Dynamics of maize grain drying in the high latitude region of Northeast China

A high grain moisture content at harvest has been an important problem in the high latitude region of Northeast China, and it is closely related to the genotypes of varieties, local meteorological factors and planting management. However, delayed harvest at a low temperature could not effectively reduce the grain moisture content. In this study, we continuously observed the grain drying during the late stage of different maturing types of maize varieties in Daqing, Heilongjiang Province, China in 2016 and 2017. A two-segment linear model was used to analyze the different stages of the drying processes: 1) Two-segment linear model fitting can divide the grain drying process of all varieties into two separate linear drying processes with different slopes. 2) During the rapid drying stage, the drying was faster at a higher temperature. The rate of slow drying was influenced by air vapor pressure. 3) The moisture content and meteorological factors when the drying rate turns from one stage into the other were not consistent between varieties and years. After entering the frost period, temperatures below 0°C will significantly reduce the rate of grain drying. 4) Due to the short growth period of early-maturing varieties, the drying time was prolonged, and the grain moisture content was lower than that of the mid-late maturing varieties. Local meteorological conditions do not allow the drying of mid-late maturing varieties to achieve a lower moisture content. When the temperature falls below 0°C, the drying rate of grain decreases markedly. Therefore, one feasible way to solve the problem of high moisture content is to replace the early-maturing varieties and implement the corresponding cultivation techniques.     

抽排厕所废物原位发酵回用可行性研究：杭桥村案例

为适应农村居民对现代化生活的追求、顺应可持续发展的趋势,本研究结合我国农村实情提出以“抽吸式-源分离-就地就近资源化”为技术路线的现代资源化模式作为农村家庭粪尿处置与利用的解决方案,选取一自然聚落,建设服务于20户居民的示范工程开展可行性研究。方案采用组合式多级厌氧发酵制肥工艺对单独收集的抽排厕所废物进行无害化处理,就地就近回用于附近农田,考察抽排厕所废物性质,对制肥设施进行定期监测,并于运行32个月后破拆清扫、取样分析。结果显示：设施未出现堵塞、满溢及渗漏现象,污泥积累不超过设施总有效高度的20%且充分稳定,具有维护简单、清扫周期长的特点;设施出液及底泥均未检出活寄生虫卵,粪大肠菌值>10^-4,符合《粪便无害化卫生要求》（GB 7959—2012）中的卫生标准;设施出液及底泥的总养分含量分别为0.18%和0.43%,有机质含量分别为0.05%和2.65%,每年产生的出液及污泥共计可取代氮肥（N）161.19 kg、磷肥（P₂O₅）9.67 kg、钾肥（K₂O）42.11 kg。现代资源化模式的成功运用不仅可以提高居民生活水平,还能满足可持续发展要求,降低家庭废物处理成本的同时,实现资源就地回用,具有较高的工程应用和推广价值。     

华中地区水旱轮作酸性土磷、铁形态转化及机理

为探讨华中地区水旱轮作体系酸性土壤磷与铁的形态转化以及磷生物有效性变化,本研究于2018年和2019年水稻收获后采集该区域典型酸性红壤（低磷铁比）和黄棕壤（高磷铁比）,采用张守敬-杰克逊无机磷分级方法和梯度扩散薄膜（DGT）技术,对干湿交替培养样品磷形态、生物有效性磷（DGT-P）与铁（DGT-Fe）、Fe（Ⅱ）及无定形氧化铁（Fe_ox）等进行定量分析。结果表明：淹水过程中黄棕壤和红壤pH逐渐升高趋于中性;二者氧化还原电势（Eh）在淹水期间降低,土壤环境呈明显的还原条件。淹水过程黄棕壤和红壤中Fe²⁺与Fe_ox均增加,干燥后均明显降低。黄棕壤与红壤磷形态以铁结合态磷（Fe-P）与闭蓄态磷（Oc-P）为主,干湿交替过程中黄棕壤Oc-P向Fe-P转化,红壤Fe-P向Oc-P转化。在水-土界面以下120 mm土壤垂直剖面内,黄棕壤DGT-P和DGT-Fe释放水平先增加后减少;红壤DGT-Fe增加,DGT-P减少,黄棕壤P和Fe的同步释放相关性更显著。研究表明,干湿交替条件下酸性土壤磷形态主要是Fe-P与Oc-P之间转化,低P/Fe红壤以磷闭蓄化为主,高P/Fe黄棕壤Fe-P增加,以铁吸附磷为主;淹水导致DGT-P含量增加,生物有效性增加;干燥过程磷闭蓄化加深,但磷有效性并无明显降低,这与土壤磷水平有关。     

高温冻土融化固结的水热力耦合模型构建

依据比奥(Biot)固结理论,应用总拉格朗日(Total Lagrangian)方法建立考虑大变形的应力场控制方程;引入应力-温度耦合损伤模型作为冻结状态下的高温冻土本构模型,以未冻水含量为耦合节点建立水热力耦合模型;通过冻结粉质黏土的升温三轴压缩试验验证模型的有效性,分析水热力耦合模型与应用小应变假设的模型的差异。结果表明:水热力耦合模型经过引入高温冻土应力-温度耦合损伤本构模型,冻结状态初始融化阶段预测结果与试验曲线较吻合。在变形加速至缓慢变形过渡阶段(1.5~2.5 h),模拟结果与试验曲线存在一定差异,但整体可有效预测高温冻结粉质黏土的融化固结过程。考虑大应变状态的水热力耦合模型,对融化变形的预测精度优于应用小应变假设的模型。根据模拟结果,分析水热力三场的相互作用关系、冻土融化固结过程,高温冻土外部升温状态下,边缘融化部分形成排水通道,加速上部土体水分排出。     

