粮食热风干燥含水率在线模型解析

为了揭示粮食在深床动态干燥过程中的含水率变化规律,指导干燥工艺设计,实现干燥过程实时跟踪与调控,提高干燥品质,降低能耗。基于薄层干燥水分扩散模型、深层干燥质量守恒原理、态函数和不可逆热力学分析方法,建立并求解了粮食深床干燥基础方程,获得了顺流、逆流、横流和静置层干燥方式下粮食含水率和干燥速率分布解析式,解析出了粮食在顺流层内经历持续降速干燥的过程,逆流层内存在干燥速率的极值点,在通风温度、湿度、送风量相同的干燥条件下,逆流干燥速率明显高于顺流,表明了逆流干燥能量利用效果优于顺流;粮食在横流和静置层内的干燥特性相同,进风侧和出风侧的干燥速率相差很大,在层厚度0.5 m、粮食含水率20%以上时,出风侧的干燥速率几乎为0,干燥的均匀性较差。在5HP-3.5型循环式缓苏干燥机上的试验结果显示,深层干燥解析值与实测值间的最大偏差为0.69%,极差范围为-0.27%~0.69%,从粮食干燥的惯性特征推断,产生偏差的原因主要是仪器检测误差。解析方法对实现粮食深床干燥过程动态跟踪和调控,指导干燥设计,降低干燥能耗、提高干燥效率和干燥机产能等具有重要意义。     

干燥物系解析理论研究进展

干燥是含湿物料与有限介质两个独立物系,在限定的工艺条件下,自发进行能量传递和转换的过程。它隶属热力学范畴,而又不同于一般的热力过程,在物系边界存在诸多错综复杂的随机因素交互作用,使得基于热力学熵参数无法对实际过程的能效进行实时的定量评价。基于传递定律建立扩散模型,得不到传递系数严格意义的数学解,存在微积分结果偏离实际较远的情况;基于反应工程原理建立干燥动力学模型,存在指前因子,活化能,机理函数等待定的物理量,实际应用存在很大的局限性。如何从理论上完整地解析出实际过程,得到其分析解是热力学应用技术基础科学研究领域自古以来的重大理论难题。近十几年,笔者从非均相系热力学基础和干燥?分析入手,以干燥?传递和转换时的自由能消耗为统一尺度,以水分活度为一切干燥物系的共同属性,揭示了干燥物系固有特征函数及其理论解,丰富了热力学应用技术基础理论。该文从干燥物系解析理论发展的历史现状,阐释揭示物料干燥理论过程、评价工艺装备能效的解析理论与方法并指明其应用与发展的技术途径,为揭示物系传递机理、评价工艺装备系统能效、实现干燥过程自适应控制和制订科学的工艺能效评价标准提供参考。     

小麦微波干燥特性及其对品质的影响

针对小麦热风干燥中存在的问题,运用微波试验装置,通过选择不同的干燥功率、物料铺放厚度及排湿风速,研究了小麦微波干燥特性及其对干后品质和能耗的影响。研究结果表明：小麦微波干燥主要处于恒速阶段,微波干燥对小麦品质有显著的影响,小麦籽粒的发芽率和SDS沉降值对微波处理的反应比较敏感,可以作为小麦热损伤的指标和小麦品质变化的检测指标,小麦微波干燥能耗主要受排湿风速影响。     

箱式通风干燥机小麦干燥试验研究

为了解小麦平床通风干燥特性,该文以某型号箱式通风干燥机为试验设备,开展小麦收获后干燥试验研究,测试分析了干燥床风场分布、干燥床层含水率分布、温度分布及耗能等特性。研究表明,该设备在水平面和垂直面均存在较明显的干燥速度差异;在干燥6h结束时整个小麦床层的最大含水率差异超过3%,影响整批物料的干燥效率和干燥成本;干燥5h后整批物料含水率达到小麦贮藏要求,每1kg物料含水率下降5%的能耗成本为0.09元。根据试验研究结果,提出在入风口增加导风栅格、干燥仓体4个角采用圆弧过渡处理、采用气流换向机构和交替换向通风干燥工艺等改进措施来改善该设备干燥均匀性。研究结果为该类型干燥机的小麦干燥工艺优化及设备改进设计提供了依据。     

