水果分級機(jī)試驗分析

金 芳，張耘祎

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗鑒定站，江蘇 南京 210017；2.江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣站，江蘇 南京 210017）

0 引 言

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，水果產(chǎn)業(yè)已成為繼糧食、蔬菜之后的第三大產(chǎn)業(yè)，隨著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，果樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),其種植面積和產(chǎn)量雙雙呈現(xiàn)上升趨勢[1]。但收獲后的水果由于缺乏分級設(shè)備，水果品質(zhì)參差不齊、商品化處理水平低、混等混級銷售，導(dǎo)致總體品質(zhì)不高、平均價格受限、缺乏市場競爭力，影響果農(nóng)效益。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國民可支配收入增多，人們生活水平不斷提高，使得人們對于水果的品質(zhì)也有了更高的要求。開展水果分級機(jī)試驗，分析其對果品在質(zhì)量因素分級的損傷率、分級合格率和生產(chǎn)效率等性能指標(biāo)，并開展經(jīng)濟(jì)效益分析，為該項技術(shù)及裝備的推廣應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗樣機(jī)簡介

根據(jù)水果檢測指標(biāo)的不同，水果分級機(jī)大致可分為大小分級機(jī)、質(zhì)量分級機(jī)、外觀品質(zhì)分級機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分級機(jī)[2]。本試驗所使用的水果分級機(jī)是針對水果質(zhì)量進(jìn)行分級的吉農(nóng)牌TN-68A 型水果分級機(jī)，該機(jī)具可以分選16 個等級，具備18 個輸出口，同一級別的可以有多個口輸出，同一個輸出口最多可以輸出2 種級別，其主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 水果分級機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

1.2 試驗點(diǎn)基本情況

試驗點(diǎn)位于丹陽市訪仙鎮(zhèn)綠舟農(nóng)場，該農(nóng)場成立于2015 年，占地53.33 hm2，專門從事果樹栽培、生產(chǎn)和銷售，主要種植品種為翠冠梨，目前可采摘梨園面積為23.33 hm2，總產(chǎn)量400 t。

1.3 主要性能指標(biāo)檢測與分析方法

此次試驗以NY/T 2617《水果分級機(jī)質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》為依據(jù)，主要檢測損傷率、分級合格率和生產(chǎn)效率等指標(biāo)。

1.3.1 損傷率檢測 損傷率主要指的是分級處理過程中對水果造成損傷的數(shù)量占總分級處理果數(shù)量的比率。在水果分級機(jī)正常作業(yè)情況下，隨機(jī)抽取300個分級后的水果，對其外觀進(jìn)行觀察，對出現(xiàn)破損、變色等情況的水果進(jìn)行標(biāo)記，并將所有抽取的水果放置8 h 后，除去已標(biāo)記的水果外，出現(xiàn)變色部分的水果標(biāo)記為損傷果，按式（1）計算分級處理后的損傷率。

式中：H為損傷率，單位為百分率（%）；h'為處理后損傷果數(shù)量，單位為個。

1.3.2 分級合格率 分級合格率主要是指分選等級中達(dá)到分級要求的水果數(shù)量占該分級處理水果總量的比率。試驗前，根據(jù)市場需求，將分級機(jī)設(shè)定為6個等級，分別為0～200 g、＞200～250 g、＞250～300 g、＞300～400 g、＞400～500 g 及500 g 以上，分選精度設(shè)定為±3 g。由于大多數(shù)水果的質(zhì)量分布在200～350 g，所以選擇＞200～250 g、＞250～300 g、＞300～400 g 這3 條線進(jìn)行檢測，按精確度±3 g 統(tǒng)計，3 條分選線的合格質(zhì)量分別為197 ～253 g、247～303 g 和297～353 g。試驗時，隨機(jī)抽取3 條線上各100 個果，用電子天平復(fù)核其質(zhì)量，統(tǒng)計所選等級分選區(qū)范圍內(nèi)水果數(shù)量，按式（2）計算合格率。

式中：X為分級合格率，單位為百分率（%）；A為試驗分選區(qū)間范圍內(nèi)的水果數(shù)量，單位為個。

1.3.3 生產(chǎn)效率 生產(chǎn)效率主要是檢測單位時間內(nèi)水果分級機(jī)所分級水果的總量。本試驗待分級機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行15 min 后開始，連續(xù)作業(yè)1 h 后結(jié)束，對其1 h分選出的所有水果進(jìn)行稱重，以計算其生產(chǎn)效率。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 損傷率

