Фотосепаратор что это такое
Очистка и сортировка зерна с помощью фотосепаратора
Фотосепараторы сегодня являются необходимостью для пищевой и перерабатывающей промышленности, к примеру, в процессе переработки зерновых культур. Их активно используют сельские хозяйства, заводы по переработке круп, предприятия, чья деятельность связана с хранением и очисткой зерна. Фотосепарация занимает важное место в заключительной части подготовки зерна на мукомольных предприятиях.
Данная технология используется не только в различных областях пищевой промышленности, но и активно применяется в медицине, химической промышленности, при переработке пластика, стекла, обработке минералов и солей.
Незаменимы фотосепараторы для производителей семян. Особенно важно наличие данного аппарата для подготовки семенного материала мелкосеменных культур: трав, овощей, цветов.
Что мы знаем про сортировку семян? Это устройство позволяет производителям иметь высококачественную продукцию с лучшими показателями качества, которые в полной мере соответствуют действующим стандартам и ГОСТам. Эта технология наиболее важна там, где процесс производства требует наиболее тщательной сортировки материала.
Где купить фотосепаратор? На https://konservprom.ru/ открыты для сотрудничества с поставщиками, предлагают консервы от производителя оптом на выгодных условиях.
За счет нейронного алгоритма можно проводить сортировку полосатых семян подсолнуха, изюма с хвостиками и без, зерна пшеницы по стекловидности.
Возможность обучаемости программы позволяет сортировать продукт по совокупности нескольких признаков (яркость, форма, размер, пестрота, рябь…)
В случае производственной необходимости возможно увеличение производительности до 3-х раз на базе имеющегося фотосепаратора. CCD-матрицы с разрешением 2048 пикселей обеспечивают изображение с высокой детализацией сортируемого элемента и способны обнаруживать дефекты размером от 0,13 мм.
Воздушные сопла шириной 4.5 мм обеспечивают высокоточное удаление элемента при малых воздушных затратах. Преимущество данного фотосепаратора состоит в возможности его модернизации до желаемой конфигурации.
Вывод
Фотосепараторы относятся к высокотехнологичному и высокоточному оборудованию. Их использование в различных областях промышленной сортировки позволяет значительно увеличить качество конечного продукта и решить целый ряд проблем связанных с удалением трудноотделимых примесей.
Применение фотосепараторов при очистке зерновых позволяет вывести готовую продукцию на качественно новый уровень и тем самым значительно увеличить доходы предприятия. Процесс работы таких аппаратов полностью автоматизирован, а показатели чистоты конечного продукта не имеют аналогов среди других приспособлений для сортировки.
Все, что вы хотели знать о фотосепараторе
Специалисты компании «Unisort» Роман Коваленко и Михаил Герасименко рассуждают о фотосепараторах и дают ответы на главные вопросы.
Что такое фотосепаратор?
Сепаратор – это аппарат, который разделяет продукт на фракции с разными характеристиками. Приставка фото- означает, что разделение происходит по цвету продукта. Например, он может от пшеницы отделить темные зерна, различные засорители, отличающиеся цветом и формой от хороших зерен.
Роман Коваленко. Можно было зайти в Википедию, скопировать текст, вставить в эту статью, и успокоиться. Но это совсем не интересно! Давайте попробуем понять, что же за «зверь» такой этот фотосепаратор?
Первое, о чем я подумал, когда услышал слово «фотосепаратор», это сепарирование молока)))) И я был такой не один! Когда рассказываю друзьям и родственникам, чем я занимаюсь, приходится постоянно объяснять, что это никак не связано с молоком, творогом и прочим. Всех сбивало с толку слово сепаратор.
Что же такое сепаратор? Сепаратор – это аппарат, который разделяет продукт на фракции с разными характеристиками. Приставка фото- означает, что разделение происходит по цвету продукта. Например, он может от пшеницы отделить темные зерна, различные засорители, отличающиеся цветом и формой от хороших зерен. Естественно, возможности фотосепаратора не ограничиваются только пшеницей, он сортирует всевозможные пищевые и непищевые продукты: стекло, пластик, камни, минералы, соль и многое другое.