桑枝屑的干燥方法与干燥机理研究

为更有效地利用巨大而宝贵的桑枝资源,该文针对桑枝屑工厂化生产利用中需对物料进行抽样并快速检测其含水率的要求,依据烘干失重的测试原理,比较了桑枝屑的高温真空干燥方法和微波干燥方法.着重考察了物料初始重量、初始含水率、温度、真空度以及时间等工艺参数对干燥结果的影响.试验表明,无论采用哪种方法,物料的干燥曲线大致为预热、恒速、减速干燥3个阶段;在高温真空干燥中,温度较真空度对干燥速度的影响更为明显;在微波干燥中,微波功率对干燥速度的影响较大;微波干燥方法具有干燥速度快、对物料含水率检测更准确等优点.     

干切牛肉冷冻干燥中解析干燥过程的动态模拟及优化

该文通过对干切牛肉冷冻干燥中解析阶段含水率、物料温度的动态模拟及干燥速率与耗能分析,确立干切牛肉冷冻干燥中解析干燥的优化操作条件。通过建立解析阶段中脱除水分所需干燥时间以及相应的物料表面温度、物料中心温度的数学模型,并假设解析干燥过程中物料含水率由升华结束时的10.0%下降到干燥结束的0,以含水率变化为自变量,模拟了物料厚度为6、8、12、15 mm的干切牛肉在干燥室压强10 Pa,加热板温度80℃的操作条件下含水率、物料温度随时间的动态变化。以所建模型预测厚度7、9、10、11、12、13、14 mm的干切牛肉在该操作条件下含水率、物料温度的动态值及解析干燥周期。验证试验表明：预测与实测含水率相对误差小于10%,物料中心温度计算值与实测值的绝对误差小于5℃,说明所建模型可用于模拟、预测6～15 mm干切牛肉冷冻干燥中解析干燥阶段的参数变化。比较不同厚度干切牛肉冷冻干燥中解析干燥阶段的干燥比耗时、干燥效率,结果是采用6 mm厚度切片进行干燥,生产单位产品耗能最低,且生产率最大。     

导向管喷动床小麦干燥工艺优化研究

为在国内推广使用具有良好的传热和传质效果的喷动床,自行设计制造了喷动床粮食干燥机,以探索喷动床用于粮食干燥的实际效果和所存在问题的解决方法。喷动床的内径为180 mm,高为700 mm,锥体部分高为100 mm,锥角为90°,气体入口管内径为25 mm,所用导向管的内径为25 mm,长200 mm,距进气管口54 mm。以湿小麦为原料,进行喷动干燥试验。设计了三因素三水平正交试验方案。所考察的三个因素是空气流量、热空气温度和湿麦装料量。各因素的水平为：空气流量取42、54、71 m³     

颗粒物料深床降速干燥过程的解析

通过对颗粒物料的干燥特性分析,给出单一粒体降速干燥具有二段性的物料在深床干燥过程各降速阶段的解析式;讨论诸干燥参数及物性参数的变化和相互关系,建立数学模型,采用计算方法,示出解析结果以及这一解析方法的应用。     

热泵常温干燥装置及其理论分析

文章讨论了常温干燥装置的工作过程及特点,分析了蒸气压缩式热泵的能量关系及其节能原理,并阐述了热泵干燥装置设计计算的有关问题,分析结果表明：热泵常温干燥装置具有显著的节能效果,对粮食、蔬菜、果品及土特产的干燥有着广泛的适应性,特别适合于那些不宜在高温条件下进行干燥的物料,有着十分广阔的开发应用前景。     

