科研产出
不同结构主动蓄热墙体日光温室传热特性
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:主动蓄热墙体日光温室具有良好的蓄能效果,对改善日光温室内的热环境起到了重要作用。但是对其如何有效地提高了温室的储能效率的特性和机理研究还有待进一步探索,以及如何进一步优化其性能,明确设计指标需要深入研究。该文在深入研究日光温室热量散失规律的基础上,构建了传统主动蓄热墙体日光温室(G1)、回填装配式主动蓄热墙体日光温室(G2),并试验测试了G1和G2主动蓄热循环系统的进出口温湿度、墙体表面热流密度、室内气温等参数,详细分析其传热规律和特性。结果表明:典型晴天(2017年12月31日)蓄热时段G1、G2主动蓄热循环系统的进、出口平均温差分别为10.2、11.6℃,平均蓄热热流密度分别为90.21、141.94 W/m2;典型阴天(2018年1月14日)放热时段G1、G2的进、出口平均温差分别为1.8、2.3℃,平均放热热流密度分别为7.48、5.66 W/m2。对墙体内主动蓄热循环系统的传热特性进行分析,G2的主动蓄热循环系统的蓄、放热量均较G1多。对后墙除主动蓄热系统以外的墙体外壁面被动传热特性进行分析,典型晴天蓄热阶段G1、G2整日的蓄热量分别比放热量多142.01、281.55 MJ;典型阴天放热阶段G1、G2的蓄热量分别比放热量少51.36、29.05 MJ,G2白天蓄热量较多、夜间放热量较少,表明G2墙体的长期储热能力较G1更高,更有利于温室在长时间低温寡照天气条件保持更稳定的室内温湿度环境。该文可为主动蓄热日光温室结构优化及热负荷设计提供理论和实践参考,并为主动蓄热日光温室的进一步发展奠定研究基础。
关键词: 墙体 温室 温度 主动蓄热 主动蓄热循环系统 传热


基于能值分析的秸秆-羊-田循环系统生产效率与可持续性评估
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:生态循环农业是解决现代规模化养殖污染的有效手段。该文使用能值分析方法,对现代"秸秆-羊-田"循环系统的生产效率与可持续性进行评估。结果表明,与单一湖羊养殖系统相比,"秸秆-羊-田"复合循环系统的能值转换率降低96.09%,表明循环系统大大提高了终端产品的能值利用效率;能值投资率和环境负载率降低程度达67.66%以上,而可持续发展指数明显增加,表明循环系统在生产过程中能够较好地降低环境压力而具有很好的可持续发展潜力;净能值产出率和能值产投比分别降低70.32%和70.43%,表明复合生态循环系统的生产效率和经济效益有所降低,主要是由于生产原材料(豆粕、秸秆等)、基建与设备投入增加造成。因此,需要对其提供的生态服务功能的正外部性进行经济补偿,补偿标准为380.76元/(只·a)。然而,如果对目前的循环生产过程进行优化,理论上能够提高净能值产出率,从而实现对循环系统环境效益的自我补偿。


分时收集条件下稻秸理化性状变化初步研究
《太阳能学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:以高茬(留茬高度50~60 cm)秸秆为对象,每间隔7 d采集秸秆样品一次,分析自然状态下留茬稻秸理化性状变化(含水率、热值及作物养分大、中微量元素含量等),同时记录气象资料(如雨日、雨量等),旨在为秸秆分时收集、秸秆热解或直燃能源化利用提供基础数据。结果表明,在温度较高、降雨较多季节,稻秸中钾、钙等营养元素被淋洗、秸秆灰分减少,含水率变化不大,热值、有机物质等损失较少,相关分析表明秸秆含水率与土壤含水量、空气湿度、风速等多重因素有关。初步结论:采用秸秆分时收集,可使秸秆中钾、钙等养分资源归还农田、降低秸秆灰分含量,且不影响秸秆热值。


基于灰色关联分析法研究不同干燥方式对芜菁脆片的影响
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:通过比较真空冷冻干燥(freeze drying,FD)、变温压差膨化干燥(explosion puffing drying,EPD)、红外干燥(infrared drying,ID)、热风干燥(hot air drying,AD)4种不同干燥方式对芜菁脆片物理性质、营养成分、微观结构等的影响,寻找最优的芜菁脆片干燥方式。使用理化分析技术测定芜菁脆片营养成分含量;色差仪、质构仪等测定物理特性;扫描电子显微镜观察微观结构;评分法进行感官评价;灰色关联分析与变异系数分析结合进行综合评价。结果表明:4种不同干燥方式处理后的芜菁脆片的物理特性和营养成分含量均有显著变化,FD和EPD对营养成分的保留更为完整。扫描电子显微镜观察结果显示FD可使芜菁脆片形成疏松多孔蜂窝状结构,EPD可使芜菁脆片产生轻微蜂窝状效果,同时使结构更为紧密,使口感酥脆。干燥方式综合评价结果为:FD>EPD>ID>AD。但FD设备及加工过程花费较高,生产周期较长。综合考虑脆片的物理特性、营养成分、微观结构、感官评价以及生产周期,可得出EPD为芜菁脆片的最适加工方式。


