基于Langmuir吸附理论的双孢蘑菇呼吸速率模型

研究了不同温度（5、10、15、20、25℃）下,气调包装的双孢蘑菇呼吸速率随贮藏时间的变化规律。结果表明,双孢蘑菇的呼吸速率随着贮藏时间的延长而不断降低,直至达到动态平衡状态。利用Langmuir吸附理论对双孢蘑菇呼吸速率的测定值进行了解析,建立了不同贮藏温度下的呼吸速率模型。结果显示,双孢蘑菇的呼吸速率随贮藏环境中O2体积分数的增加而升高,随CO2体积分数的增加而降低;最大呼吸速率随温度的增加而增加,且与贮藏温度之间满足Arrhenius方程。     

双孢蘑菇主动气调包装试

通过L9(3)4正交试验设计,研究了不同温度、包装材料、初始O2体积分数和CO2体积分数对双孢蘑菇主动气调包装中贮藏保鲜效果的影响.分别于贮藏后的第3d、第5d、第7d、第9d和第11d测定各个试验处理双孢蘑菇的失重率、硬度、褐变度、呼吸速率、细胞膜透性、可溶性固形物、PPO活性和POD活性.试验结果表明:温度是影响双孢蘑菇贮藏品质的最重要因素,较低的贮藏温度有利于双孢蘑菇贮藏品质的保持;贮藏过程中能保持双孢蘑菇贮藏品质的较优处理组合为贮藏温度为2℃、包装材料为PVC2、O2和CO2体积分数分别为15%和10%.     

双孢蘑菇MA保鲜技术研究

以双孢蘑菇为试验材料，研究其MA气调保鲜的最适条件，包括不同大小双孢蘑菇对贮藏效果的影响、双孢蘑菇不同部位的酶活力以及包装方式对双孢蘑菇MA贮藏效果的影响。结果表明：适合MA气调贮藏的双孢蘑菇直径大小为30～40mm；通过采后避免机械伤害和保鲜处理前切除菇柄下1／2等措施，可有效降低双孢蘑菇贮藏过程中褐变程度；双孢蘑菇包装方式的较优组合为：PE(0．05mm，防雾)薄膜材料包装，每袋装菇为总容积的80％，贮藏的第3天单面打孔2个。     

气调包装下双孢蘑菇呼吸特性

研究了双孢蘑菇在2℃和20℃下,不同薄膜包装中O_2、CO_2体积分数在蘑菇呼吸作用及薄膜渗透作用下的动态变化,结果表明低温和气调条件能有效抑制其呼吸作用。采用Michaelis-Menten型酶动力学方程,建立了2种温度下双孢蘑菇呼吸速率随O_2、CO_2体积分数变化的数学模型,同时考察了不同包装薄膜厚度对呼吸模型参数的影响,为气调包装参数的选择提供了理论基础。     

双孢蘑菇采后贮藏品质预测模型

通过双孢蘑菇贮藏试验,研究不同温度和相对湿度对双孢蘑菇采后贮藏品质的影响,建立了动力学模型。当相对湿度为95%时,不同贮藏温度下双孢蘑菇失重率和硬度衰减率的回归模型分别M=(1.3949+0.3519T)t,F=(2.4153-0.0204T+0.0225T2)t。贮藏温度2℃时,不同相对湿度环境下双孢蘑菇失重率和硬度衰减率回归模型分别Mr=(61.0605-124.8105RH+63.985R2H)t,Fr=(9.6579-11.7530RH+4.2651R2H)t。结果表明,所得模型基本能预测双孢蘑菇在贮藏过程中的失重率和硬度衰减率的变化。经试验验证,模型预测值与试验值吻合良好。     

白菜的气调贮藏

以白菜为研究对象测定其在不同温度下呼吸速率的变化,采用的方法是自发气调法。将白菜分别置于1、6、11、16和21℃条件下,测定体系中O2和CO2浓度随时间的变化,根据测得的O2和CO2浓度的变化,计算出样品在不同的贮藏条件下呼吸速率和呼吸商等数据。结果表明:在温度为1～6℃范围内贮藏时其呼吸速率变化不大,但温度继续增加则呼吸速率增加很快。在O2含量为17.7%、CO2含量为1.5%时是维持白菜有氧呼吸的临界值,当O2含量低于17.7%、CO2含量高于1.5%时呼吸商大于1,出现了缺氧呼吸现象。     

