冷冻水产品加工分拣法的MATLAB仿真研究

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近几年来，我国冷冻水产品加工行业迅速发展，成为了-个极具竞争力的行业，-些水产品加工技术已经达到世界先进水平。我国已经成为冷冻水产品生产和消费大国，但是在消费领域主要还是以初加工为主，种类较少且相关技术相对落后。随着生活水平的提高，人们对冷冻水产品种类的要求也提高了，从而推动了我国渔业加工机械的持续发展。美国农业部对冷冻水产品的保存进行了相关的试验，主要针对冷冻水产品的保存时间和温度展开研究。研究结果表明，保存温度越低，冷冻水产品最初的品质保持时间就越长，大部分冷冻水产品在 -l8℃以下时，品质可以保持 1年不变 J。由于冷冻水产品是以-种或-种以上水产品为主原料，经预处理、速冻、包装等工序加工而成的食品，对于其加工、运输和储存等环节都有着相应的规定和要求，否则极易出现水产品的质量问题。随着中国冷冻水产品的不断发展及生活水平的不断提高，人们对包装冷冻水产品的需求也不断增大，尤其是随着近几年生活节奏的加快，使得冷冻水产品加工分拣成为极具竞争力的行业。

1 冷冻水产品加工技术发展现状1.1 加 工发展现状冷冻水产品的加工过程，主要包括高温杀菌、配料成型、高温蒸煮等操作，加工后的水产品需要进行分流、分级、分拣、集合、包装等后续操作。目前国内冷冻水产品生产企业还未实现自动化生产，大多采用人工操作和简易机械来完成分流、分类、分拣等工序，国外广泛采用并联、串联机械手来实现冷冻水产品生产线上的作业 。随着我国电子称重技术的发展，散装物的称重准确度和速度都达到良好的效果，但是对冷冻水产品这种不规则、颗粒状物的称重，并没有深入的研究。

收稿 日期 ：2012-04-15基金项 目：公益性行业(农业)科研专项(编号：201003024)；上海海洋大学科技处资助项 目(编号：D-8005-09-0203)。

作者简介 ：王永鼎(1963-)，男 ，上海人 ，硕士，教授，主要研究方向为动力机械工程和渔业节能技术、水产与渔业装备自动化等。Tel：(021)61900803；E-mail：ydwang###shou.edu.cn。

人们对各种方便冷冻水产品的不断需求也促进了我国冷冻水产品加工行业的发展，然而 目前我国称重和包装业比较落后，并且人工操作方法劳动强度大、工作效率低，对于企业大规模生产、提高劳动生产率来说已成为-种制约 ↑几年来，我国冷冻水产品加工技术取得了快速发展，但是和国外相比还有-定的差距，-方面因为企业的加工水平不高，因此加工比例较低，加上主要都是粗加工，因此综合利用水平不高；另- 方面国内缺乏规范的管理，加工种类等缺乏统-规定、冷冻水产品加工工艺和技术相对落后，因此适合国内消费者口味的冷冻水产品还比较少 。J。

1.2 加工分拣技术发展 现状目前，在大部分的冷冻水产品加工物流作业中，加工分拣过程会耗费大量的人力和物力，并且在整个作业过程中占据大量时间，这样会使得物流的总成本提高 。国内的规则形状物流加工分拣技术发展比较成熟，并且得到广泛应用，如卷烟、药品、图书、邮包等的分拣作业大都不同程度地实现了自动化 。而对于非规则的颗粒状物，加工分拣技术仍处于落后的状态。

目前国内常用的加工分拣机有如下几种：(1)斜导轮分拣机。这种分拣机因结构简单、价格便宜及扩展性好而得到了广泛的应用，缺点是分拣效率较低，主要用于规则物品的分拣过程。(2)推块式分拣机。这是目前国内较常用的设备之-，具有处理物件规格范围大、分拣效率高等特点，适用于被分拣物规格尺寸较大、包装相对规范的物件。(3)交叉带分拣机。该设备也是较常用的设备之-，具有设置格口数多、布局灵活等特点，最大分拣率可达 15 000件/h，适合不同类型物件，尤其是软包装物件的分拣。

