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。     

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。     

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。     

不同干燥方式对红托竹荪干燥特性和品质的影响

为提高红托竹荪干燥品质并获得最佳干燥工艺,采用真空红外干燥（vacuum infrared drying,VID）、气流冲击干燥（air impingement drying,AID）、控湿干燥（moisture control drying,MCD）等不同干燥方式对红托竹荪进行对比研究,以热风干燥（hot air drying,HAD）作为对照组,研究不同方式及干燥温度对红托竹荪干燥品质的影响。试验结果表明不同干燥方式对竹荪宏观品质产生了显著影响,其中MCD可获得最小的色差?E和收缩率,AID则能够保证较高的复水比;干燥速率方面,MCD在前期能够获得较高的干燥速率,但后期干燥速率会放缓,而AID在整个干燥过程都具有较高的干燥速率,干燥时间较短;在成分保留上,MCD可以保留较高含量的多糖、三萜和黄酮,而采用VID可以有效保护多酚。单位能耗随干燥温度的升高明显降低,不同方式下VID的干燥能耗值整体偏大,MCD的单位能耗最低（18.82 kW·h/kg）。通过主成分分析法,上述干燥方式对红托竹荪综合评分后得到的结果排序为：MCD＞AID＞VID＞HAD,MCD干燥方式中采用60 ^oC相对湿度为40%,保湿时间15min的干燥工艺综合品质较佳,在此加工方式下的红托竹荪综合评分为2.94,该研究可为红托竹荪高品质干燥提供一定参考。     

山药片红外联合热风干燥热质传递收缩模拟与品质

为了准确揭示山药片红外联合热风干燥传热传质机理,在考虑山药片收缩变形特性的基础上,通过有限元软件COMSOL6.1建立了“温度场-湿度场”多场耦合的山药片红外联合热风干燥传热传质模型。模拟研究基于山药片在不同温度（50、60、70 ℃）下收缩变形的传热传质,并通过试验进行验证。分析不同温度对山药片品质（色差、复水比、多糖和尿囊素含量）的影响。结果表明：1）山药片体积比随干燥温度的升高而增加,在干燥温度分别为50、60、70 ℃时,其值分别为34.55%、37.23%、39.04%。2）在干燥温度为50、60、70 ℃时,红外联合热风干燥收缩模型可准确预测山药片干燥过程中干燥温度和含水率,其决定系数R²分别为0.973、0.976、0.981和0.983、0.984、0.974。3）山药片外部温度升高,表面水分开始蒸发,形成水分梯度。随着干燥的继续,红外热量在山药片内部不断积累,导致内部温度升高,水分向外扩散,进而减小了内外水分梯度。随着干燥温度的升高,增加了山药片温度和湿度梯度,促进了热量和质量的传递,提高了水分迁移的速率。4）在60 ℃时,干燥品质最优,其色差为7.49、复水比为2.65 kg/kg、多糖含量为24.17 mg/g、尿囊素含量为2.66 μg/g。该模型为其他物料在红外联合热风干燥技术的模拟研究提供有益借鉴。     

烘丝工艺参数对烟丝加工质量的影响

【目的】优化烟丝干燥的最佳工艺参数,为提高烘丝加工质量提供科学依据。【方法】采用均匀设计法,通过直观分析和多元回归分析考察切丝含水率、HT蒸汽压力、筒壁温度、热风温度和排潮开度等因素对烟丝物理指标和感官质量的影响。【结果】切丝含水率、HT蒸汽压力、筒壁温度、排潮开度和热风温度对烟丝填充值、整丝率、碎丝率等物理指标均有一定影响;除切丝含水率外,其他4个工艺参数对烟丝感官质量也有明显影响。通过多元回归分析得到烘丝加工的最佳工艺参数组合：在切丝含水率19.0%、HT蒸汽压力0.32 MPa、筒壁温度137℃、热风温度105℃、排潮开度自动调节的条件下,烟丝填充值、整丝率和感官质量得分较优化前分别提高0.18 cm^3/g、2.3%和1.3分,碎丝率下降0.7%。【结论】切丝含水率、HT蒸汽压力、筒壁温度、热风温度和排潮开度对烟丝物理指标和感官质量的影响各不相同,在烟丝实际烘干加工过程中,适当调整各工艺参数,可有效提高烟丝加工质量。     

微波流态化干燥姜片工艺与品质分析

研究了不同微波功率下,微波流态化干燥姜片的工艺和品质。在工艺参数比较适中的0.7 W/g的微波功率下,姜片流态化干燥时间为1.83 h,与75℃热风干燥相比干燥时间缩短了6.67 h,且维生素C保有率优于热风干燥。然而,微波流态化干燥,姜片的微观结构和复水能力都发生了明显的变化,当干基含水率降到200%以下,姜片的感官品质变化很快。发挥微波流态化干燥的相对优势,需要控制干燥后期的降水速度,这也是改进工艺的研究重点。