胍盐聚合物添加量对抗菌食品包装膜抗菌性及物理性能的影响
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:为了开发出一种安全高效的抗菌食品包装材料,添加不同质量分数(0~7%)的聚六亚甲基双胍盐酸盐(polyhexamethylene biguanidine hydrochloride,PHMB)抗菌母粒到聚乙烯基材中,制成PHMB抗菌膜,比较PHMB母粒添加量对抗菌食品包装薄膜的抗菌性和性能的影响.结果表明,随着PHMB母粒添加量的增大,薄膜抗菌性增强.PHMB母粒添加量为4%时,薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和杂菌样品的抗菌率分别为99.1%、99.2%和83.4%,且存放6个月后薄膜仍保持较强的抗菌作用;添加PHMB母粒后,薄膜的透光率、水蒸气透过率影响较小;薄膜的力学性能在PHMB母粒添加量为4%时最优;PHMB(4%)抗菌膜对实际试样(鳕鱼干)表现出良好的微生物抑制作用.因此,确定抗菌薄膜中PHMB母粒最佳添加量为4%,薄膜具备强抗菌作用和良好的性能.该研究为抗菌材料的研制提供了参考.
关键词: 膜 聚乙烯 菌 薄膜材料 PHMB 抗菌 使用性能


不同包装方式下冷鲜青虾的菌群多样性分析
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:对青虾采用两种包装方式:托盘包装和气调包装(体积分数50%CO_2+50%N_2),在4℃条件下贮藏6 d,测定菌落总数和挥发性盐基氮含量,确定不同包装方式下青虾的货架期;随后利用16S rDNA扩增子测序对两种包装方式下青虾微生物多样性进行研究,比较其菌相变化,确定其变化规律。结果表明:托盘包装组和气调包装组的货架期分别为2 d和4 d;且两种包装方式下变质青虾的菌群结构有较大差异,在托盘包装方式下,优势菌群主要以不动杆菌、黄杆菌和希瓦氏菌为主,是普通低温贮藏时造成青虾腐败的主要菌群;采用气调包装后,黄杆菌和希瓦氏菌数量大大降低,假单胞菌成为主要优势菌群;体积分数50%CO_2+50%N_2气调包装能抑制托盘包装时优势腐败菌的增殖,从而延长货架期;而假单胞菌有较强的耐受力,成为新的优势腐败菌。研究结果为保障青虾的质量安全提供了理论依据。


基于作物生长模型参数调整动态估测夏玉米生物量
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:针对如何利用作物生长模型定量解析区域夏玉米生物量动态变化的热点问题,该文在沿东海岸的江苏省盐城市大丰区设置大田夏玉米生物量估测试验,在构建夏玉米生物量过程模拟模型的基础上,对夏玉米多个生育阶段的生物量(指地上部生物量)及其变化特征进行分析,并结合试验实测数据探讨利用实测叶面积指数和生物量数据调整生物量模拟模型参数的可行性.结果表明:夏玉米生物量过程模拟模型可以对夏玉米从出苗到灌浆期间的多个生育阶段生物量动态变化进行估测.出苗到拔节前的生长阶段,生物量积累主要来源于叶片形成,模拟模型可以对生物量进行有效预测,预测值与实测值之间的均方根差(root mean square error,RMSE)为18.31 kg/hm~2,相对误差为3.35%.拔节到抽雄前的生长阶段,由于茎节伸长与节数增加,生物量积累加快,预测值与实测值之间的差异较大.拔节初期生物量预测值为535.5 kg/hm~2,实测值为480 kg/hm~2,相对误差11.56%.抽雄前生物量预测值为7 036.46 kg/hm~2,实测值为5 794 kg/hm~2,相对误差21.44%.拔节到抽雄前生长阶段预测值与实测值之间的RMSE为825.94 kg/hm~2.经过模型参数调整,抽雄前生物量预测值为6 036 kg/hm~2,与实测值较为接近,RMSE为219.43 kg/hm~2,相对误差4.18%.利用参数调整后的模拟模型继续对抽雄到灌浆前生长期间生物量进行预测,预测值与实测值较为一致,灌浆期生物量预测值为11 156 kg/hm~2,实测值为10 785 kg/hm~2,相对误差3.44%,而参数调整前预测值为12 492 kg/hm~2,相对误差15.83%.在玉米拔节期进行模型参数调整,对拔节到抽雄和抽雄到灌浆2生长阶段的生物量预测效果较好.该研究可为县域夏玉米不同生长阶段生物量及其动态变化预测提供参考,可辅助县域农业管理部门进行适时生产措施调整.
关键词: 作物模型 预测 生物量 夏玉米 模型调参 沿东海岸种植区


