聚焦脱贫攻坚一线的中国农业大学教授工作站系列报道—— 雅安教授工作站:推动地方特色水果深加工产业发展

本网讯 四川省雅安市石棉县是革命老区县、移民工作重点县、汶川地震国定重灾县、享受少数民族待遇县和老工业基地县。石棉位于四川西南、雅安最南端,地处雅安、凉山、甘孜交汇地带,典型的山区县,1952年建县,是内地通往滇、藏两省的重要通道。全县辖16个乡镇,山地面积占其总面积90%以上,人口12.88万,山区人口占总人口的65%。主要经济作物:八月瓜、黄果柑、高山枇杷、核桃等。本着偏远山区农村建设以及让农民提质增收的初衷,王伟副教授带领研究团队从2016年开始,以石棉县八月瓜特色产业深加工机械设备和特色水果糖度重量分级分选生产线建设为目标抓手和核心任务,努力推进产、学、研、用紧密结合,加速成果推出、系列化和示范推广应用,探索适宜中西部高山地区产业扶贫重要途径以及区域特色乡村振兴模式,促进农民增收、乡村建设。

石棉野生八月瓜资源高达17万亩,为振兴区域特色经济发展、保障农村致富增收、县委县政府负责人逐步意识到八月瓜鲜果果实及其后续制造果酱、果酒、果茶的深加工产业价值,现已开始增加人工种植面积6000余亩。

目前果酒、果茶加工设备均已完备,但八月瓜鲜果皮、肉、籽分离困难、无相关设备可用,只能人工手动分离,低效费时且不能保证卫生标准,严重限制了八月瓜后续深加工的进度。且绝大部分八月瓜都在每年阴历八月集中成熟,持续期短且采摘后类似香蕉的果实极易腐败变质,为避免时令水果未及时加工带来的损失、推动后续深加工形成产业规模,振兴贫困山区特色经济发展、促进农民脱贫致富,王伟副教授结合多年研究基础,开创性研制出全国首台八月瓜皮瓤自动分离设备及其生产线,后续又在皮瓤分离的基础上增加了籽肉分离,填补了八月瓜分离设备领域的空白,并为打造“中国八月瓜特色产业第一县”作贡献。

其次,2018年中国农大与平谷签约国家农业科技创新港建设,围绕北京市平谷区乡村振兴、生态涵养功能定位、农业科技创新示范区建设以及“生态桥”治理工程等首都特色农业发展需求,依托中国农大平谷生态农业智能装备教授工作站,王伟副教授作为平谷教授工作站骨干成员和科技特派员,主持平谷大桃和苹果糖度重量分级分选生产线建设,探索平谷区域特色乡村振兴模式,建设平谷区特色现代农业发展智库,服务于平谷现代农业发展,促进农民增收、乡村建设。

石棉教授工作站建设

2016年9月,应四川石棉县科技副县长邀请,王伟副教授及其团队即对石棉八月瓜特色产业进行合作调研和实地考察。

2018年12月应邀请参加全国首届八月瓜特色产业发展研讨会,为八月瓜深加工机械设备和生产线建设建言献策。

随后自筹经费开创研制出全国首台八月瓜皮肉自动分离机械设备样机,2019年1月王伟副教授在石棉县现场为县委副书记和科技副县长带队的,来自县委农工办、科技知识产权局、发改局、林业局、供销社等县级部门负责人和八月瓜种植乡镇负责人60余人现场演示了样机的试验效果,为推动后续八月瓜果茶、果酒、果酱等深加工产业发展开了个好头,并提供了必要的技术基础和保障。

样机现场展示后,针对现场领导和种植农户提出的系列很有价值的建议和问题,团队着手对样机进行进一步改进完善。为解决时令水果八月瓜仅仅在农历8月才有样品可用的被动局面,团队临时采用香蕉对第一款样机进行改进和优化设计,研制完成定型的样机。进一步集成批量输送、喂料、清洗和皮肉、肉籽分离等功能,研制成功八月瓜深加工设备生产线核心模块任务。、

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2019年10月石棉县科技副县长罗培高和科技知识局冯文局长专程到中国农大调研了机器的生产运行情况,目前单机运行持续稳定、加工能力5个/s×350g/个×3600s/h=6吨/h(八月瓜大小200-500 g不等),生产线建成后按5线并行计算,生产能力可达30吨/h。

