在大连理工大学力学与航空航天学院,一群年轻学子凭借一项创新的农业技术应用,在全国性的创新大赛中大放异彩。他们的项目“航宇助农——航天温控技术革新冷库保鲜”,在中国国际大学生创新大赛(2024)全国总决赛上荣获金奖,展现了科技与农业结合的无限潜力。
该项目聚焦于解决农产品保鲜难题,特别是针对蜜桃这类易腐水果。团队成员通过深入调研发现,我国农业仓储中存在大量农产品因保鲜不当而损失惨重的问题。以甘肃秦安的蜜桃为例,由于保鲜技术有限,存储20天后腐烂率就超过30%,而反季节销售又需要至少2至3个月的保鲜期。
面对这一挑战,团队成员决定利用他们在航天领域的专业知识,为冷库保鲜技术带来革新。项目负责人夏博涵,曾参与研制辽宁省首颗卫星,并在实践中积累了流体力学和空气动力学的宝贵经验。他意识到,这些技术不仅适用于航天领域,同样可以应用于冷库的精准控温。
团队在调研中发现,国内多数冷库虽然能将温度波动控制在1℃之内,但对于蜜桃这类对温度敏感的水果来说,这样的波动仍然太大。实验数据显示,在1℃的温度波动下,蜜桃存储20至40天的腐烂率高达35%;而如果将温度波动控制在0.1℃之内,腐烂率则能显著降低至8%。
为了实现这一目标,团队创新性地将航天技术应用于冷库改造。他们研发了新型可伸缩冰温喷口,基于霍尔推力器缓冲腔和流场反演计算技术,结合智能算法对喷口工作状态进行精确控制,成功将冷库内的温度波动控制在0.1℃之内,并实现了各点温度场的均匀分布和定点精准控温。
团队还针对冷库消杀机制不成熟和智能化程度低的问题进行了改进。他们开发了低温等离子体灭菌箱,全面、精准地消杀高抗致腐细菌,并引入了电磁锁鲜技术,保持生鲜鲜度。同时,团队自研了自动控制终端,实现了存储效果的可视化显示和智能化运维,降低了运维难度,并增加了报警机制。
这些改进措施在实际应用中取得了显著成效。在甘肃省秦安县进行的智慧冷库技术改造试点应用中,蜜桃的保鲜期从原来的20天延长至3个月,实现了反季节销售。改造前,蜜桃在8至9月按每斤最高6元的价格售卖,收入为38万元;改造后,蜜桃在11至12月反季节以每斤15元的价格售出,增收至81.5万元。这一成功案例迅速引起了广泛关注,团队随后将这一模式推广开来,改造了超过1800立方米的冷库,帮助上百位农户和两家企业实现了增收。