加热消毒设备处理西瓜重茬基质工艺优化及栽培效果
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:为解决西瓜重茬基质再生利用障碍问题,降低基质栽培经济成本,该研究设计研发了一台利用导热油夹套加热,高温消毒处理重茬基质的设备.从节能和病原菌杀灭的角度,优化该设备的运行参数,获得重茬基质消毒技术.通过对再生基质栽培后西瓜枯萎病发病情况和尖孢镰刀菌数量的调查,验证该技术在田间尺度上的应用效果.试验结果表明:西瓜基质栽培前后容重和孔隙度变化显著,全氮、速效氮、速效钾显著(P<0.05)下降33.0%、40.3%和33.5%,但仍在适宜栽培范围,再次利用需补充养分,而病原菌(尖孢镰刀菌的数量)显著增加是限制重茬基质再利用的主要障碍因子.利用该消毒设备对西瓜重茬基质消毒的最佳运行参数为:单次进料量为3 m3,基质含水率为40%,高温(70℃)消毒2.0~2.5h.田间验证试验显示,连茬种植西瓜后,经消毒处理的重茬基质枯萎病发病率与新基质无差异,分析基质中病原菌数量发现,经过高温处理后重茬基质中尖孢镰刀菌数量与新基质处理无差异,均显著低于未经消毒处理.此外,西瓜采收后的生长指标(植株干质量、单果质量和产量)均与新基质无差异.因此,基于导热油外加热的消毒设备处理西瓜重茬基质工艺达到了很好的灭菌效果,满足西瓜生产需求.整个工艺的经济成本为42.25~53.50元/m3,可以控制在新基质价格的6%以内.在农业生产中具有很好的应用前景.


猪肉12-脂肪氧合酶催化结构域的表达、纯化及其酶学性质分析
《食品科学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:研究脂肪氧合酶(lipoxygenase,LOX)在猪肉贮藏、加工过程中对脂肪氧化及风味形成的作用机制。通过序列分析和聚合酶链式反应扩增获得了猪肉12-脂肪氧合酶催化结构域(12-lipoxygenase catalytic domain,12-LOXcd)的编码基因,采用大肠杆菌表达系统,经镍柱亲和层析和Superdex G200凝胶过滤层析纯化得到12-LOXcd蛋白,并研究其酶学性质。结果表明,构建的原核表达载体pMBP-12-LOXcd在大肠杆菌中成功可溶性表达了猪肉12-LOXcd,该重组蛋白经纯化可达电泳纯。12-LOXcd以亚油酸为底物的比活力为2 826.7 U/mg,最适pH值为6.0,最适作用温度为30℃。亚油酸K_m为0.40 mmol/L,亚麻酸K_m为0.55 mmol/L,花生四烯酸K_m为4.15 mmol/L,表明最适底物为亚油酸。与大豆LOX相比,该酶在较高NaCl质量分数(9%)时仍保持活性稳定;对热较不稳定,在60℃条件下失活,但优于大豆LOX的热稳定性;此外,12-LOXcd的pH值稳定性也优于大豆LOX,在碱性条件下仍能保留部分活力。


冻藏温度对斑点叉尾鮰鱼片蛋白质特性和感官品质的影响
《中国食品学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要:研究不同的冻藏温度(-20,-30,-40℃)对斑点叉尾鮰鱼片在贮藏期内蛋白质理化性质及感官品质的影响。结果表明,随着冻藏时间的延长,不同冻藏温度下鮰鱼pH值、Ca2+-ATPase活性、活性巯基均呈下降趋势,表面疏水性呈上升趋势。-40℃处理组的样品各指标变化趋势明显低于或迟缓于-20℃处理组,且冻藏温度越低,效果越显著。SDS-PAGE电泳结果显示,冻藏期间肌原纤维蛋白发生一定程度的降解,贮藏温度越高,蛋白质降解程度越大。蛋白理化特性的改变,使得硬度、弹性、咀嚼性等质构发生变化,对产品品质有一定影响。扫描电镜显示:在冻藏条件下肌纤维有一定变形,呈现不同程度的劣变,-40℃冻藏条件使鱼体内组织结构保持完整。

