等离子体处理对不同含水量穿心莲种子萌发的影响

为探究大气压等离子体处理对不同含水量穿心莲(Andrographis paniculata)种子萌发的影响,通过调节穿心莲种子含水量分别为6.3%、8.6%、12.9%、18.6%、24.0%和33.4%,再进行等离子体处理,经过发芽试验,以发芽势、发芽率、发芽指数、胚根长、活力指数、霉变率、正常幼苗百分比等指标,比较不同含水量的种子受到等离子体处理后的萌发效果。结果表明,穿心莲种子的含水量在12.9%、18.6%、24.0%时,经过大气等离子体处理后种子发芽率、发芽指数得到显著提高;同时种子和幼苗霉变坏死率显著下降,正常幼苗百分比提高。然而,对含水量为6.3%、8.6%和33.4%的种子进行处理,达不到促进萌发的效果。因此,不同含水量穿心莲种子的萌发对等离子体处理的响应不同,说明含水量是影响处理效果的重要因素。结合前期研究结果,在农业生产中,建议以含水量为11.6%～24.0%的穿心莲种子进行等离子体处理效果最佳。本研究为实际播种前处理和进一步研究等离子体技术在农业生产中的应用提供参考。     

白玉菇热风干燥工艺优化及其对品质的影响

以白玉菇为材料,通过单因素试验分析热风温度、切片厚度和装载量对白玉菇干燥特性和干燥品质的影响,并通过正交试验对干燥参数进行优化。结果表明,升高热风温度、减小切片厚度、减小装载量可以有效降低白玉菇的干基含水率,加快干燥速率。温度对干燥速率的影响最大,然而温度过高容易造成白玉菇干燥表面的硬化,反而降低了干燥中后期的干燥速率。干基含水率大,温度、切片厚度和装载量对干燥速率的影响也增大。通过对亮度、复水比、维生素C含量和感官评分的综合评定,得到最优工艺参数为:热风温度60℃,切片厚度2 mm,装载量15 g·dm^-2。     

超大颗粒肥水田气力深施加速器设计及参数优化

为解决水稻撒施追肥存在的肥料流失、利用率低及机械深施肥工作部件易堵塞、伤根等问题,该研究设计了一种用于水田深施追肥机的超大颗粒肥气力式加速器。该加速器利用双螺旋高压气流,在其与肥料上端构成的近封闭空间内加速超大颗粒肥,实现其高速射入泥壤,并可避免肥料颗粒与管壁碰撞;出口设置渐扩管扩散气流,可减轻对泥壤的冲击,提高施肥位置的稳定性。根据超大颗粒肥参数与加速器功能要求,确定了加速器的结构参数,并根据肥料入泥深度所需的射出速度,分析确定了加速器的工作参数。在此基础上,基于Fluent软件的六自由度重叠动网格建立了加速器仿真模型,以进口气流速度、螺旋角和加速管直径为试验因素,进行单因素仿真试验与三因素三水平Box Behnken组合仿真试验,研究各因素对肥料射出速度与气流扩散率的影响。多因素试验分析及响应面分析结果表明,加速器的最佳工作参数为进口气流速度47 m/s、加速管直径21 mm、螺旋进气口螺旋角43°。在此条件下进行台架验证试验,得到肥料射出速度均值为12.61 m/s,出口气流扩散率均值为85.5%,肥料入泥平均深度为4.68 cm,达到了水稻追肥要求。该研究可为超大颗粒肥水田气力深施追肥机设计提供参考。     

