新农科+新工科为引领研究生工程创新能力培养与实践——以中国农业大学农业工程硕士实践能力培养为例

以新农科+新工科建设为契机,在国家工程教育专业认证体系实现国际实质等效的大背景下,硕士研究生培养应面向特定职业领域,培养适应专业岗位的综合素质,形成产学结合的培养模式。以中国农业大学农产品干燥技术实践课程为例,立足于学科基础,分析了农业工程学科人才培养的鲜明工程应用和技术实践特点,构建产教融合协同育人模式,优化课程教学内容与案例设计,改革创新教育教学手段,突出强化课程思政引力。解决了实践教育培养弱化、实践环节流于形式、培养目标与培养机制不匹配等问题,为提升研究生创新实践能力和职业素养,探索出有效途径。

气调条件下油茶籽贮藏品质变化动力学研究

针对油茶籽贮藏过程中品质劣变严重、贮藏期短的问题,探究98%N_(2)气调、40%CO_(2)气调、真空和空气贮藏条件对油茶籽贮藏过程中含水率、含油率、酸值、过氧化值、脂肪酶及脂氧合酶活性变化的影响,采用零阶和一阶数学模型对试验数据进行拟合。结果表明,98%N2气调、40%CO_(2)气调和真空贮藏可以显著减少油茶籽水分的损失,并通过抑制脂肪酶和脂氧合酶活性,延缓酸值和过氧化值的增加,贮藏6个月后,油茶籽酸值、过氧化值分别从初始的0.188 mg/g,0.448 mmol/kg最大增加到0.707 mg/g,1.772 mmol/kg;一阶模型可以较好地描述不同条件下油茶籽贮藏过程中酸值和空气、40%CO_(2)气调条件下过氧化值的变化。研究为油茶籽气调贮藏品质变化规律的探究及贮藏条件的选择提供理论依据。

射频技术在农产品和食品加工中的应用

论述了射频技术的工作原理、特点,及其在农产品和食品加工领域的应用研究现状和存在的主要问题,并提出了该技术在我国的应用前景。射频技术所特有的选择性加热、含水率自平衡效应以及能量穿透深度大等优点,使其在农产品干燥、灭虫,以及粉末、多孔物料的杀菌和热处理领域具有巨大的发展潜力。

射频-热风与热风处理保鲜白面包的比较

为将射频技术应用到袋装面包的保鲜处理中,以有效延长袋装面包的保存期,论文研究了射频-热风处理对于袋装面包的保鲜效果,并从灭菌效应、加热速率以及处理后面包的品质变化3方面与传统的热风处理方式作了对比。研究表明,与传统的热风处理相比,射频-热风处理可在更低的温度和更短的时间内获得满意的杀菌效果。对袋装切片面包进行射频-热风处理,其加热速率约为传统热风处理的30倍,并且可以更好地保持面包的品质,但其缺点是会引起面包表面积较大的收缩。

高频加热对片烟主要化学成分变化影响分析

高频加热辅以真空处理可快速有效脱除受潮片烟中的多余水分,实现防霉养护处理。为探究高频加热防霉处理过程对片烟化学成分的影响,对处理前后片烟的主要化学成分进行了对比分析。结果表明:高频加热处理会使片烟中的氮碱类物质和钾的含量下降,在烟叶温度升至50℃后更为显著,可调节片烟的氮碱比趋近于1,使得化学成分之间更加协调,钾含量的下降影响烟叶的燃烧特性和吸食口感。采用高频加热辅以真空对片烟进行防霉养护处理后的烟叶糖类物质含量的变化幅度为0.3%左右,两糖比变化幅度小于0.005,糖碱比、两糖比变化幅度小于1.1,氯含量变化幅度为0.2%以内;烟叶的pH值基本不受高频加热影响。综上所述,设定片烟防霉养护处理最高温度在45℃时,处理后的片烟主要化学成分变化较小,对烟叶的品质影响较小。

