乙二醇蓄冷库性能及其在黄冠梨保鲜上的应用

为解决果蔬贮藏保鲜设施运行成本高的问题,促进产地冷藏设施建设,研制了以乙二醇为载冷剂的蓄冷库,并对该库的性能、贮藏保鲜效果和运行成本进行了分析,探讨该冷库用于果品贮藏保鲜的可能性。研究发现乙二醇蓄冷库的平均温度为0.18~0.32℃,测温点间最大温差为0.8℃,好于对照冷藏库。结果说明乙二醇蓄冷库的温度稳定性和均匀性较好,有利于保障果品贮藏品质。乙二醇蓄冷库和对照冷藏库用于贮藏黄冠梨,贮藏效果差异不大。一个贮藏周期一间容量30t的乙二醇蓄冷库,用电量略高于对照冷藏库;但因实行峰谷电价,运行电费仅是对照冷库的75%。总体来说,与对照冷藏库相比,研制的乙二醇蓄冷库性能优良,保鲜效果理想,运行成本更低,是实施峰谷电价地区适宜的果品贮藏保鲜设施。     

基于温度和速度均匀性的侧送风烘房设计及仿真

为提高农业机械零部件烘房温度均匀性,该研究设计并优化送风参数,分析其对速度场、温度场的影响。首先,通过理论分析和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)相结合的方法,对所设计的农机零部件烘房速度场、温度场进行数值模拟,得到烘房内速度、温度分布规律。进一步分析各送风参数对速度均匀性、温度均匀性的影响。结果表明:单侧送风回风方式优于双侧送风回风;送风口数量为8时,温度、速度均匀性较好;送风角度15°时,速度、温度均匀性较好。试验数值和模拟数值误差较小,温度误差小于1.68%,风速误差小于1.1 m/s,仿真结果可靠有效。所设计的农机零部件烘房工作稳定可靠,温度不均匀系数低于6%,满足设计要求。该研究可为农机零部件烘房结构设计及参数选取提供理论依据。     

果蔬保鲜温度梯度试验冷库的设计与效果分析

试验以创造研究果蔬保鲜最佳温度、冷害临界温度的试验条件为目的,设计研究温度梯度库的最佳结构、工艺和技术参数,明确梯度库的温度弹性效应和温度场效应。空库运行和装入实验果蔬后梯度库温差<±0.5℃。     

橡塑渗灌管渗水性能实验研究

对一种橡塑渗灌管产品,应用蒸馏水进行自由渗流实验。结果表明：渗水速率随渗水时间的延长逐渐降低,最终趋于相对稳定。在0～7 mH₂O压力范围内,渗水速率与水头压力之间呈幂函数关系,渗水均匀性随水头压力发生变化;同应用蒸馏水相比,应用自来水实验导致渗水速率和渗水均匀性降低,增大水头压力有助于提高渗灌管的抗堵塞性能。研究表明,供试橡塑渗灌管的渗水性能受水头压力影响较大,渗水均匀性有待提高。     

喷灌水量分布均匀性评价指标的试验研究

利用多喷头组合喷洒试验研究了分布均匀系数ＤＵ与喷灌均匀系数ＣＵ之间的关系。试验表明,ＤＵ随ＣＵ的增大而线性增加,当ＣＵ等于规范规定值７５％时,ＤＵ值约为６６％。通过田间试验探讨了喷灌均匀系数对水量在土壤中分布均匀程度的影响。发现喷灌水量在土壤中的分布比其在地表的分布均匀得多,这一结果为合理降低喷灌均匀系数设计值提供了一个新的研究空间。该文还对作物冠层对喷灌水量分布的影响进行了田间试验,结果指出,冠层截留可以使喷灌水量分布的均匀性得到一定程度的改善。     

