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摘要：針對當(dāng)前水產(chǎn)品加工過程溫度和時(shí)間的人工控制存在的弊端，提出基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)ZigBee技術(shù)的加工過程中自動化監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)需求給出了其硬件、軟件的設(shè)計(jì)方案并論述其工作流程。從而達(dá)到優(yōu)化決策，減少損耗的功效。
關(guān)鍵詞：ZigBee;水產(chǎn)品;冷鏈;無線傳感網(wǎng)絡(luò);HACCP
1、 引言
1.1 水產(chǎn)品加工過程溫度和時(shí)間控制
水產(chǎn)品作為比較特殊的農(nóng)產(chǎn)品，含水分、蛋白質(zhì)相對較多，有易腐、變質(zhì)的特性，在加工環(huán)節(jié)中必須建立或者引入質(zhì)量安全管理體系[1]。對于水產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，加工過程溫度和時(shí)間的監(jiān)控一直是重中之重。一旦溫度和時(shí)間失控，水產(chǎn)品可能:
⑴產(chǎn)生組胺(Histamine Formation)；
⑵致病菌繁殖(Pathogen growth)；
⑶肉毒梭狀芽孢桿菌產(chǎn)毒 (Clostridium botulinum toxin formation)[2]。
這些危害對消費(fèi)者來說可致病，甚至可致命。因此，各國法律法規(guī)或者標(biāo)準(zhǔn)都對加工環(huán)境溫度以及累積暴露時(shí)間做了具體規(guī)定。
例如：我國《出口水產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)注冊衛(wèi)生規(guī)范》中要求加工車間的最高溫度不超過21℃，包裝車間不超過10℃[3]，同時(shí)按照21℃、10℃的限值將加工過程中水產(chǎn)品內(nèi)部溫度做了三個(gè)區(qū)間的劃分，規(guī)定了在每個(gè)區(qū)間段內(nèi)產(chǎn)品的最大累計(jì)暴露時(shí)間[3]。在我國國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全管理體系水產(chǎn)品加工企業(yè)要求》中第6款[4]以及美國FDA水產(chǎn)品危害和控制指南（第四版）中也有相似的規(guī)定[5]。
853/2004/EC的A部，對新鮮水產(chǎn)品提出了要求：魚片滯留在工作臺上的時(shí)間絕不能超過相應(yīng)的處理時(shí)間。魚片應(yīng)及時(shí)進(jìn)行內(nèi)包裝或外包裝，并且加工完后盡快冷凍[6]。
1.2 當(dāng)前企業(yè)監(jiān)控存在的一些普遍缺陷
筆者近期在對出口水產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的衛(wèi)生備案評審以及定期監(jiān)管工作中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)企業(yè)在加工過程中引入了冷鏈控制的理念，但是普遍存在一些缺陷。
例如：企業(yè)會定期實(shí)施環(huán)境溫度和產(chǎn)品中心溫度的監(jiān)測并做記錄，但是監(jiān)控周期過長，一般為1-2小時(shí)一次。但大部分企業(yè)無法提供相關(guān)記錄或者表單予以證明在此溫度段累計(jì)的暴露時(shí)間。經(jīng)觀察員工的正常排班為8-9小時(shí)，中間1-1.5小時(shí)為吃午飯時(shí)間。綜合上述情況，筆者很難收集到支持溫度和暴露時(shí)間受控的證據(jù)以供合格評定。
1.3 解決方案
筆者向企業(yè)提供了一些解決方案，由車間內(nèi)的衛(wèi)生監(jiān)督員在產(chǎn)品質(zhì)量追蹤卡上記錄各個(gè)工藝段的開始和結(jié)束時(shí)間，該卡片隨待加工物料一起移動直至成品入庫。加工完畢后，在一個(gè)工作日內(nèi)，由品管主管對照車間環(huán)境溫度記錄表、產(chǎn)品中心溫度驗(yàn)證表以及產(chǎn)品質(zhì)量追溯表給出判定結(jié)論。
從執(zhí)行情況來看，這項(xiàng)工作的具體操作非常繁瑣，尤其是連續(xù)化生產(chǎn)后，會產(chǎn)生大量的紙質(zhì)記錄信息待審核。
審核是在加工完成后進(jìn)行的，此時(shí)實(shí)施糾偏措施已為時(shí)晚矣，一般只能將產(chǎn)品報(bào)廢處理。
因此，筆者設(shè)想使用一種自動化的控制系統(tǒng)替代人工完成監(jiān)控、審核的工作。
2、 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想
2.1 條件假設(shè)
在水產(chǎn)品行業(yè)中，以生鮮即食鮭魚的加工衛(wèi)生控制最為嚴(yán)格。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)針對生鮮即食鮭魚加工企業(yè)，并做了部分假設(shè)。這些假設(shè)與加工實(shí)際基本相符。需要說明的是，假設(shè)中列出的各類具體數(shù)值是為了后續(xù)說明的便利。
具體假設(shè)如下：
加工車間在同一層，即基本位于同一水平面。
車間內(nèi)溫度控制在10℃以下，煙熏工藝溫度控制在20℃以下。