倾斜料盘式气体射流冲击干燥机优化设计及试验验证

针对现有倾斜料盘式气体射流冲击干燥机流场均匀性差、干燥效率低、干燥产品品质不均一等问题,该研究基于现有气流分配室设计了一种特型均流板并对原有导流板尺寸结构进行优化,利用数值模拟软件Fluent对干燥机中气流场进行模拟,并利用响应面法对料盘倾角、喷嘴间距、料盘至喷嘴间距、喷嘴排列方式等结构参数进行优化。结果表明,喷嘴排列方式由矩形排列改变为交叉排列,喷嘴至料盘高度与喷嘴直径比为6.78、喷嘴间距与喷嘴直径比为1.25、料盘倾斜角度为24°时,气流分配室出口气流速度均匀性得到改善,其速度不均系数和速度偏差比降至1%以下。以新鲜胡萝卜片为例进行干燥机结构优化后性能验证试验。结果表明,优化后的干燥时间缩短28.6%,胡萝卜片干燥成品色泽更好,由于较好地保留了微观结构,收缩率由64.2%降低至50.56%,复水比由3.84提高至4.51。该研究解决了现有倾斜料盘式气体射流冲击干燥机干燥不均匀、产品品质低等问题,可为后续实现高效率、低能耗和高品质的干燥加工提供参考。

干燥介质相对湿度对胡萝卜片热风干燥特性的影响

为了探究相对湿度和阶段降湿对热风干燥过程的影响,该文在干燥温度60℃、风速3.0 m/s条件下,研究了相对湿度（20%、30%、40%、50%）及第一阶段相对湿度50%保持不同时间（10、30、60、90 min）,第二阶段相对湿度20%下,胡萝卜片的干燥特性和温度变化规律;利用Weibull分布函数对干燥曲线进行拟合并分析干燥过程,结合尺度参数估算水分有效扩散系数;基于复水比、色泽、干燥时间和能耗对不同相对湿度条件下的干燥过程进行评价。研究结果表明：相对湿度保持恒定条件下,干燥速率先上升后下降,且相对湿度越低干燥速率越大。降低相对湿度有利于缩短干燥时间,热风相对湿度20%比50%条件下干燥时间缩短了27.6%;分段降湿干燥条件下,热风相对湿度50%保持30min后降低为20%,其干燥时间比相对湿度恒定为20%条件下缩短了18.5%,干燥过程出现2个升速阶段;Weibull分布函数可以很好地描述胡萝卜恒定湿度和阶段降湿干燥过程。尺度参数α范围在1.864~3.635 h之间,形状参数β值在1.296~1.713之间,水分有效扩散系数在1.17×10-9~2.92×10-9 m2/s之间。对绿红值、复水率、能耗和干燥时间进行综合评价显示,热风相对湿度50%保持30 min干燥条件下绿红值最高为41.4,能耗相比于恒定相对湿度20%条件下减少了6.0%,复水比较高为3.81,综合评分较高为0.91。该文揭示了干燥介质相对湿度对胡萝卜片干燥特性的影响规律,对于优化干燥介质湿度控制策略以提高干燥速率和品质,降低干燥能耗提供了科学依据和技术支持。

基于Weibull分布函数的葡萄干燥过程模拟及应用

为了探究Weibull分布函数中各参数的影响因素及其在干燥中的应用,该文以不同干燥方法(气体射流冲击干燥、真空脉动干燥)、干燥温度(50、55、60和65℃)以及烫漂预处理(30、60、90、120s)的葡萄干燥过程为研究对象,利用Weibull分布函数对其干燥动力学曲线进行模拟并分析。研究结果表明:Weibull分布函数能够很好的模拟葡萄在试验条件下的干燥过程;尺度参数α与干燥温度有关,并且随着干燥温度的升高而降低;形状参数β与干燥方式和物料状态有关,但干燥温度对形状参数β的影响很小。计算了葡萄在干燥过程中的水分扩散系数Dcal在0.2982×10-9～2.7700×10-9m2/s之间,并根据阿伦尼乌斯公式计算出热风干燥和真空脉动干燥方法的干燥活化能分别为72.87和61.43kJ/mol。研究结果为Weibull分布函数在葡萄干燥过程的应用提供参考。

