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2600142282
甘肃
S226.4
应用技术
农、林、牧、渔专用机械制造
1.课题来源:发明专利《一种药用植物种子丸粒化装置及其应用》是在甘肃省农业科学院院列团队项目《中药材资源利用与品种改良》子任务《道地中药材种子种苗标准化技术提升研究》(2017GAAS29-1)项目的支撑下经过大量的科学研究研发出的。
2.研究目的与意义:菘蓝为十字花科二年生植物,其干燥根入药为板蓝根,干燥叶入药为大青叶。甘肃省为菘蓝的主产区,常年面积稳定在20万亩左右。菘蓝以角果为播种材料,菘蓝角果中有1-2粒种子,菘蓝种子体积占角果总体积的5%左右,质量占角果质量的50%左右,因其体积大导致种子运输困难,并且播种后种子受到果皮影响吸水速率慢、种子萌发迟、发芽率低、发芽周期长。同时,菘蓝角果呈扁长形,常伴有大量的秸秆,利用机械播种时角果和秸秆容易堵塞播种机取种器,给播种带来极大困难,造成生产种子用量多、生产成本高。
现有技术中并没有针对菘蓝角果进行脱皮操作的设备,由于菘蓝角果的形状结构特殊,现有的其他脱皮设备无法有效的拨动与打击菘蓝角果,角果之间的碰撞、挤压摩擦作用弱,果皮脱离难度大;对于种粒和果皮分离后的种粒筛选过程也无法快速有效的进行分离。因此,研发出菘蓝角果脱皮装置对菘蓝种子运输、机械播种具有迫切而现实的意义。
3.主要论点与论据:一种菘蓝角果脱皮机及其脱皮方法。通过旋转轴带动搅拌杆转动,搅拌杆拨动并打击菘蓝角果,使菘蓝角果的果皮破碎并与种粒脱离,菘蓝角果之间还会产生碰撞、挤压摩擦,也会使果皮破碎并与种粒脱离,因此可通过设置的拨动板,对底部的菘蓝角果进行打击和拨动,增强菘蓝角果之的碰撞、挤压摩擦作用;这样可促进菘蓝角果的快速脱皮,脱皮效率更高;该发明利用搅拌脱皮的方法,通过脱皮机搅拌杆与果皮或果皮与果皮摩擦方法进行脱皮,菘蓝角果脱皮率可以达到90%以上,菘蓝种子完整率超过98%。
应用该脱皮装置对菘蓝角果进行脱皮的步骤如下:将净化选择后的菘蓝角果晾晒至含水量为9%-13%;菘蓝角果在30℃-40℃烘干30-50min,烘干过程中每隔10min翻动一次种子;烘干后的菘蓝角果放置20-40min冷却至室温;菘蓝种子倒入菘蓝角果脱皮机中,旋转轴带动搅拌杆和拨动板对菘蓝角果进行搅拌;旋转轴转速为100r/min,搅拌脱皮时间为15-35min;旋转轴转动过程中,搅拌杆对菘蓝角果进行拨动和打击,使得菘蓝角果的果皮被打碎,种粒和果皮脱离,种粒和果皮分离并形成混合体;最后再分离筛中,利用筛选装置实现种子的筛选,获得干净的菘蓝种子。
4.创见与创新:针对菘蓝角果的特点,利用搅拌体对菘蓝角果进行脱皮操作,通过旋转轴带动搅拌杆转动,搅拌杆拨动并打击菘蓝角果,使菘蓝角果的果皮破碎并与种粒脱离,菘蓝角果之间还会产生碰撞、挤压摩擦,也会使果皮破碎并与种粒脱离,同时由于破碎的果皮变得细小,本身质量轻,未脱皮的角果和种粒会沉于圆柱形筒体底部,这样会使搅拌杆拨对未脱皮角果的拨动作用和打击作用减弱,菘蓝角果之的碰撞、挤压摩擦作用也会减弱,因此可通过设置的拨动板,对底部的菘蓝角果进行打击和拨动,增强菘蓝角果之的碰撞、挤压摩擦作用;这样可促进菘蓝角果的快速脱皮,脱皮效率更高;该发明可以对菘蓝角果的种粒和果皮分离后的混合体进行快速筛选,使种粒被快速筛选出来,避免人工操作时的体力消耗,自动化程度更高,使用更方便;在具体的筛选过程中利用旋转轴带动偏心轮转动,偏心轮带动偏心轮套偏心转动,进而可带动筛体实现一个轨迹为环形的摆动过程,其通过旋转轴的转动既实现了种粒和果皮在圆柱形筒体内部分离操作筛,又实现了种粒的筛选操作,弹簧缓冲杆对防护板起到限位和缓冲作用,可改变筛体对种粒和果皮混合体的作用力,利于种粒被快速筛选出来。
