陶瓷板太阳能集热器保温隔热设计及养殖水体升温试验

为研究保温隔热结构对陶瓷板太阳能集热器水体升温和集热效果的影响,进行了不同工况模式下的水体升温对比试验,并对其集热效果进行了探讨。结果表明:陶瓷板太阳能集热器的水体升温幅度和得热量与辐射照度成正比,且受保温隔热结构的影响较大;晴天天气、同等流量条件下,有保温隔热的集热器水体升温幅度比无保温隔热的集热器平均提高2.3℃,日有用得热量提高68.8%;阴天天气、无保温隔热的集热器会造成14.3 MJ/m~2的热量流失,水体升温幅度比前者低3.1℃;增加水体流量,集热器的水体升温幅度随之降低,而得热量则增加,大流量条件下保温隔热更有利于系统集热;有盖板(有保温)的集热器水体升温幅度和日有用得热量分别比无盖板(有保温)的集热器高出0.3、1.2 MJ/m~2。研究表明,保温隔热结构可显著提升陶瓷板太阳能集热器的水体升温效果和集热性能,该种模式在中国北方地区工业化水产养殖水体升温工程中具有良好的应用前景。     

海带渣与养殖固体废弃物混合发酵产沼气试验

废弃物的高效和资源化利用是现代渔业发展面临的重要课题。该文以海带渣和养殖固废为原料开展了两相发酵产沼气效果试验研究,探讨了中温条件下(35±1℃)料液TS浓度和接种率对混合水解酸化特性以及厌氧发酵产沼气效果的影响。结果表明,海带渣与养殖固废混合水解酸化过程启动很快,第2天乙酸浓度即达到峰值,5 d后丙酸和丁酸浓度增幅较快,水解酸化过程中甲酸产量相对较低。不同TS浓度(6%、8%和10%)和不同接种率(10%、20%和30%)的料液水解3 d,乙酸的酸化度分别为42.6%、50.0%、49.8%和50.7%、44.3%、40.3%;主要有机酸(乙酸+丁酸+甲酸)的酸化度分别达到61.7%、68.7%、62.2%和69.4%、57.5%、58.0%。料液TS浓度为8%~10%、接种率为10%~20%和p H值为6.0~7.0时,海带渣与养殖固废在中温条件下混合水解2~3 d,即可获得后期发酵产沼气所需的酸化料液。此外,发酵产沼气结果表明,每天按与产沼气接种污泥质量比为1:7~1:9的比例添加酸化料液,在p H值为7.0~8.0和35±1℃的条件下厌氧发酵产沼气,产气系统启动很快,而且8~13 d即进入稳定产气阶段,产气率保持在489.4~581.5 m L/g VS,所产沼气中的甲烷体积分数达到82.7%~84.9%,而且料液不会出现酸化现象。海带渣与养殖固废混合水解酸化、批量填料发酵产沼气工艺明显提高了产气效率和系统稳定性。     

大连海域刺参原产地大型底栖动物群落结构调查及修复策略

2014年6月,按照海洋资源调查规范,调查北黄海大连沿岸的刺参Apostichopus japonicas原产区中的旅顺口区塔河湾附近海域和大连金州新区城山头海滨地貌保护区海域内大型底栖动物的种类、密度、生物量,计算优势种、生物多样性和群落物种相似性,探讨其修复策略。结果表明,两处海域刺参生境大型底栖动物群落结构基本相同,优势种组成相似,优势类群均为软体动物;物种组成因饵料条件及周边海域底质不同呈现差异性分化;两处海域内海星类与刺参的密度比分别约为1∶3和1∶1,海星类与刺参的生物量比值与密度比相同;海星类与海胆类密度比均约为1∶1和3∶1,海星类与刺参及海胆类密度和的比分别为1∶4和1∶1,海胆类与刺参密度比均约为1∶2。根据调查结果认为刺参生境和增养殖区的养护、修复策略为:(1)多种共养,以参为主;(2)控制海星,适度增殖海胆;(3)提高初级生产力,降低污染。     