小型冷库多效冷凝制冷机组的能耗及节能分析

为解决目前我国小型冷库用风冷机组在高温季节运行时存在耗能大、制冷效率低、开机时间过长、压缩机排气压力超高造成故障停机等问题,设计研制出一种集风冷、水冷和蒸发冷却于一体的多效冷凝制冷机组。以10 t保鲜冷库（0～3℃）为试验库,在室外温度36℃左右的条件下,利用热电偶、数据采集系统、三相电参量监测仪和计算机处理系统等对多效冷凝制冷机组进行了节能和安全高效运行的试验研究。试验表明：多效冷凝制冷机组平均每次降温用时仅0.38 h,与风冷机组比较,节电46%以上,压缩机排气温度降低了28.79℃,排气压力降低了0.9 MPa。多效冷凝制冷机组的翅片管簇式换热器冷凝温度较低、温度场均匀。因此,多效冷凝制冷机组应用于小型冷库节能效果显著,属节能、高效、安全型制冷机组。     

旋转式射流喷头结构参数及组合间距对喷洒均匀性的影响

为了深入探索国内原创旋转式射流喷头结构参数与喷洒均匀性之间的关系,选用10型喷头为研究对象,在工作压力为300kPa下测量出9种不同位差H、作用区长度L、收缩角θ的喷嘴的径向水量分布。采用Matlab语言编制程序绘制出正方形布置其组合间距为8,9,10,11,12和13m喷嘴的三维水量分布图,并对组合均匀性系数进行了仿真计算。结果表明:旋转式射流喷头的水量分布同时受到位差×作用区长度(H×L)、收缩角θ等结构参数的影响,当位差×作用区长度(H×L)、收缩角θ增大时,距喷头近处水会更多,远处水会更少;当位差×作用区长度(H×L)=2.4mm×20mm和2.6mm×24mm时,组合喷洒均匀性系数的数值以及它随组合间距的变化趋势都很接近,位差×作用区长度(H×L)=2.8mm×28mm喷嘴的组合均匀性系数变化趋势更加平稳;组合间距为8～10m时,不同θ的组合均匀性系数相差在2%以内;组合间距为10m以上时,组合均匀性系数随着θ的增大而增加。对于9种试验喷嘴,组合均匀性系数均随着组合间距的增加而降低,初步提出了旋转式射流喷头在正方形布置时最佳组合间距为10～12m,为其在工程应用中提供理论数据。     

喷灌水量分布均匀性评价指标比较及研究进展

为提高喷灌水量分布均匀性评价的准确性和可靠性,将喷灌水量分布均匀系数分为基于平均偏差的均匀系数、基于标准偏差的均匀系数、强调部分水量特征的分布均匀系数、基于概率分布函数的均匀系数和基于空间分布函数的均匀系数5大类,并对这些均匀系数的特点及其相互关系进行了分析和推导。结果表明：各均匀系数互有联系,但评价的侧重点各不相同,应根据评价和研究目的的不同选用相应的均匀系数对均匀性进行综合评价。最后指出今后研究重点应对均匀系数计算方法之间的差异和均匀性测试试验中不确定性因素进行定量分析,提高均匀系数计算结果的可靠性和可比性,为今后制订更具体、更准确的喷灌均匀系数测试和评价标准提供参考。     

喷灌施肥均匀性对冬小麦产量影响的田间试验评估

喷灌均匀系数是喷灌系统设计的重要参数,而喷灌洒水与施肥的均匀性对作物产量的影响是确定均匀系数设计值的重要依据。在喷灌施肥的试验中测定了冠层以上承雨筒内肥料溶液浓度和水量的分布,在冬小麦收获时测定了植株的全氮量。结果指出,肥料溶液浓度的均匀系数一般高于水量和肥料施入量的均匀系数。通过分析化肥施入量与灌水量的统计分布规律发现,它们都可以用正态分布来表示。田间试验结果还表明,对华北平原种植的冬小麦而言,在试验的喷灌均匀系数变化范围内（62%～82%）,喷灌洒水及施肥的均匀性对产量的影响不明显,现行规范规定的喷灌均匀系数设计值（CU≥75%）是偏于安全的。     