荷花粉真空脉动干燥特性和干燥品质

为了缩短花粉的干燥时间,保证干燥品质,将真空脉动干燥技术应用于干燥新鲜荷花粉,研究了真空保持时间（15、12、9、6和3 min）、干燥温度（45、50、55、60和65℃）对干燥动力学、水分有效扩散系数、干燥活化能的影响,并运用Weibull分布函数模拟了花粉真空脉动干燥特性曲线;此外还研究了真空保持时间、干燥温度对花粉蛋白质含量以及微观结构的影响,并对干燥前后的花粉进行了色差分析。试验结果表明：Weibull分布函数能够很好地描述花粉的真空脉动干燥过程,结合尺度参数、形状参数计算出花粉真空脉动干燥水分有效扩散系数在2.154 2×10-11-6.254 3×10-11 m2/s之间;干燥活化能为20.88 k J/mol,表明新鲜荷花粉干燥每脱除1 kg水所需要的启动能量为1 160.00 k J;试验参数范围内,随着真空保持时间的减少,干燥后花粉蛋白质质量分数呈现先增加后减少的趋势;当干燥温度为45℃,真空常压脉动比为12 min：3 min时花粉蛋白质质量分数最高,为18.43%;扫描电镜结果显示,随着干燥温度的升高,花粉颗粒间致密程度降低,形成孔隙结构,这有助于干燥中水分的扩散迁移,花粉颗粒微观结构的完整性随着干燥温度的升高而降低;干燥前后花粉未发生色泽劣变。荷花粉真空脉动干燥的较佳参数为真空常压脉动比为12 min：3 min,干燥温度为45℃。研究结果为花粉真空脉动干燥技术的应用提供了理论依据和技术支持。

气体射流冲击干燥含水率在线监控系统设计

针对气体射流冲击干燥过程中自动称量受风速、设备运行振动、干燥温度等因素影响的问题，设计了新型干燥设备监控系统，实现了干燥过程中物料质量及含水率的自动获取、即时查看及数据显示和存储。系统通过“停机-稳定-称量-启动”自动称量流程及分温度段分载荷区间线性化校准等方案，有效保证了自动称量精度，通过将从机控制器的运行状态纳入到系统运行逻辑判断中，保证了系统长期运行的可靠性和安全性。系统称量量程0～2000g，最小分度值1g。试验表明：自动称量系统相对误差小于0.7%，含水率（湿基）分析误差在±0.9%范围内，满足了干燥过程中在线物料质量及含水率监测需要。该系统为多种物料的干燥进程判断及产品质量保证提供了自动化监控平台。

乙醇浸渍对切片茄子干燥特性和品质的影响

为了提高切片茄子的干制品质、缩短干燥时间,对热风干燥前的切片茄子进行了乙醇浸渍处理。以不同干燥温度（45、55、65℃）、预处理乙醇体积分数（0、5%、15%）和茄子切片厚度（1.0、1.5、2.0 cm）为试验因素,以干燥时间及干燥后产品的干燥速率、色泽、复水比和微观结构为评价指标进行正交试验。试验结果表明：干燥温度、乙醇体积分数和切片厚度对干燥时间均有显著影响（P〈0.05）;综合评价的影响顺序由大到小依次为：切片厚度〉干燥温度〉乙醇体积分数;切片茄子的干燥过程属于降速干燥,通过费克第二定律得到切片茄子的水分有效扩散系数在2.74×10^-9～7.75×10^-9 m^2/s;切片厚度对干燥后茄子片的复水比有显著影响（P〈0.05）,复水比随着切片厚度的增加而减少;乙醇体积分数对干燥后茄子片的色泽具有显著影响（P〈0.05）,而且可以改变干燥后茄子的微观结构改善物料外观品质。当乙醇体积分数为15%、干燥温度为65℃、切片厚度为1.0 cm时,干燥时间为225 min,复水比为4.93,明亮度为88.24,既有较快的干燥速率又能够得到比较好的色泽。研究表明适宜体积分数的乙醇浸渍预处理能够提高切片茄子的干燥速率、改善色泽,为高品质切片茄子快速干燥提供了理论依据。

