Вплив коливання температури на овочі у фазі після збору врожаю - PDF скачати безкоштовно

Департамент рослинницьких наук Відділ овочівництва на коливання температур на овочі у фазі після збору врожаю Клаудія Віллінг Повна копія дисертації, затвердженої Науковим центром харчування, землекористування та навколишнього середовища в Мюнхенському технічному університеті Вейхенштефана для здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук Голова: Експерт дисертації: ун-т проф. Лікар. вип. нац., доктор вип. нац. хабіл. Г. Форкманн 1. ун-т проф. Лікар. агр., доктор агр. habil. Дж. Вайхманн 2. ун-т проф. Лікар. вип. харт., доктор вип. скарб. хабіл. Дж. Мейер Дисертація була подана до Мюнхенського технічного університету 28 червня 2001 р. Та прийнята Науковим центром харчування, землекористування та навколишнього середовища Вайхенштефана 17 вересня 2001 р.

вплив

8 Список скорочень Перетворювач ацетил-КоА AD ADP AMP ATP CA FAD K LF MFC NAD NADH PE PEP P i PID-контролер Pt-0 PVC Q RQ TKS коефіцієнт транспірації. цитований ацетил-кофермент Аналогово-цифровий перетворювач аденозин дифосфат аденозин монофосфат аденозин трифосфат контрольована атмосфера флавін-аденин-динуклеотид Кельвін витратомір повітря (контролер масового потоку) нікотинамід-аденин-динуклеотид відновлений нікотинамід пропорційний аденин-аденин-аденін-амінокислота Термометр опору полівінілхлорид коефіцієнт температури коефіцієнт дихання торф'яна культура субстрат наведений коефіцієнт потовиділення

23 Вступ до теплопровідності: cp δt δt 2 δ T δr 2 δt δt + r δr δr (ρ0 + ρ1t) = (k0 + k1t) + k + QTt (,) 2 1 2 (рівняння 12) Початкова умова: T = T для 0 r Rwenn t = 0 0 гранична умова: δt δr nq (k 0 + kt) = q (a) (a) (+) h TTTTL LT h 1 0 0 1 m0 p T a + 27315, sp T + 27315, anmps Ta + 27315, T + 27315, па (рівняння 13) при r = 0 і t> 0 cpppas = питома теплоємність продукту = тиск водяної пари навколишнього повітря = тиск пари насичення при Q = виробництво дихального тепла R = радіус сферичного продукту r = координата в радіальному напрямку T = температура t = Час ρ 0, ρ 1 = емпіричні константи для оцінки залежної від температури щільності добутку температури поверхні, що випаровується. Рівняння 13 передбачає, що щільність і теплопровідність продукту лінійно залежать від температури.

Вступ 28 Перепад температур газоподібний Конвективний тепловіддача, тверде Теплопровідність Відстань між двома точками при різних температурах Рисунок 1: Теплообмін між газоподібними та твердими речовинами (теплообмін). На тепловіддачу впливає швидкість середовища, що обтікає його. Потоки з внутрішнім тертям, але без утворення вихорів, називаються ламінарними (KUCHLING 1986). Внутрішнє тертя є результатом впливу сил між молекулами, так званої в'язкості. Якщо в потоці є великі опори потоку, утворюються вихори, і потік стає турбулентним. Сили діють проти напрямку руху і гальмують рух. Опір потоку, серед іншого, залежить від найбільшого перерізу тіла, що протистоїть потоку, і може бути розрахований за такою формулою: ρ Fw = ca v 2 2 (рівняння 18) F w = опір потоку [N] c = коефіцієнт опору [безрозмірний] A = найбільший, спрямований на потік Поперечний переріз тіла [m ρ = щільність потоку середовища [кг mv = відносна швидкість між тілом і середовищем [мс -3] -1] 2]

Вступ 30 кліматичних умов на овочах, що зберігаються, можна належним чином реєструвати. Для цього потрібно було побудувати випробувальну установку, в якій можуть бути сформовані певні коливальні кліматичні умови таким чином, що температура зберігання змінюється відповідно до зазначеної схеми. Друге питання полягає в тому, щоб перевірити фізіологічну реакцію овочів, що зберігаються, на різні, коливальні кліматичні умови. Особливо важливо враховувати та оцінювати інтенсивність дихання та потовиділення товарів, що зберігаються, як динамічні змінні з часом як пряму реакцію на різні температури.

Матеріал та методи 32 Вентилятор з нагрівальним елементом Використання рослинного термометра опору Ємнісний датчик вологості в поєднанні з термометром опору Термопари Вентилятор для зворотного повітря Рисунок 2: Камера із вставкою та вимірювальною технологією. 2.1.3 Технологія вимірювання в кюветах Температура повітря в кюветах вимірюється за допомогою термометрів опору Pt-0, розташованих у повітряній шахті. Крім того, температуру та відносну вологість повітря поблизу виробу визначають ємнісні датчики вологості (HMP 133Y, датчик вологості Humicap 0062 у поєднанні з термометром опору Pt-0, Vaisala). Температуру в овочі або на поверхні овоча вимірюють мікротермами (константан заліза, мідний константан).

