大米色选机的剖析
浅谈大米加工中的色选工艺
粮食与饲料工业CEREAL &FEED I NDUSTRY2005,No .4碾米工业1收稿日期:2005-01-21(男,工程师,主要从事粮食工程设计工作。
浅谈大米加工中的色选工艺王 辉(国家粮食储备局武汉科学研究设计院,湖北武汉 430079)摘 要:简要说明了色选工艺在大米加工中的普遍性和重要性。
围绕充分发挥色选工艺效用这一主题,重点论述了色选机在大米加工中的主要功能及其工艺性能的评定,在全面详细分析色选工艺效果的主要影响因素的基础上,明确了色选工艺的设计原则,介绍了色选工艺在大米加工中的一般布置方案。
最后就实践中如何正确认识和评价色选工艺及色选机进行了讨论,并提出了具体建议。
关键词:大米加工;色选工艺;色选机;设计原则;工艺布置中图分类号:TS212.4 文献标识码:B 文章编号:1003-6202(2005)04-0001-02Preli m i nary Study on Col our Sort i ng T echnology during R ice P rocessi n g AB STRACT :The un i versa lity and i m po rtance o f co l our so rti ng techno l ogy dur i ng rice process i ng was briefl y discussed .F ocused on full y exerti ng the effic i ency o f co lou r selecti on technology ,pr i nci pa l functi ons o f co lour so rter and assess m en t o f its techno l og ical cha r -ac teristi cs w ere as key po ints descri bed .Based on comp l e te analysis on m a j o r i nfl uenc i ng facto rs o f co l our sorti ng techno log i ca l results ,the desi gn pri nc i ple o f co lour so rti ng w as deter m i ned and t he gene ra l layou t schem e o f co l our sorti ng techno l ogy dur i ng r i ce processi ng w as introduced .F i na ll y ,it w as d iscussed ho w to recogn ize and assess colour sorti ng techno l ogy and co lour sorter correctl y ,and con -crete suggesti ons we re brought forward .K EY W ORDS :rice processi ng ;co lour sorti ng technology ;co l our se lector ;desi gn pr i nc i ple ;processi ng l ayout 自20世纪80年代引进大米色选技术以来,色选机在我国谷物加工行业中的应用已有近20年的历史。
大米色选机工作原理
大米色选机工作原理
大米色选机是一种基于机器视觉的设备，用于分选和筛选大米。
这种设备的工作原理如下：
1. 大米进料：首先，大米被送入大米色选机的进料系统。
进料系统通常由一个特制的输送带或振动盘组成，将大米均匀地送入设备的处理区域。
2. 光学传感器：在处理区域内，设备配备了多个光学传感器，这些传感器用于捕捉大米粒子的图像。
这些图像可以通过透光方式或逆反射方式获得，以便传感器能够检测到大米的颜色和其他特征。
3. 图像处理和分析：通过使用一些图像处理和分析算法，色选机可以分析捕获到的大米图像。
这些算法可以根据设定的参数和标准，自动探测和识别大米粒子中的色差、瑕疵、异物等。
4. 分选装置：一旦色选机确认了大米粒子的特征和质量，它将根据预设的标准分配给它们一个类别。
然后，分选装置会通过气流、机械装置或其他方法将不符合标准的大米粒子从处理区域分离出来。