加工工藝分為：①解凍→②清洗→③開片→④修整→⑤去皮→⑥煙熏→⑦包裝→⑧入庫8個(gè)工藝環(huán)節(jié)。整個(gè)工藝流程耗時(shí)2H，各個(gè)工藝的耗時(shí)如下圖所示：
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ZigBee技術(shù)運(yùn)用于水產(chǎn)品加工過程溫度時(shí)間自動化監(jiān)控的初探.pdf
關(guān)鍵詞：ZigBee;水產(chǎn)品;冷鏈;無線傳感網(wǎng)絡(luò);HACCP
1、 引言
1.1 水產(chǎn)品加工過程溫度和時(shí)間控制
水產(chǎn)品作為比較特殊的農(nóng)產(chǎn)品，含水分、蛋白質(zhì)相對較多，有易腐、變質(zhì)的特性，在加工環(huán)節(jié)中必須建立或者引入質(zhì)量安全管理體系[1]。對于水產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，加工過程溫度和時(shí)間的監(jiān)控一直是重中之重。一旦溫度和時(shí)間失控，水產(chǎn)品可能:
⑴產(chǎn)生組胺(Histamine Formation)；
⑵致病菌繁殖(Pathogen growth)；
⑶肉毒梭狀芽孢桿菌產(chǎn)毒 (Clostridium botulinum toxin formation)[2]。
這些危害對消費(fèi)者來說可致病，甚至可致命。因此，各國法律法規(guī)或者標(biāo)準(zhǔn)都對加工環(huán)境溫度以及累積暴露時(shí)間做了具體規(guī)定。
例如：我國《出口水產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)注冊衛(wèi)生規(guī)范》中要求加工車間的最高溫度不超過21℃，包裝車間不超過10℃[3]，同時(shí)按照21℃、10℃的限值將加工過程中水產(chǎn)品內(nèi)部溫度做了三個(gè)區(qū)間的劃分，規(guī)定了在每個(gè)區(qū)間段內(nèi)產(chǎn)品的最大累計(jì)暴露時(shí)間[3]。在我國國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全管理體系水產(chǎn)品加工企業(yè)要求》中第6款[4]以及美國FDA水產(chǎn)品危害和控制指南（第四版）中也有相似的規(guī)定[5]。
853/2004/EC的A部，對新鮮水產(chǎn)品提出了要求：魚片滯留在工作臺上的時(shí)間絕不能超過相應(yīng)的處理時(shí)間。魚片應(yīng)及時(shí)進(jìn)行內(nèi)包裝或外包裝，并且加工完后盡快冷凍[6]。
1.2 當(dāng)前企業(yè)監(jiān)控存在的一些普遍缺陷
筆者近期在對出口水產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的衛(wèi)生備案評審以及定期監(jiān)管工作中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)企業(yè)在加工過程中引入了冷鏈控制的理念，但是普遍存在一些缺陷。
例如：企業(yè)會定期實(shí)施環(huán)境溫度和產(chǎn)品中心溫度的監(jiān)測并做記錄，但是監(jiān)控周期過長，一般為1-2小時(shí)一次。但大部分企業(yè)無法提供相關(guān)記錄或者表單予以證明在此溫度段累計(jì)的暴露時(shí)間。經(jīng)觀察員工的正常排班為8-9小時(shí)，中間1-1.5小時(shí)為吃午飯時(shí)間。綜合上述情況，筆者很難收集到支持溫度和暴露時(shí)間受控的證據(jù)以供合格評定。
1.3 解決方案
筆者向企業(yè)提供了一些解決方案，由車間內(nèi)的衛(wèi)生監(jiān)督員在產(chǎn)品質(zhì)量追蹤卡上記錄各個(gè)工藝段的開始和結(jié)束時(shí)間，該卡片隨待加工物料一起移動直至成品入庫。加工完畢后，在一個(gè)工作日內(nèi)，由品管主管對照車間環(huán)境溫度記錄表、產(chǎn)品中心溫度驗(yàn)證表以及產(chǎn)品質(zhì)量追溯表給出判定結(jié)論。
從執(zhí)行情況來看，這項(xiàng)工作的具體操作非常繁瑣，尤其是連續(xù)化生產(chǎn)后，會產(chǎn)生大量的紙質(zhì)記錄信息待審核。
審核是在加工完成后進(jìn)行的，此時(shí)實(shí)施糾偏措施已為時(shí)晚矣，一般只能將產(chǎn)品報(bào)廢處理。
因此，筆者設(shè)想使用一種自動化的控制系統(tǒng)替代人工完成監(jiān)控、審核的工作。
2、 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想
2.1 條件假設(shè)
在水產(chǎn)品行業(yè)中，以生鮮即食鮭魚的加工衛(wèi)生控制最為嚴(yán)格。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)針對生鮮即食鮭魚加工企業(yè)，并做了部分假設(shè)。這些假設(shè)與加工實(shí)際基本相符。需要說明的是，假設(shè)中列出的各類具體數(shù)值是為了后續(xù)說明的便利。
具體假設(shè)如下：
加工車間在同一層，即基本位于同一水平面。
車間內(nèi)溫度控制在10℃以下，煙熏工藝溫度控制在20℃以下。
加工工藝分為：①解凍→②清洗→③開片→④修整→⑤去皮→⑥煙熏→⑦包裝→⑧入庫8個(gè)工藝環(huán)節(jié)。整個(gè)工藝流程耗時(shí)2H，各個(gè)工藝的耗時(shí)如下圖所示：
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