该发明利用搅拌脱皮的方法,通过脱皮机搅拌杆与果皮或果皮与果皮摩擦方法进行脱皮,菘蓝角果脱皮率可以达到90%以上,菘蓝种子完整率超过98%。
5.社会经济效益,存在的问题:该发明通过机械快速将菘蓝角果脱皮并分离,使得菘蓝角果体积变小,种子更加方便于运输,同时菘蓝种子相对规则,更利于机械播种,将节约用种50%以上。该专利技术的应用,将使菘蓝实现精量播种,降低中药材种植成本、提高中药材产量及品质具有积极的促进作用。因此,该机器的研发与应用从种植户机械播种降低成本扩大种植面积、加工商收购更多高等级商品、药厂采购优质原料等方面具有巨大的需求。
6.历年获奖情况:无。
菘蓝角果脱皮机脱皮方法中药材资源利用
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2600030004
北京
S274.4
应用技术
农业服务业
该设备的闸门顶部高度可以调节,根据不同应用场景可选择“卷帘式活动堰型测控一体闸”、“活页式活动堰型测控一体闸”、“底升式活动堰型测控一体闸”,均可配套“基于霍尔效应的磁浮子水位计”,实现测控一体化功能,实际应用中能够产生堰流,实现最理想的堰闸配置取水模式,即可稳定干支渠的输水水位,也可稳定支斗渠的取水流量,同时解决了远程控制水闸因石块、树枝等杂物导致无法完全关闭的问题,对于灌区的水量调控具有重要意义。该设备采用新的工艺设计,创新止水理念,降低了设备造价,有效提升了施工安装效率,为灌区用水管理及供水服务提供可靠的技术支撑。
主要性能指标:经水利部水利工程结构质量检验测试中心检测,设备的外观、主要零部件、密封性、运行功能等各项技术指标均符合Q/ZM001-2014《灌溉系统闸门、渠堰规范》的要求。
适用范围:适用于各种类型渠道,在大中型灌区续建配套与现代化改造中可规模化应用。
水量测控一体化设备水位计水利工程
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2600140441
甘肃
S126
基础研究
农业科学研究与试验发展
课题来源与背景:随着经济发展和科技进步,农业产业面临着从传统农业向现代化农业转变的挑战。智慧农业物联网技术作为现代信息技术与农业领域的融合,逐渐成为推动农业发展的重要手段。在传统的农业生产模式下,农作物采用大水漫灌,大量使用化肥,导致浪费水资源,使土壤板结,耕地地力下降,产出的农产品品质下降。在农业科技的飞速发展中,物联网水肥一体化系统作为智慧农业的重要组成部分,在不断改变着传统农业的生产模式,智能水肥一体化技术是一种将灌溉和施肥相结合的现代农业技术,旨在提高农作物的产量与质量的同时,节约水肥资源,实现农业生产的绿色化、智能化与高效化。
技术的创造性与先进性:提高农业生产效率,智慧农业生态水肥管理系统可以利用传感器、物联网、人工智能等技术手段实现精准施肥、精准灌溉、自动化作业等,降低劳动力成本,提高生产效率。在优化农产品供应链方面,智慧农业可以实现全程监控和追溯,保证农产品的品质和安全,同时实现农产品的精准定价和流通。促进可持续农业发展,智慧农业生态水肥管理系统可以通过减少化肥、农药的使用,优化施肥和灌溉方式,降低生态环境压力,促进农业的可持续发展。在推动城乡一体化发展方面,智慧农业可以通过提升农民生产技能和改善农村生活条件,促进城乡一体化发展,同时也可以实现农村信息化建设,提高农民信息获取渠道和信息交流能力。
技术的成熟程度,适用范围和安全性:该技术已在临泽县新华镇设施农业等范围应用,并且与一些农业种植公司探讨初步合作意向,取得了良好的效果。
应用情况及存在的问题:面临的主要问题是,智慧农业生态水肥管理系统从业人员的数据安全意识有待提高。通过开展数据安全培训、增强智慧农业从业人员的安全意识和风险意识。
农业生态水肥管理系统农业物联网传感器
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2500020401
