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优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且传质毕渥数>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。

真空干燥过程中物料质量在线测量设备设计与试验

针对真空脉动干燥过程中物料质量在线获取易受到机械振动、温度变化和气流短时冲击等多重干扰,导致测量困难、测量精度不高的问题,提出了将固定料架和测量料架分离的测量方案,并选用高精度的测量器件,在经过信号滤波、温度修正和气流干扰排除等多种修正手段后,实现了温度变化范围20~45℃、无明显外部剧烈振动、冲击时间小于1 min的正常进抽气条件下总量程1 500 g、去掉料盘后有效量程1 000 g、最大引用误差0.1%的物料质量在线测量。静态测试结果显示,满量程最大引用误差0.06%,物料干燥测试结果显示,干燥终点最大引用误差0.1%,能够清楚反映整个干燥过程中的质量变化情况和干燥速率变化情况,可为研究农产品干燥过程中物料状态变化规律和实现自动干燥工艺调控提供技术支持。

菇渣条件下番茄育苗基质配方的初步研究

菇渣在园艺作物栽培和育苗的配套应用技术中具有重要意义。试验以菇渣为试验材料,研究菇渣、珍珠岩、蛭石混配用于番茄育苗。结果表明,混合基质珍珠岩∶菇渣∶蛭石配比为1∶1∶1培育番茄幼苗出苗率、株高、茎粗、叶面积、地上干质量、地上鲜质量、地下干质量、地下鲜质量均高于对照,差异显著;珍珠岩∶菇渣∶蛭石配比1∶1∶1为培育番茄幼苗生长的最佳基质配比,这一结果为菇渣在番茄育苗上的应用提供了科学依据和技术指标。

不同贮藏方式对番茄授粉效果的影响

研究不同贮藏温度下花粉保存时间对番茄座果率和种子量的影响,以探究不同贮藏条件下番茄花粉的贮藏能力。结果表明:不同贮藏温度下,番茄座果率和单果籽粒数均随花粉贮藏时间的延长而显著下降,降低贮藏温度能有效延长花粉贮藏时间。研究以包头市农业科学研究所选育的CM966和CM196两个番茄品种为试材,采用常温20℃处理,有效贮藏期为11 d,低温5℃处理,有效贮藏期为15 d,冷藏-1℃处理,有效贮藏期为31 d,冷冻-18℃处理,有效贮藏期为31 d。相关分析表明,番茄花粉在5℃贮藏和-18℃贮藏2个处理中,平均座果率和平均单果籽粒数均和花粉贮藏时间呈极显著负相关,平均单果籽粒数和平均座果率间为极显著正相关。

热风干燥过程相对湿度对香菇品质的影响

为了研究干燥介质相对湿度对香菇品质的影响,该研究将计算机视觉在线检测技术应用于基于温湿度过程控制的热风干燥技术中,利用4种不同的相对湿度控制方法对去柄香菇进行干燥:连续排湿、全程设定恒定相对湿度(全程40%,全程30%,全程20%)、阶段降低相对湿度以及后期迅速降低相对湿度(30%优化,阶段降湿优化)。利用图像信息实时获取香菇外观品质,探究了香菇干燥过程中收缩率、圆度、表面褶皱率(Ratio of Wrinkled Surface Area,RWSA)与纹理特征(对比度、能量)的变化,并利用扫描电镜图像上香菇细胞的长宽比表示干香菇的微观结构,采用气相色谱-离子迁移谱联用(Gas Chromatography-ion Mobolity Spectrometry,GC-IMS)技术获取干香菇的风味成分。研究结果表明,相对湿度对香菇细胞的收缩率、圆度、纹理特征以及结构与复水比均有显著性影响(P <0.05),全程40%与全程20%组分别由于其相对湿度过高与维持时间过长,导致干燥时间延长,香菇表面硬化程度降低,收缩率增加,圆度降低,表面褶皱增多且更细密,表面颜色对比度降低,香菇表面褶皱率达到最大值的时间与香菇复水比呈正相关关系(r=0.88),香菇表面褶皱率达到最大值的时间越晚,香菇复水比越高,通过香菇褶皱率变化可预测香菇复水比。而优化组(30%优化、阶段降湿优化)可缩短干燥时间,加速香菇表面硬化,保持香菇外观品质,虽然其干制品复水比,微观结构与风味成分均不如连续排湿组,但其咀嚼度(P <0.05)与弹性更高。综合考虑干燥时间与干香菇的品质,优先采用连续排湿,其次采用30%优化的方式干燥香菇。研究结果为香菇干制工业化生产提供参考。

