果蔬传热传质研究进展

采后果蔬仍然具有生物特性,在贮藏或销售过程中会进行新陈代谢,这个过程伴随着热量交换和质量传递,研究该过程有利于掌握果蔬的品质变化规律,优化贮运设备.在阐述果蔬传热传质过程中水分迁移基本原理的基础上,综述了目前在果蔬传热传质研究上应用较广泛的方法,包括试验方法、数学模型方法和CFD方法,并分析比较了不同方法的特点.其中,试验研究具有准确、直观性强等特点,但往往需要投入较大的成本;数学模型方法为果蔬品质变化的预测提供了新途径;数学模型和CFD方法具有不受果蔬季节性限制等优点,但需对结果进行修正和验证.     

循环风幕式半导体制冷果蔬展示柜设计与试验

【 目 的】 为 提 高 菜 心 保 鲜 品 质、 延 长 货 架 期, 设 计 一 种 循 环 风 幕 式 半 导 体 制 冷 展 示 柜。 【方法】展示柜以菜心为展示对象,建立基于柜内外传热的热负荷模型,并通过试验验证循环风幕式半导体制 冷展示柜的保鲜效果。【结果】菜心展销 27 h 后,循环风幕式半导体制冷展示柜、敞开式陈列柜、常温陈列 3 种展销方式的质量损失率分别为 9.3%、20.6%、34.8%,好菜率分别为 35.8%、0、0,感官评定分数分别为 2.17、 1.08、0,SPAD 值变化区间范围在 46~54 之间;采用循环风幕式半导体制冷展示柜的菜心在展销 3 h 后质量损失 率显著低于其他 2 种方式;展销 6 h 后好菜率及感官评定显著高于另外 2 种方式。【结论】循环风幕式半导体制 冷展示柜对菜心的保鲜效果较好,可有效降低菜心的质量损失率,并显著提高好菜率,为菜心展销装备设计及 研究提供参考。     

基于无线传感网的荔枝园智能节水灌溉双向通信和控制系统

为提高水资源利用率和灌溉智能化管理的需要,设计了以无线传感器网络技术为核心的荔枝园节水灌溉控制系统,该系统的无线通信模块选择CC2530模块,传感器模块包括空气温湿度传感器DHT22,光照强度传感器GY-30,土壤水分含量传感器TDR-3以及一些外围电路,精确采集荔枝园温度、湿度、光照度和土壤含水率等多项环境信息,通过无线传感器网络、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,GPRS)和互联网进行数据的传输,保证了传输的实时性和远程性,实现了对荔枝园环境的实时监控;同时,远程服务器和网站上都对荔枝园的土壤含水率的阈值进行了设定,当土壤含水率的值超过了阈值,服务器或者网站就会自动发送相关命令对相应的电磁阀进行控制,实现双向控制。分析、测试了系统的功耗和通信距离,在空旷地带,节点的双向有效通信距离达1 205 m,在荔枝园中双向有效通信距离达81.5 m。在传感器节点系统工作周期为30 min情况下,根据试验结果估算出,两节额定容量为3 000 m A·h的3.7 V锂电池串联可使传感器节点持续工作时间最大为500 d,可使电磁阀控制节点工作5 a以上。试验结果表明,该系统运行稳定,网络平均丢包率为3.87%,能够准确监测荔枝园信息采集和控制电磁阀工作,实现和控制荔枝园智能节水灌溉双向通信。     

干湿交替下基于超声波速度的土壤含水率估算模型

为探究不同墒情需求的农田耕作层土壤含水率与超声波速度的变化关系,采用室外模拟降雨的方式,使土壤样本初始含水率分别为15%、20%、25%和30%,之后置于自然环境下干燥直到土壤含水率达到5%结束干燥,每种处理进行共4次干湿交替,利用超声波土壤含水率原位检测装置对土壤样本进行超声波速度测定。结果表明:土壤样本在各次干湿交替过程中随着土壤含水率的不断下降,土壤容重及超声波速度均呈非线性的增加。随着干湿交替次数的增加,土壤含水率变化对超声波速度的影响减弱,土壤样本初始含水率越高,干湿交替次数对超声波速度的影响越小。采用自适应加权数据融合算法将多次干湿交替过程中的土壤样本超声波速度加权融合,并利用非线性回归分析构建适用于经历多次干湿交替作用下的超声波速度-土壤含水率关系模型,预测误差在6%左右,表明该模型可用于描述不同墒情需求的农田耕作层土壤含水率与超声波速度的关系。研究结果可为利用超声波速度特性实现不同灌溉性质农田土壤含水率的持续监测及预测提供参考。     

水田驱动叶轮轮叶下土壤流动特性与动力性能研究

在自制的小土槽试验装置上，进行了水田驱动叶轮轮叶下土壤流动的拍摄和轮叶上土壤反力的测试。在研究轮叶下土壤流动轨迹、流动模式和流动区大小变化规律的基础上，分析了轮叶产生的推进力和支承力，驱动效率的变化规律及其与土壤流动之间的关系。深入分析了有较大陷深和作旋轮线运动的轮叶的驱动效率较低的原因。     

