計算機(jī)輔助預(yù)測茶葉包裝儲存期系統(tǒng)的研究

謝紅

（貴陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州貴陽 550081）

計算機(jī)輔助預(yù)測茶葉包裝儲存期系統(tǒng)的研究

謝紅

（貴陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州貴陽 550081）

本文首先闡述了茶葉包裝儲存期的影響因素，然后研究了茶葉包裝儲存期預(yù)測系統(tǒng)軟件的具體編程方法，最后結(jié)合實例，展示了計算機(jī)輔助預(yù)測茶葉包裝儲存期的過程。

計算機(jī)；輔助預(yù)測；儲存期；研究

目前，各大包裝企業(yè)的生產(chǎn)方式已經(jīng)逐步朝著自動化、信息化的方向發(fā)展，消費者也開始提高對商品包裝的關(guān)注。在產(chǎn)品銷售過程中，其包裝儲存期會成為消費者購買的主要參考根據(jù)。商品包裝儲存期實質(zhì)上就是對消費者的承諾，是一件商品從生產(chǎn)到銷售的過程中，在既定條件下保持質(zhì)量合格的時間限制。最近，我國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和商品管理標(biāo)準(zhǔn)有所提升，茶葉包裝也應(yīng)充分考慮到儲存期預(yù)測的準(zhǔn)確性，保障消費者的使用安全。

1　茶葉包裝儲存期的影響因素

能夠造成食物變質(zhì)的原因多種多樣，其中一個非常重要的因素就是食品中所含的水分過多。但人們的食物中不可能完全不含水分，只要食物中含有的水分較少，沒有超過導(dǎo)致食物變質(zhì)的相關(guān)指標(biāo)，食物自然也就不容易變質(zhì)。因此，處于干燥狀態(tài)的食物是很少發(fā)生變質(zhì)的，只有當(dāng)食物中所含的水分超標(biāo)，變成了適宜細(xì)菌和微生物繁衍的溫床時，食物才可能會出現(xiàn)發(fā)霉、腐敗、變質(zhì)等情況。因此，細(xì)菌與微生物生長、繁衍所需的最低水含量，也就是導(dǎo)致食物變質(zhì)的最低水含量，通常情況下稱作水分活性，用Water Activity表示。在放置食物的密封性容器中，其蒸汽壓P和同樣溫度條件下純凈水的蒸汽壓PO的比值，就是該食物的水分活性，用公式可表示為：

該公式中，P代表溶液的蒸汽壓，Po代表溶劑的蒸汽壓，溶劑是食物中所含的水分。nA代表溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)，nB代表溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。食物中所含的糖分、鹽分與其它可溶性調(diào)味品都可稱為溶質(zhì)。

任何食物都無法達(dá)到絕對干燥的狀態(tài)，或多或少都會含有一定水分。在某種相對濕度區(qū)間中，其吸收量與蒸發(fā)量需要保持一致，也就是達(dá)到所謂均衡含水量的狀態(tài)，如此一來才能確保食物的質(zhì)量合格。倘若超出了這一區(qū)間，食物均衡含水量的狀態(tài)就會發(fā)生變化，造成產(chǎn)品包裝潮變，給人帶來經(jīng)濟(jì)損失。

就茶葉而言，導(dǎo)致其變質(zhì)的首要原因就是水分含量過高。茶葉擁有吸濕性強(qiáng)的特點，在其吸收量沒有達(dá)到飽和狀態(tài)時，茶葉含水量會隨著空氣濕度的增加而增加。茶葉在生產(chǎn)過程中都會接受烘干，其含水量大多控制在3%左右，若相對濕度為20%，就可達(dá)到平衡。如果相對濕度為80%，則含水量就會達(dá)到13%。事實上，只要相對濕度達(dá)到50%，茶葉的均衡含水量就會超過5.5%，此時茶葉就會出現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象，導(dǎo)致質(zhì)量不合格。所以，在進(jìn)行茶葉包裝時，要把包裝內(nèi)部的相對濕度控制在50%以內(nèi)，確保在標(biāo)示儲存期間茶葉的含水量不會高于5.5%。

