我國色選機(jī)發(fā)展概況與建議

孫六蓮

摘 要：色選機(jī)根據(jù)物料的色澤差異高效地選出合格品，目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。隨著技術(shù)進(jìn)步和市場的拓展，色選機(jī)已經(jīng)成為一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的高科技產(chǎn)業(yè)。本文通過對我國色選機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出了色選機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性和應(yīng)用場合等幾個方面所存在的問題，并對未來色選機(jī)發(fā)展提出了建議。

關(guān)鍵詞：色選機(jī)；概況；建議

中圖分類號： S229 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532024

引言

色選機(jī)作為光、電、氣、機(jī)于一體的高科技產(chǎn)品，是保證食品安全與品質(zhì)的分揀設(shè)備。由于我國色選機(jī)技術(shù)水平發(fā)展不均衡，各個企業(yè)自主研發(fā)能力有限，色選機(jī)產(chǎn)品技術(shù)及質(zhì)量還有待于進(jìn)一步提高。因此，通過分析國內(nèi)色選機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀和存在的問題，探討解決對策，對于推動色選機(jī)行業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1 色選機(jī)發(fā)展概況

自20世紀(jì)80年代始，國內(nèi)開始使用進(jìn)口的大米色選機(jī)，進(jìn)入90年代，我國開始研究色選機(jī)的制造技術(shù)。1994年核工業(yè)理化工程研究院研制出MMS-24A型色選機(jī)，該色選機(jī)填補(bǔ)了國內(nèi)色選機(jī)研制生產(chǎn)的空白[1]。同期，安徽美亞光電也開始研制色選機(jī)。2000年，美亞光電研制出數(shù)字化雙面色選機(jī)，該機(jī)型一舉打破了國外品牌壟斷國內(nèi)市場的局面[2]。在十二五規(guī)劃中，我國政府相繼出臺了光電檢測與分級專用設(shè)備行業(yè)的一系列激勵政策，由此，國內(nèi)色選機(jī)行業(yè)得到了迅猛發(fā)展。色選從開始的單面發(fā)展為雙面，傳感器從CMOS提升到CCD等等，我國色選機(jī)技術(shù)不斷趨于完善，并開發(fā)出市場上需要的各類色選機(jī)，如大米色選機(jī)、雜糧色選機(jī)、茶葉色選機(jī)，脫水蔬菜色選機(jī)等。近幾年，塑料色選機(jī)、礦石色選機(jī)、玻璃色選機(jī)等工業(yè)用色選機(jī)也研發(fā)出了不少產(chǎn)品，并投入到市場使用中。現(xiàn)在，我國生產(chǎn)的色選機(jī)在國內(nèi)的市場占有率不斷擴(kuò)大；有多個生產(chǎn)企業(yè)還出口到國外多個國家。

2 色選機(jī)現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)狀

美亞光電技術(shù)有限責(zé)任公司創(chuàng)建于20世紀(jì)90年代，經(jīng)過多年潛心研究，逐步掌握了生產(chǎn)色選機(jī)的核心技術(shù)，成為國內(nèi)色選機(jī)龍頭企業(yè)，主導(dǎo)國內(nèi)色選機(jī)市場?，F(xiàn)美亞光電生產(chǎn)的安科牌大米色選機(jī)，采用了雙面色選和世界上先進(jìn)的臻彩CCD、能精準(zhǔn)剔除大米當(dāng)中的淺水黃、腹白、微小病斑等微色差雜質(zhì)，實(shí)際成果大幅領(lǐng)先市場同類產(chǎn)品；在紅外技術(shù)研究領(lǐng)域也屢獲突破，它能成功剔除與大米顏色極其相近的玻璃、塑料等雜質(zhì)，剔除率高達(dá)99.99%以上，是美亞在行業(yè)內(nèi)的核心競爭優(yōu)勢之一；該公司還在花生、瓜子、豆類、葡萄干、芝麻等多種食品物料以及一些不規(guī)則顆粒狀物料色選等均有產(chǎn)品投入市場使用。該公司產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋全國所有省市，市場占有率多年保持國內(nèi)第1，出口至美國、俄羅斯、波蘭、烏克蘭、匈牙利、印度尼西亞、墨西哥等80多個國家和地區(qū)，深受國際市場用戶好評，被譽(yù)為“中國糧機(jī)行業(yè)的驕傲”，“安科”品牌已成為我國光電識別領(lǐng)域的第一品牌。

