一種嘔吐毒素的識別分選設(shè)備及分選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及食品加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是檢測霉變小麥中的嘔吐毒素的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]嘔吐毒素(DON)廣泛存在于全球，主要污染小麥、大麥、玉米等谷類作物，具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，人和動物在誤食DON后，會出現(xiàn)厭食、嘔吐、腹瀉、發(fā)燒等癥狀，嚴(yán)重時(shí)會造成死亡，研究表明，DON對免疫系統(tǒng)也有影響，有明顯的胚胎毒性和一定的致畸作用。目前我國規(guī)定谷物中的限量標(biāo)準(zhǔn)是lmg/kg。
[0003]DON化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，一般不會在加工、存儲、烹飪過程中破壞，有較強(qiáng)的熱抵抗能力，在121°C條件下加熱25分鐘僅有少量破壞，酸性環(huán)境對其沒有影響，堿性環(huán)境可部分破壞。
[0004]目前市面上主要的檢測方法是薄層層析法、酶聯(lián)免疫法、氣相液相色譜法、熒光免疫分析法等。這些方法定量準(zhǔn)確度高，但化學(xué)檢測前處理耗時(shí)長、對操作人員要求也較高，難以滿足在線檢測要求。
[0005]目前用于降低嘔吐毒素的方法主要分為兩種，一種是通過化學(xué)手段消減，如CN201410653961 “ 一種快速消減小麥中嘔吐毒素的方法”中采用臭氧的方法降解小麥中的D0N，這種方法雖然消減效率高，達(dá)到80 %以上，但臭氧處理耗時(shí)很長，且處理后的小麥能否產(chǎn)生別的有害物質(zhì)及是否有未知的影響情況不明，通過化學(xué)方法消減的最終物料是國家規(guī)定不能流向市場的，不具有商用價(jià)值；另外一種方法是通過光電分選的手段將嘔吐毒素超標(biāo)的顆粒從原料中分離，得到的好料可以直接使用，目前已有的技術(shù)文獻(xiàn)記載有:2005年Delwiche等人采用佐竹可見紅外復(fù)合色選機(jī)選小麥樣品中的嘔吐毒素，采用的分選波長是675nm和1480nm，帶寬30nm，分選后毒素含量約降低50 %，但對于一些含量高的小麥，分選后嘔吐毒素含量仍然超標(biāo)，且紅外可見復(fù)合結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)；2009年日本Saito等人對佐竹的CS300和RMG5561兩款分選設(shè)備分選小麥嘔吐毒素做了對比，結(jié)果表明采用可見光分選的CS300效果較好，但其分選特征不明，且僅用可見光識別，對一些外觀顏色一致毒素含量不同的物料無法準(zhǔn)確識別，目前為止市場也沒有相關(guān)成熟的產(chǎn)品；2013年安佑集團(tuán)研究院王改琴等人給了幾個典型的小麥嘔吐毒素污染的特征，指出正常麥為紅色，嘔吐毒素超標(biāo)的顆粒主要是不飽滿粒、赤霉病粒以及破損顆粒，但沒有給出具體的分選方法及裝置，另外沒有給出全部的嘔吐毒素超標(biāo)粒的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有小麥嘔吐毒素分選特征不明確及分選結(jié)果不穩(wěn)定的問題，本專利要解決的技術(shù)問題在于提供明確的小麥嘔吐毒素多個污染特征，并提出了紅光或者紅外光和紫外熒光相結(jié)合的方法來提高嘔吐毒素污染特征的識別率，給出了具體的分選裝置。
[0007]本申請的發(fā)明人在現(xiàn)有的幾個典型的小麥嘔吐毒素污染的特征的基礎(chǔ)上經(jīng)過進(jìn)一步研究，得出以下小麥嘔吐毒素污染的特征:如圖3和4所示，正常麥為紅色麥子，紅光或者紅外光反射率比正常麥子大的小麥有發(fā)白顆粒、灰色顆粒和破損顆粒，發(fā)白顆粒的蛋白質(zhì)含量低，破損顆粒的破損部位容易被感染；紅光或者紅外光反射率比正常麥子小的麥子主要有異色顆粒；另外顆粒較小的麥子嘔吐毒素含量也比較高，也可采用紅光或者紅外光照明識別；除此之外，外觀皺皮的顆粒也具有嘔吐毒素，可以采用紫外誘導(dǎo)熒光的方法來進(jìn)行識別，依據(jù)熒光顏色和熒光強(qiáng)度進(jìn)行識別。對于紅光或者紅外光識別的情況，通常設(shè)定兩個大小不同的反射率閾值，大于大的閾值的或者小于小的閾值的物料都為嘔吐毒素超標(biāo)的物料。破損顆粒由于信號強(qiáng)度非常強(qiáng)，遠(yuǎn)大于這里面的任意一種物料，因此沒有給出光譜圖，灰色顆粒通常是灰白粒，反射率要低于白色顆粒但又比正常顆粒高。
[0008]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述嘔吐毒素污染特征的識別率低的技術(shù)問題的:一種嘔吐毒素的識別分選設(shè)備，包括下料裝置、物料輸送裝置、探測裝置、處理器、剔除裝置，物料經(jīng)過下料裝置進(jìn)入物料輸送裝置，探測裝置探測物料后將信號傳遞給處理器，處理器控制剔除裝置將壞料剔除，所述探測裝置包括第一識別裝置、第二識別裝置；
