粮食声传播吸声特性的研究

为了研究粮堆声传播的基本理论,采用声阻抗管传递函数法对小麦、精米、糙米、大豆、稻谷、玉米六种粮食进行吸声系数的测量.探讨了粮食的吸声频谱性质并分析了粮食吸声谱随粮层物理状态不同而出现的变化规律.     

粮堆安全湿度

粮堆湿度是指粮食在堆积状态下的粮堆内部空隙间的相对湿度,它与粮食温度、粮食含水量、外界环境(大气或仓房)的湿度有关。粮堆湿度与粮食安全保管关系十分密切,为此我们着重讨论粮堆安全湿度的意义,粮堆湿度的变化规律,粮堆湿度的测量以及粮食湿度仪在粮食保管中的应用。     

基于进出仓作业频繁的筒仓散粮堆平均密度计算方法研究及应用

散粮堆的平均密度是粮食库存数量实时在线检测的重要参数。为解决粮食加工企业库存数量盘点中存在的散粮堆平均密度取值难题,在对比分析了现有方法的基础上,提出了一种适用于粮食加工企业进出仓作业频繁的筒仓散粮堆平均密度计算方法,并选取一个稻谷筒仓的完整进出粮过程,对该方法的测量精度和实用性进行实验验证,结果满足使用要求。该方法简单实用,精度较好,克服了现有修正系数法的不足,为粮食加工企业动态库存数量盘点提供了技术手段。     

小麦强度特性的三轴试验研究

仓内小麦强度参数是安全、经济设计筒仓的必需参数。三轴试验测试的小麦强度参数符合仓内粮食的实际应力状态。利用应变式三轴仪研究了小麦颗粒含水量、粮堆孔隙率、三轴围压等对小麦强度特性及其参数的影响。利用摩尔-库伦理论推导出小麦内摩擦角φ和黏聚力c。试验结果表明,小麦颗粒含水量和粮堆的孔隙率对强度参数都有影响。随着孔隙率增加,c和φ都降低。随着含水量增加,c和φ都增加。对比研究表明,内摩擦角φ并不是一个定值,受储粮含水量、孔隙率影响而变化。     

小麦散装粮堆昆虫群落组成及结构分析

本文报道了小麦散装粮堆昆虫群落的组成和结构。利用粮虫陷井检测器检测,共获得432个检测样。据捕获储粮昆虫及螨类初步分类统计,当年入库小麦散装粮堆仓库昆虫计有13种,优势种群为玉米象,占捕获总虫量的87.5%,次要种类有麦蛾、书虱、腐嗜酪螨、麦蛾萝蜂。本文还报道了仓虫群落昼夜活动动态,垂直分布及种间相互关系。根据 Shannon—Wiener(1949)关于测量多样性及均匀度公式:多样性指数 H′=-sum from i=1 to S P_iI_nP_l,均匀度J′=H′/(I_nS)测量了仓虫均匀度 J′,多样性指数 H′。研究结果表明,小麦散装粮堆50—100厘米和100—150厘米粮堆区间,仓虫群落均匀度和多样性较高,说明小麦散装粮堆中部区域仓虫群落组成相对稳定。     

多场耦合效应对小麦储藏品质影响的研究

多场耦合理论是近年来粮食储藏领域的热点,研究多场耦合效应对粮食品质的影响,为粮食的智能化管理提供理论依据和实践参考。以生物场和物理场为耦合基础进行研究,以含有不同虫口密度米象(Sitophilus oryzae)的小麦作为生物场,通过粮堆的温度分布云图,运用响应面法和多元回归分析,比较了在不同环境(储藏温度15℃/相对湿度75%、25℃/70%、35℃/65%)中小麦的储藏品质变化,构建了小麦粮堆品质变化的多场耦合模型,分析了影响模型拟合效果的主要因素,提出了小麦品质模型的适用性范围,研究发现干面筋含量、降落值模型在耦合效应下具有较强的拟合度(R²>0.9),而脂肪酸值模型在15℃时拟合效果并不理想,丙二醛含量模型的拟合效果随着储藏时间的延长而降低。在小麦储藏过程中,米象等生物场与其它场强的耦合效应对小麦储藏品质有显著影响,此时粮堆上层小麦的品质相比下层具有更好的稳定性,合理选择参数调整场强大小有利于小麦储藏品质模型的稳定性。     