滴灌均匀性对土壤水分传感器埋设位置的影响

合理选择土壤水分传感器埋设位置以减少监测点密度和成本,是基于无线传感器网络制定灌溉处方图亟待解决的一个关键问题。该研究基于土壤含水率时间稳定性原理,将直接代表平均土壤含水率的点位用于土壤水分传感器布设位置点的选取,在水平方向分布均匀,垂直剖面土壤颗粒组成变异程度随土层深度增加的粉壤土田块内分析了低、中、高灌水均匀系数(分别为0.6、0.8和0.97)对春玉米主要根系层土壤含水率空间分布均匀性和时间稳定性的影响。结果表明,春玉米生育期内,随灌水均匀系数降低,土壤含水率空间分布均匀度降低,但低、中、高灌水均匀系数处理的土壤含水率均匀系数均大于0.81;低、中、高灌水均匀系数处理的平均Spearman秩相关系数均达到了显著水平(P0.05),但土壤含水率空间分布结构相似性随灌水均匀度的增加而减小;对高灌水均匀系数处理,0~0.2、0.2~0.4、0.4~0.6、0.6~0.8 m土层直接代表平均土壤含水率的测点比例分别为83%、78%、53%和86%。随灌水均匀系数降低,各土层直接代表平均土壤含水率的测点数量减少,说明土壤水分传感器随机布设引起的测量误差将随滴灌灌水均匀度的减小而增大。     

纳米复合相变蓄冷材料的制备及蓄冷特性分析

针对生鲜冷链物流领域冷藏运输温度要求,该研究通过差示扫描量热仪（Differential Scanning Calorimeter, DSC）对甘氨酸、山梨醇、甘露醇、氯化钾进行筛选,经优化后配置出主储能为0.6mol/L甘氨酸+0.1mol/L山梨醇（命名为TA2）,以此体系为基液添加纳米二氧化钛和纳米氧化铝,并添加高吸水性树脂（Super Absorbent Polymer, SAP）对防泄漏现象进行优化,探究添加纳米粒子后复合相变蓄冷材料的相变潜热和热循环稳定性。将该复合材料应用于自制保温箱,以水晶梨为试验对象进行了蓄冷箱保冷特性试验,对比蓄冷保温箱载货与空载情况下箱内各点的温度变化,综合考虑蓄冷保温箱内蓄冷剂侧面布置和顶层布置加侧面布置这两种摆放方式对保冷性能的影响。结果显示,添加质量分数为0.5%的纳米二氧化钛粒子可使基液的导热系数达到最大值,经优化的最终材料为TA2+0.5%TiO2+0.25%SAP,相变潜热为294.57 J/g,Onset温度为-5.8 ℃,经过200次循环试验,复合材料热性能稳定。蓄冷剂以侧布加顶布的摆放方式下的大部分箱内空间可在0～5 ℃保持480 min,温度场更均匀,利于保持生鲜产品新鲜度。研究结果可为相变材料在生鲜冷链物流中的研制及应用提供参考。     

挂机式自动冷库的研制和应用效果

以设计既具有现代技术水平又适于中国国情、经济实用的冷库为目的,研制了系列挂机自动冷库。通过对冷库的制冷系统、控制系统和围护结构的设计研究,装配了以涡旋式制冷压缩机为核心的壁挂式制冷机组,制造了高精度、自控、多级安全保护和实时化霜的控制系统,确定了土建装配复合式的库体结构。设计研制的系列挂机自动冷库,单元库容几吨到数百吨,可应用于农产品基地预冷加工、冷藏保鲜和农贸市场销售保鲜等,在全国推广应用经济和社会效益显著。     

