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水果品質光感應選別自動化

Automatic Optical Sensor Grading for Fruits

一、研究目的與過程

農產品的分級問題在國內常常為人所詬病,其主要原因乃在 於分級過程中,無客觀的分級標準及內部質地無法用肉眼判別, 往往因為當事人的主觀意識而造成分級上的差異,而此種差異便 使得農產品在運銷過程中問題叢生。

        著眼於我國即將加入關稅暨貿易總協定(GATT)及國內經濟之 發展,消費者對於水果的消費,將面臨有更多的選擇,相對國內 果農亦將面對來自國外進口之各種水果的挑戰。為提高國產水果 之品質,自日本引進自動化光感應水果品質選別機,以因應消費 者之需求及增加產品之競爭力。

        該套自動化設備測定水果品質之原理,首先利用 CCD照相機 將水果影像輸入電腦,依果實的大小及色澤先加以分級,其次再 以紅外線照射,依據果實對其吸收反應程度的差異,經電腦的分 析測定而判定水果之糖度及熟度,以此作為更進一步分級標準的 依據。可對桃、梨、蘋果三種產品,依據科學的電腦分析方式, 就水果外部之著色與大小及內部之糖度、熟度等客觀的數據,分 成各種不同的等級,此種利用科學儀器的分級方式取代傳統的人 工分級方式,將可達成產品在分級上的一致性,對於日後產品在 運銷過程中將更為順暢,且更為消費者接受,這無論是對於果農 的收益或消費者的消費品質,無疑地都將是一項保障。

        本套自動化水果品質光感應選別機係於民國84年5月9日自日 本進口,並由日本派遣技術人員來臺完成電腦等零件安裝及各項 糖度、熟度等各項資料之設定輸入,於 5 月底正式完成組機工程 。

電腦控制室
紙箱輸送帶
水果自動選別輸送帶
紙箱自動組成設備
二、構造與性能
 
  本次引進的自動化水果品質光感應分級系統,其主要作業流 程如圖一所示:
 

待 分 級 水 果

目 視 判 別

糖 度 熟 度 判 別

色 澤 大 小 判 別

水 果 分 級
 
圖一、光感應水果分級流程圖

 

現就各項作業流程、作用原理及性能介紹如下:
 
1.目視判別:
 
  首先由人工依其水果外觀,包括表面損傷、形狀奇 異等外觀上因子,綜合評定為「特優」、「優」及「良」等三 級後,分別放入其所屬等級輸送承杯,電腦可依其承杯位置不 同再進行後續之判別,如此完成初選及進料的功能。本系統現 分級進料共有十三區,包括「特優」六區、「優」四區及「良 」三區,可供六名工作人員同時作業。
 
2.糖度及熟度判別:
 
  此為本系統最重要部分,其作用原理為應用光線中近紅外光(波長約 800至1500nm)照射到水果表面後,其反射光線會因水果內部組成成份 的差異而有所不同,利用此差異性配合電腦內部資料庫及迴歸程式,建 立糖度、熟度與反射光的關係,再依此關係進行水果品質的分級。此系 統依照水果高、中、低糖度及過熟、適熟及未熟等綜合評定,共分「G 」、「R」、「無標示」及「劣等品」等四級。
 
3.色澤及大小判別:
 
  此部分係利用 澤可 其中色分級,CCD攝影機將水果的影像輸入 電腦,再依其影像色澤、大小及重量等進行分為過紅、正常及過 青三級,重量及大小合併可分為 粒裝(以20、22、25、28及30、 15、16、18、梨子為例 )等八級。
 
4.水果分級:
 
  依據上述目視、糖度、熟度、色澤、重量及大小等水果品質數值 ,分別自動輸入電腦後,綜合評定,可將水果分成三十級,並自動 出料到所屬等級承架,由人工放入紙箱中,再經過自動輸送與包裝 作業,而完成整個分級自動化一貫作業 。
 
 
三、推廣成果與經濟效益
 
  此套自動化設備於組機完成,通過各項測試檢查並向果農宣導後 ,正式於月截至啟用,88日6月14日開始作業結束,總計工作天數為 公斤,平均量為3,373件,總重20,59948日,所處理之豐水梨及新興 梨件數共計每日處理在此作業期間每有一段差距,但機器之最大處 理量仍482件,約為2,943公斤,此一數量雖較該套日處理之件數有 日益增加之趨勢,表示果農對此套設備之接受程度愈來愈高,另外 亦積極研究改善此套設備,使其能夠更廣泛應用於其他產品,期盼 未來透過此一檢定過程的產品能在市場上建立一獨特的品牌,使農 產品更具商品化的特質,如此將可大大提高農產品的經濟價值,對於農民的合理收益將更有保障。
 
此套自動化設備之預期效益如下:
  以科技儀器對國產水果實施非破壞性個體檢驗,除可提高品質、建立市場信譽、增加產品經濟價值、確保果農收益外,更由於科學化 的分級標準,將有助於農產品秩序運銷制度的建立,此種制度的建 立將使得農業邁入另一個新的紀元。藉由選別機的分析資料為依據,診斷果農栽培管理方法的妥適性, 除追求高品質產品外,更可力求生產成本的降低。