小麦竖向通风阻力研究

为了掌握小麦粮堆在竖向通风时粮堆阻力的变化规律和计算方法,在储藏小麦的180 t试验仓中测试了竖直双向通风的小麦粮堆在不同通风方向和表观风速时的粮堆阻力。结果表明:在进行竖向通风时,小麦粮堆表层存在表层阻力和内部粮层阻力。粮堆总阻力为表层阻力与内部粮层阻力之和,与粮堆高度不呈严格的正比关系。上行压入式通风和下行吸出式通风进行比较,可以看出粮堆的表层阻力和单位粮层阻力存在明显差别,风速越大差别越大,说明粮堆是各向异性的。     

加水量对小麦拉丝蛋白品质的影响

为了更好地调控小麦拉丝蛋白的品质,解决其复水率低、弹性小、组织化程度低等问题,以谷朊粉为原料,利用双螺杆挤压机,研究了挤压过程中加水量对小麦拉丝蛋白品质特性(组织化度、硬度、弹性、咀嚼度、内聚性、复水率、堆积密度)及微观结构的影响。结果表明,在一定温度条件下,加水量低于30%时,小麦拉丝蛋白的膨化度、复水率低,堆积密度大,加水量高于50%时,小麦拉丝蛋白的组织化度变小,弹性、硬度、咀嚼性等指标降低。电镜结果显示,随着加水量的增大小麦拉丝蛋白表面出现明显的纤维结构,当加水量超过50%时,拉丝蛋白表面出现明显气孔。加水量在40%时,拉丝蛋白的硬度、弹性等参数最佳,堆积密度较小,复水率最高,且纤维结构最明显,组织化度也得到明显改善。     

横向通风技术在高大平房仓小麦储藏上的应用

探讨了横向通风技术在60 m×21 m高大平房仓小麦储藏上的应用,设计了横向通风系统方案。对实仓横向通风管网风速、风量、压力和粮堆内部静压等参数的研究测试结果表明,21 m跨度小麦高大平房仓横向通风系统中系统总阻力和单位粮层阻力随着单位通风量增大而增加,在实际降温通风作业过程中,单位通风量选取不应大于7 m3/h·t;横向通风系统中,通风途径比小,通风过程中粮堆内静压分布均匀,粮堆内气流分布比较均匀。     

粉料堆积密度与堆积深度关系研究及应用

为了提高粉料包装机械这类机械系统的计量精度,从理论上研究了粉料堆积密度与堆积深度的关系,改进了自然堆积密度试验的测量方法,并对压实密度与压实应力经验公式进行优化。采用等质量分层法,建立物料堆积密度与堆积深度关系的数学模型。在修正多种物料自然堆积密度测量数据的基础上,重新拟合了相关公式。以小麦粉为例,建立了小麦粉的堆积深度与堆积密度的关系式。针对螺旋下料工程应用,提出了一种新的计量方法。     

便携式粮食库存数量检测设备研发及应用（网络首发、推荐阅读）

为提升粮食库存数量大清查的信息化与智能化技术水平,综合应用光电检测、集成电路、软件开发、数学建模等技术进行了便携式粮食库存数量检测设备的研发。在功能需求分析的基础上制定了设备研发的总体技术路线,重点阐述了高精度测量设备及集成控制程序、自适应粮堆体积测量方案及算法、粮堆平均密度算法、管理软件等关键问题及其解决方案,简要介绍了设备的应用情况。该设备为粮食库存数量检查提供了全新的技术手段 。     

