劉國(guó)峰（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西太原030031）

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計(jì)算機(jī)輔助預(yù)測(cè)茶葉包裝儲(chǔ)存期系統(tǒng)的研究

劉國(guó)峰
（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西太原030031）

摘要：近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，茶葉的銷售、存儲(chǔ)逐漸呈現(xiàn)出智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)茶葉包裝存儲(chǔ)期的預(yù)算對(duì)產(chǎn)品的保質(zhì)期有很大的影響，包裝不僅可以保護(hù)產(chǎn)品的品質(zhì)，而且優(yōu)美的包裝還可以刺激消費(fèi)者的消費(fèi)需求，促進(jìn)銷售的作用。飲茶作為我國(guó)民眾生活中非常重要的生活享受，加強(qiáng)茶葉包裝對(duì)于茶葉銷售具有很大的影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)茶葉包裝存儲(chǔ)期預(yù)測(cè)將有利于控制茶葉質(zhì)量，促進(jìn)茶葉銷售。本文將針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助預(yù)測(cè)茶葉包裝儲(chǔ)存期系統(tǒng)進(jìn)行研究，為茶葉包裝儲(chǔ)存期系統(tǒng)構(gòu)建提供建議。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；輔助預(yù)測(cè)；茶葉包裝；儲(chǔ)存期系統(tǒng)

商品包裝隨著人們對(duì)于商品的要求不斷提高，其逐漸朝著智能化和信息化的方向發(fā)展［1］。伴隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們對(duì)于商品的要求逐漸提高，尤其是很多消費(fèi)者更加注重商品的包裝，購(gòu)買商品時(shí)人們更加注重包裝儲(chǔ)存期，消費(fèi)者購(gòu)買時(shí)將包裝儲(chǔ)存期作為商品質(zhì)量?jī)?yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)。所謂的產(chǎn)品包裝儲(chǔ)存期即我們所說的商品保質(zhì)期，即指商品自出貨時(shí)間起到保持質(zhì)量不變的時(shí)間。包裝儲(chǔ)存期預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性將會(huì)影響到消費(fèi)者選擇商品，若儲(chǔ)存期不準(zhǔn)確很可能會(huì)給消費(fèi)者帶來商品使用的安全問題，甚至?xí)绊懝驹诠娭械男蜗蟆Ｈ绾螌?shí)現(xiàn)茶葉商品的包裝儲(chǔ)存期預(yù)測(cè)，對(duì)于商品的銷售具有很大影響。

1 茶葉包裝概述

1.1 茶葉包裝要求

由于茶葉具有吸附性、吸濕性、氧化性及易碎性等特點(diǎn)，因此茶葉保存過程中必須選取正確方法，否則會(huì)引起茶葉中的多酚類物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成茶葉色澤變暗、香味消失或者味道變淡。選擇茶葉包裝時(shí)，必須要求包裝具有較好的阻隔性，若阻隔性不佳很可能引起茶葉變質(zhì)。茶葉包裝還必須具備較高嚴(yán)閉性，以起到防潮、防異味、防氧化效果。當(dāng)然高檔的茶葉包裝還應(yīng)具備耐用、避光和抗震保鮮效果，為茶葉長(zhǎng)期保存提供條件［2］。

茶葉包裝還應(yīng)具備較高的經(jīng)濟(jì)性，即茶葉包裝應(yīng)控制成本費(fèi)用，茶葉包裝應(yīng)適應(yīng)大部分群體的支付能力。包裝檔次過高，相應(yīng)的消費(fèi)費(fèi)用也增大，茶的成本也會(huì)隨著增加。茶包裝的規(guī)格可以確定茶葉的價(jià)值、品質(zhì)等級(jí)，同時(shí)還可分析消費(fèi)者對(duì)象認(rèn)同程度和經(jīng)濟(jì)承受力。

