响应面优化超声提取绿色棉纤维总黄酮

【目的】优化超声提取绿色棉纤维中总黄酮工艺条件,为合理利用及鉴别天然绿色棉纤维提供依据。【方法】以天然绿色棉纤维为原料,利用超声空化效应加速黄酮溶解于乙醇中,在单因素试验基础上,结合Box-Benhnken中心组合原理及响应面设计优化试验条件。【结果】料液比为1∶50 g/mL时,总黄酮得率达到最大值,提取最适料液比为1∶50 g/mL,响应面试验中建立的模型的CV值=0.87%,影响绿色棉纤维总黄酮得率的顺序为提取时间>乙醇浓度>料液比,A料液比为1∶50 g/mL、B乙醇浓度50%、C提取时间50 min为最佳提取条件。【结论】超声波法提取绿色棉纤维总黄酮的最佳条件参数为料液比1∶50 g/mL、乙醇浓度50%、提取时间50 min;获得平均总黄酮得率为5.25%。

超声波振动农业触土部件变幅杆性能分析与试验

针对超声波振动农业触土部件的结构要求,对比研究了指数型、悬链线型、圆锥型和阶梯型4种不同类型超声波变幅杆的谐振效应和聚能放大性能。利用变截面变幅杆的纵振波动方程求解得到4种变幅杆超声波激振下的轴向位移函数和应变分布函数,借助MatLab编程计算求得变幅杆轴向位移和应变分布和变幅杆的关键参数。结果表明:4种变幅杆的最大位移都发生在变幅杆的小端处,轴向应变曲线的最低点显示了易发生破坏失效变幅杆的极大应变点;相同条件下,4种变幅杆放大系数从大到小排列依次为阶梯型、悬链线型、指数型和圆锥型。阶梯型变幅杆虽然放大系数较大,但形状因数最小,过渡处易遭到破坏;圆锥型变幅杆的形状因数最大,其它两种居中。最后,分别通过有限元仿真分析和土槽试验的方法对计算结果进行验证,仿真与试验结果和理论计算结果保持较好的一致性。

树型喷洒靶标外形轮廓探测方法

为了在线探测靶标外形并为变量喷药提供基础支持,研究了树型喷洒靶标外形轮廓探测方法。该文基于超声传感器搭建了靶标外形轮廓探测试验平台,该平台能够驱动步进电机精确匀速运动,以0.02m为步长密集测量树冠形状,将获得的数据传给计算机实时显示,并能够在Access数据库中长期存储。使用该测试平台针对自制规则树树冠和花期樱桃树树冠分别进行了试验。试验结果显示规则树冠和樱桃树冠体积探测精度分别为92.8%和90.0%,表明该方法具有较高探测精度。

苹果中有机氯农药残留的超声波去除条件优化

中国是世界苹果第一生产大国,但中国苹果出口仅占世界贸易量的不足10%,其主要制约因素是安全性,其中农药残留是主要原因之一。论文采用响应曲面法对超声波去除苹果中有机氯农药残留的工艺条件(功率、时间、温度)及其交互作用进行了优化,并就超声波处理对苹果主要品质指标的影响进行了分析。结果表明:超声波去除苹果中有机氯农药残留的适宜工艺参数为:超声波功率为609.16W,时间为70.46min,温度为15.45℃,去除率可达到64.32%;超声波处理对苹果的硬度没有显著性影响;对苹果的总糖、总酸具有一定的显著性影响,但没有超出国家标准及主要出口国苹果标准的要求。超声波处理简单快速,能有效去除苹果中有机氯农药的残留,极大提高苹果的安全性,很容易和现有鲜果清洗、分级、打蜡生产线耦合链接,其产业化应用前景极为广阔。

幼树靶标探测器设计与试验

针对果园对靶喷药中幼树靶标难以精准探测的难题,该文基于红外传感器设计了幼树靶标探测器,该探测器能同时探测喷药机两侧果树树干,根据用户设置的喷雾宽度和延迟距离等参数计算出靶标喷雾位置,并准确控制电磁阀开闭以进行对靶喷药。实验室试验表明,在传感器探测范围内探测距离和树干直径对探测器探测准确性几乎没有影响,速度对探测准确性有微小量影响,速度不大于1m/s时喷雾总宽度计算精度不小于96.1%。果园试验表明,行走速度不大于0.94m/s时,幼树靶标探测器能100%探测到树干并准确计算出喷雾位置和喷雾宽度。