5. 出料系统：处理完的大米粒子通过出料系统被分别收集，以便进行包装和进一步的处理。
总之，大米色选机通过捕捉、分析和分选大米粒子的图像，利
用机器视觉和光学技术，能够高效地分离出不符合质量标准的大米，提高大米的质量和处理效率。
大米色选机的剖析
大米色选机的剖析一、大米色选机的功效大米色选机是可将黄粒米、红粒米、腹白米、霉变米、黑色病斑米等异色米粒，以及砂石、土块等异色颗粒状杂质从良品米、优质米中剔除出去的一种集光、机、电、气动等技术于一体的现代化、高科技粮食加工设备。
米粒在溜槽通道内进行摆列整形调速形成单层速度均匀的米流滑出溜槽通道，坠落到CCD镜头探测区内。
色选机主控系统根据CCD镜头采集的数据对米流进行分析判别，将米流中不良品利用高速喷气阀吹出米流，进入不良品斗中。
被一次分选的不良品经专用提升机进入二选进米斗进行二次色选。
经过二次色选的优质米物料将被送入下道工序处理；不良品则判定为最终不良品，另行存储处理。
二、大米色选机的机械构成大米色选机主要部件有：进料斗、振动喂料器、溜槽滑道、光源、背景板、CCD检测镜头、出料仓、喷气嘴、空气压缩机、空气净化器和过滤器等。
供料系统：由进料斗、振动喂料器和溜槽滑道等部件组成。
待分拣大米物料由进料斗进入振动喂料器，通过振动和导向机构使物料自动排列成一列列连续的现状细束，在通过料槽加速后以恒定速度坠落至光电分选的探测区内，以确保物料清晰的呈现在光学分选和喷射区内。
供料系统除去为色选机提供待选原粮的功能外还可实现控制色选机产量。
通过对进料斗流量控制板和振动料斗振动量的调整可实现对色选机单位时间内产量的控制。
我国复原辽阔，某些地方由于空气潮湿会发生大米沿滑道滑落时与滑道粘连或互相粘连现象，影响色选精度，所以溜槽滑道要可对进入其内的大米有加热烘干功能。
光电系统：光电系统是色选机的核心部分，主要由光源、背景板、CCD镜头和有关辅助装置组成。
光源为被测物料和背景板提供稳定的均匀照明。
实验结果表明蓝色LED光源作为照明光源效果最佳。
CCD镜头将探测区（探测区为密封哑光暗箱，目的为防止杂散光进入CCD镜头内，影响精度）内被测物料的反射光转化为电信号。
背景板则为电控系统提供基准信号，其反光特性与合格品的反光特性基本等效，而与剔除物差异较大。
大米色选机原理
大米色选机原理
1大米色选机原理
大米色选机是一种用于色选大米的机械，它能够根据大米的外观或品质，把凡是瑕疵、颜色、大小不同的外貌不好的大米挑选出来。
大米色选机基本原理是利用照明灯光跟橡胶圈结合的方式来实现对大米的精准色选。
照明灯光照射到大米身上，那些特定的灯光能够把含有矿物质的大米表面反射出无损的红色光芒，而那些不含有矿物质或者反射等级比较低的大米则显示出蓝色光芒，明确地使那些大米颜色不同，然后专门的橡胶圈可以把大米按不同颜色的反射分类挑出。
大米色选机可以利用不同的照明灯光和不同的过滤系统来挑出因缺碳水化合物等原因而发生变质的大米，也可以把颗粒大小不一的粒状物挑选起来，从而大大提高大米的质量，加快它的混合效果和单一度。
大米色选机作业取得如此精准的结果，这主要是因为它多种可控变量的协同作用而取得的，这些可控变量在灯光发光状态、橡胶圈摆放状态、颗粒运动速度和处理速度等方面。
总之，大米色选机原理能够有效精确地把大米挑选出来，使大米的质量有了很大提升。
未来，随着成品色选机及其系列产品的持续发
展和完善，它将会更多的在粮食加工产品中得到应用，更大地改善食品安全性、质量标准以及加工市场的秩序与科学性。
粮食色选机的发展解析,展望色选机的未来和前景
粮食色选机的发展解析,展望色选机的未来和前景粮食色选机的发展解析，展望色选机的未来和前景20世纪90年代是中国粮食行业飞速发展的10年，带动了粮机行业的迅速崛起。
此外，国外的粮食机生产商也纷纷进入中国，或投资建厂，或开设办事机构。
这也为国内粮食机厂家提供了学习和发展的大好契机，尤其是色选机，更是成为重点、焦点。
20世纪90年代后期，在国外几家知名色选机厂家的正式机构进驻中国后，全面清晰的引导宣传加上大米消费观念的改变，使得大米色选机在工艺设计和实际应用上都逐渐成为中国大米加工的一道重要工序。
从2000年开始。
中国的色选机行业在大米加工方面正式进入快速成长期，国内生产厂家也越来越多，品种规格也越来越丰富，国产设备的份额逐渐增加。
到目前为止，在中国色选市场出现的品牌或制造商已有很多家，大多集中在安徽合肥市。
随着制造厂家的增多，色选机发展更为迅猛。
但同时也暴漏了其目前发展减缓，接近饱和的尴尬局面。