四川
X712
应用技术
环境治理
该成果在4项国家级和8项省级项目的资助下,重点解决蚕桑产业中桑枝和蚕沙大宗副产物利用率低,污染环境,威胁蚕桑生产安全的重大产业问题以及开发产品特色不突出、生产效率和循环利用程度低、成本高的技术瓶颈,构建了桑枝和蚕沙的高值功能产品梯次创制及高效低碳循环利用模式,大幅提高提纯功能物质的含量、得率和生产效率,有效降低了生产成本,高效梯次创制了DNJ、叶绿素铜钠盐、植物醇、降糖桑枝食用菌、功能有机肥5款高值功能产品,实现了产品智能化工业化生产及高效低碳循环利用。
1、主要技术内容:
(1)构建了“桑枝和蚕沙→DNJ、叶绿素铜钠盐和植物醇→降糖桑枝食用菌→功能有机肥”的大宗蚕桑副产物的高值高效低碳循环利用模式,梯次创制了5款高值功能产品,实现了蚕桑产业大宗副产物桑枝和蚕沙的完全资源化利用。
(2)创建了桑枝和蚕沙特色功能物质的工业化高效提纯专利技术,集成了梯次提纯工艺,依次获得DNJ成品、叶绿素铜钠盐、植物醇3款高值功能产品。
(3)创制桑枝和蚕沙提纯尾渣的高值完全资源化利用技术。首次将蒸汽爆破和多级微生物发酵技术联合应用于桑枝食用菌栽培基料,建立了降糖桑枝食用菌生产专利技术,形成降糖桑枝食用菌;采用高温好氧发酵等专利技术,将自主研发的SEM-2复合菌剂应用于桑枝食用菌菌渣发酵,创制了功能有机肥。
(4)自主研发了14款生产专用设备及6项自动控制系统,实现产品生产各工序参数的动态监控以及全程自动化控制和生产。
2、授权专利情况:获授权国家专利20件,其中发明专利6件。
3、技术经济指标:工业化产品DNJ含量23.08%,纯度提高了5倍,生产效率提高了1倍,溶剂消耗下降80%;叶绿素铜钠盐得率72.3%,提高了1倍,生产效率提高了1倍,且溶剂使用数量减少1种,用量减少67%;植物醇含量从90.3%提高到98.2%,得率提高了2.5倍,生产效率提高了5倍,且异植物醇杂质由3%下降到0.1%;桑枝食用菌DNJ含量达0.704mg.g-1,提高了3.7倍,生物转化率提高了15%;功能有机肥芽孢杆菌等菌种有效活菌数≥0.5亿.g-1,有机质≥56%,总养分8.3%,并实现了桑枝和蚕沙的完全资源化利用。
4、应用推广及效益情况:该成果为省内外48家企事业单位提供了技术培训和产业化示范服务,先后在山东、广东、西藏、江西、河南、陕西、湖南等省以及四川资阳、南充、绵阳、广安、凉山州等地22个市县(区)推广,获ISO9001国际质量管理体系、ISO22000食品安全管理体系、HACCP体系、犹太洁食等认证,获四川名牌、省级名优产品、中国新技术新产品交易博览会金奖、绿色食品贡献奖等荣誉,产品远销美国、法国、西班牙、澳大利亚等20多个国家和地区。
近三年累计消耗桑枝和蚕沙111.9万吨,累计新增销售额、新增利润、新增税收分别为23.71亿元、16.29亿元、2.17亿元,不断提高“川桑”品牌知名度,为提高蚕桑产业新质生产力提供了重要的科技支撑,拓宽了农民、企业增收渠道,对联农助农、推动乡村产业振兴,提高社会、经济和生态效益具有重要意义。
桑枝蚕沙副产物利用提纯工艺
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2600141616
甘肃
TP212.9
应用技术
通用仪器仪表制造
一.课题来源与背景:养殖风险监测与预警系统V2.0的研发课题来源于当前养殖行业面临的多重风险挑战。随着养殖规模的不断扩大和养殖环境的日益复杂,疫病传播、市场波动、环境变化等风险日益凸显,给养殖企业和养殖户带来了巨大的经济损失。因此,开发一套能够实时监测和预警养殖风险的系统,对于提高养殖业的抗风险能力和促进可持续发展具有重要意义。
同时,随着信息技术的快速发展,大数据、人工智能等技术在养殖行业的应用也日益广泛。这为养殖风险监测与预警系统的研发提供了有力的技术支撑和广阔的应用前景。
