荔枝保鮮運輸液氮氣調機理及最佳化

《荔枝保鮮運輸液氮氣調機理及最佳化》是依託華南農業大學，由呂恩利擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：荔枝保鮮運輸液氮氣調機理及最佳化
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：呂恩利
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

荔枝保鮮運輸水平低，是制約我國荔枝產業發展的一個主要因素。氣調保鮮運輸是先進、適用的保鮮技術，有助於延長荔枝保鮮期，保障荔枝品質，但由於成本和效率等問題，難以在我國推廣。結合國情，開展具有氣調快、成本低等特點的荔枝保鮮運輸技術與機理研究，有助於提升荔枝產業發展水平。本項目以荔枝液氮氣調運輸為研究對象。首先，結合基於壓差的流場形式，研究液氮溫度調節機理；套用荔枝氣調保鮮特性，建立溫度優先的液氮氣調機制。在此基礎上，分析液氮氣調、溫控、濕控、換氣等對保鮮環境的影響關係，構建荔枝液氮氣調保鮮數學模型，採用神經網路算法，最佳化保鮮環境綜合調控機制，消除系統耦合。最後，建立液氮及其汽化過程的氣液兩相流運動方程，套用計算流體力學進行數值模擬，分析液氮氣調時溫度、氣體成分變化，掌握氣流速度場、壓力場和溫度場的分布規律，最佳化流場設計及系統控制參數。研究成果將為荔枝保鮮運輸技術與裝備的研發提供科學依據和方法。

結題摘要

本項目以荔枝液氮氣調運輸為對象，通過理論分析、試驗研究和數值模擬，研究荔枝液氮氣調運輸關鍵科學問題。通過調研及試驗對荔枝保鮮特性進行了研究，獲得了荔枝品質隨環境參數變化的規律。通過改變液氮汽化盤管長度、通風風速、開孔隔板開孔率、迴風道長度等因素對液氮氣調溫度調節機理進行研究，揭示了液氮氣調時運輸廂體內的溫度分布與變化規律。研究氣調運輸廂體通風阻力和能耗特性，最佳化保鮮環境調控機制。結合荔枝采後氣調保鮮特性，保障液氮不對荔枝產生低溫傷害和低氧傷害，並利用液氮冷能為保鮮環境降溫。研究了保鮮環境的綜合聯動調控機制，快速調控荔枝保鮮環境，消除耦合影響，縮短系統回響時間。通過計算流體力學對氣調、溫控、濕控、換氣等過程進行數值模擬，最佳化廂體結構及系統控制參數，以獲得均勻的溫度場、速度場。該研究為荔枝氣調保鮮運輸技術與裝備的研究與開發提供科學依據和方法。該方法也對液氮氣調運輸其他水果、蔬菜和花卉提供參考。目前，該項目已取得以下成果：發表論文27篇，其中EI收錄12篇；申請專利10項，已授權7項；登記軟體著作權7項；培養研究生7名；試製氣調保鮮運輸車和保鮮運輸貨櫃各1台；成果“果蔬氣調保鮮運輸關鍵技術與裝備”經廣東省科學技術廳組織鑑定，該成果整體達國際先進水平，其中在基於壓差原理的運輸廂體結構、基於溫度優先的液氮充注氣調機制、氣調保鮮環境綜合調控系統等方面居國際領先水平。