红外联合热风干燥白萝卜片的耦合建模与热质传递分析

为寻求红外联合热风干燥过程中物料内部热量传递的物理解释,克服水分输运现象不能直观获取的问题,该研究建立白萝卜片红外联合热风干燥过程中水分和温度分布的数值模型。考虑到干燥过程中物料扩散系数动态变化,对实现精准模拟产生干扰,该研究对比考虑温度、收缩相关扩散系数两种方式下单独热风干燥及红外联合热风干燥过程中的热质传递情况并进行试验验证。考虑到二维轴对称几何结构,采用COMSOL Multiphysics 5.2a对该系统的传热传质模型进行求解。结果表明:基于收缩相关有效扩散系数能够准确描述白萝卜片在单独热风及联合干燥过程中的热质传递情况,单独热风和红外联合热风干燥模拟值与试验值的决定系数(R;)分别为0.893和0.911。红外辐射是影响传热传质速率的主导因素。具体表现为恒定干燥温度60℃条件下,红外联合热风干燥比单独热风干燥物料至安全含水率(10%)有效缩短21.4%时间(90 min),红外联合热风干燥样品比单独热风干燥物料达到设定温度值(60℃)缩短36.0%时间。进一步研究表明有效水分扩散系数随红外辐射温度的升高而升高,传热、传质系数对物料升温及水分脱除影响显著。该模型为其他物料在联合干燥技术的模拟研究提供有益借鉴。

真空脉动蒸制对天麻升温速率与品质的影响

为解决天麻常压蒸制存在的升温速率慢、设备自动化程度低等问题,该研究将真空脉动蒸制技术应用于天麻蒸制,研究了脉动比(真空时间/常压时间)和脉动循环次数对切半天麻升温速率、质量损失率、黏性、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性和有效成分天麻素(gastrodin,GA)、对羟基苯甲醇(p-hydroxybenzyl Alcohol,HA)、巴利森苷A(Parishin A,PA)、巴利森苷B(Parishin B,PB)的影响,基于切半天麻真空脉动蒸制规律,进一步探究了适宜天麻块根真空脉动蒸制的工艺参数。结果表明:相同脉动次数,真空度为85 kPa,常压绝对压力为110 kPa,脉动比为20:130时,天麻升温速率最大,为4.40℃/min,较常压蒸制提高了27.54%;天麻蒸制后,质量均有一定损失,其质量损失率随脉动次数增加而增大;蒸制后天麻淀粉糊化,致使黏性增加,其黏性增加率与天麻淀粉糊化程度相关;天麻蒸制后,PPO相对活性均降低,蒸至相同中心温度时,真空脉动蒸制后天麻PPO相对活性比常压蒸制低11.2%;蒸制后天麻GA含量均增加,而PA含量则降低,HA和PB含量未表现出规律性变化;蒸至相同中心温度时,真空脉动蒸制后切半天麻GA增加率较常压蒸制提高了77.97%,且20:130脉动比下脉动3次,切半天麻中心温度为77℃时,GA增加率最大,为192.48%;蒸至相同程度,天麻块根与切半天麻所对应的中心温度相同,其所需脉动循环次数是切半天麻的2倍。综上分析,20:130脉动比下脉动循环蒸至天麻中心温度为77~78℃时,天麻品质较优,该研究可为天麻真空脉动蒸制提供技术支持。