小麦籽粒铅污染来源的同位素解析研究

以中国西北地区某工业区为研究区域,采集大气降尘、耕层土壤样品(0～20 cm),及对应农田位置的小麦籽粒样品,用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)测定铅元素质量比及铅同位素比率值。运用普通块克里金法(Ordinary Kriging)预测大气铅沉降通量分布、耕层土壤和小麦籽粒铅质量比空间分布;结合二元混合模型计算各污染源对小麦籽粒铅质量比的贡献率。结果表明:1)耕层土壤铅质量比范围为21.8～40.0 mg/kg,平均值为27.1 mg/kg,高于当地土壤背景值(21.4 mg/kg),说明耕层土壤受到一定程度的污染。2)研究区域小麦籽粒铅质量比范围为0.269～0.768 mg/kg,平均值为0.430 mg/kg,超标率达100%。3)大气降尘和耕层土壤对小麦籽粒铅质量比的贡献率分别为90%～99%和1%～10%。通过研究耕层土壤和小麦铅污染的范围及程度,探讨小麦籽粒铅污染的来源,解析各污染源的相对贡献率,可为制定控制食品中重金属污染,保障食品安全措施提供依据。     

可持续农业的几个理论问题

分析了可持续农业思潮的兴起、我国与发达国家在实施可持续农业方面策略的异同以及可持续农 业的学科体系和五大要素。提出“中国生态农业”是在我国推行可持续农业的理想方式以及我国应走以依靠科学技术提高劳动者素质为重点的可持续集约化农业之路。作为可持续农业指导思想的农业生态学需要同传统农学紧密结合,以探索出符合我国国情和可持续发展原则的农业现代化之路。     

金针菇干燥特性及数学模型

利用自行设计的物料干燥试验装置,调节和控制干燥介质环境参数。在风速1～3m/s、温度40℃～70℃、湿度16％～30％RH范围内的8种工况组合下,摸拟金针菇干燥过程,建立了两种干燥速率与干燥环境参数间的数学模型—单项扩散方程和page方程。实验表明,利用page方程来描述金针菇薄层干燥过程,具有更高的拟合精度。同时,通过对金针菇在不同干燥环境条件下的干燥速率、能耗及干制品质量的综合分析,筛选出两种较佳干燥工况:48℃、2m/s和60℃、1m/s。     

蔬菜箱式穿流干燥室干燥均匀性的间接测试法

通过对箱式热风穿流干燥室风速场、温度场及其满载物料干燥均匀性的试验研究,指出了干燥室温度场和物料的干燥均匀性规律同空载冷态下风速场均匀性的规律基本一致,为该类干燥设备在研制开发过程中干燥均匀性和与其相关的温度场的测定提供了一种间接的试验方法。     

作物抗盐机制研究Ⅰ.小麦水分保持与质膜渗透性

运用盆栽试验方法,对五种小麦品种的抗盐性及其机理进行了研究。研究表明,盐分胁迫下抗盐小麦的蒸腾组织具有相对较高的蜡质含量、肉质化指数和叶相对含水量,因而保水抗盐能力较强。本试验中以“鲁麦19”和“植申2号”的抗盐力较强,而其上述三种指标最高;“鲁麦23”则完全相反。小麦抗盐性还与其叶表面质膜组织有关。抗盐性强的小麦具有较高的质膜稳定性,影响其在盐渍条件下对盐离子的透性,即影响叶电解质渗透值和相对电解质外渗率。     

小麦农家品种‘红蚰子’苗期白粉病抗性鉴定和遗传分析

白粉病是小麦的重要病害之一,优异抗病种质的鉴定和利用是控制该病害的有效措施。当前,我国小麦生产中的多数栽培品种和品系对白粉病表现为感病,可利用的优异抗性基因为数不多,因此,很有必要发掘新的有效抗源和抗性基因。我国小麦农家品种‘红蚰子’(京2350)苗期对国内38个小麦白粉病原菌菌株中的34个表现为高抗至免疫,且成株期对石家庄地区的田间混合白粉病原菌表现为免疫或近免疫。为了进一步研究‘红蚰子’抗白粉病遗传特点,发掘并利用其中的优异抗白粉病基因,本研究利用白粉菌E09菌株,分别对‘红蚰子’与感病亲本‘铭贤169’和‘辉县红’组合各自的F_1、F_2后代植株和F_(2:3)株系,进行苗期抗性鉴定和抗性遗传分析。结果表明,‘红蚰子’与‘铭贤169’和‘辉县红’组合的所有F_1均感病,各自F_2后代植株中抗病植株与感病植株的比例均符合1∶3分离比,且各自F_(2:3)株系中纯合抗病株系∶杂合株系∶纯合感病株系的比例均符合1∶2∶1的比例。因此,‘红蚰子’对E09菌株的抗性由1对隐性基因控制,暂时命名为PmHYZ。‘红蚰子’是我国农家品种中优异的白粉病抗源,研究并发掘其中的抗性基因,将为其在抗病育种中的有效利用奠定基础。     