[0009]第一識別裝置包括若干紅光或者紅外光光源和第一光電探測單元，紅光或者紅外光光源照射到物料上，第一光電探測單元接收物料的反射光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，通過處理器依據(jù)判別條件對被嘔吐毒素污染的顆粒進(jìn)行識別；
[0010]第二識別裝置包括若干紫外光源和第二光電探測單元，紫外光源照射到物料上，第二光電探測單元接收物料產(chǎn)生的熒光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，通過處理器依據(jù)判別條件對被嘔吐毒素污染的顆粒進(jìn)行識別；
[0011]以上通過第一識別裝置或第二識別裝置進(jìn)行識別，任意一個識別出是壞料的物料即被剔除。
[0012]作為其中的一個實(shí)施例，所述物料輸送裝置為滑道，所述若干紅光或者紅外光光源和第一光電探測單元位于滑道的前方，所述若干紫外光源和第二光電探測單元位于滑道的后方。
[0013]該實(shí)施例中，所述第一識別裝置還可以包括第一背景裝置，所述第二識別裝置還可以包括第二背景裝置，所述第一背景裝置位于滑道的后方，所述第二背景裝置位于滑道的前方，沒有物料的區(qū)域，紅光或者紅外光光源照射到第一背景裝置上，紫外光源照射到第二背景裝置上，被物料和第一背景裝置反射的反射光信號被第一識別裝置的第一光電探測單元接收，物料和第二背景裝置產(chǎn)生的熒光信號被第二識別裝置的第二光電探測單元接收。
[0014]作為另一個實(shí)施例，所述物料輸送裝置為物料輸送履帶，所述若干紅光或者紅外光光源和第一光電探測單元位于物料輸送履帶外部物料拋出軌跡上方，所述若干紫外光源和第二光電探測單元位于物料輸送履帶的正上方。
[0015]該實(shí)施例中，所述第一識別裝置還可以包括第一背景裝置，所述第一背景裝置位于物料輸送履帶的下方，沒有物料的區(qū)域，紫外光源照射到皮帶上，紅光或者紅外光光源照射到第一背景裝置上，被物料和第一背景裝置反射的反射光信號被第一識別裝置的第一光電探測單元接收。
[0016]所述的皮帶為黑色材料。
[0017]上述所有的方案中，優(yōu)化的，所述紅光或者紅外光光源的中心波長大于650nm，所述紫外光源的中心波長小于390nm。
[0018]優(yōu)化的，所述的第一光電探測單元的中心響應(yīng)波段為紅光或者紅外光波段，所述的第二光電探測單元的中心響應(yīng)波段為黃綠光波段。
[0019]本發(fā)明還提供了一種使用上述的嘔吐毒素的識別分選設(shè)備進(jìn)行分選的方法，包括:通過紅光或者紅外光光源照射到物料上，使用第一光電探測單元接收物料的反射光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，通過處理器依據(jù)判別條件對被嘔吐毒素污染的顆粒進(jìn)行識別；
[0020]通過紫外光源照射到物料上，使用第二光電探測單元接收物料產(chǎn)生的熒光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，通過處理器依據(jù)判別條件對被嘔吐毒素污染的顆粒進(jìn)行識別；
[0021]通過以上兩種方式進(jìn)行識別，任意一個識別出是壞料的物料即被剔除。
[0022]優(yōu)化的，所述紅光或者紅外光源的中心波長大于650nm，所述紫外光源的中心波長小于390nm，所述的第一光電探測單元的中心響應(yīng)波段為紅光或者紅外光波段，所述的第二光電探測單元的中心響應(yīng)波段為黃綠光波段。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過可見光識別和紫外誘導(dǎo)熒光識別的技術(shù)相結(jié)合分選出嘔吐毒素超標(biāo)顆粒，可有效降低小麥中的嘔吐毒素，可廣泛應(yīng)用于糧食加工領(lǐng)域，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的小麥嘔吐毒素分選裝置；
[0025]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的小麥嘔吐毒素分選裝置；
[0026]圖3為小麥嘔吐毒素可見特征的反射率譜線；
[0027]圖4為小麥嘔吐毒素的熒光特征譜線。
[0028]圖中部分主要部件名稱:1.振動下料裝置；2.滑道；3.被測物料；5.物料輸送履帶；6.皮帶；11.第一紅光光源；12.第二紅光光源；13.第一紫光光源；14.第二紫外光源；21.第一光電探測單元；22.第二光電探測單元；31.第一背景裝置；32.第二背景裝置；41.擋板；42.避光裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]第一實(shí)施例
[0031]圖1為本發(fā)明嘔吐毒素在線檢測裝置的第一實(shí)施例的示意圖。該嘔吐毒素檢測及分選裝置包括前后兩個基于不同原理的照明檢測單元:第一識別裝置、第二識別裝置、物料的滑道2，以及振動下料裝置I。
[0032]所述的第一識別裝置包括第一紅光光源11、第二紅光光源12，第一光電探測單元21，第一背景裝置31。第一紅光光源11、第二紅光光源12，第一光電探測單元21位于滑道2的前方，第一背景裝置31位于滑道2的后方。
[0033]所述的第二識別裝置包括第一紫外光源13、第二紫外光源14，第二光電探測單元22，第二背景裝置32。第一紫外光源13、第二紫外光源14，第二光電探測單元22位于滑道2的后方，第二背景裝置32位于滑道2的前方。
[0034]通過第一識別裝置對被嘔吐毒素污染的顆粒進(jìn)行識別剔除的過程如下:物