果品分級技術研究的現狀及展望

王雪

【摘 ? 要】 通過有效的檢測，及時解決蟲害或機械造成的損傷，從而減輕果品之間病蟲害的傳播，同時還需要對殘次品進行處一定理，以確保成本的有效降低，達到全面提高我國果品的品質，增加國際市場的競爭力。基于此，本文主要討論了果品分級技術的落實現狀以及發展情況。

【關鍵詞】 果品分級;技術;現狀;展望

中圖分類號：S37 ? ? ? ? ? ? ? 文獻識別碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-1073（2020）05-0121-122

[Abstract] Through effective detection， the damage caused by insect pests or machinery can be solved in time， so as to reduce the spread of diseases and insect pests among fruits， and at the same time， it is necessary to deal with the defective products to ensure the effective reduction of costs， to achieve the overall improvement of the quality of Chinese fruits and to increase the competitiveness of the international market. this paper mainly discusses the implementation status and development of fruit grading technology .

[Key words] ?fruit grading; technology; current situation; outlook

我國是一個資源非常豐富的國家，水果的品種種類很多，其產量已經占據世界的首位。然而我國目前的水果出口量只占有世界的2%，大部分的水果都是在本國進行銷售的，這也使得果品的品質有所下降，因而讓市場競爭力難以獲得全面保障。果品在進行采摘完畢之后，需要通過清洗、分級之后，再實施儲運一系列的處理。而目前我國果品的清洗及打蠟，已經處于成熟階段，但是對于商品化處理的分級程序仍存在一定問題，果品分級主要包括外在品質與內在品質這兩個方面。外在品質是指水果的大小及顏色，而內在品質所包含的項目則是非常豐富的，相關工作人員必須從這兩方面入手，來提升考察力度，促進我國果品的分級技術可以獲得全面提升。

1 ?人工分級檢測

目前國內的人工分級檢測主要分成兩種，一種就是依靠人的視覺系統來評判果品的顏色與大小，以及表面是否存在損傷及缺陷等，而外在的品質，則需要對其進行分析和檢測，然而這種方法很容易受到個人心理因素的影響，而且長時間內連續進行相同的視覺處理，很容易會因為單調與疲倦感等相關因素，導致分級檢測效率的有所較低。另外一種即是選擇果板分級，也就是使用果板上面同一系列直徑大小不一的孔，按照果實的橫徑以及著色面積的差異來進行分級，這種方法可以有效地使同一級別的果實大小基本保持一致，但仍然需要挑選出被蟲害過或受到機械損傷的果實。而人工分級最大的優點就是可以有效地減輕對果品進行的機械傷害，但因為其工作效率相對較低，很難對果品內部進行品質檢測[1]。

2 ?機械分級檢測

2.1 ? 機械檢測方式

目前的機械檢測方法，實際上就是結合光電磁的檢測技術，來共同進行完成。檢測技術主要就是通過近紅外線、軟x射線，與計算機視覺以及核磁共振等相關技術，對果品內部的品質，比如糖度、酸度、破裂程度以及蟲蛀狀況等進行檢測，這樣的無損檢測方法是目前進行分級檢測過程最為熱點的內容，近紅外線，其波長應在780到2526納米，其中主要原理是通過物質對光的吸收、散射以及反射、透射等相關特性來確定成分含量，這也是一種非破壞性的檢測技術，可以有效地監測出蘋果和梨等相關水果的品質，并且能夠對這些水果的外觀、含糖量、含酸量以及水果內部可溶性固形物的含量及含水量等，比如利用MATLAB6.1，來進行系統分析，根據蘋果的酸度與漫反射原始的吸光度之間所存在的關系，可以得出兩者之間的最大關系數是0.348，最小為0.004，并且可以與最小R乘法進行結合，進而有效達到建模的目的。將光譜波段的范圍控制應該在一定標準之內，且交叉檢驗的最佳主因子圍數是3，相關系數R是0.959，標準校正誤差在0.076左右，而標準預測誤差在0.525左右。通過探索可以發現，使用近紅外漫反射對水果的有效酸度進行無損檢測是非常有效的[2]。

X射線是一種波長相對較短，但能量非常充足的電磁波，X射線的波長相對于可見光的波長要更短一些，大概在0.001到100納米之間，射線是存在一定穿透能力的，物質密度也會直接影響到X射線的穿透量。對于穿透量來進行分析，就可以有效了解到物質內部的基本情況，這種方法可以使用在對果品傷痕及破裂方面的檢測，同時還可以有效探測出果品內部是否出現蟲蛀，或是否已經腐敗等相關情況。使用X射線，其強度較高，傳送速度比較慢，這些特點可以有效幫助我們分析出，蘋果或梨的正常果實與皺皮果波形之間存在的差異性，是一種比較有效的檢測蘋果和梨皺皮果的方式，其檢測速度甚至可以達到每秒五個。使用X射線技術也可以對表皮相對比較堅硬的果品，進行內部品質的無損檢測。并且使用X射線技術可以有效地獲取堅硬果皮內部的圖像，同時對圖像實施一定分割，把果品整體的輪廓特征提取出來，使用面積閾值法來判斷區分正常果、空殼果以及破損果等，可確保各種果品總體的識別率，其正確度甚至可以達到80%以上，這對于檢查堅硬果品內部的品質來說，是一種比較有效可行的無損檢測方式[3]。