成熟度对冬枣真空脉动干燥动力学及产品品质的影响

为了揭示成熟度对果蔬干燥特性和品质的影响,以冬枣为试验材料,根据色泽和质构将原料分为白熟期Ⅰ,半红期Ⅱ和全红期Ⅲ 3个成熟度,研究了成熟度对冬枣的理化性质、细胞超微结构、干燥动力学和干燥品质的影响。研究发现:随着成熟度的增加,红绿值a^(*)、可溶性固形物、可滴定酸、总糖及还原糖含量不断增加,而亮度值L^(*)、黄蓝值b^(*)、维生素C含量和硬度不断下降。随着成熟度的增加,冬枣表皮细胞的中胶层逐渐溶解,细胞内容物降解,产生质壁分离现象。与成熟度Ⅰ和Ⅱ相比,成熟度Ⅲ的果实干燥时间分别减少了20%和10%。与新鲜冬枣相比,经真空脉动干燥后的冬枣脆片脆度和褐变指数增加,而维生素C含量、复水能力和总糖、还原糖含量下降。对干燥后冬枣脆片的微观结构观察显示冬枣脆片呈现疏松多孔的结构,且随着成熟度的增加,表面孔隙直径不断增大、排列从有序向无序转变。结果表明,成熟度对冬枣理化性质、干燥动力学和干燥品质有显著(P<0.05)影响;干燥前对冬枣进行不同成熟度分级,综合干燥效率和品质,全红期果实更适于干燥加工。研究结果可为冬枣加工提供参考。

相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中热质传递特性的影响

为了揭示胡萝卜热风干燥过程中阶段降湿的促干机制,该研究在干燥温度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),然后第二阶段相对湿度恒定为20%至干燥结束,干燥过程中对流传热系数、对流传质系数和物料表面微观孔隙结构的变化规律。研究结果表明:20%、30%、40%和50%相对湿度下,干燥初始时刻对流传热系数分别为42.9、64.7、135.1和178.9W/(m2·℃),提高相对湿度能够显著提高预热阶段的对流传热系数(P<0.05),相对湿度越高,物料升温速率越快。物料吸收总热量、水分蒸发消耗热量占比均随着相对湿度的升高而逐渐降低;物料升温消耗热量占比随着相对湿度的升高而逐渐增大。相对湿度为20%时,对流传质系数为1.01×10^(-6)~2.54×10^(-6)m/s;相对湿度为50%时,对流传质系数为0.26×10^(-6)~1.12×10^(-6) m/s;降低相对湿度,能够显著的提高对流传质系数。相对湿度50%保持30min后降为20%干燥条件下,当干燥时间大于1.5 h后,对流传质系数大于相对湿度50%分别保持10、60和90 min干燥条件下的对流传质系数,此条件下干燥时间也最短。相对湿度50%干燥条件下有利于保持胡萝卜表面的多孔结构,而相对湿度20%干燥条件下,胡萝卜表面因干燥速率过快而导致水分迁移孔道发生收缩堵塞的现象。阶段降湿提高胡萝卜干燥效率的机制在于:干燥升速阶段,高相对湿度提高了对流传热系数,使得物料迅速升至较高温度;且利于维持物料表面多孔结构,有助于内部水分的扩散迁移;干燥恒速和降速阶段,低相对湿度提高了对流传质系数。研究结果可为求解干燥过程中的对流传热系数和对流传质系数提供理论依据,揭示阶段降湿的促干机理,并为阶段降湿干燥方式在农产品的干燥加工应用提供技术支持。

基于毕渥数的果蔬阶段降湿热风干燥特性

为了揭示阶段降湿热风干燥技术的适用性,该研究在干燥温度60℃、风速1.0 m/s时,研究了不同厚度胡萝卜片(6、12、18 mm)和龙眼物料在阶段降湿(第1阶段相对湿度(Relative Humidity,RH)50%保持30 min;第2阶段RH 20%至结束)和连续排湿(RH<15%)干燥条件下的干燥特性,传热毕渥数(heat transfer Biot,Bi_(h))和传质毕渥数(mass transfer Biot,Bi_(m))、水分有效扩散系数(effective moisture diffusion coefficient,D_(eff))、色泽、复水比及能耗值。研究表明:对于厚度为6 mm的胡萝卜片和龙眼物料,相对于阶段降湿,连续排湿有助于提高干燥效率;对于12或18 mm的胡萝卜片,阶段降湿能够提高D_(eff)。6、12和18 mm的胡萝卜片在干燥过程中的Bi_(h)分别为0.5827、1.1655和1.7482。6 mm时Bi_(h)<1,内部扩散的水分能够及时迁移至表面,维持较低RH有助于加快干燥速率。12或18 mm时Bi_(h)>1,物料表面和内部存在着较大的水分和温度梯度,此时需要采用阶段降湿干燥方式。不同厚度胡萝卜片干燥过程中的Bi_(m)在0.1568~0.2230之间;连续排湿和阶段降湿干燥条件下,龙眼Bi_(m)分别为0.1103和0.0843。这表明,水分由果肉内部迁移至果肉表面的传质阻力较小,干燥过程中果肉收缩、坚硬的外壳及外界较高RH使得水分迁移产生较大阻力。不同厚度胡萝卜片Bi_(m)>0.1,表明物料内部至表面存在较大的水分梯度,应采用高RH以减小表面水分蒸发速率,同时升高物料温度。对于6 mm胡萝卜和龙眼物料,连续排湿干燥条件下色泽较好,复水比高且能耗低;而对于12或18 mm的胡萝卜片,阶段降湿干燥条件下具有较好的色泽,较高的复水比及较低的能耗。综上,阶段降湿干燥过程中,Bi_(h)>1且Bi_(m)>0.1时,说明阶段降湿干燥适用于此物料的干燥,否则宜采用连续排湿干燥方式。该研究可为果蔬热风干燥过程中合适的RH调控方式筛选提供理论依据和技术支持。

