食品中有害物质自动化快速检测方法与装置与流程

本发明属于食品检测，具体是食品中有害物质自动化快速检测方法与装置。

背景技术：

1、随着社会物质财富的不断累积以及社会文明的不断进步，有越来越多的新食材被发现，也被应用在了实际的食品生产中。但在食品生产加工的过程中，因为生产环境、加工工艺等影响，最终生产出的食品可能会存在损伤人体健康的有害物质。故而需要有相应的检测技术与手段去把关食品安全，确保最终进入到消费者口中的食物是安全无害的。

2、在实际的食品有害物质的检测过程中，现有检测技术大多需要工作人员操作食品检测工作台，增加了人工成本，而在部分可以实施快速检测的装置中，样品需要先在加热装置内加热后再混合溶剂送样，但装置无法进行自清洁，导致上一个采样的样品残余在加热装置内，人为再去清洗又会拖慢检测进度，在影响检测结果的同时也降低了检测效率。为此有必要提出一种能够更加方便高效完成检测的食品中有害物质自动化快速检测方法与装置。

技术实现思路

1、为了解决上述前残余样品影响下个样品检测结果，且人工清洗会拖慢检测前的预处理进度的问题，本发明的目的是提供食品中有害物质自动化快速检测装置，通过在采样完成后清洗组件自动清洗残液并排出到废水组件中，在不影响检测结果的情况下有效提高检测效率。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：食品中有害物质自动化快速检测装置，包括自动化检测系统和制样设备，自动化检测系统与制样设备信号连接，制样设备包括识别采样组件、送样组件和用于清洗残留样品的清洁组件，识别采样组件底部固定连接有支撑箱，支撑箱内设有若干装置箱，装置箱内对称设有预处理组件，清洁组件位于对称的预处理组件之间，预处理组件包括搅拌组件，送样组件位于支撑箱下方，送样组件远离支撑箱的一端可拆卸连接有用于检测食品中有害物质的液相检测器；

3、清洁组件包括液体箱，液体箱内分为自上而下的第一腔室和第二腔室，第一腔室内设有清水组件，清水组件两侧均设有对称的送液组件，清水组件与搅拌组件之间均连通有送液组件，第二腔室内设有废水组件，废水组件与搅拌组件之间连通有废水管。

4、基础方案的原理是：首先将样品食品放在识别采样组件上，由于不同的样品食品的理化性质亦有不同，并且样品食品中的有害物质种类繁多，需要溶解在对应的溶剂中才会在检测时产生所需的色谱图，所以在预处理前需要通过识别采样组件获取食品图像并进行采集，再将采集到的图像信息传输至自动化检测系统中进行数据库对比和判断，调用对应样品食品的理化性质和混剂方案，进而传输到预处理组件中；

5、同时识别采样组件将样品食品输送到预处理组件，预处理组件对样品食品进行基础搅碎处理并加入相应的溶剂进行混合，处理完成的样本通过送样组件送样，送样组件会将样本送入液相检测器中进行检测食品中是否含有有害物质，此时预处理组件中会有些许样本的液体残留，启动清水组件通过送液组件将清水输送至预处理组件中进行清洗，待清洗完成后通过废水管将清洗后的废水排入废水组件中。

6、基础方案的有益效果是：1、通过识别采样组件和自动化检测系统识别比对样品食品的图像信息能自动获取相应食品的溶剂，并在预处理组件处理样品食品的过程时，在自动化检测系统的控制下自动加入相应溶剂，省去操作人员逐个比对数据的繁琐步骤。

7、2、清水组件输送的水能对预处理组件中的残余样本进行清洗，由于液相检测器检测范围广，且能检测出食品中的微量成分，所以残余样本如果不进行清洗，则会附着在下一次的预处理样本食品中，进而影响液相检测器的分析结果，为避免下次检测时对新加入的样品食品和溶剂再次混合影响检测结果，废水组件能回收清洗完毕后排出的废水，集中回收处理，避免了水资源的浪费和化学试剂的污染。

8、3、液相检测器可以分离复杂的食品样品并快速检测其中的微量成分，不仅能定量分析，还可确定样品中的特定成分，高效的同时也能全方位检测出食品中的有害物质，且液相检测器适用于各种有机化合物，包括蛋白质、糖类、维生素和氨基酸，为多种样品食品的检测提供泛用性。

9、进一步，识别采样组件包括电动转盘、通板和识别箱，电动转盘底部转动连接有驱动盘，驱动盘远离电动转盘的一侧与通板固定连接，通板底部与支撑箱固定连接，识别箱下部固定连接在支撑箱一侧，识别箱顶部位于电动转盘上方，识别箱内顶壁设有识别器。