1.2 包裝材料選擇

隨著環(huán)境問題受到世人關(guān)注，茶葉包裝材料選用更加注重材料的環(huán)保性。聚乙烯薄膜作為一種非常廉價(jià)的茶葉包裝材料，其具有穩(wěn)定的化學(xué)性、機(jī)械性，加工中容易成型方便使用。低密度的聚乙烯吸水性比較好，具有較強(qiáng)的防潮濕性，但是其透氣性和保香型較差。還有聚丙烯薄膜，其產(chǎn)量高，來源豐富，所以價(jià)格低于聚乙烯，而且聚丙烯的透明度、耐熱性、化學(xué)性較好。隨著化學(xué)工藝改善，聚丙烯可分為兩種一種是雙向拉伸聚丙烯，另一種是未拉伸聚丙烯。

2 茶葉包裝儲(chǔ)存期計(jì)算

2.1 計(jì)算公式推導(dǎo)

根據(jù)茶葉吸濕特性曲線可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)包裝相對(duì)濕度達(dá)到50%左右，茶葉就會(huì)發(fā)生霉變，因此茶葉包裝箱內(nèi)的相對(duì)濕度應(yīng)在0～50%之間，必須平衡茶葉含水量，茶葉平衡的含水量變化情況在可控范圍內(nèi)。通過茶葉吸濕特性曲線可知茶葉含水量和包裝內(nèi)的相對(duì)濕度，由此可推知茶葉包裝內(nèi)的相對(duì)濕度和時(shí)間的關(guān)系，從而推出含水量和時(shí)間關(guān)系式子［3］。

Ct=0.093h0+0.9205，其中Ct表示茶葉含水量（單位：%）；h0表示茶葉包裝箱內(nèi)的相對(duì)濕度（單位：%）。茶葉包裝內(nèi)的相對(duì)濕度和實(shí)際的水蒸氣密度和相同溫度下飽和水蒸氣的密度值百分比為：f=×100%，其中f表示相對(duì)濕度，ρ0表示水蒸氣密度，ρ1表示同溫度下飽和水蒸氣密度。由于密度與體積乘積等于質(zhì)量，可得：，其中m0表示包裝內(nèi)水蒸氣的質(zhì)量，則m0=Qθ×A×t，其中Qθ表示θ溫度時(shí)包裝材料的透濕率，A表示包裝面積，t表示儲(chǔ)存時(shí)間。因此，由上面式子可知：f=，一般來說茶葉包裝的儲(chǔ)存溫度在20～30℃左右，根據(jù)飽和水蒸氣的密度和溫度回歸方程可得出：y=0.01（0.00315x2-0.027x+1.0091），y表示飽和水蒸氣的密度。根據(jù)上述推算可以得出：。因此得出了茶葉包裝儲(chǔ)存期的計(jì)算式子，即可通過檢測(cè)一些指標(biāo)即可計(jì)算出茶葉發(fā)生質(zhì)變的時(shí)間，對(duì)于茶葉包裝上的儲(chǔ)存期制定具有很好指導(dǎo)效果。

2.2 推導(dǎo)公式可行性驗(yàn)證

茶葉包裝儲(chǔ)存期預(yù)測(cè)公式可進(jìn)行可行性推導(dǎo)，一般來說儲(chǔ)存期公式可行性驗(yàn)證可有兩種常規(guī)方法：加速試驗(yàn)和理論公式推導(dǎo)。加速試驗(yàn)即在同樣的包裝情況下將試驗(yàn)的結(jié)果與推導(dǎo)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，為茶葉包裝存儲(chǔ)期預(yù)測(cè)公式提供驗(yàn)證。加速實(shí)驗(yàn)法主要是指在特定的環(huán)境之下進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)，例如高溫、高濕的環(huán)境。一般加速試驗(yàn)的溫度為40℃左右，濕度為90%左右［4］，測(cè)定被包裝的商品含水量達(dá)到一定的數(shù)值，然后通過加速實(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)算出被包裝物品在實(shí)際物流環(huán)境中的包裝儲(chǔ)存期。理論驗(yàn)證方法則是根據(jù)防潮包裝設(shè)計(jì)出理論公式進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證。利用低透濕率的防潮包裝材料進(jìn)行包裝，以防止被包裝的商品水分丟失或者增加，根據(jù)茶葉包裝的要求需要對(duì)外界水分進(jìn)入茶葉量進(jìn)行控制：。其中qmvθ表示水蒸氣的滲透量；A表示包裝面積；Qθ表示θ濕度下的包裝材料透濕率；h1和h2表示包裝內(nèi)外的相對(duì)濕度；K表示包裝材料系數(shù)。

