发布时间:2020-08-18
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6月30日,阿里巴巴数字农业事业部最新规划,将围绕三个阶段搭建数字农业的产地、物流、供应链及销售体系,把农产品卖到大润发、盒马、天猫等阿里体系及第三方零售企业,进一步形成产业链闭环。
数字农业团队会把水果被送上四通道的光电分选机,如同做CT,进行品质检测,包括酸度、甜度、脆度、大小形状等规格进行区分。一部分品质较强的商品即有潜力成为“品牌”。
一、近红外技术
近红外在果蔬内部品质检测上的应用使得分选设备发生了革命性的变化。首先,实现了内部品质等级无损检测;二是设备结构大为简化,大小宽窄可自由组合,就像积木一样。
二、近红外与果蔬检测可谓绝配
首先是波长范围。果蔬水分约为80-90%,水果糖度在10-20°Brix之间。其他成分虽然很多,但含量很少。1100nm以下的短波近红外适用于果蔬类高水分物料。
其次是光谱采集方式。果蔬内部质量无损检测除了糖度以外,还要检测内部褐变、糖心等,必须采用透射方式采集光谱。短波近红外穿透力强,加之,1100nm以下属于硅检测器范围,仪器造价比铟镓砷要便宜很多,这又为大量普及应用创造了有利条件,为量大利薄的农产品销售提供了强有力的支撑,因此是最佳选择。
最后是光源功率。果蔬品质无损检测手持和便携以及台式专用仪器的电源功率,LED最小,卤素灯小则1-2W,大则12W。而用于在线检测时,1秒钟要检测5-6个果蔬,西瓜每秒3-4个,扫描时间短,需要配置高达200-300W大功率光源,检测西瓜时甚至达到2000W。
三、近红外光谱采集方案
果蔬物料尺寸有大有小,果肉有薄有厚,糖酸度有高有低,且分布不均。由此产生若干检测个性化方案。
图1和图2光源和检测器布置相同,但物料放置及输送环节有别。图1托盘不但能平稳地输送西瓜,避免磕碰,而且还可遮挡杂散光进入检测器。依据西瓜、甜瓜类的生理结构,花萼处果皮最薄,花萼冲下放置,有利于获取更多的内部信息。由于菠萝果心粗大,横置更妥,且输送更平稳。
图3和图4的光源与检测器设置一样,但样品放置和光谱采集细节有所不同。西红柿的果柄影响信息接收,如图3所示,故倒置。由于物料内部组织构造差异很大,苹果肉质均匀密实,而西红柿则有外果皮、中果皮、果浆、胎座,少许空腔,各组织之间光特性差异大,造成散射不均。为此,苹果光源布置向赤道下方照射,靠苹果赤道直径大来遮挡杂散光(图4)。而西红柿则照射上半球,以利获得更多有效信息。
四、检测对象、项目和精度
透射模式检测对象及检测项目
柑橘糖度实测值图解
充分考虑样品生化特性,整体榨汁,再经过滤实测值更准确
世界范围来看,日本在无损果品分选技术上遥遥领先,日本果蔬内部品质近红外无损检测系统均为各自专利产品。
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