一种基于光热分解技术的燕窝快速去毛系统及其实现方法与流程

1.本发明涉及燕窝加工技术领域，特别是一种基于光热分解技术的燕窝快速去毛系统及对应的方法。


背景技术：

2.燕窝又称燕菜、燕根、燕蔬菜，为雨燕科动物金丝燕及多种同属燕类用唾液与绒羽等混合凝结所筑成的巢窝，形似元宝，窝外壁由横条密集的丝状物堆垒成不规则棱状突起，窝内壁由丝状物织成不规则网状，窝碗根却坚实，两端有小坠角，一般直径6～7厘米，深3～4厘米。由于燕窝是唾液与绒毛、羽毛混合而成，因此需要做去毛处理。
3.传统的去毛方式主要包括：
4.第一种是人工手动挑毛技术，包括以下过程：第一步，将燕窝用清水浸泡若干小时；第二步，浸透之后，放在网眼很小的过滤网内，一边用水冲洗，一边顺着纤维把燕窝撕成条状，比较容易冲去杂质，反复的多冲洗几次之后再捞起来。如果燕窝中的毛比较多，可以用一个较大较深的盆盛着燕窝，放在水龙头下面，开大水用力冲燕窝，燕窝深层的毛会被打上来，等燕窝沉下去后把水倒掉一半，就能把小毛滤去，多进行几次去毛效果是比较好的；第三步，用一把镊子和一小碗比较干净的水，用镊子把燕窝表面以及内部剩余的燕毛夹起来，并在干净的水中蘸一下，将燕毛转移到水中去。
5.采用这种手动的去毛技术，不仅整个过程繁琐、复杂，耗时耗力，效率低下，一个工人一天的工作量可能往往只有几片燕窝；并且因为人工挑毛需要将燕窝浸泡在水中，而燕窝在水中结构会发生变化导致品质下降；另一方面，机械去毛技术对于深层次的燕毛并不能有效去除，并且由于燕窝本身易碎的特质，在搅拌机中搅拌容易伤害燕窝的品质。
6.第二种是机械挑毛技术，包括搅拌分离的手法。搅拌的方法是将燕窝放在锅体内，启动搅拌叶片对燕窝进行搅拌，在重力的作用下燕窝和燕毛分离。由于燕窝本身和燕毛结合紧密，这种手法本质上只能处理燕窝表面上与燕窝结合并不紧密的燕毛，对于燕窝内部的燕毛并不能起到作用。
7.随着燕窝市场的拓展，如何在保证质量的情况下提高挑毛工艺的效率、节约成本，一直是困扰燕窝产商的难点、痛点，因此迫切需要一种高效、快捷的燕窝去毛方法。


技术实现要素：

8.本发明为解决上述问题，提供了一种基于光热分解技术的燕窝快速去毛系统及其实现方法，不仅极大的提高了燕窝去毛的效率，而且能够有效去除深层次的燕毛，降低对燕窝品质的损伤。
9.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
10.一种基于光热分解技术的燕窝快速去毛系统，其包括：信号控制与处理模块、光驱动模块、光源模块、温度调节模块和样品模块，所述信号控制与处理模块分别与所述光驱动模块和所述温度调节模块相连接，所述光驱动模块与所述光源模块相连接；其中，所述样品
模块用于盛放并固定燕窝样品；所述光源模块包括用于发射激光光束的激光出射单元；所述温度调节模块用于在所述信号控制与处理模块的控制下对所述样品模块的温度进行调节，并将探测到的样品温度信号反馈给所述信号控制与处理模块；在所述信号控制与处理模块的控制下，所述光驱动模块驱动所述激光出射单元产生激光，激光投射到所述样品模块上的燕窝样品，对燕窝样品上的燕毛进行光热分解。
11.优选的，所述光源模块还包括脉冲光出射单元，所述光驱动模块驱动所述脉冲光出射单元产生脉冲光，脉冲光投射到所述样品模块上的燕窝样品，对燕窝样品上的燕毛进行光热分解。
12.优选的，所述光源模块还包括辅助瞄准单元，通过所述辅助瞄准单元在所述燕窝样品上投射出定位光圈；所述辅助瞄准单元与所述激光出射单元和/或所述脉冲光出射单元同心同轴设置，所述辅助瞄准单元投射的定位光圈的中心为所述激光出射单元和/或所述脉冲光出射单元的分解位置。
13.或者，所述光源模块还包括图像识别单元，通过所述图像识别单元获取所述燕窝样品的颜色并根据所述颜色判断燕毛区域；所述激光出射单元和/或所述脉冲光出射单元根据识别到的燕毛区域进行自动定位和光热分解。