其它色選機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也根據(jù)不同市場需求，研制開發(fā)出了各類色選機(jī)。中科光電研發(fā)的雙層履帶機(jī)，可滿足多種顏色一次性分選出，具有“色選+形選”功能，多種模式自由設(shè)置，能滿足不同物料的色選需要。該公司開發(fā)出的茶葉色選機(jī)，其最新設(shè)計(jì)的“橋”式分料器，具有噪音低、抖動小、振動量大、分料更均勻特征。解決了行業(yè)內(nèi)3層茶葉機(jī)分料器分料不均勻、產(chǎn)量跟不上的難題；其獨(dú)立分選模式，每層即可以獨(dú)立設(shè)置色選或形選也可以獨(dú)立設(shè)置形加色組合方案，自由組合選擇。

泰禾光電在2008年成功研發(fā)出CCD色選機(jī)，能根據(jù)各種大米種類，優(yōu)化設(shè)計(jì)出相應(yīng)的工作模式，采用一臺色選機(jī)可適用于不同的大米的分選。2015年，該企業(yè)研制出小型機(jī)器人，并批量生產(chǎn)。

捷迅光電將大米色選與色選前工藝結(jié)合起來，保證了成品米色選機(jī)的工作效率和質(zhì)量，同時，該企業(yè)還加強(qiáng)了色選機(jī)附屬設(shè)備如提升機(jī)、配套空壓機(jī)等耗電量的研究，進(jìn)一步降低了色選機(jī)的耗電量，減少了使用者的成本。該企業(yè)研發(fā)出的新型智能 CCD 色選機(jī)，效率相當(dāng)于2臺同功率的普通 CCD 色選機(jī)，直接降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

武漢吉美研制的大米色選機(jī)技術(shù)成熟、性價比高、有獨(dú)特的國際市場。深圳市中瑞微視光電有限公司根據(jù)智能形選技術(shù)、彩色CCD技術(shù)，利用光電技術(shù)研制出茶葉色選機(jī)，可以將綠茶、紅茶、白茶、黃茶、普洱茶、單叢茶、烏龍茶等被選產(chǎn)品的異色顆粒自動分揀出來，從而達(dá)到提升產(chǎn)品品質(zhì)，去除雜質(zhì)的效果。名得光電重點(diǎn)研發(fā)生產(chǎn)礦石色選機(jī)，采用24位全彩色高速工業(yè)相機(jī)采集，可以選出多種礦石。

為應(yīng)對市場變化，我國色選機(jī)研制也在不斷進(jìn)取。各個企業(yè)對色選機(jī)進(jìn)行了廣泛的而持續(xù)的研究。從光電（模擬）技術(shù)開始、 CCD（數(shù)字）技術(shù)應(yīng)用、到智能色選機(jī)云技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究及應(yīng)用等，色選機(jī)技術(shù)及應(yīng)用一直是不斷地在更新?lián)Q代。目前，新型智能色選機(jī)或者稱為智能云色選機(jī)，正在應(yīng)用云技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，即應(yīng)用CPS技術(shù)、智能分選及光選、智能圖像采集處理和光譜分析技術(shù)等，使得色選機(jī)能夠自動分析被選物料、 自動調(diào)整設(shè)備工作參數(shù)，實(shí)時遠(yuǎn)程操控、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)在線管理等功能，從而實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，降低生產(chǎn)企業(yè)的成本[3]。

2.2 國外及合資品牌現(xiàn)狀

布勒公司在色選機(jī)的研發(fā)與生產(chǎn)方面，擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，其產(chǎn)品95%用于出口，產(chǎn)品遍及世界140多個國家，在中國稻米行業(yè)的聲譽(yù)較好。2002年9月，布勒公司推出了世界上首臺能檢測出小于0.3mm的淺淡微黃點(diǎn)和黑點(diǎn)等各種異色粒、同時去除腹白的色選機(jī)。世界各地水稻產(chǎn)區(qū)采購該公司的設(shè)備超過了其它任何公司?，F(xiàn)在合肥有分公司。

