自走式果园多工位收获装备设计与试验

为解决现代化果园水果收获过程中人工劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题,结合果树矮砧宽行密植模式和农艺种植要求,本研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。首先介绍了自走式果园多工位收获装备的整机结构和工作原理,然后根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式,对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统的关键部件进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验结果表明,所设计的自走式果园多工位收获装备可同步于六工位人工采收速度,苹果采收损伤率为4.67％,装箱均布系数为1.475,装箱速度为72.9个/min,能够满足果园采收作业要求。     

不同空间尺度河流水质与土地利用关系分析——以泰国蒙河流域为例

为分析不同空间尺度河流水质与土地利用的响应关系,认识水环境变化成因和趋势,以泰国蒙河流域为研究对象,采用GIS、莫兰指数(Moran′s I)和Spearman相关分析等方法,探究蒙河水质的空间分异及不同空间尺度下水质对土地利用格局的响应特征。结果显示,近20 a(1997—2017年)流域内溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、总磷(TP)、硝态氮(NO3--N)、氨氮(NH3-N)、固体悬浮物(SS)的Moran′s I值分别为0.86、0.38、0.35、0.40、0.45、0.50,表现出空间聚集性,而总大肠菌群(TCB)、粪大肠菌群(FCB)的Moran′s I值分别为-0.15、-0.10,具有空间离散特征。不同空间尺度下河流水质与土地利用的相关性大体一致,但相关程度存在差异,缓冲区尺度的土地利用格局能够更好地解释蒙河水质变化,其中水质指标与5 km缓冲区空间尺度下土地利用的关系最为显著。相关分析结果表明,蒙河流域农业用地、城镇建设用地对水质负荷起到"源"的作用,林地起到截留、吸附的作用。因此,蒙河流域水环境保护应以非点源污染控制为主,重点加强农业生产过程中化肥等管控,控制生活污水等污染物直排入河。     

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。     

蒸烫处理的宽皮柑橘温度场分布及传热过程分析

为解决宽皮柑橘蒸烫去皮效果差、果肉品质受损等问题,基于有限元法建立宽皮柑橘的传热模型,考察宽皮柑橘在蒸烫条件下内部温度场的变化规律,并对不同果径宽皮柑橘的蒸烫时间进行预测。结果表明：在蒸烫处理时,蒸汽与柑橘果皮表面发生对流换热使其温度骤升,热量沿径向向果肉中心传递。随着蒸烫时间的延长,柑橘沿径向受热更加均匀,果肉表面温度迅速升高而后趋于稳定,其传热速率先升后降。果径越小,果肉表面传热速率越大,并且在同一蒸烫时间下果肉表面温度也越高。为保证柑橘果肉品质不会受损,小果径柑橘蒸烫时间应小于77 s,大果径柑橘蒸烫时间应小于172 s。