玉米果穗根部和穗柄拉伸力学特性测试

为研究玉米收获机械摘穗作业完成的力学条件,对郑单958和先玉335果穗根部和穗柄的拉伸力学特性进行测试。郑单958果穗根部的抗拉强度为1.067±0.063kPa,能耗为0.358±0.212J,穗柄的抗拉强度为1.480±0.030kPa,能耗为0.505±0.197J,先玉335果穗根部的抗拉强度为1.209±0.101kPa,能耗为0.293±0.092J,穗柄的抗拉强度为2.307±0.206kPa,能耗为1.467±0.226J。实验表明,在摘穗过程中玉米果穗在其根部位置更易发生分离,证明其实现摘穗过程的力学条件更高。玉米果穗根部的拉伸力学特性小于穗柄,先玉335的拉伸力学特性高于郑单958。

日本葡萄产业特点及启示

日本是世界优质葡萄生产国,无论在葡萄育种、栽培技术,还是产业化发展方面均位于世界前列。作者通过考察和调研,对日本葡萄整个产业状况和特点进行了综述,包括主栽品种、育种目标、产业分布,以及葡萄栽培管理技术的应用,相关农业政策对葡萄产业的支持等。通过借鉴日本葡萄产业体系的优势和先进技术,提出我国葡萄产业需在加强政策引导、提高果农技术素质、推动产区合理布局、打造名优特品牌、加大良种培育力度、保证果品质量安全、提高标准化和精细化管理水平、开展旅游观光农业、实现绿色可持续发展9个方面加强改进,以期对内蒙古乃至我国葡萄产业的发展和提升具有重要意义。

数据挖掘技术在反窃电工作中的应用研究

为解决在电网运营过程中,部分电力用户存在的不法窃电行为,以及该行为造成的本地区台区线损大幅提高、电能资源浪费等现象。本文采取的具体方法是,在现有办公软件平台的基础上进行功能应用拓展,植入反窃电排查模块,对原平台所采集到的所有用户每日用电数据进行智能分析,精确筛选出存在窃电行为的用户,实现窃电隐患的远程排查,为"警企联动"反窃电工作提供了有力的技术支持和法律依据。本文结合窃电工作实际,提出了基于数据挖掘技术的反窃电数学模型,定义用户窃电行为指标,建立相应的反窃电评价体系,提出基于数据发掘的反窃电技术的研究框架。该框架通过计算机软件编程,实现了窃电嫌疑排查在办公软件平台中的应用,并通过对现场窃电实例的验证,最终实现对电力用户不良用电行为的有效挖掘。

MINItrace回旋加速器升级前后运行对比研究

目的对比GE MINItrace型回旋加速器升级前后性能指标。方法回旋加速器升级以铌靶系统替代银靶系统、采用最新的射频控制及管理系统、更换GE新一代的离子源系统。回顾性分析升级前后12个月的生产效率和故障率。结果升级后整机故障率下降86.2%,平均产量提高45%。结论升级后回旋加速器的系统故障率大幅降低,生产效率有较大提高。

根瘤菌接种对紫花苜蓿生产性能的影响

采用田间试验,研究根瘤菌接种对紫花苜蓿产量、高度及营养品质的影响,试验选取3个紫花苜蓿品种,分别是“SK3010”“巨能2”“耐盐之星”。研究结果表明:在包头地区种植紫花苜蓿与根瘤菌接种是提高产量、增加根瘤数的有效方法之一,可应用于较大面积的推广示范。