3 計(jì)算機(jī)輔助預(yù)測(cè)茶葉包裝儲(chǔ)存期系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 程序方案設(shè)計(jì)

編寫程序的前提必須做好前提工作，收集大量相關(guān)茶葉資料，構(gòu)建出數(shù)字模型，然后建立數(shù)據(jù)庫(kù)方便程序調(diào)用判定。以茶葉包裝材料K值和包裝透濕率數(shù)據(jù)庫(kù)為例。數(shù)據(jù)輸入在對(duì)話框中進(jìn)行，對(duì)話框包含了內(nèi)外環(huán)境輸入、包裝材料透濕率、茶葉包裝儲(chǔ)存期、繪制含水量曲線和包裝成本估算等功能。茶葉臨界含水量為5.5%，若在t時(shí)刻的含水量低于5.5%，則茶葉的含水量在5.5%不會(huì)發(fā)生質(zhì)變，若高于5.5%在t時(shí)刻就會(huì)發(fā)生質(zhì)變，然后根據(jù)t時(shí)刻計(jì)算出茶葉包裝的儲(chǔ)存期［5］。

程序編寫的模式有兩種可選，一種是命令編程模式，另一種是MFC框架編程模式。命令編程模式的消息傳遞全部是由開發(fā)者編寫，邏輯性較好，具有較高的可讀性。本次實(shí)驗(yàn)采用MFC編程框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是希望做出的程序界面更加美觀，同時(shí)更加方便程序設(shè)計(jì)。在project頁(yè)面中選擇MFC AppWizard（exe），再在Projectname中輸入工程名稱和課題名稱。MFC AppWizard對(duì)話框中有3個(gè)單選項(xiàng)，分別為單文檔、多文檔以及基本對(duì)話框等，缺省時(shí)為多文檔界面。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)接口選用ODBC來訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，開放互聯(lián)網(wǎng)接口訪問標(biāo)準(zhǔn)，使用SQL語言定義語法規(guī)則，并針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和各個(gè)語言之間進(jìn)行編程。MFC框架下借用MFC類使用C語言替代窗口句柄和環(huán)境設(shè)備句柄。通過MFCODBC類來實(shí)現(xiàn)連接句柄和語句句柄。主要的CDatabase類代表與數(shù)據(jù)源相連，而CRecordset則表示可訪問的滾動(dòng)記錄［6］。

根據(jù)系統(tǒng)需求分析，構(gòu)建包裝材料的數(shù)據(jù)庫(kù)，方便用戶選擇包裝材料，并可以根據(jù)包裝材料的選擇，查出相應(yīng)的K值，還可以計(jì)算出所選材料在40℃的透濕率下包裝儲(chǔ)存期。如圖1所示為材料在40℃的透濕率，如表2所示為材料在20℃時(shí)的K值表，根據(jù)相同方法可以建立起其他溫度的K值表。

表1 40℃時(shí)包裝材料透濕率

表1中記錄了當(dāng)儲(chǔ)存環(huán)境為40℃時(shí)，包裝材料的透濕率，用戶可根據(jù)選擇的包裝材料查詢到相應(yīng)的透濕率。

表2 20℃材料包裝K值表

4 軟件設(shè)計(jì)及運(yùn)行

4.1 軟件功能

輔助茶葉測(cè)試儲(chǔ)存期系統(tǒng)開發(fā)在VC++6.0上完成，為茶葉生產(chǎn)商提供一個(gè)儲(chǔ)存期預(yù)測(cè)平臺(tái)。同時(shí)該預(yù)測(cè)系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)商品成本的估算，為生產(chǎn)商選擇茶葉包裝提供一定的參考。輔助預(yù)測(cè)茶葉儲(chǔ)存期軟件可為茶葉包裝選擇提供材料選擇、內(nèi)外環(huán)境選擇、包裝材料、含水量曲線繪制以及透濕率計(jì)算等提供支持，還能夠?yàn)椴枞~的成本預(yù)測(cè)、系統(tǒng)驗(yàn)證等提供幫助。

