关于色选机性能与质量的评价

科技人员于 $%%! 年研制成功， 首先在郑州金苑面业 有限公司 ! %%%9 面粉生产线上使用。而米用色选机 的产量相对较小，原因是大米中含有黄色病斑和黑 色病斑的米粒比例较大， 一般在 :; < !%; 左右； 麦 用色选机的产量较大，原因是色选机安装在小麦入 磨前的最后一道工序上，小麦经过一次清理和二次 清理后， 包括有机杂质和无机 =%; 左右的黑色杂质（ 杂质） 已被清除， 剩余的黑色杂质仅占麦流总量的千 （ 分之几 如果霉变粒、 黑胚粒比例增大则是另一种情 况） 。米用色选机的产量每个通道为 :% < !%%>?，麦 用色选机的产量每个通道可达 !:% < $:%>?。同样 ! 台 =@ 通道的色选机， 可处理大米 @9 # A 左右， 处理小 麦则可达 !$ < !:9 # A。以上所指的色选机均系配置 ’’B 传感器识别系统，如果配置传统传感器识别系 统效果则要差的多。因此，在选择色选机时对处理 对象以及其含杂情况首先要弄清楚， 不然， 则达不到 预想的效果。 ! 色选机的使用 色选机的长期稳定性非常重要 6 色选机性能的 稳定与否，直接影响用户的生产和效益。许多色选 机刚调试出来效果还可以，用一段时间后性能就大 幅度下降， 甚至没有多大效果， 需要经常维修和重新 调试。这多数是由于色选机的光源、背景和成像系 统组成的光学系统稳定性不高所造成，尤其是采用 简易的光学系统的设备上。色选机的应用环境中粉 尘和灰尘较多，震动和干扰也较大，温度的变化和 米、 麦质的不同都会影响色选机的工作状态， 造成检 测信号不准或控制高压气阀打开的延时时间的变 化，因而影响对杂质喷吹动作的准确性。要提高设 备的稳定性，除要采用高稳定性的光源和高质量的 成像镜头，还要采用相应的控制技术来补偿环境变 化对色选机造成的影响，以及自动适应不同的粮源 及含杂情况， 使色选机总能保持在最佳工作状态。 综上所述， 在选择色选机时， 主要把重点放在色 选机技术性能的先进性、设备质量的可靠性和使用 的长期稳定性方面，应进行全面地咨询，广泛地比 较。因为色选机是高科技产品，价格比普通粮食加 工设备贵很多， 因而， 在选择色选机时要慎之又慎， 作到对不同厂家的产品基本了解，选择到满意的产 品， 让它发挥出应有的投资效益。
随着我国改革开放形势的深入发展，综合国力 越来越强，百姓越来越富，国民的生活水平越来越 高，人们对食品的精度和卫生程度越来越重视，对 加工食品的原料精度和纯度的要求也越来越严 格。许多高级食品原料经过色选后精度明显提高， 身价倍增。色选机在我国的应用，首先在大米行业 快速展开， 紧接着在种子、 榨油、 果品等领域得到发 展。最近，我国又率先成功地将色选技术应用到规 模更大的面粉加工行业，使其能够生产出档次更 高、质地更纯的高等级食品专用面粉，市场反应极 佳。 由于色选机的作用被许多有识之士所看重，色 选机市场近几年来一直被看好，生产者不乏有丰厚 的利润，且整个色选机市场越来越大。我国的色选 机市场大体表现为三个方面：! 改革开放初期， 以 引进为主，出口国多是工业发达国家，如美国、德 国、日本等，价格十分昂贵；" 进入 "’ 世纪 1’ 年 代，我国的一些企业开始仿制，同时一些中外合资 企业建立，引进国外技术生产，其性能接近进口产 我国的一些企业消 品， 价格相对便宜； # 最近几年，
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的底帐，而且对农户的收获进程、方法有了指导意 义，在质量兴企和产业化发展的道路上迈出一大 步。或许这也是这个单位连年保持省、 部双优， 进而 “ “ 获得 “ 放心面” 、 放心食品” ， 黑龙江名牌产品” 和 “ 国家免检产品” 等殊荣的秘诀之一。 以上只是粗略地谈了对进厂质量检验在工业
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西部粮油科技 8 "’’( 年第 " 期
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关于色选机性能与质量的评价
王志健 ! # 王勤海 "
