"譚迪熬" 中國發明協會院士專家咨詢工作委員會首任專家,中國發明協會中小學創造教育分會會長,科技創新教育特級教師,教育部國培計劃專家庫專家。
油茶樹是廣泛分布于我國南方地區的經濟作物,其花蜜含有豐富的營養物質,有一定的開發利用潛力。但油茶花蜜含有某種生物堿,易引發蜂群病害。長期以來,油茶花蜜的采集都是依靠傳統手工采集方法——采蜜工人手持膠頭吸管,將花蜜從每朵油茶花的花芯中吸出。這種采蜜方式的勞動強度大,工作效率低。
研究操作便利、高效的油茶花蜜采集技術和方法,對油茶花蜜資源的開發和利用有著重大意義。
一、設計目的
簡化油茶花蜜采收作業方法、降低勞動強度、提高采收效率。
二、設計原理
根據伯努利原理,儲氣罐釋放高壓氣體時,輸氣管產生氣流,氣流在縮徑接頭處流速增大,壓強減小,在吸蜜管入口處形成低壓區域,在吸蜜管的另一端形成吸力,實現花蜜的采收。
三、裝置結構
儲氣罐與打氣手柄采用手動加壓儲氣一體設計,為輸氣管提供氣源。控制氣體的氣閥設在輸氣管上,輸氣管的另一端與縮徑接頭連接,縮徑接頭的90°夾角方向連接吸蜜管,縮徑接頭的180°夾角方向連接導蜜管,導蜜管安裝在儲蜜罐上。
四、工作流程
通過操作打氣手柄給儲氣罐加壓。將吸蜜管采集頭貼近油茶花芯,手動開啟氣閥,氣體經輸氣管在縮徑接頭處增速降壓,通過吸蜜管形成吸力將花蜜吸出。再次手動開啟氣閥,氣體經輸氣管將在縮徑接頭處的花蜜吹入導蜜管,并沿導蜜管匯集到儲蜜罐中。
五、效果測試
使用油茶花蜜高效采收裝置收集花蜜的效果如表1。
根據上述數據,可計算出收集花蜜的平均速度約為5.2克/分。這表明,油茶花蜜高效采收裝置能在保證采收質量的同時,顯著提升采收效率。
六、創新點
傳統的油茶花蜜采集方法是使用膠頭吸管進行人工吸取,這種方法采蜜量小,采收效率低,不便于規模化生產。與之相比,本裝置具有如下創新點:開發完善成專用的油茶花蜜采集設備,可實現油茶花蜜采集規模化;增大了儲蜜罐的容量,簡化了油茶花蜜采集作業方式,為油茶花蜜資源的產業化探索了途徑。
專家點評
王宇涵同學的油茶花蜜高效采收裝置,是一項令人欣喜的原創性發明。它實現了油茶花蜜采收“從0到1”的突破,這正是當前青少年科技創新活動發展應突破的瓶頸。
原始創新能力是科技創新人才的第一要素,是一個國家走向世界科技創新之巔的必要條件。習近平總書記指出:“我們必須走出適合國情的創新路子,特別是要把原始創新能力提升擺在更加突出的位置,努力實現更多‘從0到1’的突破。”
我們要培養青少年的科技創新核心素養,不能只停留在讓其掌握簡單的發明技法、做出幾項花哨的發明作品,更不能忙于營造“課堂熱鬧、作品炫目(聲、光、電、動一應俱全)”的虛浮場面。
有研究表明,無數偉大原創性成果的創造,其創造主體(組織或個人)都具有極強的原始創新能力。而青少年時期是培養這種能力的關鍵時期,因此,我們必須好好審視自身的觀念與行為,盡快回歸科創育人的本真。