糟渣类物料脱水干燥的研究(初报)

当前蛋白资源不足是阻碍我国饲养业发展的重要原因,但在农、副产品加工下脚中有大量宝贵资源未被合理利用。本文对糟渣物料的开发利用从营养成分、技术、经济等方面进行了较为全面的分析和论证。重点研究了糟渣物料脱水干燥的工艺和设备,并在实验室试验中获得了成功。     

作物抗盐机制研究Ⅰ.小麦水分保持与质膜渗透性

运用盆栽试验方法,对五种小麦品种的抗盐性及其机理进行了研究。研究表明,盐分胁迫下抗盐小麦的蒸腾组织具有相对较高的蜡质含量、肉质化指数和叶相对含水量,因而保水抗盐能力较强。本试验中以“鲁麦19”和“植申2号”的抗盐力较强,而其上述三种指标最高;“鲁麦23”则完全相反。小麦抗盐性还与其叶表面质膜组织有关。抗盐性强的小麦具有较高的质膜稳定性,影响其在盐渍条件下对盐离子的透性,即影响叶电解质渗透值和相对电解质外渗率。     

翻板式烤房干燥啤酒花过程及控制因素

经测定得知翻板式烤房的干燥规律,其主要可控指标为上面某一层干燥介质的温度。根据这一温度的大小及相关因素,对啤酒花出花水分进行了有效控制,并用“出花指示器”加以实现。     

“高优503”小麦芒基因染色体定位

应用单体分析法对21个\"中国春\"单体与\"高优503\"小麦品种(系)杂交的F1代进行细胞学观察,选取单体植株观察其芒性状表现并进行分析,得出2A组合F1代的单体植株有芒而其他组合无芒,\"高优503\"的2A染色体上存有促进芒表达的隐性基因。     

温度对盐胁迫小麦抗氧化机制的影响

本研究以耐盐性不同的8个冬小麦品种为材料,分别在室温(20℃/25℃)和接近小麦生产的低温(10℃/15℃)条件下采用溶液培养,并在苗期进行盐胁迫处理(150 mmol·L-1 Na Cl),研究温度和盐胁迫交互作用对耐盐性不同的小麦抗氧化机制的影响。结果表明,对室温培养的幼苗进行盐胁迫后,耐盐强的小麦幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)活性均显著升高,并且高于2个耐盐性弱的品种;而耐盐性弱的小麦幼苗盐处理后仅APX活性显著升高,其活性氧(ROS)累积量和叶片相对电导率均高于耐盐小麦;抗旱小麦以上指标介于耐盐品种和耐盐性弱的品种中间。低温培养下进行盐胁迫,谷胱甘肽还原酶(GR)在所有供试品种中均显著升高2~3倍;耐盐品种仅CAT和APX活性升高,抗旱品种SOD、POD和APX以及耐盐性弱的品种SOD和POD活性显著提高。由此得出与室温盐胁迫下小麦抗氧化机制的响应不同,低温盐胁迫条件下,耐盐小麦SOD和POD酶活性受到抑制,主要通过提高抗坏血酸-谷胱甘肽循环的两个关键酶APX和GR活性增加对ROS的清除能力,而抗旱品种和耐盐性弱的品种除GR酶活性显著提高外,SOD和POD对ROS的清除能力均显著增强。在各种抗氧化酶的共同作用下,耐盐性不同的小麦品种之间ROS累积量和叶片电导率等受伤害指标的差异程度与室温盐胁迫相比减弱。