不同单元化运输条件对活体虾夷扇贝存活率及主要营养成分的影响

为研究不同单元化运输条件对活体虾夷扇贝Patinopecten yessoensis存活率及其主要营养成分的影响,将净化暂养后的活体虾夷扇贝放入4种不同单元化运输箱中(不加冰聚乙烯保温箱组、加冰聚乙烯保温箱组、低温半导体保温箱组、5℃恒温箱组),测定运输箱内外温度、湿度,以及虾夷扇贝存活率、糖原、粗蛋白质和粗脂肪等指标的变化。结果表明:在密闭的单元化运输条件下,箱内温度及制冷方式影响着活贝的存活率,不加冰聚乙烯保温箱组、加冰聚乙烯保温箱组、低温半导体保温箱组、5℃恒温箱组虾夷扇贝全部死亡的时间分别为48、64、112、104 h;随运输时间的延长,4组虾夷扇贝的糖原、粗蛋白质和粗脂肪含量总体均呈下降趋势,存活期内不同单元化运输条件下的糖原和粗蛋白质含量均呈显著性差异(P0.05),低温半导体保温箱组和5℃恒温箱组虾夷扇贝的糖原、粗蛋白质含量随时间的变化缓于其他两组,但64~96 h时,低温半导体保温箱组和5℃恒温箱组间粗蛋白质含量无显著性差异(P0.05);存活期内不同单元化运输条件对虾夷扇贝粗脂肪含量的影响不显著(P0.05),但在0~40 h时其脂肪含量随时间变化显著(P0.05);低温半导体保温箱组和5℃恒温箱组虾夷扇贝至糖原、粗蛋白质和粗脂肪含量较低所需时间为96 h,比不加冰组长56 h,比加冰组长48 h。研究表明,使用半导体和压缩机有效制冷的低温条件可使得活体虾夷扇贝糖原、粗蛋白质和粗脂肪消耗减缓,存活期延长。     

海水源热泵对海参育苗废水热能回收的工程应用

该文针对水产生物工厂化育苗水体升温技术需求,开展了利用育苗废水作热源为育苗水体升温的海水源热泵集成技术应用示范,探讨了集成系统对海参育苗水体升温和废水热能的回收效果。结果表明,进入I级换热器的育苗废水和新鲜海水温度分别为10.3~14.9℃和-1.9~4.9℃时,新鲜海水出水温度提升4.6~5.8℃,废水热能最大回收率达到59.2%;海水源热泵的废水热源温度和流量一定时,新鲜海水的温升幅度随其入流流量和温度升高而降低,入流温度分别为7.3和10.3℃的新鲜海水,流量不超过15和20 m~3/h时,出水温度均保持在15℃以上,满足海参育苗水温要求。热泵对废水热能的最大回收率为40.7%,COP(coefficient of performance)在5.03以上;集成升温系统比传统锅炉升温综合节能37.6%以上,减排二氧化碳约2 200 t/a,当年内可收回设备投资费用。     

仿刺参微波真空干燥工艺的研究

采用微波真空方法干燥仿刺参,研究了不同微波功率密度（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 W/g）、真空度（0.087、0.090、0.093 MPa）和预煮水盐度（80、160、240 g/L）对仿刺参Apostichopus japonicus的干燥速度、产品的物理性质及感官特性的影响。结果表明：微波功率密度对仿刺参的干燥速度和干品品质影响明显,在该微波功率密度下,功率密度平均每增加0.5 W/g,干燥时间缩短22.5 min;真空度和预煮水盐度对仿刺参的干燥速度有一定影响,预煮水盐度对仿刺参干品的外观影响较大。试验表明,用微波真空干燥海参的最佳工艺参数为：微波功率密度2 W/g、真空度0.090 MPa、预煮水盐度80 g/L。在此工艺下干燥的海参色泽和形状保持完好,收缩率较低（32.20%）,复水率较高（266.32%）,且干燥时间仅为110 min。     

