计算机辅助预测茶叶包装储存期系统的研究

2016-09-23谢红

福建茶叶 2016年10期

关键词：摄氏度对话框变质

谢红

（贵阳职业技术学院，贵州贵阳 550081）

计算机辅助预测茶叶包装储存期系统的研究

谢红

（贵阳职业技术学院，贵州贵阳 550081）

本文首先阐述了茶叶包装储存期的影响因素，然后研究了茶叶包装储存期预测系统软件的具体编程方法，最后结合实例，展示了计算机辅助预测茶叶包装储存期的过程。

计算机；辅助预测；储存期；研究

目前，各大包装企业的生产方式已经逐步朝着自动化、信息化的方向发展，消费者也开始提高对商品包装的关注。在产品销售过程中，其包装储存期会成为消费者购买的主要参考根据。商品包装储存期实质上就是对消费者的承诺，是一件商品从生产到销售的过程中，在既定条件下保持质量合格的时间限制。最近，我国卫生标准和商品管理标准有所提升，茶叶包装也应充分考虑到储存期预测的准确性，保障消费者的使用安全。

1　茶叶包装储存期的影响因素

能够造成食物变质的原因多种多样，其中一个非常重要的因素就是食品中所含的水分过多。但人们的食物中不可能完全不含水分，只要食物中含有的水分较少，没有超过导致食物变质的相关指标，食物自然也就不容易变质。因此，处于干燥状态的食物是很少发生变质的，只有当食物中所含的水分超标，变成了适宜细菌和微生物繁衍的温床时，食物才可能会出现发霉、腐败、变质等情况。因此，细菌与微生物生长、繁衍所需的最低水含量，也就是导致食物变质的最低水含量，通常情况下称作水分活性，用Water Activity表示。在放置食物的密封性容器中，其蒸汽压P和同样温度条件下纯净水的蒸汽压PO的比值，就是该食物的水分活性，用公式可表示为：

该公式中，P代表溶液的蒸汽压，Po代表溶剂的蒸汽压，溶剂是食物中所含的水分。nA代表溶剂的摩尔分数，nB代表溶质的摩尔分数。食物中所含的糖分、盐分与其它可溶性调味品都可称为溶质。

任何食物都无法达到绝对干燥的状态，或多或少都会含有一定水分。在某种相对湿度区间中，其吸收量与蒸发量需要保持一致，也就是达到所谓均衡含水量的状态，如此一来才能确保食物的质量合格。倘若超出了这一区间，食物均衡含水量的状态就会发生变化，造成产品包装潮变，给人带来经济损失。

就茶叶而言，导致其变质的首要原因就是水分含量过高。茶叶拥有吸湿性强的特点，在其吸收量没有达到饱和状态时，茶叶含水量会随着空气湿度的增加而增加。茶叶在生产过程中都会接受烘干，其含水量大多控制在3%左右，若相对湿度为20%，就可达到平衡。如果相对湿度为80%，则含水量就会达到13%。事实上，只要相对湿度达到50%，茶叶的均衡含水量就会超过5.5%，此时茶叶就会出现变质现象，导致质量不合格。所以，在进行茶叶包装时，要把包装内部的相对湿度控制在50%以内，确保在标示储存期间茶叶的含水量不会高于5.5%。

2　茶叶包装储存期预测系统软件的具体编程方法

2.1程序设计方案和编程环境建立

建立程序设计方案，首先要搜集有关资料，建造模型和包装材料K值数据库，以及材料透湿率数据库等，此后再用对话框的模式把以上数据录入计算机。对话框的设计又包含了5个环节，即包装内部环境与外部环境条件的录入、材料透湿率计算、茶叶包装储存期计算、制作含水曲线图、成本计算。这5个环节综合了茶叶包装、储存环境等因素，建立出了一个数学模型，并运用计算机对其展开研究。该模型可以计算出在任何时间段、任何条件下茶叶的实际含水量，并将其和茶叶保质的最高含水量进行对比，据此计算出茶叶的包装储存期。此外，该模型还能制作出茶叶含水量的具体变化图，便于工作人员直观地检测到茶叶的质量变化。有关人员还可以利用计算机，检测出茶叶当前的包装质量，并对包装设计方案进行改良。