二.技术原理及性能指标:养殖风险监测与预警系统V2.0采用先进的数据采集技术、大数据分析技术和人工智能技术,实现对养殖风险的实时监测和预警。
技术原理方面,系统通过部署在养殖场的传感器和监测设备,实时收集养殖环境、动物生长状况、疫病防控等多方面的数据。然后,利用大数据分析技术对数据进行处理和分析,提取出与养殖风险相关的关键信息。最后,通过人工智能算法对数据进行学习和建模,实现对养殖风险的精准预警。
性能指标方面,系统具有高度的准确性和实时性。通过大量的实验验证和实际应用测试,系统的预警准确率达到了90%以上,且能够在风险发生前及时发出预警,为养殖企业和养殖户提供充足的应对时间。此外,系统还具有良好的稳定性和可扩展性,能够适应不同规模和类型的养殖场的需求。
三.技术的创造性与先进性:养殖风险监测与预警系统V2.0在技术上具有显著的创造性和先进性。
首先,系统突破了传统养殖风险监测方法的局限性,实现了对养殖风险的实时监测和预警。传统方法往往依赖于人工巡查和经验判断,存在监测范围有限、预警滞后等问题。而该系统通过自动化数据采集和智能化分析,大大提高了监测的准确性和预警的及时性。
其次,系统运用了先进的大数据分析和人工智能技术,提高了风险预警的精准度。通过对大量数据的深度挖掘和学习,系统能够发现潜在的风险因素和趋势,为养殖企业和养殖户提供更加科学、有效的决策支持。
四.技术的成熟程度、适用范围和安全性:养殖风险监测与预警系统V2.0已经经过了多轮的实验验证和实际应用测试,技术成熟度高,稳定性好。该系统已适用于不同类型的养殖场,包括禽类、畜类、水产等养殖领域。
在安全性方面,系统采用了多重安全防护措施,包括数据加密、权限控制等,确保用户数据的安全性和隐私性。同时,系统还具备故障自检和恢复功能,能够在出现异常情况时及时进行处理,保障系统的稳定运行。
五.应用情况及存在的问题:养殖风险监测与预警系统V2.0已在多个地区的养殖场进行了应用推广,并取得了显著的效果。系统帮助养殖企业和养殖户及时发现了潜在的风险因素,并提供了有效的预警和应对措施,降低了养殖损失,提高了养殖效益。然而,在应用过程中也存在一些问题。首先,由于不同养殖场的实际情况和需求存在差异,系统需要针对不同场景进行定制化开发,这增加了技术实施的难度和成本。其次,系统的推广和应用需要养殖企业和养殖户具备一定的信息技术素养和操作能力,这在一定程度上限制了系统的普及范围。
养殖风险监测与预警系统人工智能技术传感器
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2600010279
陕西
S226.6
应用技术
食品、饮料、烟草及饲料生产专用设备制造
该项目针对陕西省特色农产品产后加工中长期存在的热能利用效率低、干燥均匀性差、能耗高、污染大及自动化程度低等关键瓶颈问题,通过系统性的自主创新,成功研发了集高效热风循环、清洁热工设计与智能控制于一体的绿色节能干燥技术装备,实现了农产品干燥加工的绿色化、智能化与高值化升级,为区域农业高质量发展和乡村振兴提供了重要科技支撑。
核心创新体现于以下三方面:
一是发明了高效多维热风循环系统,通过内置式涡流发生装置与复合式热回收结构设计,显著提升热分布均匀性,将干燥室内温差控制在3.0℃以内,彻底解决了传统设备温度不均的行业难题;
二是创建了基于“炉火分流”原理与余热深度循环的复合节能热工系统,实现高温烟气与物料的完全隔离加热及废气能量的梯级利用,系统热效率提升至65%以上,杜绝了烟气污染,满足食品加工卫生标准;
三是研发了集约化生产配套装置与智能控制技术,可根据蚕茧、烟草等不同农产品特性动态优化干燥工艺,实现全程精准控制,保障产品优良品质。