基于辐射制冷技术的冷链保温箱隔热性能测试与能耗分析

针对冷链运输装备运行过程中高能耗的问题,引入辐射制冷技术,减少装备得热量,达到降低运输能耗,节能减排的目的。该研究以冷链保温箱为研究对象,将所研制辐射制冷涂料应用于冷链保温箱外表面并展开隔热性能测试。试验表明,涂覆辐射制冷涂料后,保温箱外表面平均温度较未加辐射制冷涂料下降0.7～6.9 ℃,峰值温度最高降低了17.3 ℃,降幅达28.5%;内表面平均温度下降3.6～5.5 ℃,峰值温度最高下降了7.7 ℃,降幅达15.0%;箱内空气平均温度下降4.0 ℃。同时,箱内温度均匀性得到改善,温度极差降幅为30.2%～30.7%,温度方差降幅为26.3%～29.9%。在试验基础上,研究构建保温箱传热模型,分析涂覆辐射制冷涂料的节能减排效益。与普通冷链保温箱相比,涂覆辐射制冷涂料后,1.5 m3容积的冷链保温箱全年漏热量减少44.3 kW·h,最高减少碳排放量51.8 kg（以CO2计）;此外,通过对保温材料厚度、涂料类别分析可知,辐射制冷涂料在运用于保温层较薄的保温箱时,效果较佳,且在改善保温箱隔热性能同时可增大保温箱的有效容积;从节能降耗的角度出发,建议冷藏运输装备外表面涂装采用具有高反射比的浅色涂料。研究可为冷链运输装备节能运用提供新思路,对有隔热要求的粮库、冷库、油罐等农业设施亦具有参考意义。     

果品冷凉库库温波动原因分析及控制

果品冷凉库库温波动,特别是大幅度波动,严重影响了中长期贮藏的果品保鲜质量。该文采用自行设计的简易方法对温控仪表的温度漂移和库温进行检测,结果表明温控仪表的温度漂移是库温发生大幅度波动的主要原因。根据检测结果,通过对温控仪表电路进行改进,使温控仪表的温度漂移得到有效控制,从而降低了库温误差。温控仪表温漂误差幅度由3.5℃下降到0.3℃,库温波动幅度由5.3℃下降到1.4℃。温控仪表漂移误差得到有效控制,对提高果品贮藏保鲜质量具有重要意义。     

冷藏库用风冷太阳能双级水喷射制冷系统性能分析

对额定制冷量为8.3 kW的冷藏库用风冷太阳能双级水喷射制冷系统进行了变工况性能分析。该系统的制冷量随冷藏温度升高而增大,随环境温度升高而减小,随太阳辐照度增强而增大;性能系数（COP）的变化规律与制冷量类似,其差别是随太阳辐照度增强先迅速增大,但当太阳辐照度增大到一定程度后,COP基本保持稳定。在正常使用条件下（冷藏温度不低于6℃,环境温度不高于38℃,太阳辐照度不低于500 W/m2）,系统的制冷量为5.6～20 kW,COP为0.075～0.112。该系统能较好地与亚热带典型城市南宁的果蔬盛产季节气候条件相匹配。     

纤维风管喷射渗透比对冷藏库内流场特性的影响

纤维风管因具有均匀送风的特点而适用于冷库中,为了明确其开孔形成的喷射送风和风管表面渗透送风的占比对于库内贮藏环境的影响,该研究以西安某实际苹果冷藏库为研究对象,采用数值模拟的方法研究了纤维风管喷射渗透比为仅喷射送风、3∶1、1∶1、1∶2和仅渗透送风这5种工况下冷藏库内速度场和温度场,以确定贮藏环境适宜的喷射渗透比。结果表明:在冷风机制冷量一定的前提下,随着喷射渗透比值降低(即喷射送风量减少),冷藏库内空气区平均速度近似线性降低且速度均匀性逐渐升高,相对于纯喷射工况而言,喷射与渗透相结合的送风方式可以更好地满足冷藏库风速要求;随着喷射渗透比值降低,冷藏库内货物区平均温度先降后升且温度均匀性逐渐降低,说明喷射为主渗透为辅的送风方式更能满足贮藏环境温度的要求。研究表明喷射渗透比为3∶1时库内平均速度低于0.5 m/s,货物平均温度为(0±0.5)℃,苹果贮藏环境适宜。研究结果为果蔬冷藏库纤维风管的设计及选型提供理论参考。     