4.2 軟件工作流程

軟件工作運(yùn)行是利用計(jì)算機(jī)程序模擬出茶葉包裝、茶葉內(nèi)外環(huán)境以及其他相關(guān)因素的相互作用，然后運(yùn)用材料的吸濕性和滲透率進(jìn)行分析計(jì)算，預(yù)測(cè)出茶葉包裝儲(chǔ)存期。并且還可以根據(jù)選擇的包裝材料與茶葉的關(guān)系繪制出含水量變化曲線，進(jìn)而計(jì)算出茶葉在包裝內(nèi)的變質(zhì)期。軟件開始運(yùn)行必須收集大量的茶葉包裝信息，然后根據(jù)不同的包裝材料，計(jì)算出各時(shí)刻的相對(duì)濕度、透濕性、含水量及儲(chǔ)存時(shí)間，然后根據(jù)計(jì)算的結(jié)果查看茶葉的包裝保質(zhì)要求是否能滿足顧客需求，若滿足要求則計(jì)算茶葉包裝儲(chǔ)存期、驗(yàn)算結(jié)果、繪制茶葉含水量變化曲線以及估算成本等。

4.3 程序運(yùn)行界面

計(jì)算機(jī)輔助預(yù)測(cè)茶葉包裝儲(chǔ)存期系統(tǒng)的界面是以Windows可視化界面為基礎(chǔ)，其具有較強(qiáng)的交互操作性。茶葉包裝的基本信息輸入可以讓用戶根據(jù)實(shí)際包裝情況將參數(shù)輸入到編輯框，包裝材料透濕率計(jì)算部分應(yīng)加入下拉列表，方便用戶選用材料。繪圖區(qū)域則應(yīng)繪制曲線，保質(zhì)期計(jì)算部分和包裝成本部分添加按鈕工具，方便用戶計(jì)算。

結(jié)束語：茶葉包裝儲(chǔ)存期是現(xiàn)代包裝非常重視的東西，茶葉包裝主要是為了保證商品的品質(zhì)，避免茶葉返潮、霉變，預(yù)測(cè)茶葉包裝儲(chǔ)存期對(duì)確保商品品質(zhì)，提升用戶的信任度具有非常重要的作用。本次研究主要通過建立數(shù)學(xué)模型，公式計(jì)算等方式來計(jì)算出茶葉包裝儲(chǔ)存期與茶葉的含水量之間的相對(duì)參數(shù)值；采用計(jì)算機(jī)輔助預(yù)測(cè)法將產(chǎn)品、環(huán)境以及包裝等要素組合成為一個(gè)數(shù)學(xué)模型，并加以計(jì)算。將計(jì)算機(jī)用于輔助預(yù)測(cè)茶葉包裝儲(chǔ)存期系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)，可以避免設(shè)計(jì)中出現(xiàn)欠包裝、分包裝等問題。

參考文獻(xiàn)

［1］謝利，王鵬，和克智.基于吸濕特性曲線的茶葉包裝儲(chǔ)存期計(jì)算［J］.包裝工程，2009，01：46-48+70.

［2］劉晶，袁瑋.普洱茶的泡罩包裝技術(shù)分析［J］.包裝工程，2009，11：36-37+82.

［3］袁瑋，謝麗華，曾冬梅.泡罩包裝技術(shù)在普洱茶包裝上的應(yīng)用［J］.食品工業(yè)科技，2009，12：305-307.

［4］張敏.標(biāo)簽在包裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究［D］.西安理工大學(xué)，2008（03）.

［5］王林.中國(guó)傳統(tǒng)文化元素在包裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及意義［D］.河北師范大學(xué)，2009（09）.

［6］佳文.我國(guó)應(yīng)大力發(fā)展優(yōu)化茶葉包裝［N］.中國(guó)食品報(bào)，2010-05-31005.

作者簡(jiǎn)介：劉國(guó)峰（1962-），男，山西省新絳縣人，本科，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，智能控制。