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.     

基于物联网的荔枝园信息获取与智能灌溉专家决策系统

为实现荔枝园环境的实时远程监控和精准管理,设计基于农业物联网的荔枝园信息获取与智能灌溉专家决策系统,该系统通过信息采集终端模块实时采集荔枝园的土壤含水率、空气温湿度、光照强度、风速和降雨量等环境信息,通过无线传感网将数据包发送到网关上,网关通过通用无线分组网(general packet radio service,GPRS)将处理后的数据包传输到云服务器,专家系统根据采集到的环境数据,结合专家知识,建立多个决策数学模型,实现计算作物需水量、预报灌溉时间、灌溉最佳定量决策、根据灌溉制度决策等决策功能,将决策结果反馈到控制终端模块进行智能监控。经试验,对比系统多参数决策和一般的单参数决策得出的结论,多参数决策的准确性更高;灌溉区域的土壤含水率平均值为17.4%,满足荔枝树生长所需的土壤含水率条件,说明系统的灌溉决策具有比较强的实时性。且系统预测能达到75%的准确率,说明系统的预测实时性比较好。该系统实现了荔枝园的环境信息获取与智能灌溉,能指导用户更好地管理荔枝园。     

嵌套真空板冷藏箱体保温性能的建模分析

【目的】研究嵌入真空隔热板(Vacuum insulation panel,VIP)冷藏箱体的热工性能。【方法】采用圆热流法理论建立了箱体的传热系数计算模型,并对纯聚氨酯(Polyurethane,PU)箱体和不同VIP覆盖率箱体进行热箱法漏热试验,测定不同箱体的总传热系数并分析其保温性能的优劣。【结果】嵌入VIP箱体总传热系数的理论计算与试验测试结果整体趋势基本保持一致,表明所建立的计算模型可用于分析冷藏运输箱体的保温性能。当VIP覆盖率为87.14%时,箱体总传热系数是纯PU箱体的68.57%,保温性能提高33%左右。VIP覆盖率从48.87%增加到87.14%,箱体总传热系数相应从0.445 W/(m2·K)降低至0.336 W/(m2·K),间隙系数从1.23增大到1.36,箱体保温性能提高约25%。【结论】嵌入VIP箱体的保温性能优于纯PU箱体,箱体间隙系数、保温性能与VIP的覆盖率成正比。采用VIP隔热材料能提高冷藏运输箱体的可利用容积率,降低运输能耗。     

超声波土壤含水量检测装置的模型建立与验证

为探究利用超声波脉冲速度检测土壤体积含水量的可行性,以广东省红壤、赤红壤、水稻土为研究对象,设计了一种超声波土壤含水量检测装置,并利用ZBL-U510型非金属超声波检测仪在3种不同温度环境下(10、20、30℃)对不同含水量的土壤样本进行声速测定,构建了土壤体积含水量与超声波差值声速的温度效应数学模型。结果表明:超声波在水稻土中的传播速度比红壤、赤红壤快,且温度对超声波声速随土壤体积含水量变化节律的影响不同。20℃环境下超声波在土壤中的传播速度最快,10℃其次,30℃最慢。采用Richards模型表征土壤体积含水量与超声波差值声速关系的预测误差在3%左右,采用分段结构温度效应模型的预测误差在5%以内,证明该文提出的超声波脉冲速度-土壤体积含水量的温度效应模型可用于动态温度条件下的土壤含水量预测。该研究可为超声波技术在土壤水分检测领域的应用研究提供参考。     

环境湿度场与不同包装种子含水率的研究——基于COMSOL

为掌握除湿过程湿度场分布及作用于种子含水率的规律,针对压差原理的贮藏箱体,以水稻种子为试验物料,基于COMSOL Multiphysics5.0软件,对不同湿度环境湿度场分布和不同包装种子在不同湿度场中随时间变化的种子含水率进行数值模拟,得出了不同包装种子在不同湿度环境下贮藏7天的种子含水率与湿度场云图。研究结果表明:同一包装的水稻种子在不同湿度环境下具有不同的吸湿或解吸速率。95%高湿环境下散装的种子平均吸水速率可达1.79×10~(-2)mol/d,用铝箔袋包装平均吸湿速率仅有0.2×10~(-2)mol/d,是散装包装的1/9;35%超干燥环境下散装的种子平均解吸速率可达0.68×10~(-2)mol/d,贮运7天后含水率可降到9%;5 0%湿度环境下贮运7天后含水率可达到11%,但前者能耗是后者能耗的4倍多。通过与验证试验对比,试验结果与模拟结果基本吻合,试验值与模拟值最大偏差值为1.2%,该模型是有效的。     

