碳源供给策略对水产养殖废水生物絮团处理效果的影响

为探究碳源供给策略对工厂化循环水养殖系统废水生物絮团处理的影响,以水产养殖模拟废水为研究对象,以蔗糖、乙酸钠和甘油为碳源,分别设置不同C/N比梯度(5、10和15)进行了相关研究。结果表明,各实验组均存在硝化作用和同化作用,在较低C/N比(C/N比为5)时,不同碳源硝化作用强度存在显著差异(P0.05),但在各系统稳定阶段,氨氮去除率均达到90%以上。其中,乙酸钠为碳源时,系统达到稳定所需时间较短(4 d),并不受C/N比的影响,而另外2组随着C/N比增加,系统达到稳定所需时间逐渐减少(均由24 d减少至12 d),且氨氮去除效率逐渐提高。其次,不同碳源和C/N比对生物絮团系统碱度的影响不同,在系统稳定阶段,乙酸钠随着C/N比增加,碱度逐渐升高,且均保持较高的浓度,不适宜水产重复利用,而蔗糖和甘油相对稳定,且均低于200 mg/L。另外,结合生物絮团沉积指数可知,生物絮团的沉降性能对絮团氨氮去除效率没有显著影响(P0.05)。在低C/N比时,不同碳源其EPS多糖含量差异不显著(P0.05),而随着C/N比增加,不同碳源EPS多糖含量的多少及变化趋势不同。     

循环水养殖游泳型鱼类摄食活动强度评估方法研究

针对循环水养殖游泳型鱼类过程中的高效投喂难题进行了研究,以罗非鱼为实验对象,提出了一种基于改进动能模型的鱼群摄食活动强度评估方法。该方法避免了鱼群目标的前景提取和对鱼群内个体的跟踪,直接以由鱼群摄食活动引起的水面反光区域变化特征为关键因素进行分析。首先,在HSV色彩空间下对水面反光区域进行分割、提取;其次,利用Lucas-Kanade光流、统计学方法以及信息熵对反光区域变化的不规律程度进行计算和分析;最后,结合反光区域的变化幅度信息实现对鱼群摄食活动强度的评估。通过实验结果对比分析可知,所提方法在单轮多次饱食投喂(间隔时间(40±2)s)下针对不同肠胃饱满指数(20.35±10、150.61±10)的罗非鱼均能较好地描述鱼群摄食活动强度。     

基于CFD的养殖水体固液旋流分离装置数值模拟与验证

为探究旋流分离装置对水产养殖水体的分离效果,采用计算流体力学方法对旋流分离装置内部的流动特性进行数值模拟,得到了不同入口流量、不同入口浓度对固液分离性能的影响,通过试验数据对模拟结果进行了验证。模拟结果表明:随着入口流量的增加,分离装置内部流体速度增大,湍流流动增强,不利于固体颗粒的沉降。当入口浓度增加时,筒内流体运动速度降低,滞留在筒体中的颗粒浓度增加,降低了固液分离效率。入口流量和入口浓度的增加均会导致不同粒度颗粒分离效率下降,且随着颗粒粒度的增大,分离效率下降幅度增大。通过与试验数据相比,模拟误差在10%以内,模拟结果可信。该研究可为旋流分离装置在水产养殖领域的应用提供参考。     

温室设施环境中声频自适应校准研究

针对温室设施环境中采用声波促长技术时,由于环境设施对声音的来回反射、设施材料对不同声频的吸收作用等影响,使得实际声波信息失真,造成加载的声波与期望的声波相差较大,提出一种解决方案.通过及时修正声频发生系统传递函数特性参数,采用一种基于前馈补偿的闭环控制方法实现对设施环境中所加载声频的自适应校准.在一个内部长、宽、高分别为1.2m、0.53m、0.9m的人工气候箱内进行声波加载试验,结果表明,该方法提高了声波在设施环境中的加载精度,对纯音、组合声频、音乐声频等类型的声波均达到了良好的校准作用,输出精度都在98％以上.     

超高压和热处理后黄瓜汁感官品质的主观评价和仪器检测对比

该文以黄瓜汁为对象,以果蔬汁产品感官品质中最为重要的颜色、沉淀和气味为评价指标,分别采用色差计结合ΔE 值测定、离心沉淀率测定和黄瓜汁特征气味物质含量测定的仪器检测以及主观评价,对鲜榨黄瓜汁样品经超高压(500 MPa、2 min和600 MPa、2 min)和热处理(60℃、2 min)后在不同贮藏条件(10、25和37℃)下的上述感官品质变化进行研究.试验结果表明,经不同处理的黄瓜汁在仪器和主观评价的颜色和气味指标评价上并不存在明显的差异;只有沉淀指标评价上,超高压处理组优于热处理组,且当贮藏温度为37℃时,这一优势也不明显.此外,主观评价与仪器检测结果的相关性分析显示,各样品采用色差计结合ΔE 值进行黄瓜汁颜色的评价与其主观评价结果均具有显著的相关性,说明采用色差计进行黄瓜汁的颜色评价较为可靠.而采用离心沉淀率测定进行黄瓜汁的沉淀评价与其主观评价结果除10℃贮藏温度外均具有显著的相关性,说明采用离心沉淀率进行黄瓜汁的沉淀评价不适用于该贮藏温度.对于超高压处理和热处理加工后在10℃贮藏条件下的黄瓜汁,采用反,顺-2,6-壬二烯醛和己醛的含量测定进行黄瓜汁的气味评价是较为可靠的.     

