蒸烫处理对宽皮柑橘去皮的影响及作用机制

宽皮柑橘去皮前常采用蒸烫处理以降低去皮难度,在实际加工中由于缺少相关理论支撑,关于柑橘蒸烫去皮的作用机制尚不明了,常存在因蒸烫不当而导致去皮效果差的问题。为了探究蒸烫处理对宽皮柑橘果皮力学特性、组织结构、去皮性能的影响从而明确有效的蒸烫去皮工艺,该研究利用柑橘果皮分离性能测试平台研究了不同蒸烫时间下柑橘的去皮性能,利用果皮拉伸力学特性测试平台分析了蒸烫柑橘果皮的力学特性,基于Ray-CT断层扫描技术研究了蒸烫处理对柑橘外果皮、白皮层、果肉结构尺寸的影响规律,利用超景深显微镜和电子显微镜观察了果皮显微结构的变化。在此基础上,探讨了蒸烫处理对柑橘去皮性能的影响机理。结果表明：蒸烫时间对柑橘果皮分离时的最大拉力、分离位移、果皮的断裂强度、果皮与果肉间孔隙率影响极显著（P<0.01）,分离位移和断裂强度呈正相关,最大拉力和果皮与果肉间孔隙率呈负相关。随着蒸烫时间增加,果皮表面会起皱粗糙,果皮截面果胶化合物发生溶解,薄壁组织细胞和维管束组织坍塌消失,进而果皮与果肉间孔隙率逐渐增大、果皮断裂强度先增大后减小,导致去皮过程中最小拉力减小,分离位移先增大后减小。在蒸烫时间3 min时,最大拉力达到较小值1.59 N,相对于对照组减少了42.8%,果皮不易被拉断,分离位移达到最大值41.81 mm,相对于对照组增加了19.6%,整体去皮效果最好;蒸烫时间超过3 min后,果皮变得绵软易拉断,不利于果皮剥离。该研究为改善宽皮柑橘去皮困难和丰富蒸烫去皮机理提供了理论参考。     

基于改进SSD的柑橘实时分类检测

针对人工分拣柑橘过程中,检测表面缺陷费时费力的问题,该文提出了一种基于改进SSD深度学习模型的柑橘实时分类检测方法。在经改装的自制打蜡机试验台架下采集单幅图像含有多类多个柑橘的样本2 500张,随机选取其中2 000张为训练集,500张为测试集,在数据集中共有正常柑橘19 507个,表皮病变柑橘9 097个,机械损伤柑橘4 327个。该方法通过单阶段检测模型SSD-ResNet18对图片进行计算和预测,并返回图中柑橘的位置与类别,以此实现柑橘的分类检测。以平均精度AP(average precision)的均值m AP(mean average precision)作为精度指标,平均检测时间作为速度指标,在使用不同特征图、不同分辨率和ResNet18、MobileNetV3、ESPNetV2、VoVNet39等4种不同特征提取网络时,进行模型分类检测效果对比试验研究。研究表明,该模型使用C4、C5特征图,768×768像素的分辨率较为合适,特征提取网络ResNet18在检测速度上存在明显优势,最终该模型的m AP达到87.89%,比原SSD的87.55%高出0.34个百分点,平均检测时间为20.27 ms,相较于原SSD的108.83 ms,检测耗时降低了436.90%。该模型可以同时对多类多个柑橘进行实时分类检测,可为自动化生产线上分拣表面缺陷柑橘的识别方面提供技术借鉴。     

球形水果塑料发泡网套包装机设计与试验

塑料发泡网套能有效降低运输过程中水果发生机械损伤的概率。为了解决球形水果塑料发泡网套自动包装的问题,在分析苹果和脐橙等主要球形水果生物力学特性的基础上,提出一种柔性扩膜锥体扩膜、倒刺卡筒下膜的球形水果网套包装工艺方案,并确定了机器关键部件结构参数,设计了部件组合运行控制时序,加工了试验样机。30个苹果样本包装试验,包装成功率100%,损伤率0,平均单果包装时间25 s,工作效率35 kg/h,下膜长度主要分布在104～110 mm范围内,约占样本总数的76.6%。试验结果表明,样机机构设计合理性,结构紧凑,球形水果果面包覆完整,可实现连续包装功能,但是机器作业效率低于人工效率,需要优化包装流程,采用多组同时包装的方式提高效率。研究结果可为后续球形水果网套包装设备的研制和优化提供参考。     

包装材料对温州蜜柑贮藏品质的影响

为确定适宜温州蜜柑贮藏期包装的薄膜材料,达到防止贮藏期柑橘交叉感染,降低腐烂率,保持柑橘良好感官品质的目的,以商业成熟度的温州蜜柑为实验材料,研究室温贮藏条件下,聚乙烯(polyethylene,PE)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)、聚丙烯(oriented polypropylene,OPP)三种常用包装材料对其贮藏期品质的影响。定期测定温州蜜柑在贮藏期间感官综合评价、失重率、糖酸比、维生素C含量、CO_2浓度、菌落总数、质构剖面分析(texture profile analysis,TPA)等指标的变化情况。用主成分分析法,将原始指标划分为6个主成分因子,累计贡献率为91.186%。利用构建的综合评价模型,计算综合评价指标F值。结果表明,不同薄膜包装材料对温州蜜柑贮藏期保鲜程度不同; PE薄膜在保持温州蜜柑的感官品质、抑制水分流失、保持较高的糖酸比和较低的CO_2浓度等方面优于PVC薄膜和OPP薄膜;综合评价F值排序为:PE膜OPP膜PVC膜,故PE膜可首选为温州蜜柑贮藏的保鲜材料。上述结果为今后温州蜜柑的贮藏保鲜和柑橘包装机械的研究提供应用依据和理论参考。     