14.优选的，所述激光的参数范围包括：波长100～1600nm或者9.2-10.8μm，脉宽小于1000ns或者小于200ms，圆形光斑直径在小于50mm，矩形光斑在50*50mm以下，能量密度范围在小于100j/cm2；所述脉冲光的参数范围包括：波长400～1400nm，激光重复频率在小于300hz，脉冲延迟时间在10～500ms之间，能量密度范围在0～100j/cm2。
15.优选的，所述温度调节模块控制所述样品模块的温度保持在-60摄氏度至0摄氏度之间的范围内，优选为-34摄氏度至-20摄氏度之间的范围内。
16.优选的，还包括湿度控制模块，所述湿度控制模块用于在所述信号控制与处理模块的控制下对所述样品模块的湿度进行调节，并将探测到的样品湿度信号反馈给所述信号控制与处理模块。
17.另外，本发明还提供一种如上任一项所述的基于光热分解技术的燕窝快速去毛系统的燕窝快速去毛方法，其包括以下步骤：
18.s01：将燕窝样品放置并固定于样品模块上；
19.s02：在信号控制与处理模块中输入温度参数，控制温度调节模块对样品模块的温度进行调节；
20.s03：利用光源模块中的辅助瞄准单元或图像识别单元对燕窝样品的燕毛区域进行定位，并选择激光出射单元或脉冲光出射单元的角度、方向；
21.s04：在所述信号控制与处理模块中输入合适的激光参数和/或脉冲光参数；
22.s05：所述光驱动模块根据所述激光参数和/或所述脉冲光参数驱动所述激光出射单元或所述脉冲光出射单元发出激光和/或脉冲光，激光和/或脉冲光以s03步骤中预设的角度、方向投射到燕窝样品上，对燕毛进行光热分解。
23.优选的，还包括以下步骤：
24.s06：采用人工或震动装置轻轻抖动燕窝样品，抖落燕窝样品上的杂质，查看燕窝的去毛效果；
25.s07：根据燕窝去毛效果，重复执行步骤s03～s06，直至完成对燕窝样品的去毛处
理。
26.优选的，所述的步骤s02中，还进一步在信号控制与处理模块中输入湿度参数，控制湿度调节模块对样品模块的湿度进行调节。
27.本发明的有益效果是：
28.(1)本发明的燕窝快速去毛方法，消除了手动挑毛费时费力、去毛不彻底的弊端，实现了快速的、彻底的、高精度的去毛，大幅提高了燕窝去毛的效率，降低了燕窝制作的成本。
29.(2)本发明采用激光和脉冲光相结合的方式，能够降低成本并保证去毛效果；
30.(3)本发明在去毛处理过程还对燕窝样品进行温度调节和/或湿度调节，避免燕窝样品的燕毛以外区域在去毛处理过程中受到温度辐射的影响，从而保证燕窝品质不受损伤；
31.(4)本发明采用定位光圈或图像识别的方式进行辅助光源定位，提高光源瞄准的准确性；
32.(5)本发明还通过控制样品保持在较低温度，并与光源参数相匹配，不仅能够保证燕窝品质，而且使得燕窝样品的固定更稳定，操作更方便更准确。
附图说明
33.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
34.图1为本发明第一实施例的基于光热分解技术的燕窝快速去毛系统的结构示意图；
35.图2为本发明第一实施例的基于光热分解技术的燕窝快速去毛方法的程序框图；
36.图3为本发明第二实施例的基于光热分解技术的燕窝快速去毛方法的程序框图；
37.图中：
38.10-燕窝样品；101-信号控制与处理模块；102-光驱动模块；103-光源模块；1031-辅助瞄准单元；104-样品模块；105-温度调节模块；106-湿度调节模块。
具体实施方式
39.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.第一实施例：
41.如图1和图2所示，本发明的一种基于光热分解技术的燕窝快速去毛系统，其包括：信号控制与处理模块101、光驱动模块102、光源模块103、温度调节模块105和样品模块104，所述信号控制与处理模块101分别与所述光驱动模块102和所述温度调节模块105相连接，所述光驱动模块102与所述光源模块103相连接；其中，所述样品模块104用于盛放并固定燕窝样品10；所述光源模块103包括用于发射激光光束的激光出射单元；所述温度调节模块105用于在所述信号控制与处理模块101的控制下对所述样品模块104的温度进行调节，并将探测到的样品温度信号反馈给所述信号控制与处理模块101；在所述信号控制与处理模
