宁大人

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科技创新育英才 服务地方谱华章

发布日期:2012-03-15    作者:     来源:     点击:

红枣今后用机器就可以进行分选了。工人只需将刚刚采摘下来的红枣倒入传送带,一个个红枣就像听从指挥的士兵一样井然有序地排列好,运送到图像采集区。它们摆好“姿势”,让工业相机给它拍个照,这些红枣的大小、颜色等外部品质就可以通过分析软件了解的一清二楚。随后计算机会下达控制命令,气动式执行机构立即将红枣送入相应的通道,再经过称重、装箱等工序,红枣就可以流通销售了。眼前的这一幕发生在宁夏大学“红枣自动化无损检测分级机”项目应用与推广观摩现场。

近年来,宁夏大学“食品工程自动化装备”创新团队,主动瞄准自治区经济建设主战场,始终坚持科技创新与人才培养、服务地方有机结合,在自治区科技厅和银川市科技局、灵武市委市政府的大力支持和帮助下,致力于通过科技创新解决宁夏特色农产品优化升级中亟待解决的问题,致力于在科技创新中培养优秀人才,走出了一条产学研协同发展的道路,产生了一批科研成果,培养了一批优秀人才。其中,由宁夏大学何建国教授领衔的创新团队所研发的“红枣自动化无损检测分级机”就是标志性成果之一。

自主研发新突破

在谈到“红枣自动化无损检测分级机”的技术创新时,宁夏大学农学院贺晓光教授介绍说:首先是无损检测技术。无损检测技术装备是现代农业工业化过程中的关键装备,国外90%以上果品都要经过分级后再上市销售,等级销售策略也成为我国农产品产业发展重要趋势。目前国内生产使用的农产品无损检测技术装备多针对苹果、柑橘等个体较大果品开发,不适用于个头较小、长椭球体的红枣;另一方面,国外几乎没有枣原料,无类似的无损检测分级设备可借鉴,相关技术只能依靠自主开发。宁夏大学“食品工程自动化装备”研发团队自2007年起,开展红枣无损快速检测分级机的相关研究试制,该设备的原理是利用工业相机提取红枣的表面图像信息,经过程序识别判断,然后根据表面是否有损伤,以及大小、形状、颜色等将红枣按等级分开。该机器对红枣外部品质的判断准确率达到95%以上。

其次,令团队感到骄傲和自豪的是该设备所使用技术完全自主研发。我国使用的无损检测技术生产线主要从美国、意大利等进口或为仿制产品,真正拥有自主知识产权的很少。研发团队在实验过程中不仅解决了红枣单体化定向排布与输送、图像采集与控制、软件分析与识别等分级关键技术问题,而且在大量的理论计算及单元试验的基础上,采用了高速气流输送方式,实现了红枣的快速分级分选;同时依据红枣采后处理需求,自主研发了红枣清洗风干及自动称重装箱机,延长了自动化生产链,极大的提高了生产效率,降低了红枣生产周期及用工成本。2012年,红枣无损检测分级装备已经投入企业生产使用,经济效益明显,对灵武长枣红枣产业深入发展起到了良好的促进作用,将对区域红枣支柱产业发展起到重要支撑,推动无损检测分级设备的国产化。

科技创新育英才

“科学研究不仅要解决生产实践中的问题,通过科研项目培养人才同样重要。通过项目的实施,培养一批人才,让他们成为一个个新的创新增长点,像一粒种子种到哪儿都可以生根发芽”何建国教授说。

近年来,宁夏大学根据“提升内涵,强化特色”的总体目标,走由教学型大学向教学科研型大学转变的道路。“红枣自动化无损检测分级机”项目在人才培养上也探索出了一条新路径。项目实施过程有20余名研究生参与其中,培养了学生发现、分析、解决问题能力,增强了学生动手能力和设计创造力,促进学生与企业的交流;通过本项目已撰写相关硕士论文9篇,公开发表学术论文10余篇,获批专利7项,另有3项专利申报中。

