稻壳膨化机主要技术参数的试验研究

为了明确稻壳膨化机主要技术参数对膨化机性能指标的影响,本文对主要技术参数(螺杆转速N,螺距L,间隙△以及稻壳含水率Mc％对膨化机性能指标(生产率Q,度电产量q,膨化压力P)的影响进行了试验分析。采用回归旋转设计法,建立了度电产量等项指标的数学模型,通过对主要技术参数的最优化设计,确定了一组参数的最优组合,从而使膨化机性能指标达到了最优。     

螺杆挤压膨化机加工农作物秸秆的试验研究

利用小型自热式单螺杆挤压膨化机对农作物秸秆进行膨化加工试验。将螺杆螺距、喷嘴出口间隙、秸秆物料含水率、秸秆物料粒度作为试验因素，经单因素试验和二次通用旋转组合试验找出其对秸秆膨化加工性能(膨化压力、生产率、度电产量等)的影响规律，并经优化设计得出最佳参数组合。利用电子显微扫描观察和分析膨化及未膨化玉米秸、豆秸的微观结构的变化，对农作物秸秆膨化机理进行了初步探讨，并通过膨化和未膨化玉米秸、豆秸的营养成分对照测试分析，证实了秸秆膨化能够改善秸秆的理化性状和营养成分，为提高秸秆的利用率和可消化率创造了条件。     

秸秆挤压膨化机锥形螺杆应力的三维有限元分析

螺杆是挤压膨化机的关键部件，因长期工作在高温、高压等恶劣条件下，对其可靠性提出了较高的要求，螺杆的设计参数直接影响膨化产品的质量和生产率，因此螺杆参数的优化设计至关重要。该文利用现代设计方法和手段，应用Pro/E建立螺杆实体模型，并利用Pro/E与ANSYS的集成技术实现螺杆的完整导入。在此基础上应用ANSYS软件对无圆角、单圆角、双圆角矩形和梯形四种截面的螺杆进行了三维应力分析。分析结果表明，双圆角矩形和梯形截面螺杆承载能力最好，单圆角螺杆次之，无圆角过渡截面螺杆因存在较大应力，集中承载能力最差。该研究结果为进一步进行螺杆的优化设计以及挤压膨化的模拟试验奠定了基础。     

玛河流域耕地景观细碎化与利用效率的关联性探析

运用生态学景观格局指数测算了玛纳斯河流域耕地细碎化水平,利用DEA-Malmquist生产率指数方法测算了耕地利用的纯技术效率和规模效率,运用相关分析测度了细碎化水平与耕地利用的纯技术效率、规模效率和综合效率的关系。结果表明:研究区耕地逐渐由初期小面积斑块占主导、空间上破碎分布的格局趋于耕地景观连续化。20年间耕地景观综合效率为“降低—增加—降低”走势,同时耕地生产率呈现“增加—降低—增加”的趋势,耕地生产率和20年间的技术变化走势吻合。景观边缘复杂度和耕地景观规模度水平对耕地技术效率和全要素生产率产生一定负面影响。耕地景观形状的不规整阻碍了农业的发展及农业机械的采用,也造成农业经营效率的损失,无形中提高了使用机械的物质费用,降低了粮食生产的劳动生产率、土地生产率和成本产值率。     

西安地区主要粮食作物水分生产率时空分布特性研究

水分生产率是农业水资源管理的一个重要指标。为从不同视角揭示农业水资源消耗与粮食生产的关系,以陕西省西安市地区为研究区,利用空间分析方法,分析了2001-2014年西安市主要粮食作物(小麦、玉米)的灌溉水分生产率、作物水分生产率、总流入水分生产率及经济水分生产率的时空分布规律,并通过灰色关联理论分析主影响因素对作物水分生产率的影响。结果表明：西安市水分生产率在空间上呈现显著聚集现象；各水分生产率指标均表现出空间分异性,同指标不同年份水分生产率空间分布类似；灌溉水分生产率值在1.5-2.5kg/m_³范围之间,年际间波动较大,2001-2010年随着时间而增大,2011-2014年有减小趋势；作物水分生产率在0.7-1.0kg/m_³范围之间,随时间增长无明显变化；灌溉水及蒸散水经济水分生产率均随时间呈上升趋势,且灌溉水经济水分生产率远大于蒸散水经济水分生产率；年均气温、化肥施用量、有效灌溉面积、作物播种面积及农业机械总动力依次是影响该地区作物水分生产率的前5位主要因素。     