基于监测物料温度的胡萝卜热风干燥相对湿度控制方式

针对热风干燥中,表面易结壳农产品物料阶段降湿干燥中各阶段高湿和低湿保持时间较难确定的问题,该文提出了在干燥介质温度和风速一定时,基于监测物料温度的热风干燥相对湿度控制方式。该控制方式在前期预热阶段保持较高恒定的相对湿度值,使物料迅速升温;中期干燥阶段物料温度保持特定值进行排湿干燥,物料温度有上升趋势时停止排湿使之升温;后期降速干燥阶段,物料保持较高温度值进行排湿干燥。胡萝卜的热风干燥验证试验研究结果表明,预热阶段,相对湿度控制最大偏差为1.0%;中期干燥阶段,物料排湿干燥物料温度保持值逐渐升高,物料温度上升至保持温度的最大误差为0.8℃;在后期干燥阶段,检测湿含量之差小于0.5 g/kg,判定干燥结束相对于称量判定干燥结束终点时间延迟为9 min。该干燥时间相比于前期相对湿度50%后期连续排湿和前期相对湿度50%后期相对湿度20%缩短了19.7%。该文提出了一种基于监测物料温度的热风干燥相对湿度调控策略,控制精度高,延迟时间短,相比于前期高湿后期低湿的干燥工艺能显著缩短干燥时间,提高干燥效率。

果蔬真空-蒸汽脉动漂烫机的设计与试验

针对现有漂烫机漂烫时蒸汽和物料之间存在空气间层热阻,蒸汽不能迅速向物料传递热量而导致的漂烫不均匀、装载量小等问题,设计了一种真空-蒸汽脉动漂烫机。该漂烫机由抽真空系统、蒸汽系统、漂烫罐体以及自动控制系统构成,抽真空系统可以及时去除漂烫罐体内冷空气和漂烫之后的蒸汽。采用计算流体力学软件Fluent对漂烫罐体内气流流场进行模拟,结果显示增加扰流板和扰流孔后内部流场均匀,计算值和模拟值最大相对误差为5.2%。以漂烫百合为例进行了漂烫机的性能验证试验,结果表明:真空-蒸汽脉动漂烫均匀性良好,百合片在60℃热风干燥时间一致为11h,干后色泽无显著性差异。干燥时间随漂烫时间和循环次数的增加而先减小后增大,随真空度的增加而增大。当真空度为10kPa,真空时间为5s,漂烫时间为30s时,循环3次百合漂烫后的干燥时间最短,色泽变化较小。该研究解决了现有蒸汽漂烫机存在的漂烫不均匀、装载量小等问题,为其后续推广应用提供了参考。

基于碳纤维红外板加热的干燥装备设计与试验

为探索基于碳纤维红外板加热的真空脉动干燥特性,该文将碳纤维红外干燥技术和真空脉动干燥技术相结合,设计了基于碳纤维红外板的真空脉动干燥装备。该装备由干燥室、真空系统、单层干燥单元、控制系统组成。为便于分析,将实际真空脉动过程划分为4个阶段:抽真空阶段、真空保持阶段、破空阶段、常压保持阶段。设计了基于MODBUS协议的控制系统,以触摸屏为主机,单片机为从机,组成控制器网络。基于干燥室内真空度的监测,采用时序控制,实现干燥室内"真空—常压"的连续转换。基于对碳纤维红外板温度的监测,结合物料内部温度的反馈,实现对干燥温度的有效调控。并以20 mm×20 mm×5 mm的苹果块为试验原料进行试验验证。结果表明:1)该干燥装备设计方案和控制方案可靠,可实现"真空—常压"的连续脉动,并有效干燥物料;2)碳纤维红外板功率1.1 k W/m2,发热面距离料盘上表面3 cm情况下,干燥效果较佳;3)当碳纤维红外板表面温度为65℃时,在真空保持阶段,苹果块内部温度约为31℃,常压阶段,会迅速上升到约37℃。干燥后期,碳纤维红外板表面温度有波动下降趋势,适当降低其温度有助于干燥进行。相比红外热风干燥,苹果块干燥时间缩短30%;4)两种干燥方式下干燥的苹果块色泽存在明显差异,真空脉动红外干燥较优。该文研究的干燥装备和研究结果可应用于苹果块等果蔬物料的干燥,并可为红外干燥技术、真空脉动干燥技术的联合应用提供理论依据。

