Исследование черники: новые методы бережного сбора крошечных ягод
Новый общенациональный исследовательский проект под руководством сотрудника Инженерного колледжа Университета Джорджии направлен на увеличение поставок черники с поля в магазин без ущерба для её качества.
Чанъин "Чарли" Ли, доцент, специализирующийся на сенсорных технологиях, возглавляет четырёхлетнее исследование, цель которого — найти способы повысить эффективность сбора урожая черники в США. Осенью прошлого года Министерство сельского хозяйства США выделило грант в размере $2.37 млн Ли и его коллегам из 10 университетов по всей стране.
Цели исследовательской группы:
- Разработать новый, доступный полумеханический комбайн для сбора черники.
- Использовать сенсорные технологии для выявления сортов растений, наиболее подходящих для механического сбора.
- Использовать электронную «ягоду» для анализа ухабистого пути, который проходит плод, прежде чем попасть на прилавок.
«США — ведущий мировой производитель черники, на долю которого приходится более двух третей всего производства», — сказал Ли. — «Только в прошлом году Джорджия стала штатом №1 по производству черники».
Несмотря на этот бум, производители сталкиваются с проблемами: растущая стоимость рабочей силы, нехватка работников и низкая эффективность сбора урожая могут стать препятствием для дальнейшего роста отрасли.
«Почти вся черника для свежего рынка собирается вручную, потому что механические комбайны слишком сильно повреждают плоды, и их качество становится слишком низким для продажи в качестве свежих фруктов», — пояснил Ли.
Повреждённые ягоды попадают в переработанные продукты (например, бублики или блинные смеси с черникой), принося фермерам примерно половину цены от ягод, собранных вручную.
Проблемы существующих машин:
- Высокая стоимость (до $170 000), что недоступно для мелких и средних производителей.
- Сильное повреждение ягод (ушибы), ведущее к короткому сроку хранения.
- Значительные потери урожая (ягоды падают на землю).
Решение: полумеханический комбайн
Для решения задачи повышения урожайности и снижения затрат при сохранении качества Ли и его коллеги разрабатывают полумеханический комбайн. По оценкам Ли, эта технология может в десять раз повысить эффективность сбора, значительно сократить трудозатраты и привести к снижению цен для потребителей.
Конструкция комбайна включает:
- Улавливающую пластину и конвейерную систему.
- Рабочего со специальной «трясущей палкой», который, проезжая вдоль кустов, стряхивает спелые ягоды на пластину.
- Подушку из воздуха (по принципу аэрохоккея) для мягкого приземления ягод и защиты от повреждений.
Прототип комбайна планируется разработать к концу года.
Исследование здоровья ягод
В проекте участвуют специалисты по патологии растений (Харальд Шерм) и пищевым технологиям (Джинру Чен) из Университета Джорджии. Их задача — изучить риск послеуборочной гнили плодов в зависимости от различных технологий сбора и обработки.
«Черника может загнивать после сбора, особенно если она повреждена во время уборки или на линии упаковки», — сказал Шерм.
Исследование поможет определить, способны ли новые конструкции комбайнов собирать плоды более бережно, тем самым снижая уровень заражения патогенами.
Электронная «ягода» BIRD
Второе направление проекта — количественное измерение повреждений, которые черника получает при сборе и упаковке. Для этого Ли разработал Berry Impact Recording Device (BIRD).
Это устройство размером чуть больше черники, которое перемещается вместе с ягодами по упаковочной линии. Его электронный чип записывает все удары и повреждения, наносимые плодам. Данные с BIRD помогут инженерам проанализировать и улучшить конструкцию упаковочных линий.
География и междисциплинарность:
В проекте участвуют университеты из основных штатов-производителей черники (Калифорния, Флорида, Мичиган и др.). Команда включает инженеров, микробиологов, садоводов, экономистов и эксперта по эргономике, «атакующих проблему со всех возможных сторон».