四川省农业全要素生产率的时空演变及其影响因素分析

农业全要素生产率(TFP)的提升对于促进传统农业向现代农业的转型发展具有十分重要的意义。基于2000—2014年四川21个市(州)的面板数据,利用曼奎斯特指数对四川省农业全要素生产率进行分析。分析发现,四川省农业全要素生产率在2000—2014年总体呈现上升趋势,年平均增长率5.6%;其中,农业技术进步的上升显著推动了全要素生产率的增长,而农业技术效率的下降则对增长起阻碍作用;各市(州)情况与全省总体情况保持一致,均实现了正向增长。     

考虑面源污染的中国苹果全要素生产率及其空间集聚特征分析

利用单元调查方法对苹果产业面源污染进行核算,并将苹果生产带来的面源污染作为苹果的"坏"产出纳入苹果全要素生产率分析框架,进而运用曼奎斯特-卢恩伯格(Malmquist-Luenberger)生产率指数测算1994-2013年环境约束下中国21个省份的苹果全要素生产率及其成分分解,并采用莫兰(Moran’s I)指数分析生产率的空间自相关性。结果表明:环境约束下苹果全要素生产率、技术效率及技术进步率明显小于未考虑环境约束的测算结果,苹果产业发展已经呈现出以污染环境为代价的粗放式增长;中西部地区的苹果产业发展与环境不协调,而东部沿海地区的苹果产业发展与环境较为协调;中国苹果全要素生产率在全域及局域均表现出显著的正向空间相关性,但不同省份苹果全要素生产率在样本期内的空间关联类型变化较为明显。该研究可以为促进中国苹果产业实现环境和产业增长相协调的可持续发展提供意见参考。     

基于DEA和Malmquist指数的汉江干流水资源利用效率变动研究

水资源利用效率的提升对于缓解水资源供需矛盾具有极为重要的意义。选取汉江干流10个地市,运用数据包络法(DEA)计算了2008—2015年水资源利用效率,并利用Malmquist全要素生产率指数模型分析了水资源绿色效率全要素生产率和分解指数的动态变化。结果表明：汉江干流不同地市的水资源利用效率具有较大的时空分异特征,中下游地市的水资源经济效率普遍高于中上游地市;水资源绿色效率较高的城市经济发展较为缓慢且集中分布在下游地区。2008—2015年水资源经济效率逐渐下降,而水资源绿色效率先增加后减小;除武汉市和安康市的全要素生产率一直保持积极有利发展趋势外,其他城市的全要素生产率主要受技术约束和规模效应的影响而未能达到期望值。研究成果可为水资源优化配置提供参考。     

中美主要农作物灌溉水分生产率分析

灌溉水分生产率反映了作物的灌溉用水效率,是衡量灌区的农业生产水平、灌溉工程状况、灌溉管理水平的关键指标。该文在大量的调查数据基础上,采用分类计算、加权平均方法分析了中国和美国主要农作物的灌溉水分生产率。结果表明:美国籽用粮食作物、块茎类作物、草类作物、絮状作物的平均灌溉水分生产率分别为1.98、8.90、2.54、0.26kg/m3。上述4类作物喷灌灌溉水分生产率分别为2.26、9.44、3.2和0.36kg/m3,而地面灌溉条件下的灌溉水分生产率则分别为1.55、6.96、2.15、0.23kg/m3;美国13个州玉米、小麦和水稻平均的灌溉水分生产率分别为2.94、1.24和1.39kg/m3,而中国10省市226个大中型灌区3种作物平均灌溉水分生产率分别为2.04、1.19和0.80kg/m3;灌溉技术落后、节水灌溉面积小造成的灌区灌溉水利用系数低,是导致中国灌溉水分生产率低的主要原因。     