Я бывал на многих производствах, где устанавливал фотосепараторы, и там люди давали фотосепаратору свои названия, такие как «фотик», «глаз», «сортекс», «золушка» и другие. Наша помощница Алена нежно называет их «фотосепиками». По мне, так название «золушка» подходит ему больше, чем фотосепаратор, потому что он делает такую же работу, какую делала героиня из одноименной сказки)))) Горох от чечевицы – легко!
Для чего используется и как быстро окупается фотосепаратор?
Фотоэлектронный сепаратор помогает фермерам, переработчикам, семеноводам делать продукт чище. А значит продавать продукт дороже, соответствовать техусловиям заказчика и выходить на новые, в том числе, зарубежные рынки. Кроме того, использование оптического сортировщика позволяет отказаться от ручного труда, существенно повысив качество отбора и снизив его стоимость.
Рекордный срок окупаемости фотосепаратора – 1,5 недели, средний – от 3-х до 5-ти лет.
Михаил Герасименко. В каждой отрасли от оптического сортировщика своя польза. Мукомольная промышленность, зернопереработка, семеноводство, фермерство. Общая мысль – сделать продукт чище, а значит, более конкурентоспособным.
Что касается окупаемости. На мукомольном производстве фотосепаратор окупается 3-5 лет, в зависимости от объема. Максимально быстро окупается в семеноводстве. Реальный случай был: цветосортировщик окупился за 1,5 недели. Человек не мог продать суперэлиту овса, семена. Чтобы понимать порядок цен: тонна этих суперэлитных семян стоит в 2-2,5 раза больше чем семена 2-3 репродукции. Но продукт не проходил по ГОСТу, потому что был засорен овсюгом. И у человека был выбор: либо продать этот овес на корм лошадям, как фураж, либо пытаться очистить. Купил 2 фотосепаратора и за 1,5-2 недели отсортировал большой объём семян, окупил фотосепараторы и начал зарабатывать. На данный момент у этих ребят уже 4 фотосепаратора.
Недавно мы для другого клиента расчеты делали. Обыкновенный фермер с посевным оборотом 7-10 тысяч гектаров. Только на своем сырье он окупит фотосепаратор за 2 года. А еще ведь можно брать на сортировку у соседа сырье и на этом зарабатывать!
Роман Коваленко. Если на экспорт хочешь выйти, тоже фотосепаратор необходим: очень строгие критерии. Ну и цена продукта, естественно, может увеличиться на 100 – 150%. Нужно купить фотосепаратор и довести сырье до идеала.
В России ситуация со стандартами немного другая. ГОСТы есть, но они еще со времен СССР действуют, не очень актуальны. Сейчас каждый покупатель создает ТУ (техусловия). Возьмем такой пример: ты печешь хлеб, предположим, со льном. Тебе нужно закупить лен определенного качества, ты создаешь техусловия и переработчикам нужно привести свой продукт в соответствие с твоими требованиями. Тут тоже фотоэлектронный сепаратор незаменим: каждый покупатель диктует свои требования и надо им соответствовать.
Еще один весомый аргумент – это отказ от сортировки вручную. Вот семечки жареные ты покупаешь. Лет пятнадцать назад их сортировали 15-20-30 женщин на заводе, с конвейера. А это и низкое качество из-за человеческого фактора (зазевалась, плохо себя чувствует), и меньшие объемы, и зарплату, налоги платить ежемесячно. За полгода фотосепаратор окупит себя.
По поводу окупаемости курьезный случай был. Человек продает чернослив фирмам, которые делают йогурты, конфеты и прочее. В этом черносливе попадаются косточки. Одна бабуля поела йогурт, ей попалась косточка и она сломала зуб. Бабуля отсудила у производителя несколько миллионов – собственно, стоимость фотосепаратора. Производитель сказал: я больше за зубы платить не хочу – и купил фотосепаратор.
Как работает фотосепаратор?