团队成员之一,农学院青年教师王松磊老师说:“刚开始加入到课题组时心里很没底,遇到问题根本没有什么解决思路。幸好遇到了何建国老师,对我遇到的问题一步步地进行分解、分析,并亲自为我指导示范,科研过程中不断鼓励我,逐渐培养了我系统独立的科研思维;老师的培养和鼓励给了我很大的动力,激励着我不断克服困难,向前发展,使我在科研工作中不断进步。在项目研发过程中,我遇到了之前很少接触的像机械自动化、电路等方面的知识,通过向老师请教、查阅资料以及和学长探讨等方式,逐步掌握了相关知识,并在老师的鼓励与指导下,自己的动手能力也得到了显著提高。”2011年,王松磊申请到国家自然科学基金。

何建国教授指导的研究生施建作为学生创新团队主持人,2009年以“小型智能化红枣分选机”项目获得第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品一等奖,到现在为止为我区在该项目中获得的最高奖项。像王松磊和施建一样参与科研项目并快速成长的学生不胜枚举。

勤勉踏实务实事

科研成果的取得离不开一个勤勉踏实、吃苦耐劳的科研团队,而一个优秀的团队关键要有好的“带头人”。作为“食品工程自动化装备”创新团队负责人的何建国教授经常对创新团队的成员说:做科研一定要有为社会服务的意识,要务实、要一步一个脚印。特别是与企业生产相结合的项目哪怕有1%的不可靠,我们都要认真对待。科学研究来不得半点马虎。”

作为宁夏大学校长的何建国教授,日常公务繁忙,都是在处理完学校公务后,充分利用节假日和休息时间,带领团队开展科研工作。

“我们做事的思路和方法都是何老师一步步教出来的,老师的数学和物理功底十分扎实,对问题分析特别到位,他给予我们的指导往往能达到事倍功半的效果。老师十分追求完美,有时他传达的意思我们一时半会领会不了,他就会亲自给我们做示范,耐心地给我们讲解原理。每当我们遇到困难想放弃时,看到老师还在那里亲力亲为地认真工作,我们就有了新的动力。”农学院二年级研究生罗阳说。

罗阳还清晰地记得这样一件事,2011年红枣无损检测分级机样机将要到贺兰进行大型设备展出,在展出的头天晚上调试设备时,罗阳和同学们发现负责称重控制的料斗称量不准确,他们马上向何建国老师汇报了情况。何老师分析问题后亲自动手对机器设备进行检测,很快解决了当时遇到的问题,为了在安装过程中做到万无一失,他和学生们熬了一个通宵,亲自指挥学生进行拆装,只在车里休息了一个小时,就紧接着投入到第二天的工作中。

在老师这种务实的工作作风的感召和带动下,学生们也不辞辛苦地努力工作。张冬从2006年就跟随何建国老师加入到课题组,五年的时间使他的身份由大三学生变成了物电学院的一名老师。在他刚刚加入到课题组时,经费不足,条件较差,但他从未抱怨,通常一天干十几个小时。弄得满身油渍的他有时顾不上洗漱,晚上回到宿舍倒头就睡。就是这样的不懈努力和付出,2011年张冬申请到国家自然科学基金项目,并被破格录取到浙江大学攻读博士研究生。

滴水不成海,独木难成林。就是这样一个创新团队,自2007年技术攻关以来,设备不断的更新与完善,通过大量的理论计算及上百次单元试验,突破了红枣单体化定向排布与输送、图像采集、软件算法分析与识别、分级快速执行机构、电路集成控制、红枣自动称重装箱等关键技术,在试制3台无损检测分级样机基础上,开发可应用于企业生产的自动化无损检测分级机1台。

