[发明专利]一种基于水果电特性的柔性静电喷涂装备及方法

说明书

本发明提供一种基于水果电特性的柔性静电喷涂装备及方法，包括物料输送模块、自动监测模块、智能匹配模块和静电喷涂模块；物料输送模块包括机架、输送带和变频电机；自动监测模块包括监测暗箱、光电传感器、漫反射光罩、光纤探头、光纤光谱仪和功率可调光纤点光源；智能匹配模块包括工业计算机、微处理器和直流功率控制器；静电喷涂模块包括喷涂室、静电发生器和静电喷枪。本发明能够实时监测被涂膜批次水果的电特性，并依据监测信息及预设程序智能调控最适合水果的静电喷涂参数包括静电喷涂电压和静电喷涂电流，以获得较佳的涂膜效果。

技术领域

本发明属于果蔬保鲜技术领域，尤其涉及一种基于水果电特性的柔性静电喷涂装备及方法。

背景技术

静电喷涂是一种利用电晕放电原理使雾化涂料在高压直流电场作用下荷负电，并吸附于荷正电基底表面放电的涂装方法。由于它相对于传统的浸涂、喷涂、刷涂法而言能够形成更加均匀稳固的涂层且能够节约大量的涂膜材料，因此静电喷涂逐渐被用于果蔬的涂膜保鲜领域。

在静电喷涂的过程中，涂膜材质和喷涂参数对于涂层的保鲜性能和成膜效果十分重要。目前，行业内通常聚焦于优化涂膜材质提升涂层对果蔬的保鲜能力，而忽略了喷涂参数对于涂层成膜效果的影响。然而，喷涂参数的通用化造成了涂膜过程的笼统性、无差别性，导致不同品质的水果个体间成膜效果参差不齐。

被涂物自身的导电特性与静电喷涂参数的不匹配是影响成膜效果的重要原因。目前，水果的电特性常采用切片法、突刺法、接触法和非接触法进行测定，这种方法检测步骤繁琐，检测时间较长，在实际生产中无法实现在线快速检测以及与静电喷涂参数的实时交互和智能匹配。因此，有必要去开发一种水果电特性的快速检测方法以及基于水果电特性特征的柔性静电涂膜方法和装备。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供了一种基于水果电特性的柔性静电喷涂装备及方法，本发明能够实时监测被涂膜批次水果的电特性，并依据监测信息及预设程序智能调控最适合水果的静电喷涂参数包括静电喷涂电压和静电喷涂电流，以获得最佳的涂膜效果。

本发明的技术方案是：一种基于水果电特性的柔性静电喷涂装备，包括物料输送模块、自动监测模块、智能匹配模块和静电喷涂模块；所述物料输送模块包括机架、输送带和变频电机，输送带位于机架上方，输送带和变频电机连接；所述自动监测模块包括监测暗箱、光电传感器、漫反射光罩、光纤探头、光纤光谱仪和功率可调光纤点光源；所述监测暗箱安装于物料输送模块上方，光电传感器位于监测暗箱入口处，漫反射光罩位于监测暗箱内，光纤探头位于漫反射光罩尾端，光纤光谱仪位于监测暗箱上方且与光纤探头相连，功率可调光纤点光源用于给监测暗箱提供光源；所述智能匹配模块包括工业计算机、微处理器和直流功率控制器；所述工业计算机安装在机架上，工业计算机与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端与直流功率控制器连接；所述静电喷涂模块包括喷涂室、静电发生器和静电喷枪；喷涂室位于输送带上方，喷涂室内设有静电喷枪，所述静电发生器的输入端与直流功率控制器相连，静电发生器的输出端与静电喷枪连接；所述直流功率控制器用于调控静电发生器的输出电压和输出电流。

上述方案中，所述光电传感器用于检测水果进入监测暗箱的信号并传递给光纤光谱仪，光纤光谱仪用于采集输送带上水果的近红外光谱数据，并传输给工业计算机，工业计算机用于将水果的近红外光谱数据代入近红外光谱模型中计算出水果对应的电特性参数，然后计算所有已检测样品的平均电特性值，并传输给微处理器，微处理器依据工业计算机的计算结果匹配相应的喷涂参数，并根据预设程序调用调控指令，将指令发送给直流功率控制器，直流功率控制器依据指令调节静电发生器的工作电压和工作电流，静电喷枪根据静电发生器的工作电压和工作电流对水果进行喷涂。

上述方案中，所述物料输送模块在静电喷涂模块之前分为主链段和支链段，所述自动监测模块安装在支链段上。

上述方案中，所述静电喷涂模块还包括鼓风装置，所述鼓风装置用于给喷涂室提供风场。上述方案中，所述支链段上设有若干挡板，挡板之间的输送带上分别设有凹槽，所述凹槽用于放置水果。