2　茶葉包裝儲存期預(yù)測系統(tǒng)軟件的具體編程方法

2.1程序設(shè)計方案和編程環(huán)境建立

建立程序設(shè)計方案，首先要搜集有關(guān)資料，建造模型和包裝材料K值數(shù)據(jù)庫，以及材料透濕率數(shù)據(jù)庫等，此后再用對話框的模式把以上數(shù)據(jù)錄入計算機(jī)。對話框的設(shè)計又包含了5個環(huán)節(jié)，即包裝內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境條件的錄入、材料透濕率計算、茶葉包裝儲存期計算、制作含水曲線圖、成本計算。這5個環(huán)節(jié)綜合了茶葉包裝、儲存環(huán)境等因素，建立出了一個數(shù)學(xué)模型，并運用計算機(jī)對其展開研究。該模型可以計算出在任何時間段、任何條件下茶葉的實際含水量，并將其和茶葉保質(zhì)的最高含水量進(jìn)行對比，據(jù)此計算出茶葉的包裝儲存期。此外，該模型還能制作出茶葉含水量的具體變化圖，便于工作人員直觀地檢測到茶葉的質(zhì)量變化。有關(guān)人員還可以利用計算機(jī)，檢測出茶葉當(dāng)前的包裝質(zhì)量，并對包裝設(shè)計方案進(jìn)行改良。

建立編程環(huán)境，可以采用以下兩種方法：第一，運用指令行編寫程序。第二，運用MFC框架實現(xiàn)編程。前者的信息傳輸完全由開發(fā)人員自主編寫，因而具有更強(qiáng)的邏輯性與可讀性。后者則可以讓許多工作程序變得簡單化，還能提供大量信息響應(yīng)函數(shù)。所以，多數(shù)情況下可選用MFC框架進(jìn)行編程，并在VC++6.0平臺中創(chuàng)建出以對話框為基礎(chǔ)的MFC程序，具體方法如下：

在平臺上建立基于對話框的MFC程序。其具體步驟如下：第一，在“New”對話框的“Projects”中選中“MFC AppWizard（exe）”，然后在“Project name”下面的編輯框內(nèi)錄入工程名，如“paper”。第二，“MFC AppWizard”對話框內(nèi)會出現(xiàn)3個選項，即單文檔（Single Document）、多文檔（Multiple Documents）和基于對話框（Dialog Based）的應(yīng)用程序用戶可依據(jù)實際情況選擇適合的選項。第三，完成數(shù)據(jù)庫與目標(biāo)的連接，實現(xiàn)嵌入自動化、用戶界面等缺省設(shè)置，IDE為paper自動生成兩個類別，即對話框類CpaperDlg以及應(yīng)用程序類Cpaper-App。

2.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計

首先，對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，可以依據(jù)實際需求，建立起有關(guān)包裝材料的數(shù)據(jù)庫，假定名稱為m。然后選出材料在40攝氏度條件下的透濕率和K值，計算出茶葉包裝儲存期。這里需要用到的數(shù)據(jù)表有包裝材料K值表以及40攝氏度條件下的透濕率表。對于前者，可以建立起當(dāng)環(huán)境溫度在20-30攝氏度時，其材料的K值表，并按照用戶所選的材料，查找出對應(yīng)的K值。對于后者，則可以在表中找出40攝氏度條件下材料的透濕率，并按照用戶所選的材料，查找出相對的透濕率。

然后，關(guān)于數(shù)據(jù)信息的建立，要先找出系統(tǒng)設(shè)計中所需的茶葉信息，如茶葉質(zhì)量、包裝大小、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等。這些信息都需要用戶手動錄入，而其余信息則可以運用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢。

2.3對話框設(shè)計

在這一環(huán)節(jié)中，首先要進(jìn)行的就是對K值和材料透濕率計算的設(shè)計。按照公式Qθ=K×Q40×（h-h0），可以算出任意條件下材料的透濕率。對于K值的查詢，可以添加組合框（Combo Box），假設(shè)儲存溫度為20攝氏度，首先可以設(shè)置應(yīng)用程序，在頭文件StdAfx.h內(nèi)輸入以下代碼：