那么，色选机的前景该怎么样发展呢，它的未来呢？小编来告诉你，现在的色选机厂家已经开始探索更多的可能性了，比如矿石色选机，因为粮食色选机是无法满足工业的发展的，矿石色选机的研发生产已经如火如荼的进行了。
所以，越来越多的色选机厂家为了打开目前的困境，尝试多方面发展，但是由于技术缺乏和研发力量的不足使得一些厂家用传统的粮食色选机替代矿石色选机。
固然，它的缺点也将暴漏无遗：■色选性能不够稳定表现在早期滑槽式色选机应用于矿石领域，滑槽很快被硬度较高的石料磨损，导致跳料，无法准确色选；需经常更换滑槽，更换麻烦，费用高昂。
■可选物料范围狭窄色选机套用的履带式粮食色选机，颗粒直径主要集中在0.5到2厘米，无法适应矿石大颗粒物料和高目数物料选择的需求，从而无法大规模推广使用。
■无法适应工业环境粮食色选机械纤细的结构无法适应工矿业高粉尘、高污染、高腐蚀的恶劣生产环境，也无法适应高强度的工作负荷需要，机器本身损坏严重。
■生产产量无法满足粮食色选机产量低，一般产量都在每小时5吨左右，无法满足矿业大规模生产需要，综合效益差。
大米色选2010.01.10
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对于粮食加工企业来说，提高产品质量、走精品路线、 创立自己的品牌也是在国际化竞争中能够避免被淘汰的必 由之路。无论是从满足消费者需要， 还是从企业长远发 展的角度看， 目前国内的大米生产厂家都会添置色选机 来进一步提高产品质量。 因此，研制适合我国国情和农业发展的高技术水平颜 色分选仪器将带来十分可观的经济效益。
采用聚类分析的方法根据图像数据自身的特征对其进行分类，并得到了理想的效 果）
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K-均值算法是一种主流的迭代下降聚类方法，具有计算
简单、能够动态聚类、自适应性强等特点，并有着广泛的应 用领域。它专门用于所有变量都是定量类型的情况，并采用 平方欧式距离作为相似度度量。
d ( xi , xi ' ) = ∑ ( xij − xi ' j ) = xi − xi '
一步判断是否为正常米粒。同一帧数据各颜色分量的波形图在形状上具有一定的相 似性。）其信号波形如下图所示：
• 3、每一帧图像数据一般都包含有三类信号：背景信号、 正常米信号和异色粒信号，并且每类信号都具有不同的内 部特征。大多数的图像信号显示，同一帧数据各颜色分量 的波形图在形状上具有一定的相似性 • 根据这一特点提出了利用k-均值聚类算法来提取图像中 的异色粒信息。
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在世界范围内，日本佐竹公司和瑞士布勒公司的产品 代表了农产品加工机械的先进水平，其产品遍布亚洲、欧 洲、美洲、大洋洲及非洲等。日本佐竹株式会社其机械产 品广泛运用光电、传感、信息等先进技术，服务于大米的 种植、收割和加工等各个生产阶段，自动化程度很高。
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国内对大米色选机的研究起步较晚，还处在开发阶段。
(1) 20世纪80年代，国内部分碾米厂开始使用色选机。 (2) 90年代以来，人们逐渐认识到大米色选背后的巨大经济价值，完全依赖 进口设备是不行的，需要拥有自己的知识产权。 (3)因此国内也开始研制色选机，现已有数家色选机制造厂，其产品被很多 精米加工厂所选用。
大米色选机基本机械结构的研究
大米色选机基本机械结构的研究摘要本文简介了目前市场上主流的基于CCD传感器的大米色选机工作原理、基本机械结构及其他相关技术特性。
大米色选机是可将黄粒米、红粒米、腹白米、死米、霉变米、黑色病斑米等异色米粒，以及砂石、土块等异色颗粒状杂质从良品米、优质米中剔除出去的一种集光、机、电、气动等技术于一体的现代化、高科技粮食加工设备。
关键词CCD；色选机；机械结构“食不厌精，脍不厌细”是我国5000年悠远流畅食文化的精髓。
随着我国经济迅速发展，国民生活水平在日益提高，对饮食品质也提出了更高的要求，不仅要吃饱还要吃好、吃精、吃出品质和健康来。
而色选是大米精加工中重要的一道工序，CCD大米色选机是实现色选工艺的加工机械。
目前大米色选机在我国粮食加工行业中应用越来越普及，已经成为提高大米品质必不可少的高科技粮食加工设备。