服务地方谱华章

“任何科研的终极目标都是要和社会需求相结合,科研成果只有切实服务于地方经济的发展才是更有意义的。”这是何建国教授一直坚守的科研理念。

从上世纪八十年代末开始,何建国教授及其团队就十分重视科研积累,注重科研与生产实践相结合,先后10余次对企业引进的国外先进生产线进行改造和技术升级,项目组先后获国家专利10项(发明专利2项),创造了良好的经济效益。

“红枣自动化无损检测分级机”是“食品工程自动化装备”创新团队服务于地方经济的产物。已有800余年栽培历史的我区灵武长枣色红个大,品相辨识度高,具有口感甜脆、味道鲜美、营养丰富、品质优良等特点,备受广大消费者的青睐,成为国家地理标志保护的鲜食枣珍品。但红枣的分级筛选一直是人工操作,耗时长、工作量大。这也成为了制约灵武长枣发展的关键技术瓶颈。2006年,在一次评选项目的过程中,宁夏大学农学院接到灵武长枣生产省级龙头企业“灵武市果业开发有限责任公司”通过科技厅向区内相关专家发出研发“红枣自动化无损检测分级机”技术攻关请求,区科技厅也将红枣产业化过程中的无损检验分级等关键技术列为《十一五科技发展规划》“特色农产品精深加工”中的重大科技专项。

2007年,为了深化地方产业结构调整,增加农民收入,充分发挥区域特色农产品资源优势,自治区党委、政府制定了大力发展红枣产业的规划与部署,并提出将灵武市建成为“中国西部最大的国家级特色优势品牌基地之一”的战略构想。在自治区各级政府的高度重视和大力扶持下,红枣种植发展势头强劲,产量大幅提高,发展前景广阔。

“果品企业从不同果园收集起来的果品,呈现出大小混杂,品质良莠不齐的状况,而要在最短的时间内把包装精美、优质新鲜、标准化的商品送到全国各地市场,则必须进行拣选分级;灵武长枣从树上采摘的鲜枣皮薄质脆、含水量高、极易损伤、传统的人工分级方式不能满足生产需求,分级精度不稳定,卫生安全难以保障;且鲜枣保质期仅7-10天,盛枣期约60%红枣来不及分拣就以初级产品形式直接上市,销售价格远低于其应有价值,使广大枣农和相关企业的利益受到严重损害。”贺晓光教授介绍道。

风起正是扬帆时

红枣无损检测分级设备在灵武长枣的无损分级中取得了良好的使用效果,解决了长枣采后处理关键技术瓶颈,提升产品档次与附加值,满足企业生产需求;设备自2011年陕西杨凌农高会上展出之后,受到了众多枣农和生产企业的认可,多家企业均表达采购意向,市场需求量大,应用前景广阔。

中国是世界上最大的枣生产国,占世界枣树种植面积和产量的98%以上,年产量达400万吨以上。近年来,全国枣产业发展迅速,已经初步形成跨省区的大规模、大面积种植的趋势。红枣作为我国的特色优势农产品,其产业发展已成为推动区域经济发展的重要支撑,受到各地的高度重视,随着枣果产量的大幅提升,其采后自动化快速分级等处理技术也将得到迅速发展与推广应用。因此该设备的应用与推广潜力巨大。与国外同类设备相比具有明显的价格优势,成本回收周期短,便于在农村地区及中小企业推广。

宁夏大学“食品工程自动化装备”团队将沿着产学研相结合的技术创新道路上脚踏实地,把农产品无损检测技术及其装备不断向前推进。随着研究的深入和对果品无损检测技术认识的不断提高,团队已与浙江大学开展合作,共同研发可用于红枣内外品质综合指标检测的无损检测分级装备,进一步为我国红枣产业的发展做出应有的贡献!

风起正是扬帆时,乘风破浪谱华章。尽管科技创新的路途荆棘密布,尽管人才培养的历程任重道远,宁大人肩负责任的信念义不容辞,科技创新育英才,服务地方展英姿将是宁大人不懈的追求

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