潮汐式灌溉对叶菜类蔬菜苗期生长发育的影响

为了探究潮汐式灌溉对叶菜类蔬菜生长状况的影响,本实验通过控制潮汐灌溉的滞留时间以及穴盘数不同,研究其对生菜、油菜和芹菜三种叶菜类蔬菜在苗期生长、干鲜重和壮苗指数等数据的影响。结果显示:穴盘数为50孔,水滞留时间为300s的生长条件下,生菜的各项生长指标整体来说相对最好;穴盘数为50孔比72穴各类生长指标相对较好,壮苗指数也最大;穴盘数为72孔,水滞留时间处理为120s条件下,对芹菜植株生长来说相对最好,整体相对于对照组CK提升最大。

Field Efficiency Trial of Microbial Fertilizer against Eggplant Verticillium Wilt

The control effect of microbial fertilizer on eggplant verticillium wilt was studied through investigation of disease index and diseased plant rate. The reiults showed that the disease index and diseased plant rate of eggplant verticillium wilt were the lowest in the plots with substrate treatment and root-irrigation treatnent. The control effects in the plots with substrate treatment were higher than those in the plots with only root irrigation treatment. Moreover, higher concentration of microbial fertilizer resulted in better control effect and higher yield. Thus, the microbial fertilizer had a broad application prospect.

番茄早疫病抗性材料的苗期接种鉴定

以番茄品种‘1501黄’为试材,采用喷雾接种法,研究了4株茄链格孢菌(Alternaria solani)的致病性和分生孢子适宜接种浓度,于番茄苗期接种鉴定其抗性水平,以期为番茄早疫病的抗病育种提供依据。结果表明:GY7和GY9为番茄早疫病致病菌株,适宜接种浓度为1×10~6个·mL^(-1);分生孢子形态各异,倒棍棒至长椭圆形,0~7个横膈膜,0~3个纵膈膜,大小多在(60~150)μm×(15~30)μm,具喙,喙宽约5μm;供试15份番茄材料中有9份属于早疫病抗性材料,3份中抗材料,3份中度感早疫病材料。

增施CO2和补光对番茄生长和果实品质的影响

以大果番茄"CM966"为试验材料,设人工增施CO2至(1 000±100)μL·L^-1、LED补光8 h、以及增施CO2和补光(增施CO2(1 000±100)μL·L^-1和补光8 h)互作3个处理,以自然条件下为对照,研究设施内增施CO2和补光对番茄生长、光合特性、产量和果实品质的影响,以期为北方冬春季设施栽培高产、高品质番茄提供技术参考。结果表明:补光(L)、增施CO2(C)和补光增施CO2处理(CL)下株高、茎粗和叶片数均大于对照。CL处理下净光合速率(Pn)、番茄单果质量、果实横纵茎最大,产量显著高于其它处理。各处理对番茄可溶性固形物含量影响不显著,但补光处理显著降低番茄果实的含酸量,增加糖酸比。综上所述,补光和增施CO2同时处理可显著促进番茄生长和净光合速率的提高,提高产量和改善品质。

番茄溃疡病病原的鉴定和抗性品种的筛选

以番茄"CM966"病株为试验材料,采用PCR的方法和形态学鉴定法对包头市采集的疑似番茄病株进行鉴定,并构建系统发育树,以期确定其分类地位;以17个番茄品系和品种为试验材料,采用与番茄溃疡病相关的QTL位点中贡献率最高的Rcm5.1对17个番茄品系及品种进行特异性PCR扩增,同时进行田间接种试验,探究番茄溃疡病抗性种质资源。结果表明:采自4个不同番茄种植田的疑似溃疡病病株,均携带番茄溃疡病菌。经过BLAST比对,其中4个病原菌的分离物与GenBank中已报道的密执安棒形杆菌密执安亚种(Clavibacter michiganensis subsp.michiganensis,Cmm)的一致性达90%以上,其中1个病原菌分离物序列与其它菌株亲缘关系较远;对17个番茄品系及品种进行检测,均不携带QTL位点中Rcm5.1点的抗性基因,但是田间接种试验表明有3个品系’山东荷兰’’圣490’及’紫晶’表现为高抗,病情指数分别为2%、4%、4%。"160""CM966"’T54’及"普罗旺斯"表现为高感,病情指数均大于50%。