新装备!新技术!广东省现代农业装备研究所交出产业增速的“金钥匙”
更新时间:2023-01-16 10:21:33 来源/作者:海洋与渔业杂志
蓄力提升渔业机械化程度
据了解,广东省现代农业装备研究所成立于1958年,是广东省农业农村厅直属公益二类事业单位、全国农机化科技先进单位、广东优秀研究开发机构,主要从事农业装备领域应用基础性、前瞻性、公益性科研,开展成果转化和推广,生产制造农业生产所需要的现代装备。其在池塘养殖、深水网箱、水质检测、水产品加工等渔业装备研发方面累积了10多年的“实战”经验。
2020年3月,广东省现代农业装备研究所水产工程装备技术研发中心正式成立,自此,在集中精力打通水产一二三产业方面有了组织保障。“中心成立以来,我们专注做好水产养殖、捕捞、加工、冷藏等各环节的工作,针对行业痛点、短板问题花大力气,提供全产业链解决方案。”
“渔业要从机械化到自动化再到智能化,仍有很长一段路要走。智能化是一个远大的目标,现有的单纯的数据采集并不能称为智能化。水产行业目前处于机械化、半自动化的进程。”对于“智能”的定义,黄家怿这样描述。以一台投料机为例,机械化的特征是采用了机器代替人工,能够机械执行人工投饲动作。将这台投料机接入中央控制系统,在准备投料的前半小时内,系统可对增氧机发出开启信号,溶氧量的提升可有效提高饲料利用率,这种投料机与增氧机的联动控制,可视为实现了自动化。对于是否需要提前增氧、提前多久,当下的合理投料量是多少等问题,通过增设气象站、监测传感器、智慧摄像头等,例如当检测到气压数据不理想时,控制系统对养殖对象的进食欲望作出预判,从而决定适当减少投料量;当摄像头拍到浮料剩余过多时,及时调整投料量,并给出下一步投料量的建议,这才算是智能化。黄家怿补充道,“这相当于一套水产养殖专家系统,它拥有智能算法,会‘思考’,根据实际情况做出当下最合适的决策,过程中管理者也可人工干预。”
黄家怿指出,现阶段,国家十分重视渔业机械化普及率,提出了具体的补短板方向,有关工作正在持续推进。总体而言,渔业对农业总体经济产值的贡献高,一些规模化生产企业已经在加大渔业机械化、自动化、智能化投入。“要实现真正意义上的智慧渔业,过程很漫长、难度很大,我们始终朝着这个目标奋进。”她相信,路虽远,行则将至;事虽难,做则必成。
据透露,中心正投入研发一款新设备,该设备的原型是日本刚刚推出的新型剖切机。引进设备后,中心对其设计原理、技术等进行充分的消化吸收,将推出一款适用于本地罗非鱼鱼柳切取的机器,它特有的8组刀片能大幅提升工作效率和取肉率。黄家怿进一步说道,“我们在罗非鱼加工厂看到,一条生产线上,光是切取罗非鱼鱼柳的工作人员就要数十位,从成本效益来看并非长久之计。虽然当前仍以人工切割方式为主流,但随着劳动力成本的上升、市场竞争的加剧等,这款高出肉率的剖切机是未来的趋势。”深入生产一线,挖掘行业发展进程中的“卡脖子”问题,把“解决”做在“问题”前面,是前瞻性背后的意义。
智能设备不断推陈出新
一批旧设备淘汰,一批新设备上市,中心正在“交钥匙”工程上不停赶路,取得多项成果,主要包括:由“一拖多”投饲机、高效增氧机、智慧摄像头、太阳能水质在线监测传感器、物联网控制器等组成的智能化土塘养殖解决方案,由高精度投饲机、自动集污系统、水质净化循环系统等组成的工厂化设施养殖解决方案,由深海网箱、水下作业机器人、船上作业装备等组成的工程化深海养殖解决方案,由气泡清洗机、滚筒式去鱼鳞机、剖切去脏机等组成的鱼加工生产线,由对虾自动去头机、头身分离机、虾剥壳机等组成的虾加工生产线等。
黄家怿向记者介绍了以下三款“黑科技”产品。
作为一项国家重点研发计划项目成果,辊轴式虾剥壳机采取复合辊轴揉搓与挤压组合的虾剥壳加工技术,可实现高产量、高剥壳率、低损伤的对虾自动化剥壳加工,设备技术处于国际领先地位。辊轴式虾剥壳机适用于虾仁食品的加工,如虾仁滑蛋、虾仁沙拉、水晶虾饺等,单机处理能力达到每小时400千克,剥壳率达90%。此外,多功能虾剥壳机采用圆盘旋转工作台与多工位精准夹持、圆盘刀具、柔性毛刷、仿形爪齿协同作业的加工技术,实现对虾开背、去肠线、剥壳一体化加工,是广东省科技厅重点项目成果之一。多功能虾剥壳机适用于留尾虾食品的加工,如蒜蓉蒸虾、鲜虾寿司、炸虾天妇罗等,单机处理能力达到每小时100千克,剥壳率达93%、留尾率达95%。在剥壳机的基础上,结合解冻机、自动去头机、头身分离机、自动喂料机械手、去残壳机、包装机、金属检测机、码垛机等的使用,就组成一条完整的虾类加工生产线。
