一种基于多模态感知的坚果智能炒制工艺及炒货机的制作方法

本发明属于炒货设备的，尤其适用于坚果炒货烘焙加工，特别是涉及一种基于多模态感知的坚果智能炒制工艺及炒货机。

背景技术：

1、坚果炒货在加工生产过程中，炒制温度均匀性、温湿度环境稳定性及炒制状态感知精准度，直接决定坚果成品的色泽、酥脆度、口感及批次品质一致性，是坚果炒制加工的核心关键。目前市面上传统智能炒货机结构设计固化，大多采用固定式内外挡板筒体结构，热交换模式单一固化，在实际生产使用中存在明显缺陷，难以满足高品质、标准化、智能化的坚果炒制生产需求。

2、现有炒货机普遍存在筒内受热不均、恒温保温性能差、能耗高的技术缺陷。传统炒货机筒体多为单层结构或固定夹层结构，仅依靠单一热风对流或单一固体导热方式进行加热，无双向热补偿结构设计。炒制过程中，筒体内前端、后端、中心及边缘区域热交换效

3、率差异极大，极易出现局部高温、局部低温的温度死角，导致坚果物料受热不均衡，出现部分物料炒焦、部分物料夹生的次品问题。

4、另外，现有技术无法实现多模态、全域化的炒制状态感知，无法根据坚果实时炒制成熟度、环境温湿度变化自适应调节风机转速、滚筒转速及加热功率，炒制工艺参数调节滞后、精准度低，导致不同批次坚果成品色泽、干湿程度、酥脆度差异较大，产品标准化程度低、次品率高。

5、因此，亟需研发一种可实现双路热传导温度互补、全域多模态感知、智能自适应调控的坚果智能炒货机，以解决现有技术受热不均、感知片面、智能化程度低的行业痛点。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供了一种基于多模态感知的坚果智能炒制工艺及炒货机，解决了现有炒货机仅依靠单一热交换方式导致筒内受热不均、恒温保温性能差，且仅能单点测温、无法全域多模态感知炒制温湿度与物料成熟状态，造成炒制品质参差不齐、智能化调控精度低的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案；一种基于多模态感知的坚果智能炒货机，包括机壳、炒货滚筒、循环风机、电控控制总成；所述机壳的内部转动安装有炒货滚筒，所述炒货滚筒包括内滚筒、导热组件、外滚筒及驱动轴；所述内滚筒内部构成炒货空间，内滚筒后端设置透气隔板，透气隔板布设有若干透气孔；所述导热组件包含多个沿圆周均匀分布的金属的传热片，传热片同时连接内滚筒外壁与外滚筒内壁，内滚筒、外滚筒经传热片固接为一体，内滚筒与外滚筒之间形成多道圆周分布的气流通道；所述外滚筒一端为带安装空间的开口端，另一端为开设中心孔的封闭端；内滚筒前端自外滚筒开口端向外伸出形成延伸段；延伸段转动装配有对内滚筒前端隔档的前封盖，前封盖与机壳固定连接；外滚筒远离开口端一侧与内滚筒、导热组件后端合围形成回流空间；所述前封盖上设有与内滚筒内腔相通的出风管，出风管另一端连接循环风机；所述回流空间、内滚筒内部、出风管内均布设有温度传感器；所述出风管内还设有湿度传感器；前封盖上固定安装有视觉感知单元；所述循环风机、温度传感器、湿度传感器、视觉感知单元电连接电控控制总成，电控控制总成可以根据温度传感器、湿度传感器与视觉感知单元多模态感知信号，并依据感知数据控制调节循环风机转速、炒货滚筒的转速。

3、优选的，所述前封盖开设用于观察的视窗孔，视窗孔内固定防护玻璃，视觉感知单元装配于前封盖的外部且对应防护玻璃位置；出风管包括探测管路，探测管路的末端设有可拆卸的端盖，所述湿度传感器以及出风管内的温度传感器固定安装在端盖上。

4、优选的，所述导热组件的传热片对应延伸段的一端，在内滚筒和外滚筒之间设有多个呈环形排列的气流入口；传热片对应气流入口端，在内滚筒和外滚筒之间设有多个呈环形排列的气流出口。

5、优选的，所述传热片顶边、底边折弯形成连接边，连接边分别贴合外滚筒内周面、内滚筒外壁；所述传热片成型为u型、z型或工型中的至少一种；传热片为直翅片、倾斜翅片或螺旋翅片中的至少一种。

6、优选的，所述机壳内部安装有加热装置，所述加热装置设置于炒货滚筒的底部且可通过电控控制总成根据感知数据进行调节加热功率，所述前封盖上设置与炒货滚筒前端位置对应的进料口与出料口。