在陕南地区规模化推广应用表明,该项目技术装备显著提升产业效益:蚕茧烘折率降低4.16%,干茧产量提高4.16%,缫丝品质稳定达到5A级,产品附加值提升11%,单位鲜茧烘干煤耗降至0.1kg煤/kg茧,有效帮助企业和合作社节能降本,经济效益和社会效益显著。获授权国家发明专利2项、实用新型专利4项,制定发布1项行业标准,相关核心技术授权发明专利《一种炉火分流披萨炉》荣获2025年中国(上海)国际发明创新展览会金奖,整体技术处于国内领先水平,推广应用前景广阔。
热风循环系统干燥工艺热能利用
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2600140068
甘肃
S339.31
基础研究
农业科学研究与试验发展
①课题来源与背景:来源:《武威市现代种业检疫性有害生物封锁控制技术研究推广》项目是由甘肃省科学技术厅下达的“民生科技专项-乡村振兴专题”项目。
背景:该市是全国重要的杂交玉米制种基地、全国重要的瓜果、蔬菜及花卉种子生产基地,是国家现代种业三大核心基地之一,年均制繁种面积24万亩左右、产种1.1亿公斤左右,生产的种子远销国内28个省份的各大种子市场。随着种质资源的频繁调运,检疫性有害生物传播几率加大,危害加重,特别是瓜类种子检疫性有害生物的传播危害日趋严重,不仅严重影响着该市的制繁种业,也严重威胁全国瓜果产业的安全生产,影响了脱贫攻坚大局。控制检疫性有害生物在制繁种田的发生危害,杜绝种子携带检疫性有害生物,保障供种安全,是确保该市种子产业健康发展及全国瓜果产业安全生产的重要保障。
②技术原理及性能指标:一是摸清瓜类作物田检疫性有害生物的发生种类、分布范围和危害规律,为有效控制奠定基础。二是研究种子高温干热灭菌技术、药剂消毒技术,保证种子不携带检疫性有害生物;三是试验研究检疫性有害生物检测技术,做到检测准确无误。四是组建检疫性有害生物综合控制技术,在保障种业安全。
③技术的创造性与先进性:一是摸清了该市检疫性有害生物的发生种类分布范围、发生规律和危害程度,保障了控制技术研究的顺利进行。二是采用分离鉴定培养和免疫学检测相结合的方法,解决了不能准确判断是否为靶标病菌的问题。三是试验研究了瓜类种子高温干热灭菌关键技术,在保证种子安全的前提下,可有效杀灭种子携带的瓜类果斑病和黄瓜绿斑驳花叶病毒病。四是试验研究了种子药剂消毒技术,明确了噻唑锌、氢氧化铜、噻菌酮对瓜类果斑病菌的杀灭效果最好。五是对春雷霉素等10种药剂防治瓜类果斑病防效进行评测,筛选出了噻唑锌、氢氧化铜和噻菌酮3种对瓜类果斑病防效较好的药剂。六是创新了自动化干热箱。对现有的采用PID手动温控器的高温干热处理设备进行了创新改进,采用了触摸式大屏幕智能温度控制器,可满足多类型种子的处理,使处理设备智能化、自动化。七是探索综合防控技术,集成了农业措施、高温干热处理措施、种子消毒技术、田间传毒昆虫杀灭技术、田间病害防治药剂筛选、检疫控制等综合防控措施,并进行了试验示范,取得了良好的防控效果。
④技术的成熟程度,适用范围和安全性:
成熟度:项目采取边试验、边示范、边推广的办法,项目取得的相关技术已在武威新金城种业有限公司、杨凌秦瑞农业开发有限公司、武威安泰达种业有限责任公司、武威立安种子有限公司示范、推广应用,技术渐趋成熟。
适用范围:项目取得的相关技术可在甘肃省内西甜瓜制繁种田推广应用,高温干热灭菌技术可在全国范围内适用。
安全性:项目关键技术主要通过农业措施、物理措施、生物措施及科学合理的化学防控控制病害的发生危害和传播扩散,保障了农业生产安全,采取的各项措施对人畜安全、对环境安全。
⑤应用情况及存在的问题:
应用情况:该项目技术已在武威市安泰达种业有限责任公司、武威立安种子有限公司、武威新金城种业有限公司应用,共计新增产值2883.3万元,新增6594.9万元,其中应用田间控制技术2110亩,新增产值1612.8万元,新增销售收入4293.4万元,共计处理种子35150kg,新增产值1270.5万元,新增销售收入2301.5万元。未来还将在全市乃至全省范围内推广应用。