利用瞬态平面热源法检测烟丝热物性的方法

利用瞬态平面热源法建立了测试堆积烟丝热物性(导热系数、热物性参数、体积热容)的实验装置、计算了仪器工作参数并测量了烟丝在不同含水率、堆积密度下的热物性数据;考察了不同水平下检测热物性数据的重复性.结果表明:实验数据的重复性较好.导热系数测试结果精密度范围为:0.00030～0.00471 W/m·K;热扩散系数测试结果精密度范围为0.00371～0.02424 mm2/s;体积热容测试结果精密度范围为0.00921～0.06537 MJ/m3.K.烟丝导热系数、体积热容与烟丝含水率、堆积密度正相关,热扩散系数与烟丝含水率、堆积密度负相关.     

粮食声传播阻抗特性研究

声阻抗是反映声学材料特性的一个重要参数,为了研究粮堆的基本声学性质,采用阻抗管传递函数法对小麦、精米、糙米、大豆、稻谷、玉米六种粮食进行了声阻抗特性的测量.探讨了粮食的声阻抗频谱性质,分析了声阻抗率随粮层物理状况不同而变化的现象.     

硫酰氟气体在不同品种粮堆扩散规律比较研究（网络首发、推荐阅读）

为了解硫酰氟在小麦、稻谷和大豆3种粮堆中的扩散和分布规律,通过6个实仓熏蒸的数据采集,对熏蒸气体在不同粮堆内的扩散速度、均匀性、以及衰减速度等参数进行比较分析。试验结果表明,硫酰氟气体在不同粮种中的扩散速度是大豆>稻谷>小麦;大豆粮堆最快在熏蒸后8 h后,可实现整仓气体均匀;平均气体浓度半衰期分别是大豆>小麦>稻谷;在5.0~12.7 g/m3的熏蒸药剂浓度下实现6个月无虫期的防护效果。     

粮仓储粮霉变CO2法监测值主要影响因素

利用检测粮堆二氧化碳(CO_2)浓度变化的方法对储粮霉变进行监测,但该方法为间接测定,需对影响粮堆CO_2检测值的粮堆相关因素及传感器相关参数进行全面分析。试验结果表明,不同温度下储粮中霉菌生长早期阶段的霉菌增长量均与CO_2浓度变化同步,两者相关性系数0.99;较低的温度可使霉菌生长产气量显著降低,在霉菌生长量相当的状态下,30℃比20℃条件下测得的粮堆CO_2浓度值高4.7倍。粮食颗粒间空隙度等多种因素均可显著影响CO_2气体扩散,稻谷粮堆比小麦粮堆的孔隙度高约30%,稻谷粮堆在相距CO_2发生源50cm的监测点比小麦粮堆测得的峰值浓度高50%,峰值时间提前4d。对粮堆不同深度发生的霉变(距粮面1,2m),监测点设在粮面下3m可减少外界气体交换的影响,监测效果优于深度为1m的监测点。CO_2气体检测过程中,高的取样气流速度可显著降低检测值;对于各种规格的输气管道,适宜的检测气体取样量为管道内部理论体积的1.5倍。通过合理设定参数,CO_2法可灵敏地监测储粮霉菌活动。     

