一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置

本技术属于果蔬干燥加工，具体涉及一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置。

背景技术：

1、果蔬烘干是农产品加工过程中的重要环节，烘干后的果蔬具有特别的风味与色泽。准确判断果蔬烘干过程中的品质是及时调整烘干工艺的基础，但是长期以来，对烘干过程中果蔬品质的判断还主要依靠经验缺乏量化的仪器。果蔬烘干实质是果蔬脱水干燥过程和生理生化过程的统一，果蔬内水分含量多少直接影响组织细胞内生化变化的速度和方向。例如果蔬烘干时失水过快会导致细胞过早死亡，造成香味物质转化不完全；失水过慢又会造成果蔬褐化。在烘干过程中，严格控制好烘干各阶段失水速率和失水量，使其与果蔬的内在变化和外观形态协调一致，对于保证和提高烘干质量是十分重要的。

2、然而，目前技术人员仍是以感官和经验为主，用比较笼统的果蔬外观形态来判定其烘干程度。在烘干过程中的每个关键阶段，根据果蔬失水状况和颜色变化干预烤房内温湿度控制设备，及时延长或停止果蔬的生理生化变化，这种方式主观性和随意性较强，存在较高的烤坏物料的风险，烘干质量有较大提升空间，现有水分测量方法或对温湿度敏感，或需要不停打断正常烘烤进行取样且耗时漫长，无法在果蔬烘干过程中提供实时水分数据，基于此，研究一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置是必要的。

技术实现思路

1、针对现有设备存在的缺陷和问题，本实用新型提供一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置，有效的解决了现有设备中存在的技术人员以感官和经验为主，用比较笼统的果蔬外观形态来判定其烘干程度，主观性和随意性较强，存在较高的烤坏物料的风险，烘干质量有较大提升空间，现有水分测量方法或对温湿度敏感，或需要不停打断正常烘烤进行取样且耗时漫长，无法在果蔬烘干过程中提供实时水分数据的问题。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置，包括固定块、称重机构和果蔬放置机构，所述称重机构包括调节块、称重传感器、集线盒、变送器和挂钩，所述固定块的下部开设有前后贯通的横向滑道，所述调节块安装在横向滑道内，所述调节块的下部开设有左右贯通的纵向滑轨，所述称重传感器通过滑块安装在纵向滑轨内，所述集线盒固定在称重传感器的一侧，变送器固定在集线盒的一侧，所述称重传感器的下表面开设有螺纹孔，螺纹孔螺纹安装有连接螺杆，连接螺杆的一端螺纹连接有双头螺座，所述挂钩螺纹连接在双头螺座的下端；所述果蔬放置机构包括空心的悬挂杆和放置架，所述悬挂杆放置在挂钩内，且其上均匀设置有隔套，所述放置架四支角的内壁均固定有卡销，所述卡销与悬挂杆的空心适配卡接。

3、进一步的，所述连接螺杆的一端固定有伸缩柱，所述挂钩固定连接在伸缩柱的下端。

4、进一步的，所述固定块的上表面设置有真空吸盘，所述固定块上表面的四角均开设有通孔。

5、进一步的，所述固定块的左右两侧均固定有卡套，所述卡套内安装有导向杆。

6、进一步的，所述调节块上部的左右两侧均开设有凹槽，凹槽内固定有弹簧，弹簧的一侧固定有卡块，所述调节块下部的左右两侧均设置有滑轮。

7、一种果蔬烘干过程水分动态在线监测方法，该方法主要包括以下步骤：

8、s1：称量并记录物料鲜重m0，输入果蔬样本初始含水率w0，并计算果蔬物料的干物质重量m1=m0*(1-w0)；

9、s2：把装置放入烤房内开始烘烤，记录烘烤时间t，并按周期t记录称量的物料重量m；

10、s3：计算物料失水重量m2=m0-m，实时含水率w=(m-m1)/m，失水速率v=d(1-w)/dt，并以时间周期t为横轴，物料失水重量m2、实时含水率w和失水速率v为纵轴绘制动态曲线；

11、s4：通过条件模块判断5t时间内物料实时含水率w是否再变化，是则返回到s2重新进行，否则报警提示烘烤结束。

12、本实用新型的有益效果：本实用新型主要用于烘干过程中果蔬品质判断的工作中，通过固定块、调节块、称重传感器、集线盒、变送器和挂钩的配合设置，使用时调节块安装在固定块上的横向滑道内，然后把称重传感器通过滑块安装在纵向滑轨内，最后把挂钩通过连接螺杆安装在称重传感器上，从而形成可以对果蔬进行称重的装置，这样设置设备安装拆卸更加方便，便于调节设备使用状态，为监测数据提供便利，双头螺座可以便于调节挂钩的高度，以便于适用于不同长度的果蔬悬挂，称重传感器的原理是惠斯登电桥，将电阻变化信号转换为电压信号输出的控制电路，其特点为可以有效抑制且不受温度方向变化的振动影响、抑制温度侧向和应力的振动干扰，可以比较方便地帮助解决采用称重传感器的温度补偿等技术问题，提高设备使用效果；设备在高温高湿的烤房环境中使用，通过人机交互界面实时反馈位于烤房内部果蔬物料的含水率等信息，整个烘干过程无需打断烘干作业进行开门取样，降低操作人员的工作量，相较于传统的感官评估，设备可视化的显示出果蔬的含水率，大大提高果蔬烘干的品质和烘干机械智能化程度。