利用边缘电场的电容式谷物水分传感器的研究

研制一种利用边缘电场的新型谷物水分传感器。利用主动屏蔽极板从敏感区域聚集电场，以减小杂散电容对传感器测量精度的影响，从而提高了传感器的灵敏度。采用2MHz左右的振荡器作为测量电路．通过测量振荡器的频率测量被动极板与测量极板之间谷物的介电常数，从而得到谷物的含水率。有限元法分析表明，主动屏蔽极板的采用提高了传感器测量精度和灵敏度。现场及实验室实验结果表明：传感器测量含水率的误差为±1％：测量温度范围0～80℃；传感器安装方便，不需要对干燥机进行较大的结构调整。

中国国际旅游市场时空演变及其影响因素

基于有关数据资料和SPSS软件的统计分析法,试图对中国国际旅游市场的时空结构及其影响因素进行探讨,结果表明:(1)近年来中国国际游客数增长较为迅速,但与法国、美国、西班牙等旅游业发达国家相比,在世界国际旅游市场总规模中所占份额偏少。(2)中国国际游客的空间分布集中度较高,从洲际视角分析,亚洲一直是中国最大的国际客源地区,欧洲和美洲分别为中国第二、三大国际客源地区;从国家层面分析,多年来,中国前15位国际客源国变化不大,但中国国际旅游市场空间分布的集中度有所减小。(3)通过相关性和回归分析,与中国的进出口总额和距离对客源国来华旅游的游客数有明显的影响和作用,但作用强度和性质不同,进出口总额影响很大,且与来华游客数间呈正相关关系,距离因素影响较小,且与来华游客数间呈负相关关系;而客源国人口数和经济水平(人均GDP)对其来华旅游的游客数作用不明显。

我国高星级饭店省际分布差异及其影响因素

笔者采用均值比率法、聚类分析法和累积比重法剖析我国高星级饭店省际分布的差异性和集中性,并采用相关性分析法和多元线性回归法探讨我国高星级饭店数与其影响因素之间的相关关系及结构关系。研究结果表明,目前我国高星级饭店省际分布很不均衡,集中程度高,高星级饭店发达的省份集中在东部发达地区;在影响高星级饭店省际分布的直接因素中,经济发展水平影响最大,入境游客数次之;在间接影响因素中,对外贸易影响最大,旅游产品次之;经济发展水平通过影响入境游客数、旅游产品、对外贸易和交通条件对高星级饭店发展起到重要作用,入境游客数对高星级饭店分布的影响则是通过旅游产品和对外贸易得以体现。

国内游客饮食消费动机满足感及其满意度研究——以南京市为例

本文以南京市为例,运用调查法与统计分析法,探讨了国内游客饮食满意度与饮食消费动机满足感及其在人口学特征和出游方式方面的差异性,并进一步分析了国内游客饮食满意度与消费动机满足感之间的相关关系及结构关系。结果显示,南京市国内游客饮食消费动机满足感及其满意度的评价水平普遍不高,在人口学特征及出游方式方面的差异性不尽相同,国内游客饮食总体满意度与饮食消费动机满足感之间存在着显著的正相关关系,其中,国内游客饮食消费动机满足感对饮食总体满意度的影响程度最大的为求新求异满足感,其次是充饥满足感,再次是文化体验满足感,最小的为营养健康满足感。

中英涉农工程类人才培养模式与机制对比

简要介绍了英国工程类人才培养标准,深度关联分析了英国教育学位体系与工程类人才、教育课程体系与工程专业能力的对应关系。在此基础上,以中国农业大学和英国哈珀亚当斯大学为例,系统对比中英农业工程和机械工程专业大学本科人才培养模式、培养目标和课程体系等。在高等教育革命性变化的新形势下,该研究结论对于我国探索新的教育培养模式与机制,助力新工科建设具有重要意义。