恒温下相对湿度对果蔬热风干燥特性和品质的影响及调控

相对湿度作为干燥介质的重要参数,对干燥热质传质过程和干燥品质具有显著影响。但由于相对湿度对干燥过程的影响机理及优化调控机制尚不明确,导致相对湿度的调控方式多依靠经验,造成干燥效率低、品质差、能耗高等问题。对于传质过程,降低相对湿度能够增大对流传质系数,加快物料表面水分蒸发;而对于传热过程,升高相对湿度能够增大对流传热系数,加快物料升温速率。相对湿度较高时,物料升温速率快,内部水分迁移量增大,但表面水分蒸发量较小;而当相对湿度较低时,物料升温速率较慢,内部水分迁移量较小,但表面水分蒸发量较大。相对传热和传质过程的影响此消彼长,互相耦合。高相对湿度主要体现为对传热过程的影响,低相对湿度主要体现为对传质过程的影响。高相对湿度能够抑制物料表面的结壳,并能够提高复水性,降低收缩率。阶段降湿及多阶段降湿干燥方式下物料表面形成和保持了蜂窝状多孔结构,能够提高干燥效率和品质。基于监测物料温度的相对湿度调控方式被验证为较忧的相对湿度控制方式。阶段降湿干燥方式适用性的实质为：干燥过程中所体现出的对流传热热阻和内部导热热阻的相对大小,及对流传质阻力和内部传质阻力的相对大小,不同干燥条件和物料种类、厚度会影响以上传热传质阻力的大小,从而呈现出不同适应性的结果。当阶段降湿干燥过程中传热毕渥数>1且传热毕渥数>0.1时,说明阶段降湿干燥过程适用于此物料的干燥。该文综合论述了相对湿度对果蔬热风干燥过程中热质传递及干燥品质的影响,优化调控策略及适用性范围4个方面内容,明确了果蔬热风干燥过程中相对湿度的影响机理,为相对湿度的优化调控提供理论依据和技术支持。     

基于含水率变化的气体射流冲击干燥过程温度自适应控制系统

为了给变温干燥工艺提供新的技术支持,实现基于含水率变化的干燥温度自适应控制,该研究设计了具有物料含水率在线检测功能的温度自适应控制系统。采用卷积神经网络建立了以质量检测值、气流冲击速度、称重传感器弹性基体温度、气流冲击距离为输入,物料真实质量为输出的含水率在线检测模型。进行了含水率在线检测模型验证试验。结果表明,该模型满足变温干燥工艺中含水率在线检测的精度要求,5组含水率在线检测模型验证试验的决定系数R²和均方根误差RMSE依次为0.9934和1.20%。该文设计了改进神经网络-PID（improved neural network-PID,INN-PID）控制器来实现变温干燥工艺中的温度控制。在MATLAB软件中以单位阶跃信号为输入对PID、神经网络-PID（neural network-PID,NN-PID）和INN-PID控制器的动态性能进行仿真。对3种控制器分别进行了50~55 ℃的干燥温度控制试验。结果表明,在仿真试验中,INN-PID控制器的控制稳定性和调节时间均显著优于另外两种控制器;干燥温度控制试验结果与仿真结果存在近似相同的规律,INN-PID控制器的峰值时间是208.00 s,调节时间是120.59 s,最大超调量是4.87 %,满足变温干燥过程中温度控制的要求。该研究在气体射流冲击干燥机中搭建了温度自适应控制系统,进行了基于含水率变化的温度自适应控制试验。结果表明,该系统可以对基于含水率变化的变温干燥工艺中的干燥温度进行快速且有效的调节。该研究对提高干燥设备的自动化水平以及开发新的变温干燥工艺具有重要意义,对其他领域的多信息融合检测和控制策略研究提供参考。     

基于转换点调控的怀山药多相态微波干燥及品质特性

为解决冻干和冻干-微波真空联合干燥技术存在的耗时长、能耗高、设备成本高等问题,同时获得品质较好的干制品,以怀山药为对象开展多相态微波干燥(multiphase microwave drying,MMD)研究,通过不同微波功率加载方案实现转换点调控,探究转换点干基含水率（0.36、0.59、0.79 g/g）对怀山药干制品品质的影响。并以真空冷冻干燥、微波冷冻干燥和微波真空干燥为对照,研究不同干燥方式对怀山药干燥特性、能耗和品质特性（复水性、收缩率、色泽、硬度、脆度、微观结构）的影响。结果表明：随着微波功率水平的增加,怀山药MMD转换点干基含水率增大,产品复水性降低,收缩程度增大,硬度变大,细胞结构破损程度增加。MMD方案Ⅰ（转换点干基含水率0.36 g/g）干燥时间与微波冷冻干燥相比缩短31.3%,能耗相比真空冷冻干燥、微波冷冻干燥分别降低68%、34%,同时,所得怀山药干制品具有良好的品质和均匀的微观孔隙结构,其复水比（2.44±0.04）、收缩率（0.88±0.02）、色泽、硬度（4.95±0.45）、脆度（2.48±0.51）与微波冷冻干燥无明显差异（P>0.05）。微波真空干燥虽所需能耗低,但其产品复水性最差,收缩最为严重。综合考虑高效低能耗干燥与产品品质提升的需求,可通过转换点调控的多相态微波干燥实现高品质怀山药加工。     