建立编程环境，可以采用以下两种方法：第一，运用指令行编写程序。第二，运用MFC框架实现编程。前者的信息传输完全由开发人员自主编写，因而具有更强的逻辑性与可读性。后者则可以让许多工作程序变得简单化，还能提供大量信息响应函数。所以，多数情况下可选用MFC框架进行编程，并在VC++6.0平台中创建出以对话框为基础的MFC程序，具体方法如下：

在平台上建立基于对话框的MFC程序。其具体步骤如下：第一，在“New”对话框的“Projects”中选中“MFC AppWizard（exe）”，然后在“Project name”下面的编辑框内录入工程名，如“paper”。第二，“MFC AppWizard”对话框内会出现3个选项，即单文档（Single Document）、多文档（Multiple Documents）和基于对话框（Dialog Based）的应用程序用户可依据实际情况选择适合的选项。第三，完成数据库与目标的连接，实现嵌入自动化、用户界面等缺省设置，IDE为paper自动生成两个类别，即对话框类CpaperDlg以及应用程序类Cpaper-App。

2.2数据库设计

首先，对于系统数据库的设计，可以依据实际需求，建立起有关包装材料的数据库，假定名称为m。然后选出材料在40摄氏度条件下的透湿率和K值，计算出茶叶包装储存期。这里需要用到的数据表有包装材料K值表以及40摄氏度条件下的透湿率表。对于前者，可以建立起当环境温度在20-30摄氏度时，其材料的K值表，并按照用户所选的材料，查找出对应的K值。对于后者，则可以在表中找出40摄氏度条件下材料的透湿率，并按照用户所选的材料，查找出相对的透湿率。

然后，关于数据信息的建立，要先找出系统设计中所需的茶叶信息，如茶叶质量、包装大小、环境温度、环境湿度等。这些信息都需要用户手动录入，而其余信息则可以运用数据库进行查询。

2.3对话框设计

在这一环节中，首先要进行的就是对K值和材料透湿率计算的设计。按照公式Qθ=K×Q40×（h-h0），可以算出任意条件下材料的透湿率。对于K值的查询，可以添加组合框（Combo Box），假设储存温度为20摄氏度，首先可以设置应用程序，在头文件StdAfx.h内输入以下代码：

#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，创建首个包含文件的目的是要打开ODBC数据库，第二个则是为了打开DAO（DataAccess Objects）数据库。然后，再利用用Class wizard创建记录集类。该类创建于CRecordset基类，作用是打开K值表生成的记录集类。假设20摄氏度条件下，表中k_style和k_k1分别对应的是变量m_kl_style和m_k_k1，变量模式为字符串与双精度型。

3　计算机辅助预测茶叶包装储存期的实例

在实例中，要替50g茶叶挑选包装所用的材料，让茶叶的保质期达到1年以上，还要随时掌握茶叶含水量变化情况，并算出包装所用的成本。首先，已知的数据为：茶叶重量50克，包装长宽高分别是l0cm、2cm、l0cm，由此可算出包装面积为200平方厘米，体积为200立方厘米。储存环境温度是20摄氏度，相对湿度是65%。

首先，打开Visual C++软件，点击文件“paper.dsw”进入主窗口，在茶叶包装信息这一栏里，输入茶叶质量、包装大小、环境温湿度等信息，然后在透湿率计算栏中选出合适的包装材料。可以先选择聚丙烯，如果无法达到预定的保质期，还能更换材料。将环境温度设定为20摄氏度，点击查询，就可看到具体的K值。下一步，查询该材料在40摄氏度下的透湿率，把K值录入对应栏里，点击“计算”，系统就会自动算出透湿率。

由于要求茶叶保质期至少1年，因此需要了解茶叶保存1年后的相对湿度与含水量。先在茶叶储存时间一栏内输入365，点击“计算”按钮，可以得到相对湿度为79%，而含水量为8.2%。从上文的分析可看出，该数据已经超过了茶叶保质含水量的相关标准，所以此时应更换材料，选择透湿率更小的材料，如聚酯/未拉伸聚丙烯，再次点击“计算”按钮，可看出，1年后包装内部的相对湿度是49%，而均衡含水量是5.4%。从上文分析可知，这一材料能够达到茶叶保质1年的标准。

对于成本计算，则可以假定材料费用为0.0004元每平方米，加工费为每个袋子0.001元，印刷费是每个0.02元，点击相应按钮，可以算出包装成本是每个0.021元。