山地果园遥控单轨运输机设计

为解决山地果园运输困难的问题,设计了一种山地果园遥控单轨运输机。该单轨运输机由链轮链条机构实现驱动;单轨依地形铺设,适应了复杂地形的运输需要;机架装有防脱轨防侧倒装置,防止运行时单轨运输机脱轨和侧倒。以人工驾驶单轨运输机为研究对象,设计了一套遥控驾驶系统,实现单轨运输机的遥控驾驶。试验表明,该单轨运输机上坡可载重300kg,爬坡角度不大于38°,下坡载重1000 kg,转弯半径不小于4 ,其控制系统遥控距离可达300 ,工作可靠,适合山地果园作业。     

猕猴桃大帐气调气流组织的数值模拟及优化

为确定合理的猕猴桃大帐气调参数,提高大帐气调贮藏性能,该研究通过模拟猕猴桃在果框内的自然堆叠状态,建立了单个猕猴桃尺度的大帐气调微环境模型,采用数值模拟方法,分析猕猴桃大帐气调过程中N₂纯度、流量、管径、出口高度4个关键参数对降氧时间及气体分布均匀性的影响。基于Box-Behnken原理设计四因素三水平正交仿真试验,利用Design-Expert软件建立响应指标回归模型,对所选取的4个因素进行响应面分析和参数优化。对优化参数组合进行仿真试验,对比优化参数组合条件下响应面回归模型预测值与仿真试验数值模拟值。结果表明：各因素对降氧时间影响由大到小顺序为出气口高度、流量、N₂纯度、管径;对不均匀系数影响由大到小顺序为N₂纯度、出气口高度、管径、流量。猕猴桃大帐气调的最优气调参数组合为N₂纯度96.0%、流量23.0 m³/h、管径50 mm、出气口高度3126 mm,对应的降氧时间、不均匀系数分别为989 s、6.1%。降氧时间响应面回归模型预测值与仿真值之间的相对误差为3.1%,不均匀系数响应面回归模型预测值与仿真值之间的相对误差为8.4%。研究对于大帐气调装备的研发及性能提升具有重要的理论和实际意义。     

课程思政理念下液压传动在农机装备领域的教学探索与实践

液压传动作为机械类、机电类、农业工程类等专业的基础课程。针对农业类院校,教学团队结合近几年在油菜耕种管收等全程机械化方面的教学探索和科研实践,针对课本重点章节,分别介绍了液压技术在农机装备领域应用的实际案例,并深入剖析了思政案例和思政元素,提出了“提升专业自信、培养工匠精神、激发爱国情怀”的思政目标。在此基础上,创新教学方法和手段,进一步提升农业工程类专业学生的专业素养和专业知识技能,也为涉农高校同类型课程的思政建设提供参考。     

机械修剪疏果提升椪柑果实品质的作用及机制

为提升椪柑果实品质，以‘鄂柑1号’椪柑为材料，探究机械修剪疏果对果实品质的影响并基于糖酸代谢相关基因表达解析其作用机制。结果显示：机械修剪疏果显著加快了疏果进程，极大地节约了疏果用工；机械修剪疏果显著增大了果实横径、纵径、单果质量和果皮硬度，显著提高成熟期大果比例至57%；机械修剪疏果还加快了果实转色，显著提高果实可溶性固形物含量至11.57%，降低了可滴定酸含量；通过气相色谱法发现机械修剪疏果显著提高果实的蔗糖含量至52.10 mg/g；实时荧光定量PCR分析发现机械修剪疏果的果实中蔗糖合成相关基因和柠檬酸降解相关基因表达量显著上调。研究结果表明，机械修剪可以作为一种省力化的疏果方式，通过促进蔗糖合成基因和柠檬酸降解基因表达来提升椪柑果实的品质。     

农业院校工程技术类研究生培养质量评价指标体系的构建初探

在研究生教育改革过程中,研究生培养质量问题在社会、学生、导师、管理和条件建设等多种因素的 作用下成为人们关注的焦点,被摆在待解决问题的突出位置。本文通过对学生、导师、管理和条件建设等与构成 要素的分析,构建了研究生培养质量评价指标体系,为研究生培养质量的评价提供参考依据。     

丘陵山地环形单轨运输系统静态调度优化方法

为了提高环形单轨运输系统完成静态任务的作业效率，该研究以丘陵山地为应用场景，针对任务点与运输车的匹配与调度需求问题，综合考虑最大程度满载的因素，建立了具有任务点“拼车”组合处理和运输车任务分配两个阶段的数学模型。提出基于相邻位置、任务量和随机序列不同优先级的3种启发式规则算法解决以运输车上货次数最少为目标的“拼车”组合问题，采用基于变邻域搜索的遗传算法解决以运输车堵塞次数最少为目标的运输车任务分配问题。通过模拟3种任务批量的运输情形，验证优化算法的性能，结果表明：基于任务量在3种启发式规则算法中求解速度最快，在80%的试验中获得的可行解最优，选择基于任务量和与之性能接近的基于随机序列的结果分别作为运输车任务分配问题的初始解，基于任务量更有利于第二阶段运输车任务分配问题的求解，得到的分配方案堵塞次数更少。基于变邻域搜索的遗传算法能显著提高标准遗传算法的求解质量，使堵塞次数降低了33.3%～100%，在大规模运输问题的求解中比变邻域搜索算法表现出更高的稳定性，最少堵塞次数出现的概率分别提高了10%和40%，有效性也优于整体匹配规则、随机重启爬山等其他类型的算法。该研究实现了对环形单轨运输系...