??近日，大連理工大學(xué)力學(xué)與航空航天學(xué)院（簡稱“力航學(xué)院”）的“航宇助農(nóng)——航天溫控技術(shù)賦能冰溫冷庫引領(lǐng)者”項(xiàng)目，亮相中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽（2024）全國總決賽，并榮獲大賽金獎(jiǎng)。該項(xiàng)目聚焦于延長冷庫保鮮時(shí)間、助力果農(nóng)實(shí)現(xiàn)反季節(jié)銷售，將流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)應(yīng)用到冷庫精準(zhǔn)控溫領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了冷庫保鮮技術(shù)的革新。此項(xiàng)技術(shù)讓蜜桃的保鮮期延長了30至60天，賦予其超長“甜蜜期”。

??1℃溫差決定蜜桃保質(zhì)期

??團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人夏博涵在本科階段參與了遼寧省首顆衛(wèi)星——大連1號(hào)—連理衛(wèi)星的研制工作，還參與了衛(wèi)星與貨運(yùn)飛船對(duì)接聯(lián)調(diào)以及衛(wèi)星羽流分布情況的分析計(jì)算。

??在這個(gè)過程中，他發(fā)現(xiàn)流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)不僅能用于航天領(lǐng)域，還可應(yīng)用于室內(nèi)流場智能分析與控制，進(jìn)而對(duì)冷庫進(jìn)行精準(zhǔn)控溫，輔助冷庫設(shè)計(jì)。

??在社會(huì)實(shí)踐期間，團(tuán)隊(duì)成員了解到倉儲(chǔ)問題是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的一大難題。“在實(shí)地調(diào)研時(shí)，我們目睹了大量農(nóng)產(chǎn)品因腐爛而被賤賣的狀況，這讓我們下定決心用自身所學(xué)幫助鄉(xiāng)親們。”夏博涵說道。

??當(dāng)前，國內(nèi)多數(shù)冷庫能將溫度波動(dòng)控制在1℃以內(nèi)。然而實(shí)驗(yàn)報(bào)告顯示，成熟的蜜桃在溫度波動(dòng)1℃以內(nèi)的環(huán)境下存儲(chǔ)20至40天，腐爛率高達(dá)35%；而當(dāng)溫度波動(dòng)控制在0.1℃以內(nèi)時(shí)，腐爛率僅為8%。所以，縮小溫度波動(dòng)范圍成為了行業(yè)共同努力的目標(biāo)。

??“冷庫對(duì)于水果反季節(jié)銷售起著關(guān)鍵作用，我們希望運(yùn)用所學(xué)知識(shí)助力農(nóng)民增收致富。”團(tuán)隊(duì)成員、力航學(xué)院2022級(jí)本科生王浩表示。

??為此，團(tuán)隊(duì)對(duì)甘肅、遼寧等5省的冷庫進(jìn)行了調(diào)研。他們發(fā)現(xiàn)農(nóng)村大部分冷庫保鮮效果欠佳，閑置率高達(dá)70%。“以秦安蜜桃為例，其存儲(chǔ)20天的腐爛率就已超過30％，而反季節(jié)銷售至少需要存儲(chǔ)2至3個(gè)月。因此，我們將重點(diǎn)放在了如何延長冷庫保鮮時(shí)間上。”團(tuán)隊(duì)成員、力航學(xué)院2022級(jí)本科生劉星彤介紹道。

??航天技術(shù)改造鄉(xiāng)村冷庫

??在調(diào)研過程中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)閑置冷庫主要存在三大痛點(diǎn)：難以精準(zhǔn)控溫、消殺機(jī)制不成熟、智能化程度低。針對(duì)這些問題，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地把流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、等離子體推進(jìn)技術(shù)和開源鴻蒙實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用于冷庫改造升級(jí)，并制定了傳統(tǒng)冷庫的低成本改造方案：在原有冷庫基礎(chǔ)上加裝新型冰溫噴口和等離子體滅菌箱，同時(shí)結(jié)合自研MetaFoam計(jì)算平臺(tái)對(duì)冷庫進(jìn)行智能運(yùn)維。

??針對(duì)溫控問題，團(tuán)隊(duì)基于航天技術(shù)中的霍爾推力器緩沖腔和流場反演計(jì)算技術(shù)，研發(fā)出新型可伸縮冰溫噴口，再結(jié)合智能算法對(duì)噴口工作狀態(tài)進(jìn)行精確計(jì)算和綜合調(diào)配。最終，成功將溫度波動(dòng)控制在0.1℃以內(nèi)，確保了冷庫內(nèi)各點(diǎn)溫度場均勻，還能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)精準(zhǔn)控溫。

??針對(duì)消殺問題，團(tuán)隊(duì)基于等離子體推進(jìn)技術(shù)開發(fā)出低溫等離子體滅菌箱，能夠全面、精準(zhǔn)地消殺高抗致腐細(xì)菌，并引入電磁鎖鮮技術(shù)，有效保持生鮮的鮮度。

??針對(duì)冷庫智能化程度低、能耗高的問題，團(tuán)隊(duì)自研自動(dòng)控制終端，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)效果可視化顯示，降低了運(yùn)維難度，同時(shí)增加了報(bào)警機(jī)制。“基于成熟的航天技術(shù)，冷庫擁有了航天級(jí)別的控制精度，而且改造成本也大幅降低。”團(tuán)隊(duì)成員、力航學(xué)院2022級(jí)本科生袁珩軒說。

??為驗(yàn)證改造效果，團(tuán)隊(duì)挨家挨戶走訪農(nóng)戶和街道辦。他們首先在甘肅省秦安縣開展智慧冷庫技術(shù)改造試點(diǎn)應(yīng)用。改造前，蜜桃在8—9月按每斤最高6元的價(jià)格售賣，收入為38萬元；改造后，蜜桃在冷庫中存儲(chǔ)3個(gè)月，于11—12月反季節(jié)以每斤15元的價(jià)格售出，增收至81.5萬元。隨后，團(tuán)隊(duì)將這一模式進(jìn)行推廣，改造冷庫超過1800立方米。2023年，他們已幫助上百位農(nóng)戶和兩家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了增收。

??目前，團(tuán)隊(duì)已與多家企業(yè)達(dá)成合作意向，訂單金額預(yù)計(jì)超過百萬。