2 加工分拣方案的设计由于冷冻水产品重量和形状的不规则性，目前国内的加工、分拣过程主要采取人工拣选的方法完成，操作人员从原料中随机取样 ，放在静态秤上进行称重，如满足定量要求则送入下-环节，否则需要不停地调换原料直到满足定量要求。这种操作方式存在极大的不确定性，需要多次的反复和校验，使得生产效率比较低，难以保证分拣精度，并造成生产的断续和江苏农业科学 2012年第4O卷第 l2期不稳定，从而限制了生产的进-步发展 ，同时浪费大量人力物力，增加生产成本。针对上述问题，经过分析研究，笔者提出- 种新的加工分拣方法，并对这种方法进行了仿真试验。

在生产线末端，加工好的冷冻水产品经传送带运送到称重位置，本研究提出新的加工分拣方案是针对 1个完整包装的称重拣选系统进行研究，成品由5组组成，每组含5个单位原料。每次对单位组进行称重，根据称重结果按 3组进行分拣，最终从分拣的结果中按-定方式抽取样本组合 ，达到加工分拣定量值，分拣称重过程如图1所示。

3 仿真试验图1 方案流程图本研究针对浙江某冷冻水产品加工厂的实际生产进行，已知条件为冷冻水产品每 1个完整包装为 25个单位，每个单位重量为(50±1)g，每 1 250 g为定量值进行包装。

在浙江某冷冻水产品加工厂进行调研，对原料实际重量进行采样♂果证实，实际生产的原料基本都维持在(50±1)g，偏差不大 ；如加工原料重量超出(50±1)g则视为废品，需重新加工，原料直方图如图2所示。

l614- l2耋642 r]单位重量(g)图2 采样分布图O根据调研数据计算可知，采样样本的平均数为49.999 1 g，标准偏差为0.219 3。采样分布图中按重量分为10段：第 1段有24个，第2段有315个，第 3段有 1 952个，第4段有7 806个，第5段有15 910个，第6段有 14 706个，第7段有7 346个，第 8段有 1 648个，第 9段有 264个 ，第 10段有 29个。通过查阅正态分布的相关资料，上述数据基本满足正态分布的特征，可以假设所用原料满足正态分布，这样方便随后进行的试验。

冷冻水产品经传送带运送到称重位置，随机选取5个单位为 1组进行称重，根据称重结果进行分拣，可以将其分为 3个不同的组别，分别是 >245～<248 g、≥248～≤252 g和 >252～<255 g，如果称重结果不在这 3个组别中则视为废品，需要重新选取原料再次进行称重。经过上面的分拣过程，然后从 3个组别中按-定方式取样组合，具体操作过程是从245-247 g组别中取 1组样本，248～252 g组别中取出 3组样本，253～255 g组别中取 1组样本，将这 5组样本组合包装，按照《定量包装商品的计量监督规定》，1～10 的单件包装商品净含量误差的百分比在 1.5%内满足要求，本次仿真试验单件包装净含量为 1250±10 g，误差满足要求。为了更好地说明这种分拣称重法的可行性，每次从称重后满足要求的组数中随机取 10 000组 (由于成品是由5组组合而成，则应有 2 000组成品)，通过仿真验证，检测这种加工分拣法所得的结果是否满足生产的精度要求。仿真试验结果如表 1所示。仿真结果说明，用加工分拣法进行拣选所生产的产品中，成品百分数可达到99%以上(表 1)。

表1 仿真试验结果由试验数据可知其平均值：- ∑ 生 ×99. 6%n 根据概率统计标准偏差公式，可以得出成品百分数的标准偏差： 019%根据标准偏差结果表明，用上述加工分拣法进行拣选 ，成品百分数对其平均值的离散程度不大，符合冷冻水产品企业生产要求。

4 结论通过上述仿真试验及结果 ，说明该加工分拣法可行有效，可以很好地解决目前冷冻水产品加工、称重、包装中的重量不均问题，从而有效控制误差、满足生产精度要求。上述加工分拣法操作简单，整个过程采用-台称重仪器，进行 1次称重分拣即可满足包装拣选要求，有效缩短生产过程，极大提高生产效率 ，并且结构简单、成本低廉，易于实现机械化和自动化。