存在的问题:一是高温干热灭菌受种子大小、种皮薄厚、种毛稀密的影响较大,该研究受经费和时间限制,仅对常规种子进行了试验,对不同大小、种皮薄厚的种子未获得有效数据。二是由于黄瓜绿斑驳花叶病毒病在该市田间未见典型症状,仅在种子检测时检测到,因此开展的药剂浸种试验、田间喷雾试验等均为获得有效数据。
种子检疫病害防治种子药剂
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2500110266
福建
TS219
应用技术
其他食品制造
依托多项国家级、省部级项目,通过产学研多年协同攻关,在食用菌菌种品质无损检测与制种、基质快速检测与制作、工厂化生产等技术与装备和智慧化管控方面取得了创新性成果,攻克了食用菌优质高效生产的关键工艺、技术和装备,突破了国外的技术封锁,为食用菌产业提质增效提供了系统性技术支撑,推动传统生产模式向数字化、标准化、智能化方向跨越发展。项目主要创新内容包括:
1.食用菌菌种品质无损检测技术与制种装备。创制了基于显微高光谱成像的菌丝微观表型无损检测技术,构建双通道深度神经网络模型,菌种退化识别准确率达95%,检测效率提升3倍;创制菌落群数字图像表型特征分析系统,提取表征菌丝长势和质量等10项关键指标,创建Ⅱ型模糊深度卷积神经网络分类模型,菌种品质等级的分类准确率达90.8%;研制高温低压蒸汽循环灭菌发酵系统,集成单向隔离采样技术,解决液体菌种隐性污染问题,灭菌率100%,48小时萌发率≥99.8%。
2.食用菌基质快速检测关键技术与制作装备。创制了结合拉曼光谱和AgNPs材料增强的食用菌基质重金属微量检测法,突破堆肥原料重金属快检瓶颈;解决基质拉曼信号荧光干扰问题,构建多模型融合的智能检测模型,检测准确率达99.11%。研发适配多源基料的智能装备,揭示原料配比与环境参数调控机制,创新混合算法与工艺,创制多源基料混合的基质生产装备,混料效率达150-200t/h,填料效率达200-300t/h,制包效率达3000袋/h,显著提升多源基质的适用性,突破国外技术壁垒。
3.食用菌工厂化生产技术与装备。发明了食用菌液体菌种无接触自动调节接种方法和高效自动接种装备,实现任意角度菌袋可靠接种,接种效率达4000-5000袋/h,接种量误差≤10%,实现无人化接种,生产效率提高20倍以上;创制食用菌生长过程病害感染监测方法,实现病原菌快速诊断,精度达94.68%;提出基于高光谱图谱的食用菌病害早期检测方法,实现幼菇形成前早期检测,检测准确率达92.88%。创制食用菌工厂化栽培技术与装备,攻克床栽食用菌多环节自动化作业技术难题。
4.食用菌生长全过程智慧化管理。构建了多层次的食用菌生境信息管控架构,部署了食用菌全生育期的温度、湿度、光照、CO2等信息的感知系统,提出多源异构信息融合处理方法,实现三维时空结构的多模态数据获取与解析;创建多源信息融合解析的物联网智能控制系统,实现食用菌全生产过程实时监测、智能决策和智慧管控,环境温度控制误差≤±1℃,能耗节省20%,人工节省40%,产量提高30%。
项目获授权国际专利1件,国家发明专利27件,实用新型专利与软件著作12件,发表论文49篇(SCI/EI 38篇),团体标准2件,地方标准1件,专著1部。近三年在福建、上海、江苏等地上市公司及龙头企业推广应用,近三年累计直接经济效益17.5亿元,社会、经济和生态效益显著。
食用菌制种装备生产工艺
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2500020289
四川
TS251.6
应用技术
屠宰及肉类加工