10、基础方案的有益效果是：电动转盘会优先将样品食品送入识别箱内，识别器上的摄像头会捕捉样品食品的图像进行传输，为图像信息的对比提供了采集数据的途径，在识别完成后电动转盘会继续将样品食品送到下一位置。

11、进一步，电动转盘上滑动连接有若干可内缩于电动转盘内的托盘，电动转盘上开有若干与托盘对应的推拉槽，推拉槽内侧壁均可拆卸连接有第一电动推杆，通板上开有若干与推拉槽对应的下落槽，下落槽顶部与电动转盘转动连接，下落槽底部与预处理组件的顶部连通，下落槽顶部一侧可拆卸连接有称重传感器，称重传感器顶部与电动转盘转动连接，第一电动推杆与称重传感器信号连接，通板内部可拆卸连接有托盘控制器。

12、基础方案的有益效果是：常态下第一电动推杆呈伸长状态，托盘位于推拉槽外且封住电动转盘的通孔，使得食物能够放置在托盘上随电动转盘转动；当放置在托盘上的样品食品转到称重传感器上方时，称重传感器会接收到重量变动信息，进而传输到托盘控制器内，当托盘转动到下落槽上方时，托盘控制器控制第一电动推杆收缩，托盘进入推拉槽内，样品食品在没有托盘的支撑后通过下落槽落入预处理组件内，实现样品食品的输送。

13、进一步，搅拌组件包括自上而下连通的搅拌腔和出样腔，搅拌腔顶部开有入样口，入样口与下落槽连通，搅拌腔顶部可拆卸连接有电机，电机输出轴同轴固定连接有第二电动推杆，第二电动推杆远离电机的一端贯穿搅拌腔内顶壁可拆卸连接有转动杆，转动杆上固定连接有若干用于搅拌和切碎的刀片，搅拌腔内壁均设有加热层，加热层内安装有若干电热丝。

14、基础方案的有益效果是：通过电机驱动第二电动推杆随电机输出轴转动而转动，进而带动转动杆上的刀片转动，将从入样口进入搅拌腔中的样品食品搅碎，由于不同的固体样品食品的熔点不同，自动化检测系统会根据当前样品食品的熔点启动电热丝并调节搅拌腔内温度，为样品食品提供对应的熔化加热温度，使得样品中的成分能更好地溶解并析出至相应的溶液中，为后续检测的准确性提供帮助，同时电热丝可以在检测完毕后的搅拌腔清洗过程中，为搅拌腔提供烘干的效果，避免之后水分混入液体样品混合进而影响到液相检测器的检测结果，最大程度上保证了样品食品检测的准确性。

15、进一步，送液组件均包括溶剂箱和进液管，溶剂箱对称设置在于第一腔室内，进液管两端分别连通搅拌腔和溶剂箱，进液管上设有第一水泵，第一水泵可拆卸连接于溶剂箱上方，进液管位于溶剂箱内的一端连通有换向阀，换向阀远离第一水泵的一端连通有若干玻璃管，溶剂箱内固定连接有试管架，试管架上安装有若干试管，玻璃管远离换向阀的一端均插入试管内。

16、基础方案的有益效果是：多根试管的设置为多种样品食品提供了多种溶剂需求，通常情况下，选择适当的样品混合溶液需要实验人员选取并进行混合调配，而通过第一水泵运行抽取溶剂箱内的试管溶剂，在自动化检测系统的判断下，换向阀会打开连通对应试管的阀门，再通过进液管输送至搅拌腔内，与被搅碎熔化的样品食品混合搅拌，大大节省了人力筛选的成本。

17、进一步，搅拌腔和出样腔的连接处可拆卸连接有滤网，滤网下方固定连接有导流板，导流板的下方固定连接有出液口，出液口与装置箱底部连通，出液口靠近导流板一端设有废水阀，出液口远离导流板的一端固定连接有出液阀，出液口底端固定连通有滴液管。

18、基础方案的有益效果是：在搅拌腔内混合的样本液会通过滤网进入到出样腔内，同时滤网会过滤较大块还没完全溶解于溶剂的样品食品，使其依然位于搅拌腔内继续搅碎和熔化，直至进入出样腔，提高了样品食品的重复利用性，并为样品的检测提供了更多成分以分析和输出准确数据，导流板会将混合后的样本液输送到出液口，出液阀在自动化检测系统的控制下打开，再将样本液输送至滴管。

19、进一步，送样组件包括支撑架，支撑架上滑动连接有传送带，传送带内转动连接有若干传动滚筒，传送带远离支撑箱的一端可拆卸连接有检测组件，检测组件包括液相检测器，液相检测器位于传送带远离支撑箱的一端，液相检测器上开有检测口，传送带与检测口连通。