小麦粮堆中玉米象和黄曲霉发生与二氧化碳浓度变化关系研究

明确害虫和霉菌发生与粮堆CO2浓度变化的关系,可为通过粮堆CO2浓度变化来监测虫霉发生奠定基础,有利于粮食储藏安全。本文构建了四种不同模拟粮堆(模拟自然带菌粮堆、模拟害虫发生粮堆、模拟霉菌发生粮堆、模拟虫霉发生粮堆),具体研究了25℃下水分12.5%和15%小麦四种模拟粮堆CO2浓度变化情况。结果显示,水分12.5%小麦模拟自然带菌粮堆CO2浓度30天内未出现显著变化(P＞0.05),模拟玉米象发生(50头/kg)粮堆第2天CO2浓度即达0.5%以上,第15-17天后快速增长,并于第23天达到4.5%,粮堆处于虫霉共同发生状态;模拟黄曲霉发生粮堆在第15天前CO2浓度变化不显著,至第30天时CO2浓度也未超过0.04%;玉米象与黄曲霉共同发生粮堆第2天CO2浓度即达到0.6%以上,第13-17天出现快速增长期,并于第26天达到4.5%以上,粮堆虫霉共同发生状态明显。水分15%小麦四种不同模拟粮堆CO2浓度变化与水分12.5%小麦粮堆基本一致,霉菌开始生长繁殖,黄曲霉发生粮堆、玉米象和黄曲霉共同发生粮堆的CO2浓度增加更快、幅度更大。分别对四种模拟粮堆CO2浓度变化进行模型拟合,各拟合模型均具有较高的精度。研究结果初步明确了害虫和霉菌发生时粮堆CO2浓度变化的关系,为利用粮堆CO2浓度变化来监测粮堆粮情变化提供参考。     

利用生石灰储藏新小麦安全过夏的探讨

新小麦入库后,正值高温高湿季节、粮堆上层往往吸湿,造成生虫;新小麦后熟期长,并且后熟作用旺盛,由于呼吸作用与合成作用过程中放出的水,以水汽状态散发到粮堆孔隙中,随着热的对流,移至粮堆上层,遇冷结露,形成“出汗”,     

基于温湿度场耦合的粮堆离散测点温度场重现分析

以钢板浅圆仓为研究对象,以小麦粮堆为目标粮堆,利用温度传感器阵列监测粮堆不同季节、不同位点的温度,运用粮温拟合算法和Matlab模拟软件,重现了不同季节、不同方位的浅圆仓小麦粮堆温度场变化规律,并基于温度湿度场耦合原理对云图进行了分析。结果表明:夏季,粮堆中存在大体积的"冷芯"可以使粮堆安全度夏;秋冬季,粮堆中有"热-冷"多层次区域变化,易导致第2年春季在粮堆表层发生结露霉变;而在冬季进行机械通风作业可有效消除粮堆在春季易结露的安全隐患。本研究为运用场论分析法预判储粮安全提供了有利依据。     

立筒仓应用惰性粉防治储粮害虫试验

为了评价惰性粉杀虫剂在立筒仓中杀虫应用效果,采用粮堆表层至50cm处拌粮的方法立筒仓内储存小麦进行试验研究。结果表明:惰性粉杀虫剂能有效防治粮堆内的害虫发生,并延迟害虫发生的时间和密度,对仓内温、湿度、粮食品质基本无影响,可以部分取代目前使用的化学防护剂。     

基于COMSOL静态储粮玉米粮堆温度场研究

以初始温度为26℃,边长为1 m并设有冷、热壁面的方形玉米粮堆仓为研究对象，利用数值模拟软件COMSOL,对仓内粮堆温度场进行数值模拟分析，并基于验证的模型研究粮堆内外存在温差时，其内部温度随时间的变化规律。结果表明：靠近冷、热壁面的粮堆温度变化较快；仓内粮堆温度在冷热壁面间形成梯度，出现分层现象；不同初始粮温条件下，壁面与粮堆温差影响仓内粮堆温度分布，储藏96 h后，初始粮温为22℃的粮堆温度变化幅度最大，为24.9℃;粮堆与壁面温差较大的条件下，热量传递较快，仓内粮堆温度逐渐趋于稳定；初始粮温一致，不同种类粮食条件下，在储藏192 h后，大豆、小麦、玉米、稻谷和油菜籽仓内粮堆最终温升分别为2.21、2.18、2.17、2.64和2.40℃;密度和孔隙率差异共同影响仓内粮堆温度的分布，孔隙率较大的玉米粮堆，温度更加均匀。