種分級方法要求操作者擁有較長的工作經(jīng)驗(yàn)才能熟練操作，操作者
3、很難嚴(yán)格按照分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級，分級精度很低，使得大蒜的品質(zhì)很難保證，在國際上缺乏競爭力，大蒜的價格和農(nóng)民收入也因此受到很大的影響。
1.2、基于大蒜頭直徑與重量的線性相關(guān)性分級原理
大蒜是按尺寸大小分級的，單個蒜頭越重，蒜頭的直徑也就越大。通過實(shí)際測量，發(fā)現(xiàn)大蒜頭直徑尺寸與重量之間存在線性相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)約為0.92～0.98，因此按尺寸大小分級的標(biāo)準(zhǔn)可近似轉(zhuǎn)變?yōu)榘粗亓看笮Υ笏夥旨?。但是由于大蒜直徑與重量之間非完全的線性關(guān)系以及分級誤差的影響，個別大蒜會出現(xiàn)混級現(xiàn)象。針對這一問題，通過提出一種利用拉普拉斯公式及其函數(shù)值分布表來提高大蒜重量分級準(zhǔn)確度的方法。以此
4、可以檢驗(yàn)分級機(jī)構(gòu)分級的準(zhǔn)確性和作為因各等級大蒜的混級限量而適度調(diào)整等級標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)[4]。
1.3、篩網(wǎng)分級原理
篩網(wǎng)分級是目前市場上應(yīng)用最廣泛的分級原理之一，大部分的大蒜分級機(jī)就是基于此原理設(shè)計的。市場現(xiàn)有的大蒜分級機(jī)主要有兩種類型，一種是采用滾筒式篩網(wǎng)的分級機(jī)，如圖1所示，另一種是采用平板式篩網(wǎng)的分級機(jī)，如圖2所示。
1.傳送帶;2.電機(jī);3.主動齒輪;4.支架;5.從動齒圈;6.三級分級筒;7.二級分級筒;8.一級分機(jī)筒;9.工作臺。
1.級分揀孔;2.二級分揀孔;3.三級分揀孔。
滾筒式篩網(wǎng)分級裝置主要由依次
5、套裝在一起的一級分級筒、二級分級筒和三級分級筒組成。篩孔直徑從一級到三級逐漸減小。篩筒與水平面成一角度，在電機(jī)帶動篩筒旋轉(zhuǎn)時，篩筒內(nèi)的大蒜隨之滾動。在這一過程中，直徑較小的大蒜將通過一級分級筒上的篩孔落入二級分級筒中，直徑更小的大蒜將通過二級分級筒上的篩孔落入三級分級筒中。最后大混級大蒜留在一級分機(jī)筒中，中混級大蒜留在二級分機(jī)筒中，小混級大蒜留在三級分機(jī)筒中，與各級篩筒相連的匯料筒將各個等級的大蒜收集起來從而完成大蒜分級工作。平板式篩網(wǎng)大蒜分級機(jī)原理與之類似，篩網(wǎng)通過工作臺傾斜。篩網(wǎng)分為三個區(qū)域，從高到低各區(qū)域上篩孔直徑依次增大，在大蒜依靠自身重力下落過程中落入相應(yīng)孔內(nèi)完成分級工作。
6、
1.4、基于機(jī)器視覺原理分級
機(jī)器視覺技術(shù)在農(nóng)作物采摘、病蟲害防治等方面應(yīng)用廣泛[5-6]，而利用機(jī)器視覺也可以實(shí)現(xiàn)大蒜的自動化分級。如圖3所示，該分級機(jī)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。通過硬件系統(tǒng)中的攝像機(jī)對大蒜進(jìn)行拍攝取樣，在計算機(jī)VC6.0編譯環(huán)境下對采集的大蒜蒜頭圖像進(jìn)行處理，從而得到大蒜的最大橫截面直徑，將按尺寸大小分級的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變?yōu)榛趫D像處理對大蒜進(jìn)行分級的標(biāo)準(zhǔn)[7]。這種分級方法減少了大蒜與機(jī)械摩擦而造成的表皮損傷，保證了大蒜的完整性。
1.支架;2.MV-3000UC工業(yè)攝像機(jī);3.AFT vision機(jī)器視覺漫反射圓頂光源;4.大蒜;
7、5.暗室;6.機(jī)器視覺光源控制器;7.計算機(jī)。
2、結(jié)語
目前國內(nèi)對大蒜分級研究還比較少，除少數(shù)分級原理如使用篩網(wǎng)被小規(guī)模推廣外，大多數(shù)大蒜分級方法未被大范圍推廣，制約了大蒜深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?；跈C(jī)械化和自動化技術(shù)的分級方法能有效提高分級效率和分級精度，降低大蒜破損率，從而可提高大蒜整體品質(zhì)，推動大蒜產(chǎn)業(yè)更深層次的發(fā)展。隨著科技的發(fā)展，機(jī)械化與自動化分級方法必將取代傳統(tǒng)的人工分級方法，推動大蒜分級產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 張吉國.中國大蒜出口態(tài)勢與發(fā)展研究[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問題，2009,30(9):95-99.
[2] 潘月紅.我國大蒜產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與展望[J].中國食物與營養(yǎng)，2012,18(11):22-26.
[3] 王以元，劉錫全，陳愛紅.大蒜出口質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及達(dá)標(biāo)技術(shù)的研究簡報[J].當(dāng)代生物農(nóng)業(yè)，2005(Z1):57-58.
《大蒜分級的方法和分級機(jī)械原理探析》
大蒜分級的方法和分級機(jī)械原理探析