水田叶轮单轮叶动力性能的试验研究

通过对水田叶轮单轮叶动力性能的大量测试结果,分析了轮叶产生的推进力、支承力和驱动效率受轮叶倾角、陷深、滑转率的影响和随轮叶转角位置的变化规律。轮叶产生最大推进力和支承力所对应的转角分别在90°和75°附近,支承力由正值变为零为零所对应的转角在100°左右。在95°轮叶转角附近轮叶的驱动效率最高,在80°至110°转角范围内有较高的驱动效率。但作旋轮线轨迹运动的单个轮叶,在滑转率10％～15％时最高驱动效率达75％,随着陷深和滑转率的增大驱动效率的平均值明显下降。     

基于高光谱与电子鼻融合的番石榴机械损伤识别方法

提出了一种基于高光谱与电子鼻融合的水果机械损伤识别方法。分别采用高光谱仪与电子鼻对无损伤、轻度机械损伤和重度机械损伤的番石榴进行采样,提取特征信息后,运用主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)、欧氏距离分析(ED)和模糊C均值聚类(FCM)对高光谱仪、电子鼻以及高光谱与电子鼻融合3种识别方法的识别效果进行了对比。PCA和LDA的分析结果表明,高光谱与电子鼻识别番石榴机械损伤是可行的,但单独采用这两种识别方法均无法对番石榴机械损伤程度进行分级。采用高光谱与电子鼻融合方法,结合LDA分析可以较好地识别番石榴机械损伤程度,比单一识别方法具有更好的识别效果。此外,LDA比PCA对番石榴机械损伤识别效果更佳。根据PCA、LDA和ED分析结果可以推测多源信息融合的分类识别方法既可获取更多的样本信息,提高相同样本之间的聚类性,又可较多地保持单一分类识别方法得到的不同样本之间的最大距离。根据FCM分析结果,高光谱识别、电子鼻识别和高光谱与电子鼻融合识别3种方法对番石榴机械损伤识别的正确率分别为89.74%、82.05%和97.44%,验证了多源信息融合方法对提高水果机械损伤识别效果的可行性。     

气调保鲜运输车通风系统阻力特性试验

针对液氮气调运输保鲜环境对运输厢体和通风系统的要求,设计了气调保鲜运输车通风系统试验装置。研究了通风风速、开孔隔板开孔率、堆栈方式、回风道长度等因素对气调保鲜运输车通风系统压力损失及能耗的影响,分析了通风系统的阻力特性。结果表明：通风系统的阻力特性可用Ramsin方程表述,通风系统的压差随风速的增大而增大;风速相同时,压差随开孔率的增大而减小;保鲜室内压差分布较均匀;满箱、留中间空隙和留两侧空隙等3种堆栈方式对压力损失的影响不明显;无回风道时压力损失比有回风道时小;气调保鲜运输车开孔隔板的开孔率大于3.89%时,通风系统的压力损失小且能耗较低。     

基于双监测点的保鲜运输温度控制系统设计

针对果蔬保鲜运输中因温差过大,部分果蔬易被冻伤的问题,设计了一套基于双监测点的保鲜运输用温度控制系统.该系统以安装在厢体后端的温度传感器为主监测点,将保鲜运输中的环境温度控制在理想的保鲜温度范围内;以安装在厢体前端的温度传感器为辅助监测点,防止气流出口处的温度过低,冻伤厢体前端的果蔬.通过试验,此温度控制系统稳定性好、可靠性高,既能将运输厢内的温度控制在设定的目标温度范围内,又能防止运输厢体前端的果蔬不被冻伤.此研究结果对提升果蔬保鲜运输技术水平具有一定的参考价值.     

乡村振兴背景下“一园一平台，专家进企业”的农技推广模式研究

党的十九大提出“乡村振兴”战略，为我国的农业和农村发展提供了良好的政策背景。农业园区建设是早在 20 世纪 90 年代初期我国兴起的一种农业发展模式，应用了现代化的科学管理和科学技术方法进行集约化和区域化的生产模式。广东省高度重视现代农业产业园的发展规划，把建设现代农业产业园作为实施乡村振兴战略的重要抓手、推动城乡融合发展的重要平台，并出台政策，促进全省农业现代化发展，率先基本实现农业现代化。广东省在转变农业发展方式、农业高质量发展对农业科技推广等方面提出了更高要求，以广东省农业科学院全产业链科技支撑现代农业产业园建设为例，阐述了省级农业科研机构“一园一平台，专家进企业”农技推广模式的运行机理，总结了其在带动区域产业转型升级、促进科技要素聚集和提升、探索农技推广模式、科技提升农业发展质量和竞争力、服务三农人才队伍建设等方面取得的成效，分析了模式实践的困境，提出了相应的完善对策，以期为省级农业科研机构开展农技推广、服务区域乡村振兴提供参考。