日本佐竹公司目前稻米色選機(jī)產(chǎn)品主要有：XS 系列、SSM 系列、CS（履帶式）系列、EM 系列。其中SSM 系列是目前世界上在選別方面最為先進(jìn)的色選機(jī)之一。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于稻米加工及其它谷物加工，產(chǎn)品暢銷全球 140 多個國家和地區(qū)。在歐美以及亞洲等地設(shè)有多家分公司或者工廠。

美國德爾塔科技公司在色選領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)上擁有多項(xiàng)專利，產(chǎn)品有2大系列、20多種規(guī)格。在歐美等地?fù)碛旋嫶蟮挠脩羧?。該公司色選機(jī)對大米、芝麻、瓜子、雜糧、種子、咖啡、堅(jiān)果、珍珠、玉石等顆粒狀物料按顏色進(jìn)行分選后，均能獲得滿意的效果，在我國湖南郴州市設(shè)立了代表處。

韓國“大原”和韓國“唯一”牌色選機(jī)可以對各種大米、小米、黑米進(jìn)行有效分選。在進(jìn)行了2次循環(huán)分選后，分選精度可達(dá)99.99%，帶出比約32.8%。

2015年9月，德國摩根森機(jī)械制造有限公司產(chǎn)品進(jìn)入中國，該公司因其獨(dú)創(chuàng)的摩根森概率篩而聞名于世界。其特有的分選關(guān)鍵技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)為摩根森在國際上積累了牢固的聲譽(yù)。MSort光學(xué)分選機(jī)可以通過物料的顏色，形狀或尺寸進(jìn)行精確識別和分選。為了給客戶提供更全面的分選技術(shù)解決方案，摩根森相繼開發(fā)了X光分選及金屬探測技術(shù)。摩根森MSort光選系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于礦石，玻璃回收，塑料分選等環(huán)保領(lǐng)域， 目前已經(jīng)有超過500臺光選機(jī)及15000臺概率篩在世界各地的客戶工廠運(yùn)行。

3 我國與國外色選機(jī)的主要差別

2015年4月，在上海國際分選設(shè)備及技術(shù)展覽會上，韓國大原，日本佐竹，日本安西，日本服部，加拿大LMC，德國佩特庫斯，比達(dá)光電，意大利Protec，德國Mogensen，德國Rhewum，奧地利Binder+Co，美國NRT等國外顏色分選企業(yè)紛紛亮相，帶來了最新的應(yīng)用于糧食，茶葉，塑料，化工等分選解決方案及產(chǎn)品。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)以美亞光電為龍頭，中科光電，泰禾光電、捷迅光電、合肥萬寶光電、安徽神農(nóng)光電等國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)也同時參加展覽。

從展覽會上，對世界上先進(jìn)制造水平也有了更深的了解。由于國內(nèi)色選機(jī)研制生產(chǎn)起步較晚，技術(shù)基礎(chǔ)較差，產(chǎn)品上還有許多不足之處，覆蓋面不全，不能全部滿足國內(nèi)市場，有不少地方還是使用進(jìn)口美國、德國、日本、韓國等國的色選機(jī)。尤其是在中高端市場，色選機(jī)技術(shù)還有待于進(jìn)一步提高。主要有以下幾個方面的差別：

色選機(jī)核心技術(shù)——高速和高靈敏度的陣線CCD芯片或者面陣的COMS。目前，色選機(jī)所用的芯片主要由國外進(jìn)口，采購和應(yīng)用受到限制。而且價格高、供貨周期長。

在人性化設(shè)計(jì)及遠(yuǎn)程控制等方面與國外技術(shù)相比差距也很大。

對于色選機(jī)高速線陣CCD數(shù)據(jù)采集和傳輸及處理技術(shù)的研究[4]、物料色選品種運(yùn)算[5]、多重自動校正、系統(tǒng)智能化方面存在理論基礎(chǔ)研究不全面的現(xiàn)象。