（ !$ 郑州金苑面业有限公司，河南 郑州 %&’’&( ；"$ 天津又迪公司，天津 (’’’’’ ） 摘 要：对米用色选机和麦用色选机的用途、 种类以及设计原理、 性能、 结构进行了全面的分析与评价， 便于用
户在选择色选设备时具有一定的基本知识， 选用不同型号、 规格、 性能和价格合理的色选设备， 达到正确投资的目的。 关键词：色选机； 识别系统； 性能价格比； 选出率； 带出比 ))* 传感器； 中图分类号：+, "!!$ %! 文献标识码：文章编号：!’’. / 0(1& 2 "’’( 3 ’" / ’’!" / ’(
王志健 ( 等 ) 关于色选机性能与质量的评价 & *++" 年第 * 期
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清除。 早期的色选机采用光电管、光电二极管、硅光 电池来检测光信号，它的最大优点是成本低廉，生 产、调试和制作容易，后续的信号处理电路部分简 单，与之相匹配的光学系统采用简单的电眼，由两 片简单的透镜组成， 不需要调整， 成本也较低。它的 缺点是分辨率低，对有小病斑的颗粒及浅色杂质识 别能力差。因为这种形式的色选机对应于每条滑道 只采用一块传感器，它观察到的是整个滑道范围内 的总的光信号，并不能区分开一条滑道内同时流下 的几个米粒或麦粒各自的颜色。比如说，一粒米上 既有一个黑斑又有一个白斑，那么它的信号就是一 个不黑不白的正常米的信号，而浅黄色的病斑米信 号也有可能被其它颜色较亮的米粒的信号所平均 而识别不出来。同时， 它的光学系统成像质量差， 光 路不能调整， 一致性较差， 直接影响色选机的性能， 这必然限制色选机的生产能力和色选效果。 随着科学技术的发展，国际上主流的色选机都 已采用先进的 ##$ 器件作为识别系统。 ##$ 器件 是一种由很多微小的光电传感器组成的阵列，它采 用高质量的摄像机专用的高清晰度镜头，对每一通 道范围内流动的物料，通常有几个到几十个同样的 传感器来分别独立检测 （ 可比喻作是复眼结构，而 单块的硅光电池则是单眼结构） 。这样， 一粒米也被 分为几部分由不同的光电单位分别观察，微小的病 斑或浅黄色的米粒信号不会被其它信号所平均，在 大流量的情况下病斑的米粒或麦粒以及异色杂质 也能被准确地识别出来，因而可以提高色选机的生 产能力和工作质量，而对于小颗粒物料如芝麻等， 也能够很好地适应。 !" # 色选机的性能等级 另外， 采用 ##$ 技术制成的色选机就性能等级 也不同，一种是只能检测一种颜色的色选机，比如 色选大米，或者只能识别黄色或比黄色还深的米 粒，或者只能识别白色或白色偏重的腹白米粒；另 外一种设计的色选机，用作大米色选方面，它不但 能够识别黄色或比黄色深的米粒，同时还能够识别 白色或腹白色的米粒，两种功能同时兼顾，这样的 色选机， 当然， 这种色选机的制 ! 台可以顶两台用， 造成本也会相应地增高一些，但要比两台单功能的 色选机的造价低的多， 使用者是最大的受惠者。 采用硅光电池的色选机，每道都要有一套分立
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就是规格 6 一般色选机规格的大小以配置的通道多 少来决定 6 色选机的规格一般有 &$、"C、C%、=@ 及 与此同时， 处理量与原料品种和所含 !$C 通道不等。 杂质的比例大小以及所要求的选出精度也密切相 关。 "# $ 选出率 选出率指从原粮中选出的杂质数量占所含杂 质总量的百分数，也叫色选精度。影响选出率的因 素主要有流量和色选机的型号即性能来决定 6 一般 来讲， 采用 ’’B 方式的要高于硅光电池方式的， 采 用复选结构的要好于单选结构的。 配置 ’’B 传感器 技术的复选色选机选出率可以达到 ==; 以上， 而配 置传统传感器的一次色选的普通色选机在实际生 产中很难达到标定的指标 6 另外，选出率的高低也 受带出比高低的的影响。 "# " 带出比 带出比是指色选机选出的废料中杂质数量与 正常米粒或麦粒之比。带出比的高低是可以设定 的， 一般为 !： & < !： : 左右6 如果带出比设的过高， 会影响选出率和处理量这两个指标；如果设的过 低，选出的废料中所含正常米粒或麦粒过多，会造 成浪费6 如果再处理， 需要投入一定的人力和物力， 会造成很多的麻烦和经济损失。 