其作用被诸多有识之士所看重，并为众多农民及粮商带来丰厚的利益。
1、大米色选机的工作原理大米色选是利用CCD光学成像技术对大米中异色颗粒及杂质进行筛选的一道工序。
在米物料运抵加工地点后要确定其中异色颗粒及杂质所占比例即含杂率，米物料里的含杂率直接影响到大米色选机的色选精度，含杂率越高色选精度越低，效果越差。
目前市场上大部分色选机在含杂率为2%时色选精度基本可以达到99.99%。
除去含杂率会影响色选机色选效果外，单位时间内的产量也是关键因素之一，产量与色选机精度成反比即单位时间内产量越大色选效果越差。
所以一般在开机工作前，根据米物料的含杂率、产量、种类等来设置色选机工作模式等相关参数。
参数设置完毕后，将被选大米通过提升机械装入色选机进料斗内，大米此时从进料斗经振动喂料器为一选溜槽通道（即色选通道，其表面应平整光滑无跳米现象）供料。
米粒在溜槽通道内进行摆列整形调速形成单层速度均匀的米流滑出溜槽通道，坠落到CCD镜头探测区内。
色选机主控系统根据CCD镜头采集的数据对米流进行分析判别，将米流中不良品利用高速喷气阀吹出米流，进入不良品斗中。
色选机产品分析报告
色选机产业战略分析报告色选机的概念色选机是利用光电原理，从大量散装产品中将颜色不正常或感染病虫害的个体（球状、块状或颗粒状）以及外来杂质检测并分离的设备。
目前国内的色选机主要应用于碾米精加工行业，而在国外已经广泛应用在需要对固体颗粒物料进行色彩选别的加工工业，如食品、农产品、化学器及矿产品加工工业等。
在不合格产品与合格产品因粒度十分接近而无法用筛选设备分离，或者密度基本相同而无法用比重分选设备分离的场合，色选机却能进行有效的分离，其独特作用十分明显。
目前色选机上使用的检测方法有光电式和图像式两种。
色选机的技术原理将要进行色彩选择的物料，如大米中异色粒，按人为需要程度，在设备上定标。
物料经振动控制的给料系统，均匀地按一定的速度，通过斜槽，进入色彩选择区域时，高速光学照相机（或彩色相机）把高速流动的产品转换成 256 级灰度的黑白照片或彩色图片，而有瑕疵的产品会在照片中表现出与正常产品不同的灰度差异，然后用全数字分析器件和先进图形识别技术进行判断后，通过驱动器驱动喷射器，喷射出高速、短促、细束气流剔除异色颗粒，从而提高物料的品质。
色选机的系统组成色选机主要由供料系统、检测系统、信号处理和控制电路以及剔除系统四部分组成。
1．供料系统供料系统由贮料斗、电磁振动喂料器、斜式溜槽（立式）或皮带传输器（卧式）组成。
其作用是使被分选的物料按所需速率均匀地排成单列，穿过检测位置并能保证被传感器有效检测。
2．检测系统检测系统主要由光源、光学组件、比色板、光电探测器、除尘冷却部件和外壳等组成。
检测系统的作用是对物料的光学性质（反射、吸收、投射等）进行检测以获得后续信号处理所必须的受检产品的正确品质信息。
光源可用红外光、可见光或紫外光，功率要保持恒定。
色选机用光可采用一种波长或两种波长。
前者为单色型，只能分辩光的明暗强弱，后者为双色型，能分辩真正的颜色差别。
检测区内有粉尘飞扬或积累，影响检测效果，可以采用低压持续风幕或定时地高压喷吹相结合以保持检测区内空气明净、环境清洁，并冷却光源产生的热量。
色选机原理与结构(简单版)
• 剔除率 大米经色选后，其剔除的异色颗粒与色选前杂粮中所含的 异色颗粒的比值，以百分数表示。 • 带出比 色选剔除中异色颗粒与色选剔除中带出合格大米颗粒的比 值。不合格：合格品，比例高好，但通常会降低精度和产 量 • 一次带出比 • 经一次色选后的带出比。 • 二次带出比 一次色选剔除颗粒再经色选后的带出比。 • 通道 作为型号中的主参数，指色选机中完成剔除异色颗粒动作 机构的喷气咀数量（等同于电磁阀的数量）。
• 其中，光电大米色选机是前些年流行的样 式，是普通光电传感器，目前市面上用的 最多的是CCD传感器大米色选机，最大分 辨率是2048像素高速线扫描型CCD • 光电色选机与CCD色选机区别在于传感器， CCD色选机由于采用了高清晰的CCD色选 镜头，使得色选精度由光电色选机的2平方 毫米提升到0.04~0.08平方毫米，色选精度 提高，CCD 产量 色选机相比较普通光电色 选机也大有提高。
式和LED，LED因使 用寿命长，光源稳定 ，启动快，现在得到 更多的使用。
相机
相机与CCD
CCD传感器
信号处理板
镜头
CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称： 电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。CCD是一种 半导体器件，能够把光学影像转化为模拟电信号。 CCD 上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上 包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。 CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转换成电荷 信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光 线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数 转换电路转换成数字图像信号。
• 所以如果对于色选精度较高产量有需求的 用户可以使用CCD色选机。另外由于传感 器的区别光电色选机只能局限在黑白色的 物料进行色选，对于颜色种类有要求的可 以选择CCD色选机。价格上CCD色选机要 比光电色选机成本价格要高很多（随着今 年CCD机型的大面积销售，成本下降，价 格与光电机差距也逐渐在缩小）。
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大米色选机的剖析
一、大米色选机的功效
大米色选机是可将黄粒米、红粒米、腹白米、霉变米、黑色病斑米等异色米粒，以及砂石、土块等异色颗粒状杂质从良品米、优质米中剔除出去的一种集光、机、电、气动等技术于一体的现代化、高科技粮食加工设备。
米粒在溜槽通道内进行摆列整形调速形成单层速度均匀的米流滑出溜槽通道，坠落到CCD镜头探测区内。
色选机主控系统根据CCD镜头采集的数据对米流进行分析判别，将米流中不良品利用高速喷气阀吹出米流，进入不良品斗中。
被一次分选的不良品经专用提升机进入二选进米斗进行二次色选。
经过二次色选的优质米物料将被送入下道工序处理；不良品则判定为最终不良品，另行存储处理。
二、大米色选机的机械构成
大米色选机主要部件有：进料斗、振动喂料器、溜槽滑道、光源、背景板、CCD检测镜头、出料仓、喷气嘴、空气压缩机、空气净化器和过滤器等。
供料系统：由进料斗、振动喂料器和溜槽滑道等部件组成。
待分拣大米物料由进料斗进入振动喂料器，通过振动和导向机构使物料自动排列成一列列连续的现状细束，在通过料槽加速后以恒定速度坠落至光电分选的探测区内，以确保物料清晰的呈现在光学分选和喷射区内。
供料系统除去为色选机提供待选原粮的功能外还可实现控制色选机产量。
通过对进料斗流量控制板和振动料斗振动量的调整可实现对色选机单位时间内产量的控制。
我国复原辽阔，某些地方由于空气潮湿会发生大米沿滑道滑落时与滑道粘连或互相粘连现象，影响色选精度，所以溜槽滑道要可对进入其内的大米有加热烘干功能。
光电系统：光电系统是色选机的核心部分，主要由光源、背景板、CCD镜头和有关辅助装置组成。
光源为被测物料和背景板提供稳定的均匀照明。
实验结果表明蓝色LED光源作为照明光源效果最佳。
CCD镜头将探测区（探测区为密封哑光暗箱，目的为防止杂散光进入CCD镜头内，影响精度）内被测物料的反射光转化为电信号。
背景板则为电控系统提供基准信号，其反光特性与合格品的反光特性基本等效，而与剔除物差异较大。
分选系统：分选系统由出料仓、喷气阀、空气压缩机及空气过滤净化器等附件组成。
由于大米物料在经过高速喷嘴喷射后动能较大，顾出料仓空间要足够大且在物料与出料仓接触部有减震措施。
防止大米因打在出料仓后反弹二次进入CCD镜头探测区内，造成误打现象发生。
气动喷嘴经实验证明，喷嘴间隔大小及喷嘴个数是影响色选机精度的关键因素之一。
清扫系统：清扫系统由气缸、玻璃雨刷器等部件组成。
由于大米在色选过程中会产生灰尘及其他易附着于玻璃上的杂质。
视窗玻璃上一旦附着过多灰尘及杂质，透过视窗玻璃对茶物料进行分选检测的光电系统就会容易产生误检等链式连锁问题。
轻则对色选精度、色选带出比产生影响，重则造成喷气嘴频繁工作，减少喷嘴及控制系统寿命设置烧毁喷嘴控制系统。
玻璃雨刷器安装于气缸上，由总控系统按预设时间通过控制气缸阀门开关推动气缸活塞滑动达到定时清扫玻璃上灰尘杂质效果。
操作系统：采用大屏幕宽视角彩色触摸操作平台，为客户预设多个色选模式。
并建立友好的人机界面，根据大米物料具体情况方便快捷的实现调整。