以香肠、腊肉等为代表的发酵肉制品作为民族饮食文化瑰宝,在中国肉制品市场占据重要地位,仅香肠占比就达到肉制品市场33%以上。自然发酵因微生物群落不稳定,易造成风味与品质衰减,并带来较突出的安全隐患,因食用不合格香肠、腊肉等造成食物中毒的事件也时有报道。其根源在于:传统自然发酵的肉制品易发生脂肪氧化、风味流失、产生物胺、亚硝酸盐、亚硝胺等问题。近年来人们也提出了“0添加防腐剂”等更高要求。
项目组在国家自然科学基金和国家重点研发计划等持续支持下,瞄准“健康中国”国家战略,立足发酵肉制品风味提升及品质控制,陆续攻克了“发酵肉制品专用菌株筛选;传统自然发酵肉制品品质保持和消除安全隐患;发酵肉制品生产自动化升级”等技术瓶颈,填补了多项国内外空白,其创新发展对于满足人民日益增长的美好饮食需要具有重要意义。主要创新点如下:
创新点1:针对传统发酵肉制品因微生物菌群不稳定而导致的风味和品质不稳定问题,分离筛选出一批用于发酵肉制品(香肠、腊肉等)的专用菌株,主要为清酒乳杆菌MDJ6(L.sakei MDJ6)等11株菌(专利菌株7株),为新型发酵肉制品加工过程中风味提升、色泽改善、品质控制与提升等提供有力支撑。
创新点2:采用微生物发酵技术,显著提升发酵肉制品风味和品质。植物乳杆菌MDJ2和弯曲乳杆菌R5(L.curvatus R5)在发酵过程中产生的2-甲基丙醛和2-甲基丁醛等赋予产品果香;植物乳杆菌MDJ2在低盐发酵时有较强的蛋白质水解能力,使谷氨酸积累达305mg/100mL、丙氨酸达60.7mg/100mL;植物乳杆菌MDJ2与酵母菌协同发酵,有效提高乙酸乙酯和异戊醇的生成,使产品整体香气更饱满;弯曲乳杆菌R5具有转化棕色高铁肌红蛋白生成红色肌红蛋白衍生物的能力,使发酵肉制品色泽明显改善。
创新点3:采用分离纯化功能菌强化技术,有效抑制生物胺、亚硝胺的生成和亚硝酸盐的积累,确保产品安全性。清酒乳杆菌MDJ6对总生物胺降解率达60.97%;戊糖片球菌R1可有效控制脂肪氧化过程,使挥发性氧化物生成量减少约20%;短乳杆菌SC-HG(L.brevis SC-HG)对亚硝酸盐降解率为97.98%,控制亚硝胺生成;保加利亚乳杆菌Z1(L.bulgaricus Z1)发酵肉制品的pH值(4.77)显著降低,抑制病原菌生长,延长保质期。
创新点4:研制了5台(套)发酵设备、多控制系统加工平台和新型肉制品加工设备7台(套),完成了肉制品生产线的升级和设备集成,生产自动化和标准化程度大大提高。
成果获授权发明专利11件,授权实用新型专利28件,制定国家标准3项,发表论文67篇(SCI 53篇,1区43篇);开发了腌制腊肉、川味香肠、广味香肠等发酵肉制品系列产品21个;近3年成果转化应用新增销售额33.57亿元,经济、社会、生态效益显著。
成果在分别由朱蓓蔚院士和金征宇院士为组长的两次成果鉴定中获得较高评价,整体达到国内领先水平,在发酵肉制品风味和色泽提升、生物胺控制方面达到国际先进水平。
发酵肉制品饮食文化加工设备
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2600140596
甘肃
S274.2
应用技术
农业服务业
①课题来源与背景:课题来源:该研究项目“引大灌区智慧灌溉信息监控综合处理系统研究与示范应用”为甘肃省重点研发计划项目,编号为:21YF5FA094。
课题背景:该项目针对甘肃省水资源利用效率不高,灌区管理水平较低,自动化水平落后等问题,以智慧农业节水灌溉系统和作物高效节水为切入点,重点研发水源泵站自动化监测控制及水肥一体化子系统与灌溉自动化监控系统,以实现灌区田间灌溉的自动化、信息化与智能化。
②技术原理及性能指标:
技术原理:该项目以引大灌区为研究对象和以试验示范研究区为核心,开展大田作物和设施栽培经济作物高效节水灌溉技术和高产优质灌溉制度研究,制定优质农业灌溉策略;在此基础上,引入智慧灌溉决策专家系统,来进一步优化农田管理,提高产量和经济效益;设计一套基于SIMATICS7-1200系列PLC控制的田间灌溉自动化系统,进一步提升农田智能化、信息化程度。