小区谷物联合收获机气吹式割台设计与试验

为解决现有小区谷物联合收获机割台中有残留、不易清机等问题,设计了一种采用正面气流将禾吹弯再切割的气吹式割台。根据力学原理建立了均匀气流吹禾模型,以小麦顺利进入割台而不掉落为要求,计算得气流支管出口风速为47.35 m/s。以能产生均匀气流为目标,通过理论计算得到气流管道的主要结构参数为:气流总管锥度1∶14.29,气流支管排列间距100 mm。对影响割台残留量和损失率的3个关键工作参数:气流支管出口与割刀的垂直和水平距离、气流支管出口与水平夹角进行了单因素试验和正交试验。单因素试验表明:气流支管出口与割刀的垂直和水平距离在15~27 cm内对割台损失率的影响呈现先降后升的趋势,气流支管与水平夹角对割台损失率和残留量的影响先缓慢减小,后增加较快。正交试验表明:最优组合为气流支管出口与割刀的水平距离21 cm、气流支管出口与割刀的垂直距离21 cm、气流支管出口与水平的夹角10°,此时总损失率为0.88%,割台残留量为1.21 g。气吹式割台残留量少,总损失率低,达到了小区小麦种子收获技术要求。     

定量机械通风对华南地区哺乳猪舍环境和母猪繁殖性能的影响

为探究定量机械通风对华南地区哺乳猪舍环境和母猪繁殖性能的影响,该研究实测并比较了该地区冬季自然通风和定量机械通风2种模式对两广小花猪哺乳猪舍的环境温度、湿度、二氧化碳、氨气浓度和母猪繁殖性能、呼吸频率、直肠温度等指标的影响。结果表明,在夜晚期间,自然通风哺乳舍的二氧化碳和氨气浓度分别为（817.16±25.28）和（7.88±0.34）mg/m3,均显著高于定量机械通风哺乳舍的（645.71±9.49）和（5.59±0.14）mg/m3（P＜0.01）;自然通风哺乳舍的全天二氧化碳和氨气浓度分别为（707.34±20.42）和（6.63±0.27）mg/m3,均显著高于定量机械通风哺乳舍的（583.25±10.06）和（4.81±0.13）mg/m3（P＜0.01）。定量机械通风模式下的出生活仔猪数为（12.50±0.55）头,与自然通风模式的（11.13±0.66）头相比具有升高的趋势（P=0.08）;定量机械通风模式的仔猪平均日增质量为（146±40）g,与自然通风模式的（133±70）g相比也具有增加的趋势（P=0.09）。然而,与定量机械通风相比,自然通风模式下的母猪平均日体质量损失（P=0.06）和平均日背膘损失（P=0.08）均有降低的趋势。此外,在哺乳第21天,自然通风模式的母猪呼吸频率为（69.50±3.85）次/min,显著高于定量机械通风模式的（57.29±1.54）次/min（P＜0.05）。综上,定量机械通风模式可对冬季华南地区两广小花猪哺乳母猪舍内空气质量有明显改善,提高母猪繁殖性能。     

马占相思木干燥工艺的研究

马占相思属速生树种,其人工林木材径级小,幼龄材含量高,易干燥,但容易产生皱缩及内裂,宜采用低温软基准,且干燥过程中要增加调湿处理次数,减少表层的干燥应力及塑性变形,采用气干和窑干联合干燥方式时,不仅有效避免皱缩及内裂等干燥缺陷,而且可缩短干燥时间,减少能源消耗,降低干燥成本。     

论节能式炉气体木材干燥室的设计

本文讨论了节能式炉气干燥室设计的一些技术问题，如提高自生风引力增强通风；多种传热方式并用，增强传热，降低热损失的途径等，以达到节能降耗、快速干燥的目的。