4 實(shí)際應(yīng)用中存在的問題

在實(shí)際應(yīng)用中，我國色選機(jī)也存在著各種各樣的問題。

4.1 物料問題

色選機(jī)在實(shí)際使用時，在糧食和農(nóng)副產(chǎn)品加工中，往往因?yàn)樾螤畈煌?、原料含雜率不同，物料粉塵較大等因素，色選機(jī)工作時噴嘴容易堵塞、電控控制系統(tǒng)與氣閥噴嘴的協(xié)調(diào)性不匹配，有的用大米色選機(jī)來對茶葉、塑料件、礦石等進(jìn)行色選，導(dǎo)致色選機(jī)不能適應(yīng)當(dāng)前狀況，色選效果達(dá)不到理想效果，從而出現(xiàn)了糾紛。

4.2 可靠性問題

色選機(jī)生產(chǎn)廠家，由于技術(shù)儲備不夠，關(guān)鍵性人才流失，導(dǎo)致在對不同的物料進(jìn)行色選設(shè)計(jì)時，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足，考慮不周，設(shè)計(jì)上難免存在著先天不足問題。另外在生產(chǎn)、檢驗(yàn)、安裝上存在著一些瑕疵，工作可靠性有的達(dá)不到企業(yè)的承諾。

4.3 環(huán)境問題

色選機(jī)是高科技產(chǎn)品，對于工作環(huán)境有較高的要求。但是，在實(shí)際使用時，企業(yè)很難按照規(guī)定的環(huán)境要求去做，從而影響了色選機(jī)的使用。

4.4 工藝匹配問題

目前，色選機(jī)大多是在糧食、農(nóng)副產(chǎn)品加工方面中應(yīng)用，由于發(fā)展較快，工藝路線還不是非常清楚，其操作人員技術(shù)水平也參差不齊，導(dǎo)致色選結(jié)果誤差較大，不能達(dá)到理想的要求。

5 幾點(diǎn)建議[1-12]

我國色選機(jī)主要是在3個方面發(fā)展。大產(chǎn)量的色選機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)，進(jìn)一步產(chǎn)品的提高性價比；加強(qiáng)雜糧類、茶葉類、脫水蔬菜類、海產(chǎn)品類、塑料類、化工和礦石類等的試驗(yàn)和研究，從而進(jìn)行系統(tǒng)模塊化的配置，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和色選效果，增加產(chǎn)品零部件的互換性；需要盡快研發(fā)出國產(chǎn)芯片，盡快實(shí)現(xiàn)色選機(jī)全部產(chǎn)品零部件自主生產(chǎn)。

為適應(yīng)以上發(fā)展目標(biāo)，色選機(jī)行業(yè)在自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，需要在以下幾個方面進(jìn)行突破：

新光源的應(yīng)用及混合光源的應(yīng)用；

研發(fā)更好的噴閥，提高生產(chǎn)率的同時減少帶出比，適應(yīng)更多產(chǎn)品的色選；

加大CCD 色選機(jī)信號處理和控制技術(shù)的研究，解決CCD色選機(jī)的隨機(jī)性、多通道等難題。

應(yīng)用新的高速超大規(guī)模微處理器，嵌入更多識別算法，提高系統(tǒng)的實(shí)用性；

大力推進(jìn)色選技術(shù)從宏觀識別向微觀識別發(fā)展，研發(fā)出食品內(nèi)在毒素檢查、農(nóng)藥殘留檢測、重金屬檢測、添加劑檢測、成分在線分析等領(lǐng)域的設(shè)備，更加全面地保障食品安全。

以“互聯(lián)網(wǎng)+”為工具，大力完善大數(shù)據(jù)云系統(tǒng)平臺建設(shè)，配備具有故障診斷和上網(wǎng)通訊功能，在出故障時可以實(shí)時地向企業(yè)售后服務(wù)前臺求助，請求予以技術(shù)指導(dǎo)。實(shí)現(xiàn)色選操作的智能化及遠(yuǎn)程智能化，通過科學(xué)有效的分析為客戶帶來無限增值商訊。

國外品牌色選機(jī)，由于價格高等多方面的原因，市場日益萎縮，這為我國打破國外市場壟斷創(chuàng)造了非常好的機(jī)會，隨著色選機(jī)行業(yè)得到國家的扶持以及技術(shù)的提升，我國色選機(jī)行業(yè)的路會越走越寬。

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