▲ 鱼加工线
▲ 左:冻眠机,右:多通道投饵机
▲ 左:多功能虾剥壳机,右:虾剥壳机
▲ 射频解冻机
多通道精准计重投饲机,最高运转效率每小时800千克,与普通的投饲机相比,具有六个显著的优势。一是适合膨化料、颗粒料、软粒料、粉料等多种类型的饲料,其中膨化料破碎率小于3%。二是可根据水产养殖品种,自定义投喂策略,实现多种饲料的定时、定点、定量自动投喂。三是可与增氧机、水质检测传感器、智慧摄像头联用联动,实现从源头节省投饵,降低水体治理成本。四是通过微信小程序和网页端综合管理平台,实现饲喂数据、设备监控的可视化管理,具备投料设备故障报警、无料停机报警等功能,保障生产安全。五是同时管理多个养殖区域,投饵距离最大可达300米,投饵面积最大覆盖100亩鱼塘。六是可用于土塘养殖、工厂化养殖、网箱养殖、大面积水库养殖等多种养殖场景。
微晶冻眠机,顾名思义,让食材处于低温如“休眠”的状态,最大限度保持其新鲜的外观、口感和营养价值。其核心原理是在对食材进行冻结处理的过程中,形成小于5微米的冰晶,不破坏食材内部细胞。微晶高效锁鲜技术,能够做到超长的储存时间,解冻后还原最初的新鲜味道。调控温度的精度在1℃左右,具有“广”、“快”、“高”、“低”的特点。适用范围广,可用于鱼虾蟹贝藻、猪牛羊鸭肉、蔬菜水果、米面主食、甜品零食等多种农副产品。速冻速度快,约为风冷冻结的6~10倍,例如3厘米厚的鱼肉从4℃速冻至-18℃约需10分钟。冻品质量高,冻结后食材仅形成微小冰晶,解冻后没有血水,口感如初。运行成本低,约为深冷气体冻结的十分之一,风冷冻结的五分之一。按照规格大小不同,微晶冻眠机有四种型号,处理能力从每小时25千克到500千克不等。在实验室条件下,一条罗非鱼在微晶冻眠机处理半小时,解冻后活过来了,在水里游。
永葆初心帮助养殖户
作为攻坚克难的先行部队,中心工作的基础是把脉行业发展、找准方向,在研发新产品方面,中心坚持需求导向、问题导向,如行政部门对环保、水产品质量安全监管等的需求,产业对经济效益等的需求。
“一款好的设备不能高高在上,必须是接地气的。”黄家怿认为,渔业机械装备的最终用户是养殖户、渔业企业,便宜、好用是他们一直以来对产品的要求。为了做到这两点,中心投入大量人力、时间到研发技术上。在同等的情况下,选用更优质的材料;在同一款设备上,留出更大的可调节空间。
第一步机械制造,从制图到出现产品雏形大概要2~3个月。第二步初代产品要在实验室里经过反复多次的调校。第三步,产品离开实验室送往生产一线,测试在实际应用场景的性能,技术人员根据结果继续进行调试。算下来,研发一个成熟的产品,平均要1年时间。而需要从国外引进的先进设备,步骤就更加复杂,“比如,我们要先把鱼寄过去,验证设备是否适用于本地品种。”与此同时,中心积极争取设备补贴,以期将资金最终补贴到养殖户、渔业企业身上,扣除研发成本以后,给出更合理的产品售价。黄家怿坦言,新设备在寻求合作企业时,遇到较大的阻力。“实验室环境始终和实际情况有差别,有可能在实验室里数据准确度达99%,到了塘头却只有50%。为了保证数据的准确度等,实地测试的环节必不可少。但由于对新产品抱有怀疑,有的时候即便是以付费的形式,企业也不愿意试。”在中心里,总有那么一群人,他们迎难而上,为确保产品品质过硬不停奔走。
目前,一些常见的渔业机械装备研发技术已经趋于成熟,包括投料机、增氧机等得到广泛的普及应用。随着时代进步,“黑科技”产品性能提升、售价下降,惠及渔业企业,将促进全产业链上下游协同发展。
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