13、通过悬挂杆和放置架的设置，在悬挂杆上均匀设置有隔套，可以便于分隔果蔬，避免果蔬滑动或堆积在一起影响烘干效果，放置架通过卡销可安装在悬挂杆上，可以把果蔬放置在放置架上进行监测，也可避免果蔬叶片烘干掉落，避免影响数据精准度，可以在一个固定块的两端均安装一个称重机构，与悬挂杆配合，形成一个悬挂监测称重装置，也可以在两个固定块内的两端均固定一个称重机构，与悬挂杆和放置架组成一个平铺式的监测称重装置，扩大设备适用范围，提高数据监测精确度。

14、由此，本实用新型结构新颖，使用时设备安装拆卸更加方便，便于调节设备使用状态，为监测数据提供便利，双头螺座可以便于调节挂钩的高度，以便于适用于不同长度的果蔬悬挂，称重传感器的原理是惠斯登电桥，可以有效抑制且不受温度方向变化的振动影响、抑制温度侧向和应力的振动干扰，可以比较方便地帮助解决采用称重传感器的温度补偿等技术问题，提高设备使用效果；在悬挂杆上均匀设置有隔套，可以便于分隔果蔬，避免果蔬滑动或堆积在一起影响烘干效果，放置架通过卡销可安装在悬挂杆上，可以把果蔬放置在放置架上进行监测，也可避免果蔬叶片烘干掉落，避免影响数据精准度，可以在一个固定块的两端均安装一个称重机构，与悬挂杆配合，形成一个悬挂监测称重装置，也可以在两个固定块内的两端均固定一个称重机构，与悬挂杆和放置架组成一个平铺式的监测称重装置，扩大设备适用范围，提高数据监测精确度。

技术特征：

1.一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置，其特征在于：包括固定块、称重机构和果蔬放置机构，所述称重机构包括调节块、称重传感器、集线盒、变送器和挂钩，所述固定块的下部开设有前后贯通的横向滑道，所述调节块安装在横向滑道内，所述调节块的下部开设有左右贯通的纵向滑轨，所述称重传感器通过滑块安装在纵向滑轨内，所述集线盒固定在称重传感器的一侧，变送器固定在集线盒的一侧，所述称重传感器的下表面开设有螺纹孔，螺纹孔螺纹安装有连接螺杆，连接螺杆的一端螺纹连接有双头螺座，所述挂钩螺纹连接在双头螺座的下端；所述果蔬放置机构包括空心的悬挂杆和放置架，所述悬挂杆放置在挂钩内，且其上均匀设置有隔套，所述放置架四支角的内壁均固定有卡销，所述卡销与悬挂杆的空心适配卡接。

2.根据权利要求1所述的一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置，其特征在于：所述连接螺杆的一端固定有伸缩柱，所述挂钩固定连接在伸缩柱的下端。

3.根据权利要求1所述的一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置，其特征在于：所述固定块的上表面设置有真空吸盘，所述固定块上表面的四角均开设有通孔。

4.根据权利要求1所述的一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置，其特征在于：所述固定块的左右两侧均固定有卡套，所述卡套内安装有导向杆。

5.根据权利要求1所述的一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置，其特征在于：所述调节块上部的左右两侧均开设有凹槽，凹槽内固定有弹簧，弹簧的一侧固定有卡块，所述调节块下部的左右两侧均设置有滑轮。

技术总结
本技术属于果蔬干燥加工技术领域，具体涉及一种果蔬烘干过程水分动态在线监测装置，包括固定块、称重机构和果蔬放置机构，使用时双头螺座可以便于调节挂钩的高度，以便于适用于不同长度的果蔬悬挂，称重传感器的原理是惠斯登电桥，可以有效抑制且不受温度方向变化的振动影响、抑制温度侧向和应力的振动干扰，可以比较方便地帮助解决采用称重传感器的温度补偿等技术问题，提高设备使用效果；在悬挂杆上均匀设置有隔套，可以便于分隔果蔬，避免果蔬滑动或堆积在一起影响烘干效果，放置架通过卡销可安装在悬挂杆上，可以把果蔬放置在放置架上进行监测，也可避免果蔬叶片烘干掉落，避免影响数据精准度。

技术研发人员：李赫,郭长乐,刘家威,史云辉,柴嘉君,杨自尚,徐一高
受保护的技术使用者：河南农业大学
技术研发日：20220314
技术公布日：2024/1/15