#ifndef_AFX_NO_DB_SUPPORT

#include＜afxdb.h＞//MFC ODBC database Classes

#endif//_AFX_NO_DB_SUPPORT

#ifndef_AFX_NO_DAO_SUPPORT

#include＜afxdao.h＞//MFC ODBC database Classes

#endif//_AFX_NO_DAO_SUPPORT

其中，創(chuàng)建首個包含文件的目的是要打開ODBC數(shù)據(jù)庫，第二個則是為了打開DAO（DataAccess Objects）數(shù)據(jù)庫。然后，再利用用Class wizard創(chuàng)建記錄集類。該類創(chuàng)建于CRecordset基類，作用是打開K值表生成的記錄集類。假設(shè)20攝氏度條件下，表中k_style和k_k1分別對應(yīng)的是變量m_kl_style和m_k_k1，變量模式為字符串與雙精度型。

3　計算機(jī)輔助預(yù)測茶葉包裝儲存期的實例

在實例中，要替50g茶葉挑選包裝所用的材料，讓茶葉的保質(zhì)期達(dá)到1年以上，還要隨時掌握茶葉含水量變化情況，并算出包裝所用的成本。首先，已知的數(shù)據(jù)為：茶葉重量50克，包裝長寬高分別是l0cm、2cm、l0cm，由此可算出包裝面積為200平方厘米，體積為200立方厘米。儲存環(huán)境溫度是20攝氏度，相對濕度是65%。

首先，打開Visual C++軟件，點擊文件“paper.dsw”進(jìn)入主窗口，在茶葉包裝信息這一欄里，輸入茶葉質(zhì)量、包裝大小、環(huán)境溫濕度等信息，然后在透濕率計算欄中選出合適的包裝材料。可以先選擇聚丙烯，如果無法達(dá)到預(yù)定的保質(zhì)期，還能更換材料。將環(huán)境溫度設(shè)定為20攝氏度，點擊查詢，就可看到具體的K值。下一步，查詢該材料在40攝氏度下的透濕率，把K值錄入對應(yīng)欄里，點擊“計算”，系統(tǒng)就會自動算出透濕率。

由于要求茶葉保質(zhì)期至少1年，因此需要了解茶葉保存1年后的相對濕度與含水量。先在茶葉儲存時間一欄內(nèi)輸入365，點擊“計算”按鈕，可以得到相對濕度為79%，而含水量為8.2%。從上文的分析可看出，該數(shù)據(jù)已經(jīng)超過了茶葉保質(zhì)含水量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所以此時應(yīng)更換材料，選擇透濕率更小的材料，如聚酯/未拉伸聚丙烯，再次點擊“計算”按鈕，可看出，1年后包裝內(nèi)部的相對濕度是49%，而均衡含水量是5.4%。從上文分析可知，這一材料能夠達(dá)到茶葉保質(zhì)1年的標(biāo)準(zhǔn)。

對于成本計算，則可以假定材料費用為0.0004元每平方米，加工費為每個袋子0.001元，印刷費是每個0.02元，點擊相應(yīng)按鈕，可以算出包裝成本是每個0.021元。

4　結(jié)束語

茶葉的包裝隸屬于防潮類商品包裝，要求生產(chǎn)商精確預(yù)測出茶葉包裝的儲存期，確保茶葉的質(zhì)量。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機(jī)輔助預(yù)測法已經(jīng)在茶葉生產(chǎn)領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用?？茖W(xué)利用計算機(jī)進(jìn)行茶葉包裝儲存期的預(yù)測，可以得出更為準(zhǔn)確的結(jié)果，在節(jié)省人力資源的同時還能提高工作效率。

［1］謝利，王鵬，和克智.基于吸濕特性曲線的茶葉包裝儲存期計算［J］.包裝工程，2011（1）：46-48+70.

［2］邱福華.茶葉包裝應(yīng)注意的問題［J］.中國茶葉，2012（2）：38-39.

謝紅（1970-），女，土家族，貴州思南人，碩士，副教授，研究方向：軟件工程、數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)應(yīng)用。