牧草干燥太阳能聚焦吸收器机理分析与优化

目前太阳能干燥设备是以非聚焦板式空气集热器为关键工作部件,其干燥效率和生产率均较低。为此,研究了太阳能聚焦吸收器的黑腔功能,利用该功能减少聚焦光线对外二次辐射和能量损失。设计4种结构类型的太阳能聚焦吸收器,进行了性能机理研究和对比分析,其中三角形聚焦吸收器呈现出良好的黑腔效果。进一步对三角形聚焦吸收装置进行优化,得出吸收器内腔深度在4 cm左右时性能最佳。对4种吸收器进行了试验测试,结果表明,三角形优于圆弧形,圆弧形优于方形,性能最差的是半圆形。吸收器开口宽度为5 cm时的黑腔效果低于开口宽度为3 cm时的效果。盖板形状对吸收器性能产生影响,平板优于圆形,V形最差。     

核桃烘干技术研究现状及趋势

核桃烘干是核桃生产过程中的重要环节,核桃烘干后的质量直接影响核桃的销售价格和销量。随着人民生活水平的提高及市场环境的变化,人们对核桃烘干质量提出了更高的要求。核桃烘干机的控制系统、加热装置、内部结构等方面随着技术的革新不断优化,烘干水平也随市场需求的变化而改进。为此,对核桃烘干技术的研究现状进行了综述,并指出了未来的发展方向,旨在从提高核桃的质量、增大市场竞争力及保障食品安全等方面进一步推动核桃烘干技术的发展,满足社会需求。     

基于PLC的食用菌多能互补烘干房控制系统设计

针对目前食用菌烘干行业自动化程度和能源利用效率低的状况,设计一种食用菌多能互补烘干房温湿度控制系统,旨在实现烘干过程中温湿度的自动控制,提高烘干效率。该系统以西门子S7-200 PLC为控制核心,基于分程变温的干燥工艺,将干燥过程分为4个干燥子阶段和1个中短波红外干燥阶段,通过温湿度传感器完成数据采集,通过控制继电器的通断达到升温和除湿的效果,实现烘干的目的。经过试验发现,系统运行稳定,拓展集热板和防雨布能实现自动展开回收,中短波红外灯通断稳定,排湿操作正常,温度控制精度±0.8℃,香菇干燥耗时12 h,干燥效率高于传统干燥设备。     

射频加热技术在粮食储藏与加工中应用研究进展

粮食的储藏与加工是保障国家粮食安全的重要环节。射频技术凭借具有穿透深度大、加热迅速、整体加热、无化学残留等特点,已广泛应用于粮食产后研究,并在部分领域工业化应用前景广阔。为深入了解射频加热技术在粮食储藏与加工中应用研究进展,本文首先对射频技术展开概述,阐述了射频加热的基本原理,并对目前商业化应用的射频加热系统的类型与特点进行介绍;从粮食与储粮害虫的介电特性、储粮害虫的耐热性和粮食的加热均匀性改善三个方面概述了目前射频在粮食储藏与加工中的基础研究;在此基础上,结合生产中面临的实际问题对该技术在粮食产后杀虫、灭菌、钝酶和干燥等方面的应用进行了总结;最后,就该技术应用于粮食储藏与加工尚存的问题与未来研究方向提出了建议。本文可为射频技术在粮食储藏与加工中的应用研究提供指导作用。     

海藻糖对冻藏过程中鳙肌原纤维蛋白冷冻变性的影响

从鳙（Aristicktkys nobilis）肌肉中提取肌原纤维蛋白，在蛋白溶液中加入10％（W／V）蔗糖、山梨醇混合物（质量比1：1）或10％（W／V）海藻糖。蛋白溶液在-18℃下冻藏30d，测定冻藏过程中肌原纤维蛋白盐溶性、Ca^2＋-ATPase活性、活性巯基含量、总巯基含量、表面疏水性变化和冻藏结束时的SDS-PAGE。测定结果表明，蔗糖、山梨醇混合物和海藻糖都抑制了冻藏过程中肌原纤维蛋白盐溶性、Ca^2＋-ATPase活性、巯基含量的降低和表面疏水性的升高，延缓了鳙肌原纤维蛋白的冷冻变性。海藻糖比蔗糖、山梨醇混合物有更好的抗冷冻变性效果。[中国水产科学，2006，13（4）：637—641]     

蒸汽烫漂与热风干燥箱流场优化设计及仿真

农产品的烫漂与干燥是农产品加工的关键技术。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱是集烫漂与干燥一体的新型农产品绿色保质低碳智能干燥技术装备。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱内部流场均匀性直接影响着农产品烫漂与干燥效果。为提高其内部速度均匀性与温湿度均匀性,同时减少冷凝现象发生,采用计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）方法建立蒸汽烫漂与热风干燥箱模型,对其送风方式和送风口数量进行研究。结果表明：侧送侧回的送风方式在速度场以及温湿度场的均匀性总体优于上送下回,能量利用系数提高约18%,箱内壁面冷凝面积小于上送下回。仿真研究表明,当送风口数量为4个时,箱内的温度场和相对湿度场均匀性更好,能量利用系数最高。试验表明,蒸汽烫漂与热风干燥箱的试验值和仿真值最大温度偏差为2.3 ℃,相对湿度误差不超过1.3%,误差在合理范围内,仿真结果可靠,研究结果可为农产品低碳智能干燥新技术的研究提供参考。