双孢蘑菇硬度的近红外漫反射光谱无损检测

以双孢蘑菇为试验材料,基于近红外漫反射光谱定量分析技术,研究其贮藏期间硬度无损检测模型的建立方法.采用偏最小二乘法对双孢蘑菇的近红外光谱进行分析,并且比较了4种(一阶导数、二阶导数、标准正交变量变换、多元散射校正)光谱预处理方法的建模结果.试验结果表明,在选定的光谱(5000～10000cm-1)范围内,二阶导数光谱预处理方法所建模型效果最佳,其校正决定系数为0.947 1,验证决定系数为0.826 1,说明基于近红外漫反射光谱的检测方法简便易行,可用于无损评价双孢蘑菇贮藏期间硬度的变化.     

锥栗低温硅窗气调贮藏的研究

研究贮藏温度（1℃、5℃、15℃）和包装方式（硅窗袋包装、麻袋包装）对锥栗果实贮藏期间呼吸强度、营养成分和保鲜效果的影响。结果表明，低温或硅窗袋包装可以降低锥栗果实的呼吸强度；硅窗袋包装结合1℃低温贮藏可以减少锥栗果实贮藏期间维生素C、淀粉含量的下降和总糖含量的变化，减少贮藏期间锥栗果实失水，降低锥栗果实坏果率，保持锥栗果较高的品质，延长锥栗果的贮藏保鲜期。     

高氧气调后续效应对双孢蘑菇货架品质的影响

双孢菇在(3±0.5)℃高氧气调下分别贮藏3 d、5 d后,包装(自发性气调包装)并置于(3±0.5)℃环境(模拟超市保鲜柜)与(20±0.5)℃的环境(模拟常温销售)中,通过对白度、硬度、失重率、呼吸速率、可溶性糖含量等指标的测定,探究高氧气调的后续效应对双孢菇货架品质的影响。结果表明:经高氧气调后的双孢菇在(3±0.5)℃下仍能够保持较好的品质,而且效果优于一直进行高氧气调的双孢菇;气调处理3 d后包装的双孢菇品质优于处理5 d后包装的双孢菇。其中80%O_2+20%N2处理的双孢菇包装后效果较好。冷藏5 d后包装的双孢菇在(20±0.5)℃下能保持较好的销售品质,其次是100%O_25 d、100%O_23 d、冷藏3 d。经80%O_2+20%N2处理3 d、5 d后包装的双孢菇放于(20±0.5)℃的环境中,品质劣变加快。本试验的研究结果表明:80%O_2+20%N2处理的后续效应对双孢菇在(3±0.5)℃中的货架品质保持有较好的效果,但处于(20±0.5)℃的环境中品质劣变明显,研究结果可为双孢菇的保鲜和销售提供一定的理论依据。     

风速对双孢蘑菇预冷过程的影响

利用传热学理论对双孢蘑菇预冷过程进行分析,通过集总参数模型对其预冷时间进行预测,并对该数学模型进行了试验验证。结果表明：该数学模型可以用于预测双孢蘑菇在预冷过程中的温度变化,可预测不同条件下双孢蘑菇降温过程;冷却速率随着风速的增加而增加,二者符合幂函数关系。拟合不同风速下蘑菇中心温降曲线,得到其拟合曲线方程。     

低温气调贮藏下氧气含量对双孢蘑菇品质的影响

研究了在3℃低温和95%相对湿度的气调条件下,贮藏环境中O_2含量对双孢蘑菇采后贮藏品质的影响.结果表明,体积分数为5%的低氧含量能够有效地抑制双孢蘑菇的呼吸强度,并延迟呼吸高峰的出现;随着贮藏环境中O_2含量的降低,双孢蘑菇的失重减少、褐变程度降低、软化速度减缓;低氧含量能够使双孢蘑菇保持较高的可溶性固形物含量,延缓其成熟.     