20、基础方案的有益效果是：将样品盒放上传送带，在传动滚筒的驱动下传送带持续向前运行，当样品盒位于滴液管下方时，传送暂时停止，待滴液管将样本液滴入样品盒内再继续运行，直至输送到液相检测器，。

21、进一步，清水组件包括清水箱，清水箱可拆卸连接在第一腔室底部，清水箱与换向阀之间连通有水管，废水组件包括废水箱，废水箱可拆卸连接在第二腔室底部，废水管两端分别连通废水箱和废水阀之间，废水管上连通有第二水泵。

22、基础方案的有益效果是：在样本液混合完成并输出后，出液阀会关闭，此时换向阀与水管连通的阀门开启，第一水泵从清水箱中抽水，清水流经第一水泵和进液管清洗内部溶剂残留，同时在进入搅拌腔后为搅拌腔内壁和刀片进行清洗，电机持续转动使得清水在离心力的带动下清洗掉更多内壁的残渣，废水阀会将清洗完成后的废水排入废水箱中，实现水资源的回收和防止化学试剂污染。

23、进一步，自动化检测系统包括采样模块、识别模块、预处理模块、检测模块、结果输出与通讯模块和清洁模块；

24、采样模块，用于采集进入识别箱内食品的图像信息；

25、识别模块，用于接收采集到的食品图像信息，并对图像信息进行数据比对和识别；

26、控制模块，用于控制装置箱内的预处理组件和清洁组件；

27、预处理模块，用于处理样本，针对不同食品间的不同化学性质添加相应的溶剂；

28、检测模块，用于检测样本，对送入液相检测器内的样本进行检测；

29、结果输出与通讯模块，用于得到样本结果及存储信息结果，在得出检测结果后上传至云端，便于之后的数据比对；

30、清洁模块，用于清洁残余样本，对搅拌腔和出样腔内的上个样品食品的残留物进行清洗和排出废水。

31、基础方案的有益效果是：首先采集样品食品的图像信息，识别模块对图像信息进行数据比对和识别，控制模块控制装置箱内各部件分工运行，预处理模块用于对样品食品进行搅拌和与对应溶剂的充分混合，检测模块会根据预处理模块处理后的样品食品进行色谱检测，结果输出与通讯模块显示检测结果并存储信息便于之后的数据调用和比对，清洁模块会对上个样品食品的残留物进行清理和废水的排出，避免影响下一样本的检测结果。实现充分的自动化识别和清洗处理样品食品。

32、进一步，食品中有害物质自动化快速检测方法，包括以下步骤：

33、步骤一，数据采集：通过采样模块获取识别箱下方的食品图像并进行采集，然后利用传输到识别模块的图像信息进行数据库比对和判断，进而调用对应样品食品的理化性质，再依据样品食品需要混合的溶剂类型传输至预处理模块，预处理模块实现对应溶剂的加入；

34、步骤二，预处理：样品食品进入到搅拌腔后，电机开始工作，搅拌腔内的刀片将样品食品搅碎，同时样品食品的数据信息传入到预处理模块后，利用换向阀根据需要混合的溶剂抽取对应试管内的溶剂，与搅拌腔内的样品食品充分搅拌后进入出样腔内，待完全搅碎和混合后，控制模块打开出液阀，实现样本送检前的处理工作；

35、步骤三，样本检测：从出液阀输送的样本通过送样组件进入液相检测器，液体样品成分作为流动相通过高压输液系统泵入色谱柱中，色谱柱内的填料用于将成分相互分离，分离出的成分会在色谱柱出口处被检测器检测到，检测器会测量出这些成分的含量并输出结果；

36、步骤四，输出与保存：液相检测器检测的分析物会在结果输出与通讯模块生成液相色谱图，得到样本是否含有有害物质的同时将数据保存至云端，便于以后同类食品的数据比对；

37、步骤五，清洗与排污：在样本检测的同时出液阀关闭，第一水泵向清水箱抽水输送至搅拌腔和出样腔内清洗残余样本，再通过第二水泵将废水抽送至废水箱中。

38、基础方案的有益效果是：通过自动化和智能化技术，该方法能够自动地完成食品中有害物质的检测前处理和检测工作并且提供自动清洗工作，大大提高了检测效率，降低了人力成本；利用图像识别和数据比对技术，该方法能得出样品食品的理化性质并分配合适的溶液进行混合处理，提高了样本处理效率；同时通过清洗组件对预处理组件的清洗，该方法能够在处理完毕后自动清洗腔内残余物，在不影响下一样品食品检测结果的同时省去了人工清洗的步骤，保证检测结果准确且提高了检测前的样本处理效率。