Роман Коваленко. В бункер приема засыпается сырье, включается вибропитатель. Он начинает вибрировать, а зерно – двигаться. Зерно попадает на лоток, который нужен, чтобы «выровнять» поток продукта: чтобы он сыпался ровной полосой, с нужной скоростью. Дальше продукт попадает в зону осмотра. Продукт летит вниз, а на него с двух сторон смотрят камеры. Предварительно через программное обеспечение мы задаем параметры: какое зерно нужно удалить. Камера распознает: это хорошее зерно, это – плохое. Сантиметров 5-7 ниже камер расположен ряд форсунок. Камера через компьютер посылает сигнал на определенную форсунку, та открывается и выталкивает негодное зерно из потока. Годный продукт в свободном падении летит дальше, а негодный под воздействием сжатого воздуха меняет траекторию и попадает в другой отсек.
У разных производителей на лоток приходится разное количество эжекторов. Например, у фотосепараторов «Meyer» 60 форсунок и этого достаточно. В среднем количество варьируется от 50 до 64-х.
Кто придумал фотосепаратор и что есть на рынке сегодня?
Meyer, Taiho и AMD – это три лидирующих производства в Китае. И самое интересное, все они находятся в одном городе. Представляете, какая там конкуренция, какая там гонка вооружений, какая там происходит борьба за качество?! Оборудование они поставляют по всему миру, и постоянно борются за лидерство на мировом рынке.
Компания «Unisort» является официальным дилером «Meyer» в России и у нас вы можете получить подробную консультацию по этим фотосепараторам.
Роман Коваленко. В разных источниках – разная информация. Одни говорят, что фотосепаратор придумали и создали в Японии, другие говорят, что в Китае. Один факт их объединяет: они хотели сортировать рис! Есть информация, что первый фотосепаратор создали в Америке для сортировки чипсов. В советское время в Ленинграде был создан экспериментальный экземпляр, но в серию он так и не пошел.
Что касается современного рынка, он достаточно насыщен. В Россию фотоэлектронные сепараторы поставляются из Китая и Японии – именно там рождаются все инновации в области техники и электроники. Хотя и в России есть 2 производителя данного оборудования.
Условно производителей можно подразделить на три категории.
Премиум-сегмент на мировом рынке представляют Satake (Япония) и Buhler (Германия). Качество оборудования не оставляет вопросов, но и цена довольно высокая, причем 30-40% стоимости оборудования составляет только бренд.
Средняя ценовая категория представлена китайскими производителями. Китайские фотосепараторы не уступают по качеству японскому и германскому. Одна из причин – высокая конкуренция: в Китае более 20 заводов, производящих фотосепараторы. В условиях большой конкуренции у производителей не остается других вариантов, кроме как делать качественный продукт и постоянно его совершенствовать. К сожалению, к фразе «Made in China» в России относятся так же как к российскому автопрому! Принято считать, что товары из Китая некачественные. Этот миф берет свое начало в 90-ых годах прошлого века, когда китайские производители предоставили неокрепшему после развала СССР российскому рынку очень дешевые товары, доступные народу. Но в то время были и очень качественные китайские товары, которые стоили совершенно других денег! В настоящее время Китай занимает одно из лидирующих мест по развитию техники и электроники. Не зря, наверное, такие именитые бренды как «Apple» и «Samsung» производят свою продукцию именно в Китае! Видимо, они что-то знают)))
В китайских фотосепараторах, в частности, есть опция интеллектуального анализа, о которой отечественные производители пока только мечтают. Возьмем, например, фотосепараторы «Meyer» – их сейчас может настроить даже красивая девушка))) Допустим, у нас есть некоторая задача. Мы можем выбрать чистый продукт и какие-то засорители. Берешь горсточку чистого, бросаешь в фотосепаратор. Аппарат сфотографировал, запомнил, мы ему сказали, что это хороший продукт. Дальше так же показали ему негодный продукт. Выбираем автоматический режим, фотосепаратор просчитывает и дальше работает сам. Идеально.
«Meyer» является лидирующим производителем фотосепараторов в Китае.
Производительность завода превышает 4 тысячи единиц техники в год. Оборудование поставляется по всему миру. Для сравнения, Российские бренды производят не больше 200 единиц в год.