北方干寒地区日光温室CO2预测模型建立与冬季试验

根据质量平衡原理,构建了适用于北方干旱、寒冷地区典型日光温室CO2动态预测模型。模型定量描述了作物光合和呼吸作用、土壤呼吸作用、CO2施肥、自然通风及闭膜后的冷风渗透对室内空气中CO2的动态影响过程。利用内蒙古农牧业科技园区的日光温室对模型进行了冬季验证。结果表明,模型能较好地预测北方干旱、寒冷地区冬季晴天、多云天气的日光温室室内空气CO2浓度的动态变化过程,且预测值和实测值之间的相对误差小于10%。     

以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究

将生物质能源开发利用与碳捕获、利用与封存结合,可实现CO₂负排放,是能源领域降低CO₂排放的重要技术之一。生物质直接燃烧后产生的生物质灰理论上可吸收并永久封存CO₂,但其能否实现负碳排放还需进行深入研究。基于此,分别在自然状态（空气氛围）、中等CO₂初始分压（101.3 kPa）和高CO₂初始分压（300～1 400 kPa）条件下开展了生物质灰矿化CO₂试验,测试了生物质灰的CO₂矿化量,并评估了3种矿化路径的负碳排放量。结果表明,从空气中吸收CO₂时,生物质灰的CO₂矿化性能最差,40 d内的最高CO₂矿化量仅为60.66 g/kg。在中等CO₂分压101.3 kPa条件下,可最高实现121.68 g/kg的矿化量,而初始分压1 400 kPa下的CO₂矿化量可达216.85 g/kg。综合考虑矿化过程的能源消耗和生物质灰...     

闭路循环式果蔬保鲜氧气脱除机设计

气调库中最关键的设备是氧气脱除机。在引进、消化、吸收国外最先进科学技术的基础上,成功研制了闭路循环式果蔬保鲜氧气脱除机。该机采用闭路循环式的工作方式,主要由机架、氧气测量仪、分子分离罐、引风机、真空泵、过滤器以及换向阀等组成。该机的研制成功使气调库既能降低氧气浓度,又能去除储藏果蔬产生的CO2。这种低氧、适当CO2浓度的环境能有效地抑制果蔬的呼吸作用,减少果蔬储藏中营养物质的损耗,同时抑制病原菌的滋生繁殖,控制某些生理病害的发生。设备价格便宜,自动化程度高,能耗低,其主要性能指标已达到或超过国外同类产品水平,现已在国内很多气调库中得到应用。      

保水剂不同施量对滑子菇和平菇生长的影响

水分是影响食用菌高产、质优的重要因素,目前我国食用菌生产中仍采用传统的补水方式,该补水方式易使菌棒受污染,且费时费力、成本高、用水量大,同时补水后菌棒内温度下降,影响菌类生长,从而降低产量。而保水剂作为一种新型高分子材料,具有良好的保水、保肥特性,并能够改善介质结构、增大孔隙度、提高作物产量等。【目的】探求促进食用菌高产与增效的新途径。【方法】以滑子菇、平菇为试验材料,在大棚内进行了保水剂不同施用量(0.5‰、1‰、2‰、3‰)下食用菌栽培试验,研究了滑子菇、平菇的生物学转化率、产量以及水分利用效率等。【结果】适宜的保水剂施用量改善了菌棒水分、氧气状况,促进了滑子菇、平菇各项指标的增加。其中,当保水剂施用质量分数为1‰时,滑子菇生物学转化率、产量及水分利用效率达到最高,分别提高12.05%、12.05%、12.33%;当保水剂施用质量分数为2‰时,平菇生物学转化率、产量及水分利用效率达到最高,分别提高48.24%、48.24%、31.91%。【结论】在滑子菇、平菇栽培基质中,建议保水剂施用质量分数为1‰～2‰。     

沼气高价值多元化利用碳捕集工艺优化设计

针对我国天然气紧缺、碳中和压力较大和沼气低价值利用问题,开发膜与压缩冷凝梯级耦合的沼气高价值多元化利用碳捕集工艺,实现低价值沼气近零排放高价值综合回收利用。利用Aspen HYSYS对1 000 Nm3/h规模的沼气提纯过程进行工艺设计和优化,通过燃气系统的膜分离单元生产高品位燃气,同时CO2系统利用燃气系统提供的富CO2优质原料生产液态CO2产品,并副产低品位燃气。优化过程主要考察操作压力对回收率、产品价值、运行费用和设备投资等因素的影响,以及原料流量波动对回收率、产品和经济性的影响。结果表明：在1.8~3.8 MPa条件下,能够同时生产热值314 MJ/Nm3高品位燃气、热值17.9 MJ/Nm3低品位燃气和CO2浓度95 vol%液态CO2产品,在2.2 MPa时获得年最佳经济效益约261万元,每年减排约9 755 t的CO2当量温室气体。与低品位燃气热值和液态CO2产品浓度相比,高品位燃气热值受流量波动影响较大。     