超声波处理对小麦胚芽球蛋白理化和功能性质的影响

采用超声波处理小麦胚芽球蛋白以提高其功能性质。研究了超声波处理对小麦胚芽球蛋白理化和功能性质的影响。结果表明:经超声波处理后,小麦胚芽球蛋白的巯基和二硫键含量、紫外光谱和荧光光谱均发生了显著的变化。随着超声波功率的增加,小麦胚芽球蛋白的疏水性、起泡性、起泡稳定性、乳化性和乳化稳定性都降低;当超声波功率大于900 W时,由于小麦胚芽球蛋白重新伸展,疏水基团暴露增多,引起疏水性、起泡性、起泡稳定性、乳化性和乳化稳定性增加。此外,超声波功率对小麦胚芽球蛋白的溶解度有显著影响,随着超声波功率的增加其溶解度明显增加。因此,通过选择适宜的超声波功率水平能够改善小麦胚芽球蛋白的理化和功能性质。

作物水胁迫声发射检测及视情灌溉系统的研究

研究和开发了利用声发射技术检测作物的水胁迫并视情实施自动灌溉的系统 ,以西红柿作物为目标在温室内进行了试验研究。结果表明 :在一定程度范围内 ,作物受水胁迫时发出悲鸣的频次随作物水胁迫的程度的增加而增加 ,并与作物的蒸腾加速度有关 ;为避免作物受水胁迫的影响 ,可通过声发射传感器所获得的作物信息实现对作物视情灌溉和调节 ;使作物的蒸腾量和灌溉量达到平衡调节 ,力求使作物在最佳的土壤水环境下生长 ,提高水的利用率 。

声频控制技术对水稻生长发育、产量及品质的影响

为了探明声频控制技术对水稻生长发育、产量及品质的影响,该文对水稻进行了特定频率和响度(主频率500Hz,响度80dB)的声波处理。试验结果表明,声频处理的杂交籼稻天丰优5号增产5.11%,杂交粳稻甬优13号增产5.38%,产量差异均达到显著水平。与CK相比,声频处理天丰优5号和甬优13号的有效穗数分别增加8.40和5.80穗/m2,每穗实粒数增加2.46和4.46粒;声频处理后7和14d,天丰优5号茎蘖数分别多0.3和0.5株/从,甬优13号茎蘖数分别多1.1和1.0株/从;声频处理的天丰优5号孕穗期(9月8日)和灌浆期(10月6日)平均叶片叶绿素含量分别增加11.36%和10.41%,甬优13号孕穗期(9月22日)和灌浆期(10月20日)分别增加5.20%和4.91%;声频处理的稻米透明度均提高1个等级,天丰优5号和甬优13号垩白度分别降低21.31%和5.88%,胶稠度分别增加2.0和8.0mm,整精米率分别提高6.99%和2.22%,稻米质量指数分别提高6.58%和10.94%。该文为声频控制技术在水稻上大面积应用提供科学依据。

植物声频控制技术对棉花生产的影响

为探讨植物声频控制技术对新疆大田棉花生长发育和产量的影响,为该技术在棉花生产中的应用提供科学依据。该试验设5个点,每个点分声波处理和对照2个区。声频区通过QGWA-01型植物声频发生器定期给作物播放特定频率的声波,以测定声频及声强对棉花生产的影响。通过3a的对比试验表明,声波处理促进了棉花的营养生长,其中处理区棉花的株高、倒四叶宽(功能叶)和果枝数量分别较对照增加了1.17%、5.25%和1.14%;处理同时促进了棉花的生殖生长,其中,棉铃数和单铃重分别提高了9.22%和3.34%。声波处理使棉花3a的增产幅度在11.1%～13.5%,差异显著,平均增产12.7%,在一定范围内,声波的增产效应与距离声源的远近呈负相关。研究证明了植物声频控制技术对棉花营养生长和生殖生长均有促进作用,可作为植物声频控制技术推广应用的理论基础。

作物精量灌溉系统的无线传感网络应用开发

为准确提供作物水分亏缺程度并为精量灌溉提供科学依据,基于作物水分胁迫声发射原理,研究无线传感器网络技术在精量灌溉系统中的应用。采用自适应加权数据融合算法来提高声发射信号精度,提出基于簇的多跳路由算法以减少结点数据传输能耗,利用NB100网关实现无线网和有线网之间的桥接。系统分布式运行,具有鲁棒性强、易于扩充和伸缩性良好等优点。仿真试验表明该系统组网正确、无线传输能耗占总能耗的60%以上,可以使人们远程、精确获取作物需水信息,并实施精量灌溉,能够应用到农田、苗圃、温室等节水农业领域中。

超声波强化秸秆乙醇化原料碱预处理效果研究

以农业废弃物秸秆资源的综合利用为目的,对玉米秸秆乙醇化的超声波与碱联合预处理的工艺条件进行了研究.结果显示,NaOH浓度、基质浓度和粒径为主要影响因子.最佳条件为:NaOH 0.5%、基质浓度45g/L、粒径0.50 mm.超声波有利于强化秸秆预处理,还原糖得率明显高于碱单独预处理时的得率.从试验效果考虑,采用NaOH浓度0.5%,超声波功率为480W,处理时间为30 min时,可达到最佳的处理效果.