История производства «Meyer» начинается с далекого 1993 года. Первые фотосепараторы выпускались под брендом «Ancoo». Далее, в 2000 году, компанию переименовали и появился бренд «Meyer». В России эти фотосепараторы начали появляться в начале 2000-ых, и я знаю несколько производств, на которых это оборудование есть, работало и работает по сей день. На дворе у нас 2019 год! Они трудятся уже 10-15 лет, и вопросы о качестве оборудования отпадают автоматически! Да, аппараты довольно устаревшие, сенсорные, сенсоры примерно такие же, как используются в качестве солнечной батареи в калькуляторах, но они работают.
Компания «Meyer» далеко не единственная в Китае. Примерно в то же время было основано производство компании «AMD». Это довольно крупное производство, ничем не уступающее компании «Meyer», и находятся они в одном городе Hefei. В начале 2000-ых часть инженеров компании «Meyer» обособились, и создали компанию Taiho. Не зря я решил упомянуть эти производства, потому что «Meyer», «Taiho» и «AMD» – это три лидирующих производства в Китае! И самое интересное, все они находятся в одном городе! Представляете, какая там конкуренция, какая там гонка вооружений, какая там происходит борьба за качество?! Оборудование они поставляют по всему миру, и постоянно сражается за лидерство на мировом рынке.
Как вы уже поняли, разговор про завод «Meyer» я завел не зря. Компания «Unisort» является официальным дилером компании «Meyer» в России и у нас вы можете получить подробную консультацию по этим фотосепараторам. Можете приехать к нам в офис и попробовать посортировать свой продукт, наши специалисты подберут фотосепаратор именно под ваши задачи, а также настроят и обеспечат его бесперебойную работу в течение всего срока эксплуатации.
Если рассматривать Российское производство, то можно провести аналогию с Российским автопромом. Каждый человек в России знает и понимает, что наши автомобили уступают зарубежным абсолютно по всем параметрам. И это не миф, а горькая реальность. В производстве фотосепараторов используются зарубежные компоненты, порядка 60-70%, но на выходе все равно получаются отечественные «жигули». Постоянные поломки, постоянное ощущение подвоха, да и качество сортировки уступает зарубежным аналогам!
Какие бывают фотосепараторы и чем различаются?
Существующие на сегодняшний день фотосепараторы различаются сенсорами. Есть монохромные («видят» только оттенки, светлее-темнее) и цветные фотосепараторы («различают» цвета). А кроме того, доступны InGaАs и рентген-фотосепараторы, в которых сортировка происходит уже не по цвету, а по структуре продукта.
Роман Коваленко. Фотосепаратор сортирует по цвету – общеизвестный факт. Это и так, и не так одновременно. Изначально сенсоры распознавали только оттенок, светлее-темнее, а не сам цвет. Но и это уже позволяло отобрать, например, ту же черную гречку – она темнее.
Сейчас на рынке существуют монохромные (различают оттенки), цветные фотосепараторы, а также суперсовременные фотосепараторы с X-ray и InGaAs-камерами, которые имеют дело со свечение за пределами видимого спектра.
По сути, все эти фотосепараторы различаются камерами. Первые фотосепараторы, как уже сказано, видели только оттенок. Современные камеры уже умеют цвета различать, знают RGB-линейку (RGB – от названия цветов: red – красный, green– зеленый, blue – синий, из этих трех цветов состоят все другие цвета спектра).
Известно, что сепарация это процесс, в котором одно вещество или компонент выделяется из другого компонента. Данный процесс сегодня является чрезвычайно полезным и нужным, сепараторы используются в разных сферах промышленности и производства, начиная от пищевой промышленности и заканчивая добычей полезных ископаемых. Однако сегодня распространены не только сепараторы механического действия, но и фотосепараторы.
Данное оборудование используется так же для отделения компонентов друг от друга, однако работает оно посредством отражающихся световых гам и частиц, которые выделяются из веществ, подвергаемых сепарации.
