水果分级机试验分析

金 芳，张耘祎

（1.江苏省农业机械试验鉴定站，江苏 南京 210017；2.江苏省农业机械技术推广站，江苏 南京 210017）

0 引 言

我国是一个农业大国，水果产业已成为继粮食、蔬菜之后的第三大产业，随着我国农业产业结构调整步伐加快，果树产业发展突飞猛进,其种植面积和产量双双呈现上升趋势[1]。但收获后的水果由于缺乏分级设备，水果品质参差不齐、商品化处理水平低、混等混级销售，导致总体品质不高、平均价格受限、缺乏市场竞争力，影响果农效益。随着经济的不断发展，国民可支配收入增多，人们生活水平不断提高，使得人们对于水果的品质也有了更高的要求。开展水果分级机试验，分析其对果品在质量因素分级的损伤率、分级合格率和生产效率等性能指标，并开展经济效益分析，为该项技术及装备的推广应用提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验样机简介

根据水果检测指标的不同，水果分级机大致可分为大小分级机、质量分级机、外观品质分级机和内部品质分级机[2]。本试验所使用的水果分级机是针对水果质量进行分级的吉农牌TN-68A 型水果分级机，该机具可以分选16 个等级，具备18 个输出口，同一级别的可以有多个口输出，同一个输出口最多可以输出2 种级别，其主要技术参数见表1。

表1 水果分级机主要技术参数

1.2 试验点基本情况

试验点位于丹阳市访仙镇绿舟农场，该农场成立于2015 年，占地53.33 hm2，专门从事果树栽培、生产和销售，主要种植品种为翠冠梨，目前可采摘梨园面积为23.33 hm2，总产量400 t。

1.3 主要性能指标检测与分析方法

此次试验以NY/T 2617《水果分级机质量评价技术规范》为依据，主要检测损伤率、分级合格率和生产效率等指标。

1.3.1 损伤率检测 损伤率主要指的是分级处理过程中对水果造成损伤的数量占总分级处理果数量的比率。在水果分级机正常作业情况下，随机抽取300个分级后的水果，对其外观进行观察，对出现破损、变色等情况的水果进行标记，并将所有抽取的水果放置8 h 后，除去已标记的水果外，出现变色部分的水果标记为损伤果，按式（1）计算分级处理后的损伤率。

式中：H为损伤率，单位为百分率（%）；h'为处理后损伤果数量，单位为个。

1.3.2 分级合格率 分级合格率主要是指分选等级中达到分级要求的水果数量占该分级处理水果总量的比率。试验前，根据市场需求，将分级机设定为6个等级，分别为0～200 g、＞200～250 g、＞250～300 g、＞300～400 g、＞400～500 g 及500 g 以上，分选精度设定为±3 g。由于大多数水果的质量分布在200～350 g，所以选择＞200～250 g、＞250～300 g、＞300～400 g 这3 条线进行检测，按精确度±3 g 统计，3 条分选线的合格质量分别为197 ～253 g、247～303 g 和297～353 g。试验时，随机抽取3 条线上各100 个果，用电子天平复核其质量，统计所选等级分选区范围内水果数量，按式（2）计算合格率。

式中：X为分级合格率，单位为百分率（%）；A为试验分选区间范围内的水果数量，单位为个。

1.3.3 生产效率 生产效率主要是检测单位时间内水果分级机所分级水果的总量。本试验待分级机平稳运行15 min 后开始，连续作业1 h 后结束，对其1 h分选出的所有水果进行称重，以计算其生产效率。

2 试验结果与分析

2.1 损伤率

试验共检测梨300 个，未发现损伤，主要是因为水果分级机采用柔性设计，同时在上果时有专人将采摘后的果把进行二次修剪，避免了梨与机具间、梨与梨间的硬碰撞或挤压，从而实现低损伤。

2.2 分级合格率

试验人员用电子天平对3 条分选线上的水果复核，从试验数据结果看，200～250 g 分选线中有2 个果的质量大于253 g 分别为256.34 g 和254.01 g，合格率为98%；在＞250～300 g 分选线中所有果的质量都在范围内，合格率为100%；在＞300～350 g 分选线中有2 个果的质量小于297 g, 分别为296 g 和296.58 g, 合格率为98%。3 条分选线平均合格率为98.67%，符合性能指标要求。试验汇总见表2。

表2 分级合格率汇总表

2.3 生产效率

分级线上共20 名操作工人，其中3 人负责上果，每条分选线上2～3 人负责收集、装箱，还有1 人负责整套分级机的巡检。经称重，1 h 所分选的梨质量为4 982 kg，工作效率为4 982 kg/h。据了解，该合作社原先采用人工分选，同样20 名工人，1 d 才可分选2 500 kg 梨，采用机器分选后，生产效率大幅提升，而且分选准确率也得到保障。

3 经济效益分析

为了进一步探究采用水果分级机的使用成本，开展经济效益分析，考虑设备购置后的折旧费、修理和大修提存、电费、人工成本、管理费等，最终折算为年作业成本与人工分拣对比，分析过程如下。

3.1 分选机年作业成本

3.1.1 折旧费

水果分级机售价为200 000 元，机具使用期为10 年，折旧费为200 000÷10=20 000 元。

3.1.2 修理和大修提存

每年零星修理以机价5%提取，大修提存以机价5%提取，修理费和大修提存费为200 000×（5%+5%）=20 000 元。

3.1.3 电费

水果分级机功率为4 kW，每天工作8 h，按农业用电0.49 元/kW·h 计算，1 d 的电费约4 元，故忽略不计。

3.1.4 人工成本

水果分级机的操作需要约20 人，主要负责上果、分装、巡检等工作，1 h 可分选5 t 梨，1 d 共可分选40 t 梨，人工成本按100 元/d 计算。

3.1.5 管理费

年管理费按购机价格的2%计算，为200 000×2%=4 000 元。

3.1.6 机具年作业成本

按果园年产400 t 果，需要作业10 d，计算结果为：20 000+20 000+4 000+20×100×10=64 000 元。

3.2 人工分拣作业成本

若采用人工分拣，需要工人将收获的果逐个称重后再分拣，还是按20 人1 组计算，每天每组可分拣2.5 t,按果园年产400 t 果，10 d 分拣完毕，则需要16 组工人，年作业成本计算结果为：20×100×10×16=320 000 元。

可以看出，采用分选机分选作业，按果园每年400 t 产量，一年可以较人工节约256 000 元，当年即可收回投资成本。

4 结 语

试验结果表明，水果分级机可以根据用户要求，按质量对果品进行分选，设备采用柔性设计，可以有效降低损伤率，分级合格率达98.67%，符合性能指标要求，且效率高。按每年分选400 t 水果计算，当年即可收回设备投资成本，适合种植规模20 hm2以上果园使用。