(下转第257页)簿江苏农业科学 2012年第40卷第 12期 ---257.---罗其勇，夏晶晖..复合保鲜技术对磬口蜡梅的保鲜效果[J].江苏农业科学，2012，40(12)：257-259复合保鲜技术对磬口蜡梅的保鲜效果罗其勇，夏晶晖(重庆文理学院林学与生命科学学院，重庆永川 402168)摘要：研究了超声波保鲜剂复合(uwPs)R超声波(vw)单独预处理对磬口蜡梅切枝瓶插保鲜的效应♂果表明：uwPS处理显著提高了蜡梅切枝鲜重变化率，延缓了开花时间，提高了可溶性糖含量、蛋白质含量和POD活性，降低了萎蔫脱落率和MDA的含量，从而延缓了蜡梅切枝的衰老。

关键词：磬口蜡梅；切枝；保鲜剂；超声波中图分类号：$685.99 文献标志码：A 文章编号：1002-1302(2012)12-0257-03蜡梅(Chimonanthuspraecox)原产于中国，凝聚着中国上千年来丰富的花文化，具有较高的观赏价值和经济价值。蜡梅在采切以后，作为-个活的生物体，依然进行着正常的生命活动，切离母体后就意味着走向衰老与凋亡，各生理指标都在变化。蜡梅切枝虽然失去了由母体根部提供的水分、矿质营养等，却仍然进行着以呼吸消耗为主的各种代谢活动 。]。

超声波作用机理是机械作用、热作用和空化作用，超声波的生物效应都是基于空化作用和杀菌效应 ]，从而促进水分或保鲜剂的高效吸收。贺文婷等将超声波保鲜技术应用于非洲菊、切花菊等多种切花中，目前还未见其用于蜡梅中 。

1 材料与方法I.1 试验材料供试花材为磬口蜡梅，上午于重庆市永川区红江厂花圃收稿 日期：2012-04-25基金项 目：重庆市教育委员会重大平台建设项 目(编号：0713)；重庆文理学院科研项 目(编号：XZ20110040)。

作者简介 ：罗其勇(1988- )，男 ，贵州都匀人 ，主要从事生物技术方面的研究。

通信作者：夏晶晖，女，重庆潼南人，副教授，主要从事花卉栽培及保鲜生理方面的研究。E-mail：525442816###qq.corn。

采切松蕾期、5O～60 cm长、粗细-致的繁茂枝条 ，运 回实验室后立即复水 1 h，于去离子水中剪切至 40 cm长，备用。

1.2 仪器与参数752紫外可见分光光度计；超声波仪(上海冠特超声波仪器有 限公 司，型 号：SG3200HPT，频 率 59 000 Hz，功 率100 W)。超声波处理参数：59 000 Hz，100 W，30 min。

1.3 试验试剂及预处理保鲜剂(PS)：70 g/L蔗糖(SUC)200 mg/L 8-羟基喹啉柠檬酸盐 (8-HQC) 7 mv'L 6-苄 基腺 嘌呤 (6-BA) 。取上述复水备用的花材 ，每组 10支，进行如下预处理：(1)对照 (CK)，加 200 mL蒸馏水于瓶中(250 mL)浸润30 min；(2)超声波(UW)，加200 mL蒸馏水于瓶中进行超声波处理30 min；(3)超声波加复合保鲜剂(uwPS)处理，加200 mL保鲜液于瓶中超声波处理30 min。预处理后，将蜡梅切枝插于盛有200 mL蒸馏水的瓶中，蜡梅切枝瓶插时期的室温为(10±2)℃，湿度为 80% -90%。

1.4 蜡梅瓶插品质指标测定从瓶插之 日起 ，每 2 d测量 1次形态指标。。 ：鲜重变化率[(花枝鲜重 -花枝初始鲜重)/花枝初始鲜重]×100%；开花率[(绽放总数 -初始绽放总数)/初始花、蕾数]×100%；萎蔫脱落率 (萎蔫或脱落花、蕾总数/初始花、蕾总数)×100%；从插瓶之日起每3 d测定 1次生理指标 ：水(上接第256页)该加工分拣法直接通过重量计量，能够很好地应用于非规则冷冻水产品的加工分拣过程，此方法已应用于实际生产。本加工分拣法已申请国家实用新型专利：1种新的分拣称重法，申请号：201220071482.6。