水果分選技術的現狀和發展

陸紅梅

隨著人們生活水平的提高，生活需求也在不斷提升地同時，對水果也有了更高的品質要求，水果的出品等級和加工質量需要進行嚴格的大小分級和質量分級。目前我國基本是依靠人工配合機械的方式進行分級，采用智能化設備來實現水果分級，合理規避了水果分選精度不穩定、生產率低下等現象彌補了人工分級的多方面缺點，促進、實現了水果分選的準確性和無損化。水果分選時涉及的主要因素為外觀品質和內部品質，外觀品質以物理指標對果實直徑大小、形狀、顏色、瑕疵等方面來對水果的外觀品質進行評定。內部品質對果實成熟度、糖酸度、褐變、霉變等方面，以生化要素為主要評定因素。水果分選技術的應用對果品質量的提高有著極其重要的意義。

一、水果大小分選機的應用廣泛

國內水果專業合作社較少基本以果農以農戶為主，龍頭果品企業不多大多數是以中小型果商為果業經營主體。受經濟規模和產量的限制果農基本沒有能力購買中大型水果分選設備，只能對銷售的果品進行初級和簡單的分選。

其中應用最為廣泛的水果分選機是大小分選機，主要是對圓形水果以滾筒式分選法來對果品進行大小分選。因其結構簡單、價格低廉、綜合維護成本較低。在使用過程中對水果的分選精度和工作實效都具有較高的效率而且對水果的損傷小。也可以利用浮力、振動和網格相配合進行水果分選有效的減少了水果分選時的碰撞進而提高了好果率。計算機圖像技術被廣泛應用到農業機械中，基于計算機視覺以CCD 攝像機和光電傳感器對水果進行測量、判別的方式來對水果進行大小分選，其優點是非接觸性計量可以適用于任何水果的種類做到零損傷。能夠滿足各類水果自動檢測的相關要求，在使用過程中正確率高、適用范圍寬、檢測速度快、相對的設備成本比較高。

二、水果重量分選機提高了分選精度的工作效率

早期的重量分選機械設備是以杠桿原理對水果的重量進行分選，大多數是以固定衡量秤體、固定限位裝置、運動輸送盤式、運動衡量秤體來對水果的重量進行分選。這些類型的機械化重量分選設備對水果的損傷較小并且具有較廣的通用性，但是在其分選作業的過程中由于各種因素的影響導致分選的精度不高。

近些年來，逐漸開始采用電子稱重式分選機來對水果的重量進行批量分選，采用壓力傳感器進行稱量在使用微機系統對傳感器輸出信號采樣后進行放大、模數轉換、濾波、運算來對水果進行批量分選處理。具有更高精度分選基準可按需選擇，由微機控制系統來對機械設備進行智能操作，在控制作業時具備了靈活度并具有較高的分選精度工作效率極高。

三、水果外觀品質分選機的技術應用

多年來，國內外大批農業機械方面的專家、學者都在利用計算機視覺技術進行研究，成功開發出對水果外部品質檢測方面具有直接作用的農業機械設備，對不同類型的大多數水果種類均可以進行外部品質分選。

外觀品質分選機是把水果進行果形的好壞、色澤、大小、成熟度等的分選，根據反射光的波長原理進行對水果顏色區分的光電式色澤分選法。計算機圖像處理分選法是對計算機視覺技術的利用，有效完成水果有無損傷、果型是否漂亮、果梗是否完整、還有水果的大小分類以及水果承受度等等的監測，對于測量所得出的水果大小、果面完好程度等具體數據來進行的水果分選技術的應用。對水果的尺寸和顏色檢測技術外部品質檢測方面已相對成熟，但是實現實時分級的難點在于對果面的缺陷檢測，梗、萼凹陷區正確區分及快速、準確地測定出水果表面的各種缺陷存在著較大的難度。

四、水果內部品質分選機檢驗技術

依靠破壞性檢驗方法對水果的內部品質進行檢驗，主要針對水果的含糖成度、軟硬成度、含酸量的多少和水果內部是否存在缺陷等方面。通常采用變形法和聲學法來對水果的軟硬度來檢測，變形法堅持出的結果只能測量出局部的水果硬度，聲學法則因容易受到綜合噪音和子使用機械設備中振動的相關影響等不利因素而限制了聲學法在內部品質分選機中的應用。

可用于水果糖度、硬度的檢測方式還有核磁共振法和近紅外法。因可以同時檢測多種內部成分并且檢測速度快，還可以檢測出水果的內部缺陷完全滿足了在線檢測水果內部品質的要求的形成了核心的綜合優勢，借助這些綜合優點近紅外光譜技術在農產品內部品質檢測方面得到廣泛應用。近紅外光譜還可以分析出水果中特征和主要構成的成分來監測水果質量。

在使用水果分選技術后，有利的改善了其外觀質量。在經過商品化處理后，有效的除去了水果果皮上的農藥殘留物、塵土、雜質等。為減少水果的水分蒸發，通常是以清洗后打蠟的方式來鎖住果品的水分，使水果有效的減輕了其呼吸強度，這樣可以抑制水果腐爛和延緩衰老，延長了水果的供應時間。水果分選的智能化應用和普及到農業機械設備中，結合對近紅外光譜分析和圖像識別以及電子稱重等現代化智能技術的應用，將品相不一、參差不齊的水果來進行自由組合，有序排列、排除、篩選出符合市場供應需求的水果。

水果智能分選設備在大量使用了快速檢測技術和無損檢測技術的同時還合理運用了IT智能技術，對機械設備的內部結構進行了簡化和優化處理，有效結合自動化的機械化應用，將智能化程度大幅度提高。從而實現在水果分選的過程中做到一鍵化流程作業、自動化進行分選作業，對水果分選中的上料、卸料、分選、裝箱、包裝、碼垛等整個分選環節中全面實現自動化、智能化操作。切實的解決了對多種類水果內外部品質的分選和質量分級的主要需求，為廣大果農及相關果業企業帶來了便利并實實在在地提高了工作效率。水果分選技術結合應用計算機視覺技術來配合進行升級，將是農業機械發展的重要方向。

（作者單位：530022廣西壯族自治區水果技術指導站）