試驗共檢測梨300 個，未發(fā)現(xiàn)損傷，主要是因為水果分級機(jī)采用柔性設(shè)計，同時在上果時有專人將采摘后的果把進(jìn)行二次修剪，避免了梨與機(jī)具間、梨與梨間的硬碰撞或擠壓，從而實現(xiàn)低損傷。

2.2 分級合格率

試驗人員用電子天平對3 條分選線上的水果復(fù)核，從試驗數(shù)據(jù)結(jié)果看，200～250 g 分選線中有2 個果的質(zhì)量大于253 g 分別為256.34 g 和254.01 g，合格率為98%；在＞250～300 g 分選線中所有果的質(zhì)量都在范圍內(nèi)，合格率為100%；在＞300～350 g 分選線中有2 個果的質(zhì)量小于297 g, 分別為296 g 和296.58 g, 合格率為98%。3 條分選線平均合格率為98.67%，符合性能指標(biāo)要求。試驗匯總見表2。

表2 分級合格率匯總表

2.3 生產(chǎn)效率

分級線上共20 名操作工人，其中3 人負(fù)責(zé)上果，每條分選線上2～3 人負(fù)責(zé)收集、裝箱，還有1 人負(fù)責(zé)整套分級機(jī)的巡檢。經(jīng)稱重，1 h 所分選的梨質(zhì)量為4 982 kg，工作效率為4 982 kg/h。據(jù)了解，該合作社原先采用人工分選，同樣20 名工人，1 d 才可分選2 500 kg 梨，采用機(jī)器分選后，生產(chǎn)效率大幅提升，而且分選準(zhǔn)確率也得到保障。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

為了進(jìn)一步探究采用水果分級機(jī)的使用成本，開展經(jīng)濟(jì)效益分析，考慮設(shè)備購置后的折舊費(fèi)、修理和大修提存、電費(fèi)、人工成本、管理費(fèi)等，最終折算為年作業(yè)成本與人工分揀對比，分析過程如下。

3.1 分選機(jī)年作業(yè)成本

3.1.1 折舊費(fèi)

水果分級機(jī)售價為200 000 元，機(jī)具使用期為10 年，折舊費(fèi)為200 000÷10=20 000 元。

3.1.2 修理和大修提存

每年零星修理以機(jī)價5%提取，大修提存以機(jī)價5%提取，修理費(fèi)和大修提存費(fèi)為200 000×（5%+5%）=20 000 元。

3.1.3 電費(fèi)

水果分級機(jī)功率為4 kW，每天工作8 h，按農(nóng)業(yè)用電0.49 元/kW·h 計算，1 d 的電費(fèi)約4 元，故忽略不計。

3.1.4 人工成本

水果分級機(jī)的操作需要約20 人，主要負(fù)責(zé)上果、分裝、巡檢等工作，1 h 可分選5 t 梨，1 d 共可分選40 t 梨，人工成本按100 元/d 計算。

3.1.5 管理費(fèi)

年管理費(fèi)按購機(jī)價格的2%計算，為200 000×2%=4 000 元。

3.1.6 機(jī)具年作業(yè)成本

按果園年產(chǎn)400 t 果，需要作業(yè)10 d，計算結(jié)果為：20 000+20 000+4 000+20×100×10=64 000 元。

3.2 人工分揀作業(yè)成本

若采用人工分揀，需要工人將收獲的果逐個稱重后再分揀，還是按20 人1 組計算，每天每組可分揀2.5 t,按果園年產(chǎn)400 t 果，10 d 分揀完畢，則需要16 組工人，年作業(yè)成本計算結(jié)果為：20×100×10×16=320 000 元。

可以看出，采用分選機(jī)分選作業(yè)，按果園每年400 t 產(chǎn)量，一年可以較人工節(jié)約256 000 元，當(dāng)年即可收回投資成本。

4 結(jié) 語

試驗結(jié)果表明，水果分級機(jī)可以根據(jù)用戶要求，按質(zhì)量對果品進(jìn)行分選，設(shè)備采用柔性設(shè)計，可以有效降低損傷率，分級合格率達(dá)98.67%，符合性能指標(biāo)要求，且效率高。按每年分選400 t 水果計算，當(dāng)年即可收回設(shè)備投資成本，適合種植規(guī)模20 hm2以上果園使用。