(1)智慧云灌溉系统水源泵站自动化监测控制及首部水肥一体化系统研制:该子系统结合农田实际情况,设计了对应规模数量的自动化灌溉子系统单元,每个单元由泵站控制柜、水位计、流量计以及压力变送器等构成,能实现对灌溉用水及肥量的控制并且可对水泵电动机运行参数、出水口的实际流量和压力进行监测及数据记录。
(2)智慧云灌溉系统田间灌溉自动化控制系统设计:田间灌溉自动化控制系统可按照预定的灌溉制度进行合理化灌溉,由控制中心根据作物需水及气象信息做出决策向PLC控制器发送指令从而操控各个单元上的阀门启闭。管理人员可以通过手工或自动方式展开对农田的远程自动灌溉控制作业。
(3)土壤墒情监测及气象监测系统集成研究:该子系统利用各种传感器采集、汇总、上传所有子单元的气象及土壤信息。能监测的田间数据主要有:土壤温湿度、大气温湿度、风速、风向、雨量、气压、辐射等,所有数据采用无线方式传输至数据中心,为种植提供有效的数据支撑。
(4)智慧灌溉系统通讯网络及综合信息管理平台研制:该管理平台应将上述子系统采集到的生产信息、控制信息组合形成功能完善的调度中心控制平台,将存储在PLC中的信息通过网关上传至云端。该系统功能包括基础数据的采集、生成统计报表、能运用专家系统综合分析农业生产过程参数,辅助管理部门制定用水、用肥控制管理制度,实现示范区项目智能化、无人化。
性能指标:项目在引大灌区建立一处试验基地,运用先进的数据采集、传输和处理手段,采用高速安全可靠的物联网技术,建成一套包括泵站自动化监控及首部水肥一体化系统、田间灌溉自动化控制系统、土壤墒情及气象监测系统的综合信息管理平台,为灌区水资源的优化配置、高效利用提供运行决策支持及实现灌区管理、操作自动化。
③技术的创造性与先进性:
(1)采用自动化控制灌溉方式,使大量劳动力从农业中解放出来从事其他产业,有利于产业结构调整,提高生产力水平,简化行政管理层次,使农业生产走上产业化道路。
(2)该管理系统能够实现:a.数据自动采集,在不需要人工干预的情况下,实现灌区气象信息及土壤墒情,灌溉水使用情况数据的自动采集功能。b.信息实时显示,实现数据的实时、远距离显示,方便使用者确认和系统调试。c.模式自主选择,根据实际情况和用户需要,手动模式和自动工作模式自主选择。d.智能控制,可编程逻辑控制器根据设备采集的实时数据自动做出判断、裁决对灌溉设备进行控制。
④技术的成熟程度,适用范围和安全性:该项目设计的灌溉系统节水效果明显,自动化程度高,管理方便,操作简单,简单安装培训即可投入使用。项目实施后,能改变实验点周边地区传统灌溉方式,提高农户节约水资源意识,进而推动智慧灌溉技术的推广和智慧农业的发展,可充分展现智慧灌溉技术在提高水资源利用率以及节约成本,增产方面的优势,对智慧灌溉技术的推广具有积极作用。
⑤应用情况及存在的问题:
应用情况:2022-2023年,该项目提出的大田作物(玉米)和露天蔬菜(娃娃菜、花椰菜)水膜耦合与膜下滴灌技术,在引大灌区推广应用效果显著。累计推广1100亩,其中2022年大田作物推广200亩,露天蔬菜推广200亩;2023年大田作物推广300亩,露天蔬菜推广400亩。累计新增总销售额112.9万元累计新增利润37.7万元。该技术增产、节水、节肥效果较好,经济效益显著。
存在的问题和改进意见:该项目在智慧云灌溉系统泵站及水肥一体化部分研究中发现由于只涉及到了水肥的问题,并未将农作物虫害问题考虑进去,造成前期还需人工施药。基于此,研究团队在作物种植中期将农药也加入到了智慧云灌溉系统泵站及水肥一体化中,进一步实现示范区项目的智能化和无人化。由于实验周期较短,采集到的相关数据较少,建议在后续的科研工作中采集更多的数据形成一套更为精准的专家系统。
⑥历年获奖情况:无。
智慧灌溉信息监控综合处理系统节水灌溉系统水资源利用