实际上，在日常生产中处理量、选出率和带出 比这三个指标是一体的， 缺一不可， 都是关键指标， 必须同时考察。在设备标定的额定处理量时要达到 既定的选出率和带出比，有很多厂家的色选机在实 际生产时远远达不到，应注意多考察、多比较。另 外，要在接近原粮实际的杂质含量和杂质种类的情 况下考察，如果被选物料所含杂质比例很小又很单 一， 那就是另一种情况， 应以实际指标为准。米用色 选机通常杂质在 :; 以内，麦用色选机杂质通常在 否则要降低产量使用。 !; 以内， % 米用和麦用色选机的区别 米用色选机指大米厂生产精制米时用的色选 机，主要用于选出带有黄色和黑色病斑的米粒，在 国外已有几十年的历史，在我国大米厂使用色选机 是改革开放后的事情。麦用色选机是在面粉厂加工 高精度面粉时使用，主要用于清除小麦中的黑色杂 质和霉变粒、 黑胚粒小麦， 它的历史很短， 由我国的
收稿日期： "’’" / !" / !6 作者简介 7 王志健 （ ， 男， 高级工程师， 总工程师。 !1%! / ）
化吸收国外最新技术， 自主开发的基于 ))* 传感器 的最新性能高档色选机， 起点高、 发展快， 性能可以 和进口产品相媲美，但价格并不高，使许多企业在 经济上都能够承受，深受大多数企业的欢迎。面粉 行业为了应对进口面粉的挑战，亟需提高产品档 次。因此， 色选机的应用范围越来越广， 所呈现的作 用越来越重要。 色选机的种类不同，其性能、质量和价格也千 差万别。如何综合考察色选机性能的优劣、质量的 好坏，以便选择到高性能价格比的色选设备，对用 户来说并不是一件容易的事情，必须对色选机知识 有一定的了解。从技术上考虑，以下几方面的情况 应该知道。 ! 色选机的种类
!" ! 色选机的识别系统 色选机的心脏是识别系统 # 识别系统的核心是 传感器。色选机的传感器主要分为传统传感器型 （ 光电管， 硅光电池等） 和 ))*（ 或 45,） 传感器型的 两种。传感器由光学系统和光电转换器件组成，它 的作用是把异色的粒子从高速流动的物流中准确 地识别出来，通过配置的其它元气件快速反应喷吹 企业质量监督工作中的作用。简而言之， 就是： 把关 作用； 预防作用； 指导生产作用。 进厂质量检验是生产过程中不可缺少的重要环 节之一，通过它的工作为企业研究解决质量问题提 供依据， 从而不断地改进和提高产品质量， 提高企业 的经济效益和社会效益。
的信号检测、 转换、 放大和处理系统， 电路的元器件 数量庞大，电路板数量多，这样必然降低了系统的 可靠性， 造成设备稳定性较差。而配置 ##$ 技术的 色选机采用大规模集成系统，光学成像，信号处理 由一套系统用高速扫描的方式来检测多个通道，因 而设备的可靠性要高的多。 所以， 采用 ##$ 技术的色选机要比硅光电池色 选机性能要优越的多，产量也相对较大，应为用户 采购设备时考虑的首选。 # 色选机的功能 色选机从检测结构上可分为单向和双向两种， 从工艺上又可分为一次选和带二次复选的两种类 型。 老式的色选机多采用单向检测，它只从一个方 向对物料进行观测，对于背面有病斑的颗粒或物料 在重叠时被遮挡的颗粒就不能检测到而被漏过。因 而，从原理上讲它是不完善的。双向检测从前后两 个方向同时观测，它克服了单向检测的缺陷，因而 是更为先进、更为完善的色选机，同时能够较大幅 度地提高产量，更增加了色选机的稳定性和可靠 性。 一次色选机对物料只选一遍，在次料中含有较 多的正常米粒或麦粒，通常是用户积攒一定数量时 再用色选机重新色选一次， 既费力， 又费时， 比较麻 烦。如果想进行一次色选而不进行二次色选，那就 是将产量降低到一定程度来减少废料中好米粒或 好麦粒的带出比，这个办法付出的代价太大，一般 都不愿使用。而带二次复选的色选机是把一次色选 后含有较多正常颗粒的次料自动重新再选一次，它 自身配置有提升机等回料装置，相当于有两台机器 同时进行两级色选。因而，带二次复选的色选机可 以最大限度地减少废料中好米和好麦的含量，省去 了不少人力和时间，同时还有利于产量和色选精度 的提高。 $ 色选机的工艺指标 色选机的工作指标主要有以下三个方面： $" ! 处理量 处理量即每小时可处理的物料数量， 单位为 % & ’。 影响处理量大小的因素除了上ห้องสมุดไป่ตู้介绍的色选机识 别系统的配置和结构不同外，还有一个重要的因素