加气灌溉下气候因子和土壤参数对土壤呼吸的影响

为揭示温室内气候因子和加气灌溉下土壤温度、氧气含量和水分对土壤呼吸的影响,对比研究了加气灌溉和地下滴灌(对照)下,各因子与土壤呼吸速率的关系。结果表明:5 cm处土壤温度与土壤呼吸呈极显著正相关关系,加气灌溉和对照处理下相关系数分别为0.615和0.564,且两处理下5 cm处土壤温度分别解释了土壤呼吸变化的46.6%和32.4%。大气相对湿度和土壤氧气含量也影响着土壤呼吸的变化。加气灌溉和对照处理下,大气相对湿度解释了土壤呼吸速率变化的35.2%和23.7%。两处理下土壤氧气含量分别解释了20%左右的土壤呼吸变化。各因子交叉混合影响了76.8%(加气灌溉)和42.5%(对照)的土壤呼吸变化。由此可知,土壤温度是影响土壤呼吸变化的控制性因子,大气相对湿度和土壤氧气含量也是影响土壤呼吸变化的重要因子。各因子对土壤呼吸速率存在交叉影响,且加气灌溉下的拟合效果明显优于对照。加气灌溉下土壤含水率略有下降,土壤呼吸速率和土壤氧气含量与对照差异显著,分别提高了33.16%和16.61%。加气灌溉明显改善了根区土壤环境,土壤呼吸的其他限制因素减少,因此加气灌溉下土壤温度、大气相对湿度、土壤含水率和土壤氧气含量对土壤呼吸的交叉影响更明显,对土壤呼吸变化的拟合效果更优。     

融合多环境参数的鸡粪氨气排放预测模型研究

NH₃是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体,对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型,提升畜禽福利化养殖的水平。生产中,NH₃监测多采用电化学传感器,精度差且寿命短,较难直接获取NH₃排放量。结合NH₃产生和释放的机理过程,选择相对较易获取的CO₂排放量(E_CO2)和H₂O排放量(E_H2O)等环境参数建立NH₃排放量的预测模型。建立了肉鸡厚垫料养殖模式下,舍内鸡粪气体排放的模拟试验装置,连续多日向试验装置内投入等量鸡粪以模拟鸡舍每日粪便生成,监测温度、相对湿度以及CO₂、H₂O、NH₃排放量数据。基于多种机器学习方法和环境参数,构建了NH₃排放量预测模型,并运用特征和排列重要性探究参数重要程度,运用部分依赖图和个体条件期望图探究模型对参数的依赖关系。...     

基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照与CO2综合调控策略

针对目前温室光照、CO₂调控效益不高等问题,提出了一种基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照和CO₂综合调控策略。首先通过采集不同温度、光照强度、CO₂浓度嵌套下的蓝莓净光合速率,建立不同温度下包含光照强度、CO₂浓度的蓝莓净光合速率机理模型;接着根据不同温度下蓝莓光合速率机理模型的高斯曲率函数构造适应度函数,并采用粒子群算法进行最大值寻优,计算高斯曲率最大值所对应的光照强度和CO₂浓度,获得不同温度下光照强度、CO₂浓度高斯曲率最大点;最后基于多项式拟合,建立不同温度下光照、CO₂综合调控策略。通过与最大净光合速率饱和点的调控对比发现,平均光照强度下降60.73%,CO₂浓度下降25.00%,而平均净光合速率仅下降14.29%。与实际蓝莓净光合速率对比发现,采用本文提出的光照、CO₂综合调控策略,蓝莓净光合速率较实际值平均提高1.87倍以上。说明本文提出的光照、CO₂综合调...     

水气互作对温室番茄生长、产量和水分利用效率的影响

[目的]探寻温室番茄适宜水气组合及加气阈值,为温室番茄的高产提供理论基础及技术指导.[方法]采用微纳米气泡水结合地下滴灌系统,设置了3个灌溉水溶解氧质量浓度分别为井水对照3～5 mg/L (O1)、15 mg/L(O2)和25 mg/L (O3),每个溶解氧质量浓度下均设置3种不同灌溉控制水平,土壤含水率分别控制在田间...