不同保鲜环境荔枝褐变的理化指标识别方法研究

为探究理化指标识别荔枝褐变的可行性,试验获取了3种常用保鲜环境(常温保鲜、冷鲜柜保鲜和气调保鲜)荔枝贮藏过程中褐变程度,色差a*、b*、L*,可溶性固形物含量(TSS)和硬度变化。常温、冷鲜柜和气调3种保鲜环境荔枝褐变指数随褐变程度逐渐增大,其中常温保鲜荔枝增大最快,冷鲜柜保鲜荔枝其次,气调保鲜荔枝较慢。理化指标色差a*、b*、L*和硬度均随褐变指数增大呈减小的趋势,TSS随褐变指数增大变化不明显。采用线性判别分析(LDA)对常温、冷鲜柜和气调3种保鲜环境荔枝褐变程度识别正确率分别为96.67%、100%和100%。但冷鲜柜和气调保鲜荔枝4级与5级果LDA分析数据点较近,实际分类易发生混淆。LDA可较好地识别1级、2级、3级和4~5级荔枝果实。采用偏最小二乘回归(PLSR)建立预测模型同时对3种保鲜环境荔枝褐变程度预测时,训练集与测试集测试值与实际值的拟合决定系数R2分别为0.85和0.90,证明了不同保鲜环境荔枝通过同一个模型进行预测的可行性。试验揭示了褐变、理化指标和保鲜时间之间存在的关系,证明了通过理化指标识别褐变程度的可行性,可为水果褐变准确识别以及商品价值评价提供参考。     

CFD在食品储运设备研发中的应用

合理的流场是保障食品储运品质的关键因素之一。计算流体力学(CFD)在分析食品储运设备流场、优化设备内部结构等方面提供理论基础。通过查阅相关文献资料,介绍了CFD求解的基本理论,着重分析了CFD在国内外冷藏库和冷藏车研发中的应用研究现状,探讨了CFD模拟过程中的一些问题,提出了CFD在食品储运设备研发中应用的建议和趋势,包括提高模型科学性、提高网格质量以及选择合适的求解模型等。研究结果对运用CFD进行食品储运设备的研发有一定的指导意义。     

刀豆脱壳机构的设计与试验

为实现刀豆的机械化脱壳,设计了一种齿形轧辊式脱壳机构。该机构利用挤压和剪切复合产生撕搓效应的原理进行脱壳,通过调整脱壳轧辊对的轴心距,可适应不同品种、形状和尺寸荚果的加工。为确定脱壳机构的最佳工作参数,在分析其结构特点和脱壳工作原理的基础上,对研制样机进行了四因素混合水平的正交试验研究。根据因素的不同搭配对脱净率和损伤率的综合影响效果,采用综合评分法得出影响指标的主次因素排列顺序为刀豆品种、双辊间隙、双辊转速、辊面材料。试验结果表明,最佳作业参数条件:刀豆品种为矮生刀豆、双辊转速为25r/min、双辊间隙为18mm、辊面材料为橡胶。研究结果可为刀豆脱壳机的整体设计与优化提供重要依据。     

农业高校校园车辆与交通管理评价体系的建立——以华南农业大学为例

采用分析法建立高校校园车辆与交通管理评价体系,评价指标包括安全性、通达性、生态性及主观满意度。采用专家调查法确定各指标的重要性,根据重要性确定9个可定量或定性指标;采用层次分析法确定9个指标的权重;采用简单的线性加权综合法对高校车辆与交通管理具体水平进行评价。用建立的评价体系对华南农业大学校园车辆与交通管理进行评价,评价结果为良好。     

保鲜运输用高压雾化加湿系统湿度调节特性的试验研究

为解决果蔬保鲜运输用高压雾化加湿系统的设计问题,建立了高压雾化加湿系统试验平台。通过改变保鲜厢体中回风道风速、开孔隔板开孔率、回风道长度等,研究各因素对加湿效率和湿度分布的影响,分析高压雾化加湿系统的湿度调节特性。结果表明：设计的保鲜厢体结构有利于加速液滴雾化,防止果蔬包装箱强度降低;高压雾化加湿系统加湿效率与风速、开孔率呈非线性关系;在风速和开孔率相同的情况下,回风道越长,保鲜室内湿度分布越均匀;确定开孔率为7.56%,风速为8m/s,回风通道长度为1.5m为本试验平台的最优的工作参数组合。研究结果对保鲜运输用高压雾化加湿系统的设计具有一定的参考价值。