块101的控制下，所述光驱动模块102驱动所述激光出射单元产生激光，激光投射到所述样品模块104上的燕窝样品10，对燕窝样品10上的燕毛进行光热分解。
42.本发明燕窝去毛技术主要原理是基于选择性光热分解(sptl)，即，将特定波长的光和脉宽进行匹配，激光可以通过选择性加热暗靶物质黑色素，当脉宽大于一定时间，黑色素上吸收的热能足够使得燕毛碳化，即可达到去毛效果。但是由于热扩散导致燕毛附着的燕窝温度身高，持续的加温会使得燕窝质量下降，因此，本实施例中通过温度调节模块105对样品模块104及其上的燕窝样品10进行温度反馈和调节，使得燕窝样品时刻保持温度处于一个较低的水平，将光热分解过程中扩散的温度降下来，有利于对燕窝质量的保证。
43.其中，激光投射到燕窝样品10上时，可采用人工定位或者机器辅助定位；本实施例中，所述光源模块103还包括辅助瞄准单元1031，通过所述辅助瞄准单元1031在所述燕窝样品10上投射出定位光圈；所述辅助瞄准单元1031与所述激光出射单元同心同轴设置，所述辅助瞄准单元1031投射的定位光圈的中心为所述激光出射单元的分解位置。操作人员通过观察所述辅助瞄准单元1031出射的定位光圈，手动调节激光出射单元的角度、方向、高度，使得辅助瞄准单元1031产生的定位光圈对准燕窝样品10上的燕毛区域，从而根据光圈位置判断激光入射点，实现瞄准定位。
44.本实施例中，所述辅助瞄准单元1031采用低功率led或者其他常见光源沿着激光出射模块光轴方向出射，定点照射在燕窝样品10的表面(不会对燕窝样品10产生光热分解作用)，由于辅助瞄准单元1031与激光光源同轴，所以产生的光圈中心即为激光光源即将出射的位置。
45.优选的，本实施例的光源模块103中还包括激光整形单元，所述激光出射单元产生激光光束后，所述激光整形单元进一步对输出的激光光束进行整形，所述辅助瞄准单元用于圈定激光出射光斑范围，辅助操作人员进行精确瞄准。
46.燕窝去毛处理涉及的激光参数主要包括：波长、脉宽和光斑大小。其中，波长的选择与燕毛中的靶物质黑色素的吸收和穿透深度有关，具体而言黑色素的吸收是随着波长上升而逐渐下降的，而波长600nm以下会被蛋白质强烈吸收，波长在1100nm以上会被水分子强烈吸收，综合来说波长一般在100～1600nm或者9.2-10.8μm。光斑大小则影响穿透组织的深度，光斑越大穿透越强。因此，本实施例中，所述激光的参数范围包括：波长100～1600nm或者9.2-10.8μm，具体的，根据光源选择不同，波长也不同：红宝石激光(波长694nm)、翠绿宝石激光(波长755nm)、半导体激光(波长800nm或810nm)、掺铷钇铝石榴石激光(nd∶yag激光，波长1064nm)、二氧化碳激光(9.2-10.8μm)；脉宽可以在纳秒和毫秒量级，本实施例中脉宽小于1000ns或者小于200ms；圆形光斑直径在小于50mm，矩形光斑在50*50mm以下；能量密度范围在小于100j/cm2。
47.参见图2所示，整个系统以所述信号控制与处理模块101作为控制中枢，对所述光驱动模块102和所述温度调节模块105进行控制。在所述信号控制与处理模块101的控制下，所述光驱动模块102驱动所述光源模块103产生激光，激光投射到所述样品模块104上，从而对燕窝样品进行彻底的、快速的去毛。并且，在去毛处理过程中，所述温度调节模块105在所述信号控制与处理模块101的控制下对样品模块104的温度进行调节。优选的，所述温度调节模块105控制所述样品模块的温度保持在-60摄氏度至0摄氏度之间的范围内，本实施例优选为-34摄氏度至-20摄氏度之间的范围内。经专业处理人员检验，采用本发明的燕窝快
速去毛系统，去毛处理后燕窝品质完好，营养成分得到完整的保存，燕窝表面色泽没有改变，口感与手工挑毛的燕窝大致相同。
48.第二实施例：