经中共四川石棉县委、县政府和中国农业大学社会服务处批准,由王伟副教授担任站长的四川石棉教授工作站目前已签署合作协议,教授工作站总目标为开展八月瓜特色产业深加工机械设备和生产线建设,并进行相关成果推广、科技培训以及技术咨询服务等。

平谷定向扶贫建设

2018年中国农大与平谷签约国家农业科技创新港建设,依托中国农大平谷生态农业智能装备教授工作站,结合地方急需和所带领团队特长,王伟副教授作为平谷教授工作站骨干成员和科技特派员,主持平谷大桃和苹果糖度重量分级分选生产线建设。

2019年1月份,于中国农业大学工学院开展桃子、苹果等平谷盛产水果的批量静态特征指纹信息提取及酸度、糖度的测量,搭建静态光谱检测装置并建立定量检测模型。

2019年3月,与企业合作研制平谷大桃糖度、重量在线实时分选生产线,并于当年8月份设备初具雏形。针对生产线硬件部分开展初期测试,进行逐模块安装和调试,待每段调试顺利后再进行整机联调。

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2019年9月,针对平谷不同品种(毛桃、油桃、蟠桃)的鲜桃开展糖度在线分选规模试验。平谷当地政府积极配合调试工作,提供当天采摘的批量新鲜桃,保证试验数据的准确性和严密性。对每个样品进行标号、特征指纹信息动态采集、糖度、酸度值测定以及定量模型建立,并将检测模块软件与生产线硬件参数匹配调试。在解决批量分选过程中出现的鲜桃输送扎堆、生产线速度不稳定、分区倒杯不及时等一系列问题后,顺利完成生产线软硬件的联动。

2019年11月,中国农业大学宋正河院长、陈度副书记以及张学敏老师协同农业部农机化司王国占处长、农机推广总站张树阁处长;市科委农村中心李志军主任、市农业局宫少俊副处长;平谷农业局胡宝旺局长及郭俊副局长等领导亲临现场视察,对一期取得成果给予充分肯定。

在中国农业大学工学院和平谷当地的共同合作和努力下,经过了一年左右的时间,从无到有,平谷大桃分选线现在可顺利实现分选功能,并投入规模使用,除了大桃,还可以对苹果进行分选,具有通用性。

工作成效

一是开创研制全国首台八月瓜皮肉自动分离设备,解决时令水果即时规模加工,带动后续深加工产业发展。单线加工能力6吨/h,按5线并行计算可达30吨/h。该教授工作站自建立以来,以服务于石棉新农村建设、提升当地经济效益和农户增收为最终目标,结合教授工作站优势积极为当地特色产业如黄果柑、枇杷的品质检测、分级分选、自动化采收机具等地方迫切的技术需求等问题积极进言献策,获得石棉县人民一致好评。

二是完成的第一代生产线长16米,宽6米,主要包括入料段、输送段、排列段、回收段、称重段、果品糖度检测段、分级分选段。并在此基础上增加酸度、硬度等在线检测指标。现试运行阶段,运行稳定,称重精度±2g;测糖精度±0.5g;适用蟠桃、油桃、毛桃和苹果,处理量4个/s×平均250 g/个×3600 s/h="3.6吨/h,生产线建成后按5线并行计算,生产能力可达18吨/h。目前正加速推进科技成果的落地转化。

目前,在研制的八月瓜特色产业深加工机械设备及生产线基础上,将计划在四川省石棉县进行规模示范应用。除此之外,石棉县目前已建设黄果柑及枇杷千亩欧盟标准化出口示范园区,为确保品质、实现以质论价和保障农民增收,对黄果柑和枇杷内部糖度、酸度,以及重量、大小等外观品质等的分级分选有着迫切的需求。

因此,下一步计划以石棉特色水果黄果柑、枇杷为研究对象,针对特色水果的个体要求,如对于黄果柑,为间接表明水果新鲜程度要求带着绿叶即能进行内外部品质检测分选,而对于易受损伤的枇杷,要求在分级分选中首先要考虑到防护问题等,结合初步建成的水果糖度重量分级设备,并紧密结合团队的机械电子工程学科背景和实践经验,继续为石棉黄果柑、枇杷等特色产业提质增效贡献力量。