基于单目视觉与超声检测的振荡果实采摘识别与定位

针对采摘机器人在果实振荡情况下因难以精确定位影响采摘效率的问题,提出了一种基于单目视觉与超声检测的振荡果实识别与定位方法。首先对采集的振荡果树图像序列进行基于色差R-G的Otsu阈值分割和形态学处理,接着对图像果实区域进行灰度填充,将处理后的图像序列叠加得到复合图像和目标果实运动区域,求取振荡果实在图像运动区域的二维平衡位置坐标。然后机械手在视觉引导下运动,其末端指向振荡果实二维平衡位置坐标,同时超声传感器检测目标果实深度信息并提取超声回波信号峰峰值进行果实识别,当检测到果实处于适合采摘位置时,机械手爪抓取果实。采摘试验表明,采摘成功率为86%,验证了所采用方法的有效性,为实现采摘机器人实用化提供了参考。

茶色素的超声辅助提取及其稳定性研究

采用正交试验设计,探讨超声辅助法提取红茶中茶色素的条件。通过紫外-可见分光光度法,对红茶色素水溶液稳定性进行研究。结果表明:茶色素对时间的稳定性良好,提取和存放温度不宜超过60℃,在较低pH值下稳定,有较好的耐光性,但对金属离子不稳定。

超声技术在农业上的应用现状与前景

超声波在媒质中传播时产生一系列物理化学效应,这些效应在国民经济许多行业中取得了广泛应用。为此,综述了超声技术在农业上的应用,并对超声技术的应用前景提出了自己的见解。

基于超声测距的柑橘收获机器人应急避障系统

针对柑橘采摘机器人视觉系统的特点及现实中可能遇到的问题,使用高精度的多路超声测距系统为采摘机器人提供应急避障。首先,校正了超声测距传感器的精度,并设计多路超声系统,针对不同类型的障碍物进行了试验。试验证明,超声测距系统可有效避免机器人与障碍物的碰撞。

低能量超声检测技术在食品工业中的应用

综述了低能量超声波检测技术的基本原理及其在食品生产实时监控过程和在乳制品、肉制品、蔬菜水果等食品质量检测领域中的典型应用实例;阐述了国外超声检测技术在食品工业中应用的现状及面临的困难,分析了该领域的研究空间和发展潜力,并对该领域的深入研究提出了合理建议和展望,为发展中国超声食品质量检测技术提供一定的参考。

超声波处理稻种对其生根发芽的影响

采用一套带搅拌器的小型超声波处理种子装置,以优良水稻种子为研究对象,研究了超声波处理对水稻种子发芽率和幼苗根系的影响作用。研究结果表明,超声波处理水稻种子可以提高发芽势和发芽率、促进芽和根的生长;频率为25kHz,处理时间为20min的效果较好。2010年,两户稻农对龙阳16进行小范围对比区试,种子经过超声波处理的秧苗整齐,根系发达,分别比参照组增产6.67%和8.54%。

声频对小盒栽培黄豆芽菜产量的影响

为考察声频助长技术对黄豆芽小盒栽培产量和质量的影响,该试验根据黄豆芽生产工艺特点,结合黄豆芽自身的生理特性以及试验点的环境和设备要求,选择温度、湿度等条件相同的5个车间作为试验点;再选择5种不同的音乐种类、音乐播放时间和音量作为影响因素分别对黄豆芽在小盒栽培种植中声频助长的情况进行了单因素试验。然后根据单因素试验结果,选择三因素三水平进行正交试验,从正交试验数据的结果中得出较优方案为:每天播放钢琴独奏5 h、音量控制在70~80 dB对黄豆芽助长效果最佳。优化方案验证表明声频助长技术能使黄豆芽增产26.25%。研究结果可作为声频助长技术在黄豆芽生产中推广应用的理论基础。

利用声测报技术检测农产品害虫的新方法

介绍了一种检测农产品害虫的新方法———害虫声检测法 .与传统的农产品害虫检测方法相比 ,此方法具有快速、准确、灵敏度高、价廉等优点 .近年来 ,在微电子设备及计算机技术的推动下 ,害虫声检测技术得到了迅速发展 ,进入实用阶段 ,已建立了水果害虫和储粮害虫声信号微机实时监测系统 .综述了声检测技术的发展历程、最新进展及存在问题 .

槽式超声波处理对糙米理化特性与感官品质的影响

评价了槽式超声波处理对糙米品质特性及食味的影响，研究结果表明：超声波处理使糙米饭的持水率增加了30．53个百分点、体积膨胀率增加了30个百分点，且对糙米粒的白度指数和透光率影响较小，说明超声波处理保持了糙米样品较完整的皮层结构。同时，超声波处理对糙米的化学组成没有显著影响，且可以降低糙米的硬度，提高糙米的弹性和咀嚼度，而对其粘附性和粘聚性影响不大。感官评价结果表明，超声波处理的糙米样品其感官评价总分均高于未处理的糙米，以槽式超声波进行糙米处理具有一定的应用价值。