不同温度差压预冷及其对西葫芦冷藏效果的影响

为了延长西葫芦的采后保鲜期和减少营养物质的损耗,本文以西葫芦(Cucurbita pepo.L)为试材,比较了不同预冷温度对西葫芦预冷后的冷藏效果,分别置于-3、0、3和6℃差压冷库中,预冷到10℃,然后在10℃条件下冷藏。期间每4 d取一次样,测定其各项指标。结果表明:6℃预冷速度最慢,0和3℃快于6℃,-3℃预冷速度最快。与冷藏前相比,冷藏结束(16 d)时,0和3℃预冷组的丙二醛含量分别上升了66.76、71.63%,显著(P0.05)低于其他2个处理;4个组(分别为-3,0,3和6℃预冷组)的硬度分别下降了9.89%、7.46%、7.89%和11.19%;CAT活性分别为16.25、19.79、17.58和16.63 U/min?g;各组的维生素C含量分别下降了32.61%、20.65%、26.09%和30.87%;香气成分中醛类相对含量分别为69.94%、76.33%、71.47%和70.97%。与-3和6℃预冷相比,0和3℃预冷处理能够显著的延缓硬度的下降,降低呼吸速率和乙烯的释放量,因此能延缓西葫芦的采后衰老和延长货架期;并抑制了丙二醛的积累,减少组织损伤且抗坏血酸过氧化物酶活性和过氧化物酶的活性也受到抑制,提高了过氧化氢酶活性,因而可以降低活性氧伤害;并保持了较高的香气成分含量,而-3和6℃预冷的西葫在冷藏后期的呼吸强度及抗坏血酸过氧化物酶活性迅速升高,且-3℃的预冷处理使得西葫芦在之后的冷藏过程中出现了明显的冷害现象,即表皮长斑。因此0和3℃差压预冷对西葫芦的冷藏效果较好,研究结果为西葫芦采后冷链技术的发展提供了参考。     

果蔬冷库进货期间货物温度稳定性的影响因素

温度是果蔬贮藏环境最重要的参数。为了研究果蔬进库过程中影响货物温度稳定性的因素,该文以西安某苹果冷藏库为研究对象,建立冷库环境三维非稳态数值求解模型,模拟了进货过程中新进货物摆放间距、进货温度和进货量对达到贮藏条件货物温度稳定性的影响。模拟结果表明,在实际运行管理中,存在适宜的进货温度和进货量,可使苹果贮藏环境受进货过程影响最小,进货效率最高;增大进货间距可以减小对货物温度场的影响,进货摆放间距并不是越大越好。该文研究的冷库,进货过程中货物应先预冷到3℃再进库,进货摆放间距为0.5 m,进货量不大于10%。     

不同冷链物流过程对金枪鱼品质及组织形态的影响

为研究物流过程中温度变化对金枪鱼品质及组织形态的影响,试验模拟5种不同物流过程,测定金枪鱼肉感官、色差、持水力、质构以及肌纤维间隙。结果表明,超低温冻藏大目金枪鱼肉的品质受物流过程中温度变化影响显著,储运、销售过程始终保持在-55℃的完整冷链下能够使金枪鱼肉保持良好品质;随着储运过程中温度变化次数增多、幅度增大,鱼肉劣化显著,其中,经2次-18℃运输的金枪鱼肉在冻藏末期组织松散、肌纤维间隙达17.20μm,在4℃家用冰箱中贮藏12 h后感官评分、红度值、持水力、硬度和咀嚼性分别为-0.81、5.2、53.08%、1.128 N和58.03,其质量甚至低于物流过程始终保持在-18℃而不产生温度变化的鱼肉。若运输过程不具备超低温冷藏车,仅靠超低温贮藏并不能减缓鱼肉品质劣变,此时应适当调节贮藏温度,尽量避免储运期间的温度变化;相较于2℃冷藏销售,-18℃冷冻柜销售能够使金枪鱼肉保持较好品质。研究结果可为金枪鱼储运和销售提供参考。     

便携式微型保鲜冷库研究

可折叠、便携式新型微型冷库研究，以新型聚乙烯基发泡材料为试材，以经典硬质聚苯乙烯泡沫保温材料为对照，明确便携式微型保鲜冷库的热功性能及其苹果、葡萄的保鲜效果。结果表明，便携式微型保鲜冷库的最佳制冷设备工作时间系数为0.24，对照0.32，库体导热系数为0.95，对照1.00。尺寸受热变形率-3.5%，压缩率7%，延伸率150%，压缩强度3.14 N/cm²，使富士苹果和巨峰葡萄的保鲜效果显著地优于对照。