計算機視覺技術是種比較典型的、使用計算機圖像來進行處理的系統，能夠通過模擬人的視覺系統進行農產品檢測分級方式，并且可以采用高質量的圖像給予數據的提取，一般會使用高光譜與多光譜的技術，盡量做到快速的提取其精度較高的圖像。高光譜圖像光譜的分辨率是比較高的，可以更準確的了解到果品的缺陷與污點等特征光譜段，而多光譜主要就是利用高光譜分析的結果，更加快速了解到采集的信息，盡量讓軟件識別的不確定性得以降低。計算機視覺技術與信息含量相對較大，同時速度很高，且具有多功能的特性，主要用于果品的大小、形狀、顏色以及表面損傷等相關分級檢測的參考。

核磁共振是指在靜磁場中磁性原子核存在的不同等級，通過特定頻率的電磁波來對樣品進行照射，在電磁波的能量與能級差相等的時候，原子核可以有效吸收電磁波產生能級躍遷，從而發出共振吸收信號。目前其技術主要應用在醫學中核磁成像的檢查，而在進行果品檢測的時候，主要是用來檢測果品的損傷、重塑，以及內核空隙與成熟度等，但是由于核磁共振儀器的造價相對更加昂貴，并且維護保養還需要投入更多資源，所以無法達到普遍使用。

2.2 ? 機械分級方式

主要使用在一些不容易受到損傷的果品上，其效率相對較高，而且機械分級法可以按照重量、形狀以及其他方面來進行選擇所用的裝置。

重量分級裝置，也就是按照果品的具體重量，對其進行單指標判斷，相對而言能夠更加準確，也更具穩定性，可以使用在各種不同形狀的果品上。一般會使用機械秤或者電子秤這兩種類型的稱重方式。機械分級裝置主要就是將水果固定在傳送帶上，采取回轉料斗的方式，并且在質量不同的風口處，設置固定秤。回轉料斗一般只能裝一個果品，如果果品落入到其中，料斗能夠輕微產生振動，從而保障果品在料斗的中心處，如果果品在到達固定稱量處的時候，一旦料斗當中的果品對支點的力矩大于砝碼對支點的力矩時，料斗則會產生翻轉，造成果品落下，因而為了能夠配合不同分級的種類，則需要盡量在砝碼重量方面能夠做出相對調整。然而電子秤則改變了機械秤裝置中必須每一個重量等級都要設稱的固定結構，通過采用差動變壓器來自動對重量進行分級檢測，主要由計量傳送帶以及相關機械進行連接差動變壓器所組成的，果品的重量可以被轉換成差動變壓器的輸出功率，之后再按照所需，進行選擇分級標準。

形狀分級裝置也就是根據果品具體的形狀、大小來進行分選，比如直徑與長度等相關參數。主要就是由機械式和光電式等不同類型，機械式的形狀分選裝置是由縫隙不一樣的篩孔來進行分級的，而光電式分級，主要就是利用果品在通過光電系統時，通過背光程度測量外徑或者大小，并按照其測量出的結果與設定基準來相互進行比較，最后經由攝像機進行拍攝，從中求出果品面積及高度等相關參數，幫助果品可以按照大小進行分級。在目前光電式的形狀分選裝置已經能夠在一定程度上，做到比機械式分選裝置更加精確，不但可以使用在果品上，同時在機械等各方面行業也能夠予以使用。

3 ?結束語

綜上所述，果品分級檢測是果品進行商品化處理的一個非常重要的環節，目前這些技術仍然有待創新與提升，需要相關工作人員能夠不斷地投入更多的資源，對果品分級的檢測工作進行創新與提高，幫助檢測過程的缺陷得以彌補，確保果品的品質不斷進行提升，使我國的果品在國際市場上獲得更多競爭力，從而促進我國農業領域獲得全面發展。

參考文獻：

[1] 朱樹國，陶梅.果品分級技術研究的現狀及展望[J].種子科技，2019，37（06）：109+112.

[2] 王彩云，侯俊，王永，等.果品分級技術研究的現狀及展望[J].北方園藝，2019，07：127-132.

（編輯：李丹）