Особенности применения фотосепараторов
На сегодняшний данный способ сепарирования является одним из самых распространенных, такие фотосепараторы называют еще фотоэлектронными сортировщиками. Многие производители предлагают сегодня большой ассортимент такого оборудования. Как правило, сегодня поставщиками такого типа оборудования наиболее часто выступают страны, в которых производится разработка последних новинок техники и электроники. И чаще всего фотосепараторы поставляются в Россию из Китая и Японии. Дело в том, что именно этим страны являются передовыми по выпуску инновационных технологий, которыми оснащается данное оборудование.
При всем том, что данное устройство является новейшей разработкой, сам принцип действия фотосепарирующего устройства не является сверхсложным. Работает фотосепаратор по следующему принципу.
Принцип работы фотосепаратора
Изначально продукт, который будет подвергнут сепарации подается в специальный загрузочный бункер машины. Далее из бункера продукция посредством автоматического управления выдается в желоба устройства. Сам желоб представляет собой канал, достаточно узкой формы. Именно поданному каналу и происходит поступление сырья для сепарации в зону активного воздействия, в которой продукция подвергается специальному освещению люминесцентного характера. Каждая активная зона оснащается четырьмя такими лампами, которые работают по принципу лучей.
В свою очередь, лампы освещая продукцию лучами, выдают информацию о продукте в специальные сенсорные системы. Таким образом, сенсорные камеры информируются о том, какой сорт продукции нужно будет сепарировать и какого он цвета. Основное действие фотосепаратора заключается в том, он различает продукцию по цвету, и соответственно сортирует ее согласно цветовой гамме. Таким образом, бобовые разделяются на горох, фасоль и чечевицу, в каждую отдельную группу, поскольку их цвет различен. В таком фотосепараторе как правило производят сортировку таких продуктов, как рис, пшеница, ячмень и другие.
Эксплуатация фотосепараторов
Сортируют так же бобовые культуры, кукурузу, сою, орехи и другие подобные продукты. Очень важным является то, что данные инфракрасные сенсорные камеры очень хорошо распознают такие инородные материалы, как пластик, металл и стекло, поскольку часто инородные частицы попадают в продукцию и важно выявить их до следующего этапа обработки культур. Кстати еще одним популярным видом сепараторного оборудования является зерноочистительный сепаратор.
При нахождении инородного тела в сепарируемом продукте, в ход вступает так называемый эжектор, который выдувает ненужный элемент из общей массы продукции. После проведения всей процедуры сепарирования, отобранная продукция попадает в свой отсек, которыми снабжен фотосепаратор. После проведения всей сортировочной работы и по наполнению отсеков сырьем, сепаратор выдает готовый продукт на выход, где происходит его отгрузка. После этого машина вновь готова к новой закладке продукции.
Кроме того, что данное оборудование является достаточно простым в работе, он относится к высококлассному оборудованию с отличными результативными характеристиками. Очистка посредством фотосепараторов достигает в большинстве случаев результата в сто процентов.
Технологии
Оборудование для оптической сортировки широко используется во всем мире и задействовано во многих отраслях промышленности: агропромышленном комплексе, сельском хозяйстве, перерабатывающей, пищевой и горнодобывающей промышленности, а также переработке отходов.
Главное преимущество этой технологии в возможности добиться высокой степени очистки исходного сырья от примесей и загрязнителей с наименьшими затратами ресурсов и на выходе получить чистоту годного продукта, равную или максимально приближену к 99,99%. На сегодняшний день ни одно другое оборудование не способно конкурировать по этому параметру с фотосепараторами. В зависимости от компонентов применяемых в конкретном устройстве, возможна сортировка по параметрам цвета, размера, формы, внутреннего содержания и структуре. Как уже стало ясно, фотосепараторы это машины финишной очистки и с их помощью можно добиться результата, удовлетворяющего самым строгим требованиям к безопасности и чистоте продуктов и материалов. На текущий момент именно оптические сортировщики являются идеальным вариантом для калибровки качественного сырья.
Принцип работы фотосепаратора?
Пошаговый процесс работы фотосепаратора выглядит следующим образом:
Важнейшими факторами, влияющими на производительность фотосепараторов, является степень засоренности основного, исходного сырья для сортировки, его физические свойства и физические свойства нежелательных примесей. Такие параметры продукта и нежелательных примесей как цвет, физические размеры, удельный вес, аэродинамические свойства, плотность, в совокупности влияют на качество и скорость сортировки продукта по цвету и геометрическим различиям.