缓沉性水产膨化饲料加工工艺参数优化

该研究旨在研究不同加工工艺参数对缓沉性水产膨化饲料品质指标的影响规律,优化缓沉性水产膨化饲料的加工工艺参数.采用中心组合试验设计,选取调质物料含水率、膨化机螺杆转速和模头温度3个因素,吨料开孔面积固定为450 mm2/(t·h),调质物料含水率在23％～27％,模头温度范围在100～140℃,膨化机螺杆转速范围在180...     

单螺杆挤压机对农产品加工因素的优化

在农产品和食品挤压机加工过程中,由于各种因素的变化,对产品的膨化质量有很大影响。通过挤压机螺杆与螺套之间的间隙、螺杆转速和物料含水率的变化,对产品的膨化指数,挤压机的生产率和功耗进行测定,分析在不同工况下挤压的工作情况以及产品特性。试验结果表明,影响试验指标的主要因素是螺杆与螺套之间的间隙,试验因素主次排列为间隙,含水率和转速,其较优组合为螺杆螺套之间的间隙0.75mm,螺杆转速300r/min,物料含水率18％。     

食品加工用三螺杆挤压机

发展挤压食品巨大的市场空间推动了中国螺杆类食品挤压机械的不断创新。结合作者对食品加工用螺杆类挤压机的研究实践及食品加工的特点，就“一”字排列的和三角形排布的两种三螺杆挤压机的几何设计构型，论述了凭借三螺杆挤压机成倍增多的啮合区，以小直径、小长径比的多螺杆组合，使食品的挤压蒸煮作用及产量得到有效提高，说明了三螺杆挤压机在食品加工技术经济上的优越性。     

Effects of Feed Rate and Screw Speed on Operating Characteristics and Extrudate Properties During Single-Screw Extrusion Cooking of Rice Flour

Rice flour (37% moisture content) was used to examine the effects of feed rate and screw speed on the specific energy input during single-screw extrusion cooking. Torque, raised by decreasing screw speed or increasing feed rate, was found to be a power law function of the ratio of feed rate to screw speed (F_r/S_s) with r² > 0.94. Specific mechanical energy (SME) calculated from torque also was a power law function of F_r/S_s with r² >0.84 and negative power law indices. The SME obtained was in the 225–481 kJ/kg range. Thus the extruder can be considered low shear. Increasing SME raised the die temperature and decreased both intrinsic viscosity and water absorption index (WAI). The degree of gelatinization and intrinsic viscosity of extrudates also were power law functions of F_r/S_s. The intrinsic viscosity correlated well with the degree of gelatinization, WAI, and cooking loss, and appeared to be a good index of the extrudate properties. Different screw profiles also affect torque measurement.     

糊化淀粉尿素的制作及应用效果研究

通过对膨化机的配备动力、螺杆及出料孔进行改造，开发了糊化机。糊化机生产的糊化淀粉尿素，达到了质量和安全要求。用糊化淀粉尿素饲喂奶牛效果明显，可以替代部分豆粕。对泌乳前期牛，混合精料中使用5%的糊化淀粉尿素为好；对泌乳中期牛，混合精料中以使用8%的糊化淀粉尿素为佳。     

Effect of Corn Moisture on the Properties of Pet Food Extrudates

Corn moisture (9.5–13.5%) was significantly correlated to extrudate properties, even though water was added at the extruder to compensate for the differences in moisture. Water addition was more effective at the preconditioner than at the extruder, and longer retention preconditioner improved expansion. Water added to the pet food formula apparently was absorbed by the other formula ingredients and not the corn. Controlling the specific mechanical energy did not compensate for differences in corn moisture.     