基于LabVIEW的水产品热泵干燥测试系统设计

设计了一种基于LabVIEW的水产品热泵干燥测试系统。阐述了该测试系统的软硬件设计,应用该系统进行了北极虾干燥试验,在试验过程中实现了干燥空气温度、相对湿度、物料重量数据的自动采集,以及含水率变化曲线的实时显示、存储等功能,避免了热泵干燥条件调节的滞后性。结果表明:该测试系统运行稳定、性能可靠,在使用过程中操作简单、界面直观。     

挤压膨化与改性处理海带渣的油污吸附特性试验

利用挤压膨化和改性处理的海带渣进行了油污吸附材料制备的试验研究,探讨了海带渣粒度和玉米碴添加量对挤压膨化海带渣油污吸附特性的影响,以及硬脂酸添加量、海带渣粒度和改性时间对改性海带渣油污吸附特性的影响。研究表明：增加玉米碴添加量,可提高挤压膨化海带渣的吸油率、吸油速率和漂浮率,但吸水率亦提高;海带渣粒度越小,挤压膨化后的海带渣吸油和漂浮效果越好,越不易吸水;当海带渣粒度为0.9 mm、玉米碴添加量为30%时,挤压膨化海带渣具有良好的油污吸附效果,其吸油率、吸油速率和漂浮率分别为142.8%、94.1%和49.4%,吸水率为89.2%。改性试验结果表明：硬脂酸改性可显著提高海带渣的漂浮率,降低其吸水率,但油污吸附效果随硬脂酸添加量的增加而下降;选择粒度较小的海带渣并且保证一定的改性时间,有利于提高油污吸附效果;当海带渣粒度为0.9 mm、硬脂酸添加量为8.5%、改性处理2 h时,海带渣的吸油率、吸油速率和漂浮率分别为217.5%、94.3%、94.0%,吸水率在31.0%以下,吸油率和漂浮率分别是挤压膨化海带渣的1.52倍和1.90倍,吸水率降低了65.2%。     

微波真空干燥对虾夷扇贝闭壳肌营养成分的影响

在不同微波功率密度和脉冲间歇比条件下,研究了虾夷扇贝Patinopecten yessoensis闭壳肌中蛋白质、多糖、粗脂肪和脂肪酸保留率的变化情况,以探讨微波真空干燥对扇贝闭壳肌营养成分的影响和优化工艺条件。结果表明:微波真空干燥中的微波功率密度和脉冲间歇比显著影响扇贝闭壳肌蛋白质、多糖、粗脂肪和脂肪酸的保留率(P<0.05),在较低的微波功率密度和较小的脉冲间歇比(间歇时间长)下,闭壳肌的营养成分保留率较高;在微波功率密度为2 W/g、脉冲间歇比为10 s-on/20 s-off、真空度为-90 kPa的最佳干燥条件下,扇贝闭壳肌需297 min可达15%的干基含水率,干贝的蛋白质、多糖、粗脂肪、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)的保留率分别为96.84%、87.52%、60.40%、59.66%和63.62%。研究表明,微波真空干燥技术干燥速度快,干贝柱品质好,科学地选控干燥参数,有利于蛋白质、多糖、粗脂肪和脂肪酸等营养成分的保留。     

陶瓷板和真空管太阳能集热器对养殖水体升温效果的对比研究

水体升温是工厂化养殖生产的重要环节,为寻找一种高效环保且经济适用的养殖水体升温方式,对目前广泛使用的陶瓷板和真空管太阳能集热器进行了养殖水体升温效果对比试验。结果表明:当辐照度为230～1100 W/m~2、水体流量为200～400 L/h时,陶瓷板集热器对养殖水体的最大单位面积升温幅度略高于真空管集热器,分别为0.71℃和0.65℃,且陶瓷板集热器对养殖水体的水质几乎无影响;陶瓷板集热器的日有用得热量(q_(17))低于真空管集热器,这可能与陶瓷板集热器热量流失较大有关,可通过增加保温隔热结构进行改善。研究表明,在相同工况条件下,陶瓷板太阳能集热器对养殖水体的升温幅度与真空管集热器十分接近,且陶瓷板太阳能集热器结构简单、价格低廉,具有替代真空管太阳能集热器的潜力。