微酸性电解水储藏和杀菌过程中有效氯衰减的动力学模型

为探明微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water, SAEW)在储藏及杀菌过程中理化指标的变化规律,将SAEW置于25、30、35、40、50℃环境温度下,测定其主要理化特性参数pH值、氧化还原电位(ORP),以及有效氯质量浓度(ACC)随储藏时间(0～12 d)的变化,同时也测定了SAEW对大肠杆菌(ATCC 25922)杀菌过程中ACC的变化规律。SAEW的pH值随储藏时间的延长而增大,ORP和ACC则减小,且储藏温度越高,各理化特性参数的变化幅度越大;在SAEW对大肠杆菌的杀菌过程中,ACC值不断降低。同时对储藏过程及杀菌过程中的有效氯衰减建立动力学模型,拟合后决定系数均达0.90以上。结果表明储藏温度和储藏时间对SAEW的理化特性参数有明显影响,且储藏过程与杀菌过程中的有效氯衰减符合一级动力学模型。相关研究结果为SAEW在农业、食品、医疗及环保等领域的应用提供了参考。     

酸性电解水杀菌技术在农业中的应用

电解水是稀食盐水或稀盐酸溶液在电场作用下电解出的水溶液,根据电解程度不同可分为酸性电解水和碱性电解水。其中,酸性电解水具有较强的杀菌能力,且具有瞬时、广谱、高效、安全和无化学物质残留的特点。该文介绍了酸性电解水的生成原理、杀菌机理以及酸性电解水杀菌技术在种植业、养殖业和农产品加工业中的研究与应用,并对其未来的发展方向进行展望。      

微电流电解去除养殖海水中氨氮效果

为了探究微电流电解技术去除养殖水体中氨氮的效果,试验以盐度为30‰(质量分数)人造海水为对象,设置了循环水温度、流速和电流密度3个参数以及对应参数的3个水平,探究其对氨氮去除率的影响。试验结果表明,在试验设置的温度(18、25、32℃)和流速(100、300、500 m L/min)条件下,循环水温度和流速的变化对氨氮去除率影响并不明显。试验设置的电流密度(20、40、60 A/m2)条件下,对氨氮去除率有明显作用,且电流密度越大,单位时间内氨氮去除速率越快。正交试验确定了最优去除条件为电流密度、水温和流速分别为40 A/m2、32℃、500 m L/min。通过能耗分析可知,在设定的参数范围内,不同温度条件下最低能耗条件为电流密度40 A/m2、流速300 m L/min,最低的能耗为21.26 Wh/kg。研究结果可以为微电流电解在海水循环水养殖中氨氮降解提供参考。     

基于不同检测方法的养殖鱼类昼夜摄食节律研究进展

摄食节律是鱼类在长期演化过程中对光照、温度、饵料等周期性变动的环境条件主动适应的结果,掌握鱼类摄食节律直接关系到对养殖对象投喂时间、投喂方式、投喂频率等投喂策略的决定,继而影响饲料效率和养殖水体的污染负荷。综述了国内外养殖鱼类昼夜摄食节律检测方法的研究进展,总结分析了胃肠充塞度法、日摄食率法、自适应投喂法以及观察法这4种摄食节律研究方法的具体实施过程,比较了各自的优缺点,指出目前养殖鱼类摄食节律研究方法的局限性,并对未来养殖鱼类摄食节律的研究和应用进行了展望,旨在为已有摄食节律检测方法的优化改进以及新检测方法的提出提供参考。     

超高压增大食品物料的导热系数

食品物料在超高压下的导热系数是研究超高压加工过程中传热与温度变化的必要参数,但有关超高压下食品物料的导热系数数据和测量方法还十分缺乏。该文基于线热源法设计了适用于超高压力环境下食品物料导热系数的测量探针和聚甲醛样品容器,利用1.5%琼脂凝胶对热探针在25℃不同压力下(0.1~400 MPa)进行标定试验,结果表明测量值与纯水导热系数的参考值非常接近且呈良好的线性相关关系(R2=0.9997),据此得到探针的标定系数为0.9944。在25℃测量了蛋清、蛋黄、火腿肠和奶油在0.1~400 MPa压力下的导热系数值。结果发现:在25℃条件下,超高压下食品物料的导热系数较常压下均有一定程度的增大(最大达到28%),且有随压力增大而增大的趋势;一定压力条件下,食品物料的导热系数随着含水量的增大而增大。建立了25℃条件食品物料在一定压力范围内(0.1~400 MPa)导热系数预测的经验公式,对研究的几种食品物料拟合得到的方程回归系数在0.91以上。