7、优选的，所述炒货滚筒还设置搅拌单元；所述搅拌单元包括驱动端、旋转端以及搅拌片，驱动端装配于前封盖上，驱动轴与旋转端转动连接，形成炒货滚筒和搅拌单元单独转动的结构。

8、优选的，所述内滚筒内壁沿周向固定设置若干组抄板组件，每组抄板组件包括多个依次递增或递减高度的抄板。

9、优选的，还包括热循环装置，热循环装置包括旋风分离器和焚烧管，所述循环风机、旋风分离器、机壳通过管路首尾连通形成余热循环管路；所述机壳开设有回风口和空气进气口，所述旋风分离器内部设置加热腔体，所述加热腔体一侧开设工艺进气口，加热腔体另一侧开设工艺出气口，所述旋风分离器中心设有竖直同轴贯穿的焚烧管，所述焚烧管下端开口为烟气进气口，焚烧管上端延伸出旋风分离器外部并连通排气烟囱；所述出风管通过第一管路连接循环风机进风口，循环风机出风口通过第二管路对接旋风分离器工艺进气口；旋风分离器工艺出气口通过第三管路连接机壳的回流口。

10、优选的，所述旋风分离器的底部连通有锥形腔体，所述烟气进气口下方同轴布置热源，热源整体置于旋风分离器锥形腔体的内部。

11、一种基于多模态感知的坚果智能炒制工艺，包括以下步骤：热气流经加热装置加热后进入内滚筒与外滚筒之间的气流通道形成气流热流，通过导热组件的金属的传热片实现内滚筒与外滚筒之间的物理热传导，气流热流热传导与物理热传导相互进行温度补偿，维持炒货滚筒内部恒温均温炒制环境；炒制过程中，回流空间、内滚筒内部、出风管处的温度传感器、湿度传感器以及视觉感知单元同步采集多模态感知信号并输送至电控控制总成，电控控制总成结合温度、湿度检测数据以及视觉感知单元采集的坚果表面色泽图像信息，动态调节循环风机转速、炒货滚筒转速以及加热装置的功率；炒制产生的含尘烟气进入余热循环管路，经旋风分离器除尘后送入焚烧管，在热源作用下完成烟气焚烧净化，净化后的烟气部分余热回流循环利用，其余烟气经排气烟囱排出。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、物理导热和气流对流双重热交换，二者相互温度补偿，炒货滚筒内全域温度均匀，温差控制在极小范围，杜绝局部炒焦、局部夹生；内滚筒、外滚筒双层夹层形成密闭保温层，减少筒内热量向外机壳散失，同等炒制温度下加热装置能耗降低，节能效果显著；

14、2、u型或z型或螺旋多种传热片可替换，适配高水分坚果，如板栗、花生、低水分坚果，如巴旦木、核桃仁，不同风量换热需求，设备通用性强；

15、3、环形气流进出口配合夹层气流通道，热风可覆盖筒体全部长度，消除滚筒前端、后端低温死角，全程恒温稳定。

16、4、三点位温度采集，完整还原筒内全域温度，相比传统单点测温，控温精度大幅提升；湿度实时监测，系统自适应调节排湿风量，坚果脱水速率可控，成品酥脆度统一，不会出现干湿不均；视觉图像自动识别成熟度，摆脱人工凭肉眼、经验判断炒制终点，每一批次坚果色泽、口感高度一致，产品标准化程度高；多参数融合自动调速、调功率，全程无需人工值守，降低人工操作门槛，减少人为操作失误造成的次品。

17、5、筒与搅拌件双独立差速转动，物料翻动无死角，坚果不会长期贴壁堆积受热；渐变高度抄板分层抬料，物料散落充分，受热、脱水均匀，大幅降低不良品率。

18、6、炒制热风循环回收余热，加热装置无需持续满功率工作，进一步降低设备整体能耗；旋风分离器分离坚果粉尘、油脂，避免粉尘堵塞风机、管路，延长设备使用寿命；油烟、异味废气经高温焚烧分解，尾气污染物大幅降低，满足食品加工环保排放标准，无刺鼻油烟污染车间环境；机壳设置空气补风口，可灵活调节循环热风温度，适配低温慢炒、高温快炒多种工艺。

19、7、温湿度传感器集成在可拆卸端盖，拆装、清洁、校准便捷，设备后期维护成本低；外置视觉感知单元搭配防护玻璃，隔离高温水汽油烟，摄像镜头不易损坏，使用寿命长。