[發(fā)明專利]用于處理收獲的塊根作物的方法和設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380055609.2
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104781654A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·麥格勞赫林;詹姆斯·弗羅斯特;莫里斯·莫伊尼漢
• 申請（專利權(quán)）人: 陶朗分選股份有限公司
• 主分類號: G01N21/85
• 分類號: G01N21/85;B07C5/342
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李靜;馬強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及處理收獲的塊根作物(root?crop)，并且特別涉及分選收獲的塊根作物(比如馬鈴薯)以去除異物(比如石頭和土塊)。

背景技術(shù)

收獲的馬鈴薯、洋蔥和其它塊根作物通常儲存幾個月以為以后的加工和消費做準(zhǔn)備。在收獲過程中，從田地機械地挖出作物，導(dǎo)致挖出與收獲的作物在一起的石塊、土塊以及其它異物，作物本身通常覆蓋在泥土中。由于許多原因，不希望存儲這些異物。首先，這會增加作物的運輸、儲存和環(huán)境管理的成本。再一個問題是，異物可能會在存儲中以及在進入和離開存儲設(shè)施的運輸過程中損壞作物。物體，比如石塊，還可能會損壞在存儲之后用于加工作物的設(shè)備。此外，非常不希望將有異物的加工過的產(chǎn)品提供給消費者，這是因為異物可能對健康造成危害。

目前，使用許多方法從收獲的塊根作物中去除異物，比如手分選、使用機械線圈或通過浮選。然而，這些方法往往增加了產(chǎn)品的處理并可能導(dǎo)致作物的物理損壞。基于水的分離技術(shù)不理想，這是因為在存儲之前優(yōu)選的是保持作物干燥以避免腐爛。

目前使用光學(xué)分選來分選多種物體，比如葡萄、冷凍的蔬菜以及用于回收利用的廢料。然而，塊根作物的分選具有任何這些領(lǐng)域都沒有遇到的更多挑戰(zhàn)，這是因為用于處理收獲的塊根作物的任何分選機制都必須能夠區(qū)分土塊或石頭與泥土覆蓋的馬鈴薯或洋蔥。例如，在回收應(yīng)用中，光學(xué)分選器可識別將從物料流排除的圖像區(qū)域或像素，并且然后在將排除的物料經(jīng)過噴嘴時激活空氣噴嘴以吹走排除的物料。在這樣的應(yīng)用中，待分選的物體是總所周知的，例如紙、PET或PE塑料，并且具有明確定義的光譜特征并且背景的污染不是問題。然而，作物(比如馬鈴薯)的光譜特征沒有像合成材料(比如塑料)的光譜特征一樣被明確定義，并且當(dāng)產(chǎn)品覆蓋在泥土中時，會變得更加難以區(qū)分作物和異物。此外，由于分選塊根作物是高容量應(yīng)用，所以期望的是即使物體與異物接觸時，也可在作物的巨大的塊體流中識別異物，并且無需分離產(chǎn)品或?qū)a(chǎn)品分成單個。這是因為通常使用高速供給器進行分離，這可能損壞產(chǎn)品。此外，高速輸送器并不適于處理臟污的產(chǎn)品，比如收獲的塊根作物。其他分離裝置使用具有分離區(qū)的輥道和/或傳送帶以分離單個物體。這些方法大大降低了加工的體積容量并且因此不是所希望的。

國際專利申請公開號WO?2007/041753涉及產(chǎn)品中和農(nóng)業(yè)加工中的污染物的高光譜成像(hyperspectral?imaging)。該方法描述用于使用NIR反射范圍光譜法(NIR?reflectance?range?spectroscopy)評估樣本(比如葡萄)的特性。該方法可用于評估樣品中的“除葡萄之外的物體”的存在，包括傳染物(infective?agents)(比如真菌)的存在。因為葡萄通常不臟，所以這種方法不能夠區(qū)分臟污的作物和土塊。此外，由于葡萄的結(jié)構(gòu)和相對質(zhì)量，與塊根作物(比如馬鈴薯)相比葡萄不易擦傷，并且由于葡萄通常在分選后立即壓榨，所以并不在意擦傷或其他損傷。

美國專利申請第US2012/0074047號公開了用于從流中分選異物的分選方法和裝置。當(dāng)在至少兩個不同波長處的反射強度落入基準(zhǔn)強度分布的預(yù)定區(qū)域內(nèi)時，識別的物體定性為異物。該方法通過繪制兩個或更多個波長反射強度的比率的圖譜并識別良好產(chǎn)品所落入的圖譜的區(qū)域來區(qū)分良好產(chǎn)品和異物。具有落在該區(qū)域之外的反射強度比率的任何物體都被認為是異物，異物可在后來加工中被去除。根據(jù)該方法，附帶泥土的物體將映射至圖譜的良好產(chǎn)品和異物的區(qū)域，從而使得決策過程不精確。此外，當(dāng)泥土覆蓋層很薄并且臟污的塊根作物與良好的塊根作物都將部分信號反射到攝像機像素檢測器時，泥土污染的物體將反射組合信號。該組合信號不會整潔地落入至圖譜的良好的產(chǎn)品區(qū)域或異物區(qū)域中，從而再次使作出是否排除物體的決定變得困難。

因此，期望的是提供用于處理收獲的塊根作物的高容量的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備能夠區(qū)分異物(比如土塊和石塊)與泥土覆蓋的作物并且對作物引起的損害最小。還期望的是提供可識別塊根作物上的腐爛或綠色的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于處理收獲的塊根作物的方法，該方法包括：

對收獲的塊根作物的批量流(bulk?flow，總體流)進行光學(xué)成像以生成圖像數(shù)據(jù)；

分析圖像數(shù)據(jù)以識別批量流內(nèi)的離散物體；

基于與至少一個鑒別器的比較將每個識別的物體歸類為可接受的或不可接受的；

從批量流上去除歸類為不可接受的物體以提供收獲的塊根作物的分選流。