Матеріал та методи 34 2.1.4.2 Аналіз Зразок газу подається до аналізатора без пилу через блок подачі зразка газу (CGMF1, Hartmann & Braun). Спочатку він потрапляє в охолоджувач (ECP 00, M&C Products), де встановлюється низька, стабільна точка роси. Це видаляє водяну пару з вимірювального газу і надходить сухим у вимірювальну камеру аналізатора. Там вміст CO 2 у газі визначається за допомогою інфрачервоного поглинання. Вимірювання проводяться в абсолютному режимі з азотом як еталонним газом, тобто завжди визначається відповідний абсолютний вміст CO 2 у повітрі кювети. Для того, щоб визначити фактичний викид CO 2 з овочів, що зберігаються, порожні посудини повинні бути підключені між кожним дослідженням, щоб знати вміст CO 2 у вхідному повітрі. Частина системи, яка знаходиться в холодному приміщенні, встановлена ​​на випробувальному столі із залізної сітки. Кабінет управління для збору та контролю даних розташований безпосередньо за межами холодильної кімнати. На малюнку 4 показаний ескіз випробувального приміщення в холодній кімнаті зверху. Випарник 1 2 3 Ізольований контейнер 6 5 4 7 8 9 12 11 Тестовий стіл із залізної сітки Роликові двері для холодної кімнати Рисунок 4: Ескіз тест-системи в холодній кімнаті зверху. 1-12: Порядок кювет.

Матеріал та методи 36 Системні блоки використовуються для визначення швидкості допиту певного сигналу, якщо він повинен відрізнятися від системної швидкості (0 Гц). Сигнали, які слід зберігати разом, повинні бути підключені до одного тактового блоку. Для кращого огляду вся принципова схема була розділена на п’ять підсхемних схем, які виконують різні завдання контролю та вимірювання (Рисунок 5): Аналіз електромагнітних клапанів Pt-0 Вимірювання ПІД-регулятора MFC Розміщення схем підсхем є довільним і не впливає на їх функціональність. Відповідний опис подано у відповідному порядку. Дані, системні та керуючі сигнали можна експортувати та імпортувати між діаграмами підсхем. На рисунках показані лише блоки для імпорту та експорту даних, системи та податків. Числа на шинних лініях між блоками та на входах і виходах блоків вказують на кількість переданих сигналів. Вхідний блок Control300_E Аналіз електромагнітних клапанів Pt-0 Вимірювання ПІД-регулятора Вихідний блок MFC Control300_A 5 схеми підсхем Рисунок 5: Принципова схема з п’ятьма підсхемами

37 Матеріал та методи 2.2.2 Запис температури на діаграмі підсхем вимірювання Pt-0 Діаграма підсхем вимірювання Pt-0 відповідає за вимірювання та збереження температури в 12 кюветах (рис. 6). Вхідні сигнали масштабуються за допомогою лінеаризації Pt-0. Вихідні дані на екрані приймають форму цифрового відображення та відображення кривої. Щоб файли вимірюваних значень не зростали занадто великими та забезпечували максимально точний контроль температури, достатньо кожні 40 с запитувати та зберігати температуру в кюветах. Контроль імпорту системи Імпорт Зберігання кожні 40 с Екран дисплея Цикл увімкнено Імпорт даних Масштабування Pt-0 Збереження температури Криві цифр Експорт даних Експорт системи Експорт Контроль Експорт Рисунок 6: Діаграма підсхеми Pt-0 Вимірювання 2.2.3 Контроль температури на діаграмі підсхеми PID- Контролер Криву температури можна ввести для кожної кювети окремо або як функцію (синус), або як значення постійної температури. Управління відбувається в програмному забезпеченні за допомогою ПІД-контролера, який підключений до формульного блоку та до фактичної температури (рис. 7). Блок формул містить функцію синуса:

Матеріал та методи 38 2π x = Hsin + M SZ (P) (рівняння 20) H = гістерезис (відхилення температури від її середнього значення) S = період коливань Z = час у s P = фазовий зсув M = середнє значення температури Блок формули пов'язаний із секундоміром так, щоб відповідна задана температура була доступна постійно. Фактичне значення температури порівнюється із заданим значенням. Нагрівальний елемент відповідно включається через реле. У всіх експериментах температуру контролюють за термометром опору у повітряній шахті кювети. Середня температура та гістерезис стосуються температури повітря в протоці. При різному обсязі зберігання важко розташувати градусник між овочами, щоб вони не торкались їх. Всі термометри можна встановити на повітряній шахті на однаковій висоті, а також керувати всіма кюветами порівняно. Імпорт системи Податок імпорт Pt-0 Фактичне значення температури Сигнал часу Порівняння задане значення/фактичне значення Значення ПІД Реле Імпорт даних Край Секундомір Формула ПІД-контролер, що опускається нижче функції C Sin, як задане значення Експорт даних Експорт системи Експорт Податковий експорт Рисунок 7: Контроль Приклад - температура в кюветі

Матеріал і методи 40 масштабовано лінійно і виводяться у вигляді числового відображення на екрані. Частота дискретизації відповідає частоті викидів CO 2. Вона зберігається на схемі підсхеми для електромагнітних клапанів. Імпорт системи Податок імпорт Екран Введіть значення заданого значення Ввімкнено Вимк. масштабуються лінійно і перетворюються безпосередньо у фізичні одиниці (ppm) (рис. 9). Вони виводяться у вигляді цифрового відображення на екрані та експортуються на схему підсхеми електромагнітного клапана, де їх обробляють і зберігають.