49.本实施例与第一实施例的主要区别在于：本实施例的光源模块103，除了包括激光出射单元，还包括脉冲光出射单元，所述光驱动模块驱动所述脉冲光出射单元产生脉冲光，脉冲光投射到所述样品模块上的燕窝样品，对燕窝样品上的燕毛进行光热分解。所述脉冲光主要用于分解燕窝样品的表面燕毛，所述激光主要用于分解燕窝样品的深层次燕毛，二者相配合使得去毛效果更好。
50.所述辅助瞄准单元1031与所述激光出射单元和/或所述脉冲光出射单元同心同轴设置，所述辅助瞄准单元投射的定位光圈的中心为所述激光出射单元和/或所述脉冲光出射单元的分解位置。
51.所述脉冲光的参数范围包括：波长400～1400nm，激光重复频率在小于300hz，脉冲延迟时间在10～500ms之间，能量密度范围在0～100j/cm2。所述激光重复频率是指一秒钟产生脉冲波的个数。本实施例中，所述脉冲光采用波长400～1400nm的强脉冲光。并且，强脉冲光光斑大于激光光斑。
52.本实施例的其余结构和方法与第一实施例基本相似，在此不进行赘述。
53.第三实施例：
54.本实施例与第一实施例的主要区别在于：本实施例的光源定位方式，采用图像识别单元代替辅助瞄准单元1031；具体的，所述光源模块103还包括图像识别单元(图中未示出)，通过所述图像识别单元获取所述燕窝样品的颜色并根据所述颜色判断燕毛区域；所述激光出射单元和/或所述脉冲光出射单元根据识别到的燕毛区域进行自动定位和光热分解。
55.本实施例的定位方式同时适用于第一实施例和第二实施例的光源，其相关描述可参考第一实施例和第二实施例，在此不进行赘述。
56.第四实施例：
57.本实施例与第一实施例的区别主要在于：参见图3所示，本实施例中，除了温度控制模块105，还包括湿度控制模块106，所述湿度控制模块106用于在所述信号控制与处理模块101的控制下对所述样品模块104的湿度进行调节，并将探测到的样品湿度信号反馈给所述信号控制与处理模块101。通过湿度的调节使得温度控制效果更好，更能够保证燕窝的品质。
58.本实施例整个系统以所述信号控制与处理模块101作为控制中枢，对所述光驱动模块102和所述温度调节模块105和湿度控制模块106进行控制。在所述信号控制与处理模块101的控制下，所述光驱动模块102驱动所述光源模块103产生激光，激光投射到所述样品模块104上，从而对燕窝样品10进行彻底的、快速的去毛。
59.第五实施例：
60.另外，本发明还提供一种如上任一项所述的基于光热分解技术的燕窝快速去毛系统的燕窝快速去毛方法，其包括以下步骤：
61.s01：将燕窝样品10(待去毛的燕窝)放置并固定于样品模块104上，优选的，所述样品模块104设有托盘，所述燕窝样品10放置于托盘上；
62.s02：在信号控制与处理模块101中输入温度参数，控制温度调节模块105对样品模块104的温度进行调节；和/或，在信号控制与处理模块中输入湿度参数，控制湿度调节模块对样品模块的湿度进行调节；
63.s03：利用光源模块103中的辅助瞄准单元或图像识别单元对燕窝样品10的燕毛区域进行定位，并选择激光出射单元或脉冲光出射单元的角度、方向；
64.s04：在所述信号控制与处理模块101中输入合适的激光参数和/或脉冲光参数；
65.s05：所述光驱动模块102根据所述激光参数和/或所述脉冲光参数驱动所述激光出射单元或所述脉冲光出射单元发出激光和/或脉冲光，激光和/或脉冲光以s03步骤中预设的角度、方向投射到燕窝样品10上，对燕毛进行光热分解；
66.s06：采用人工或震动装置轻轻抖动燕窝样品10，抖落燕窝样品10上的杂质，查看燕窝的去毛效果；
67.s07：根据燕窝去毛效果，重复执行步骤s03～s06，直至完成对燕窝样品10的去毛处理。
68.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。并且，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
69.上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。