挤压法生产固体焦糖色素流场分析

该文对螺杆挤压法生产固体焦糖色素的机理进行了分析。采用POLYFLOW软件包提供的网格重叠技术,模拟挤压机熔体输送段三维等温流动,并分析挤压加工焦糖色素过程中流道内的压力、速度、剪切速率和黏度分布规律,为了解挤压过程和对螺杆挤压机进一步优化提供参考依据。研究以蔗糖为原料,用挤压法生产固体焦糖色素,分析转速变化及机筒温度变化对焦糖色素色率的影响,得到色率随转速的增加先增加后减小,随机筒温度的增加而增加的结论。     

揉碎玉米秸秆螺旋输送理论模型分析与试验

针对农业纤维物料螺旋输送机理不明确、输送功耗大、生产率低等问题,该文对揉碎玉米秸秆的螺旋输送过程进行理论分析,建立了同时考虑物料的压缩特性、螺距的变化及螺旋轴离心力作用的物料所受压力、螺旋输送装置的生产率和功耗的数学模型,并通过轴向推力、生产率和功耗试验数据修正了上述模型。结果表明,当喂入量30 kg/min、转速58 r/min、螺距在160~300 mm的范围内变化时,压力、生产率和功耗的理论值与实测值的相对误差分别在11.7%、8.6%和5.9%以内;当螺距250 mm、喂入量30 kg/min、螺旋轴转速在58~148 r/min的范围内变化时,压力、生产率和功耗的理论值与实测值的相对误差分别在5.1%、6.9%和5.4%以内;当螺距250 mm、转速58 r/min、喂入量在10~70 kg/min的范围内变化时,压力及生产率和功耗的理论值与实测值的相对误差分别在5.9%、5.8%和5.2%以内。该研究为适合输送农业纤维物料的螺旋输送装置的设计及生产提供较为精确的理论依据。     

揉碎玉米秸秆螺旋输送性能试验分析

针对螺旋输送装置输送农业纤维物料功耗大、生产率低、效率低等问题,该文分析了螺旋输送装置的输送性能指标和螺旋叶片受力,找出了影响叶片受力的主要因素。利用自行研制的压力测试系统和功耗测试系统对螺旋叶片受到的压力和输送装置的功耗进行了测试。针对螺旋叶片所受压力、输送功耗、生产率和输送效率等输送性能指标,研究了螺距、螺旋轴转速和喂入量对输送性能的影响。结果表明,在喂入量70 kg/min、螺旋轴转速58 r/min、螺距160～300 mm的范围内,当螺距250 mm时平均输送功耗最低,为294.63 W;螺距为300 mm时输送效率和生产率最高,分别为90%和58 kg/min。在螺距250 mm、喂入量70 kg/min、转速58～148 r/min的范围内,当转速117 r/min时生产率最高,为65 kg/min。在螺距250 mm、螺旋轴转速117 r/min、喂入量10～70 kg/min的范围内,当喂入量70 kg/min时生产率最高,为42 kg/min。该研究为研制适合输送农业纤维物料的螺旋输送装置提供了参考。     

Oil Absorption Characteristics of a Multigrain Extrudate During Frying: Effect of Extrusion Temperature and Screw Speed

The oil absorption characteristics of a multigrain extruded and fried snack product were studied as a function of extruder screw speed and cooking temperature using a central composite response surface methodology (RSM). The extruded product was produced using a corotating twin screw extruder, dehydrated to a uniform moisture content, and subsequently deep‐fat‐fried at 192 ± 1°C for 10–40 sec to complete expansion. Significant RSM models were developed for oil absorption and extrudate water absorption index (WAI). According to the lowest oil model, absorption (19.9%) was obtained with an extruder screw speed of 218.6 rpm and a cooking temperature of 117.8°C. WAI reached a maximum at a screw speed of 221.9 rpm and a cooking temperature of 109°C. Oil absorption characteristics and extrudate WAI were significantly correlated (r= ‐0.84, P = 0.0002). The data suggest that extrusion conditions can be optimized to influence the physicochemical structures in the extrudate matrix so that oil absorption can be minimized.