Как устроен фотосепаратор?
Специальные быстродействующие полноцветные камеры высокого разрешения, оснащены CCD или CMOS сенсорами, гарантируют четкость получаемого изображения, различают и фиксируют мельчайшие детали и дефекты продукта.
Энергоэффективные промышленные FPGA решения и специализированные цифровые сигнальные процессоры DSP, построенные в виде SoC (System-on-a-Chip) системы, обеспечивают высокий уровень быстродействия цветосортировочного оборудования. Постоянно совершенствуются программные и аппаратные алгоритмы обработки данных, позволяющие сортировать материал как по цветовым, так и по геометрическим различиям.
Современные фотосепараторы оснащены долговечными эжекторами, использующие технологию магнитной левитации. Особая конструкция сопел электромагнитного клапана позволяет удалять нежелательные примеси из потока годного продукта и при этом значительно, до 30%, экономить расходы сжатого воздуха.
Удобство управления фотосепараторами обеспечивает сенсорный экран и интуитивно-понятный многоязычный интерфейс устройства. Программное обеспечение, что регулярно обновляется, позволяет гибко настраивать фотосепаратор на работу с различными продуктами и материалами, проводить интеллектуальную настройку по фото и видео исходного сырья, а также самодиагностировать возможные ошибки и неисправности в работе.
Развитием технологии оптической сортировки стало использование камер и сенсоров, работающих в ближней инфракрасной области (NIR сортировки, сортировка с применением инфракрасных камер). На основе предварительно заданной информации о спектральном анализе различных материалов было определено, какой сортированный материал есть гетерохромным веществом. Подтверждение свойств материала приходит с отраженным светом после облучения ближней инфракрасной области. Эти данные мгновенно обрабатываются промышленным процессором и соответствующая команда поступает к электромагнитному клапану (эжектору). В случае срабатывания плохой продукт будет отсортирован мощным направленным потоком воздуха.
С целью повышения качества и безопасности выпускаемой продукции также широко применяется технология сортировки с использованием рентгеновского излучения. Устройство производит рентгеновские лучи, а целый комплекс применяемых оптоэлектронных технологий, интегрированных компьютерных алгоритмов, система цифровой обработки сигналов, позволяют визуально распознать, различить, определить и упорядочить примеси, загрязнители, нежелательные элементы и материалы в продуктах.
Еще немного фактов о фотосепараторах
Флагманы производства оборудования для оптической сортировки используют только лучшие компоненты и комплектующие от всемирно известных компаний, среди них Nikon, Toshiba, Computar, Altera, SMC, Teledyne DALSA, Texas Instruments, OSRAM, Nippon, Delta Electronics, ARM.
Фотосепарация (или фотосортировка) получила широкое применение в перерабатывающей и пищевой промышленности, особенно там, где требуется визуальный контроль продукции: при сортировке зерновых, бобовых, мелкосемянных, технических и масличных культур, орехов, снеков, круп, специй и пряностей, а также замороженных или сушеных фруктов и ягод. Успешно фотосепараторы справляются с задачами сортировки и на непищевых производствах, например, при вторичной переработке стекла, резины или пластика, а также для сортировки отходов, солей и различных минералов.
Комплектация и особенности монтажа оборудования для участка сортировки
Фотосепаратор устанавливается на ровной, твердой площадке, вибрация которой не допускается. Поскольку выполнить даже такие простые требования часто не представляется возможным, мы рекомендуем монтировать сортекс на эстакаду, произведенную индивидуально для каждого заказчика. Такая эстакада рассчитывается с учетом особенностей места эксплуатации оптического сортировщика, подготовленной для полноценного технического и технологического обслуживания машины. Также необходимо предусмотреть место для установки необходимого дополнительного оборудования: компрессора, ресивера, осушителя, аспиратора и стабилизатора питания. Специального закрепления к платформе фотосепаратор не требует. Температурный режим, влажность и запыленность помещения, где используются производственные линии, оснащенные оборудованием для оптической сортировки, должны находиться в определенных рекомендуемых пределах.