山茱萸果酒固定化酵母发酵工艺条件优化

以海藻酸钠为酵母固定化载体，进行山茱萸果酒固定化连续发酵的工艺优化研究。通过正交试验优化酵母固定化条件，在最佳载体固定化条件下，筛选最优连续发酵工艺条件。采用感官评价对比连续发酵与传统发酵的差异。结果表明，固定化最适条件为海藻酸钠浓度2%，氯化钙浓度3%以及固定化时间2 h，连续发酵最佳工艺条件为温度23 ℃，填充率30%和稀释率0.01/h。对比传统发酵，连续发酵对山茱萸果酒的品质和风味无不良影响。      

pH值对固定化酵母甜高粱茎秆汁液酒精发酵的影响

以可溶性糖含量为113g/L的甜高粱茎秆汁液为试验原料,采用摇瓶发酵方法,在水浴摇床上进行发酵.试验中,pH值分别选取3.5,4,4.5,5和5.5这5个梯度,考察其对固定化酵母发酵甜高粱茎秆汁液制取酒精过程中酒精产量、CO2失重率以及残糖含量的影响.结果表明,pH值选取4.5时,可获得较高的酒精产量、CO2失重率以及较低的残糖.     

基于热泵技术的发酵尾气减排装备的应用进展

针对畜禽粪污和垃圾堆肥发酵尾气处理存在效率低、成本高、容易产生二次污染的问题,采用热泵技术结合尾气处理设备进行堆肥发酵尾气的减量和处理。通过发酵尾气减排设备在仓贮式堆肥发酵系统中具体应用和实施案例,分析了发酵尾气减排设备对尾气处理的效果,证明了基于热泵技术的发酵尾气减排装备的优势,对发酵尾气减排装备的发展前景作出展望。     

稻秸酶解和沼气发酵臭氧氨水联合预处理技术研究

对稻秸进行了臭氧氨水联合预处理提高酶解糖化和沼气发酵效率的实验研究,探索了臭氧氨水联合预处理对木质纤维素降解、单糖质量浓度、还原糖质量浓度和沼气发酵气体产率的影响。结果表明:臭氧氨水两步预处理进一步强化了脱木质素能力,有效提高了稻秸酶解糖化效率和沼气发酵产气率,增强了纤维降解利用率。酶解过程中,随着臭氧用量的增加,葡萄糖质量浓度先增加后降低,臭氧用量0.75 g/g时葡萄糖质量浓度最高,为36.92 g/L;氨水浸泡时间越长,还原糖质量浓度越高,氨水浸泡6 h的还原糖质量浓度为60.51 g/L。因此,酶解的适宜臭氧氨水联合处理条件为臭氧用量0.75 g/g和氨水浸泡时间6 h。对于沼气发酵,臭氧用量1.0 g/g和氨水浸泡时间9 h获得了较高甲烷产率,为165.39 mL/g,有效提高了稻秸产气效率和木质纤维素利用率。     

米根霉菌丝球半连续发酵产乳酸的工艺研

采用单因素试验和正交试验设计，以乳酸质量浓度及菌丝形态为考察指标，对米根霉首批发酵培养基及补料培养基进行优化，得到适于米根霉半连续发酵的培养基，建立了米根霉半连续发酵工艺，并进行米根霉半连续发酵产乳酸的稳定性试验。得到首批培养基参数为葡萄糖120g/L，(NH4)2SO4 2g/L，NaH2PO4 0.16g/L，KH2PO4 0.14g/L，MgSO4?7H2O 0.2g/L，ZnSO4?7H2O 0.22g/L，CaCO3 60g/L；补料培养基参数为葡萄糖100g/L，（NH4）2SO4 2g/L，KH2PO4 0.1g/L，ZnSO4?7H2O 0.33g/L，MgSO4?7H2O 0.15g/L，CaCO3 50g/L，摇瓶重复稳定发酵30批次，罐发酵重复稳定发酵20批次，葡萄糖转化率最高达到     

基于生物质原料的二氧化碳施肥器效果试验

针对温室作物秋冬季节CO2气肥严重不足的问题,设计了适用于普通温室大棚的基于生物质原料发酵的二氧化碳施肥器。采用作物秸秆在好氧发酵作用下进行发酵,制取二氧化碳。同时,采用合理的自动控制策略,获取生物质发酵过程中适宜的温度及水分等条件,并试验研究了生物质发酵制取CO2的最佳条件,验证了该施肥器用于温室补施二氧化碳的可行性。试验结果表明:利用秸秆等农作物废弃物(秸秆+好氧发酵菌)生物发酵产生CO2的最佳条件为:温度45℃、含水量为70%、初始碳氮比为40:1,产气速率最快;碳氮比对CO2的释放影响最大,温度影响次之,含水量影响最小;在此条件下一次上料可以连续12天让面积120m2的温室CO2浓度保持在1 200×10-6以上,满足温室使用需求。     

常温条件下猪粪干发酵的启动

在室温(25℃),接种污泥和猪粪干物质比为1∶1的条件下,对高固体浓度猪粪厌氧干发酵过程的启动进行了研究.从第10天开始,挥发酸,氨氮和游离氨达到相对稳定的水平,分别为7.5,4.1,0.28 g·kg-1.整个实验期间反应器内pH为8.05 ～8.23.产气速率从第7天开始达到相对稳定水平(58.1 L· d-1),此时的池容产气率为0.83 m3·m-3d-1,但是温度降低4℃导致产气速率降低35.5％左右.产气成分中CO2和CH4的含量在36小时内出现一个快速增长的趋势,其中CO2在第36小时左右达到峰值56.3％,此时CH4的含量为40.5％.CH4含量第20天左右达到60％,CO2含量低于40％.试验表明,在25℃左右,接种污泥和猪粪干物质比为1∶1的条件下,20天左右能够启动猪粪厌氧干发酵反应器.     

采集污泥发酵气体的工程试验

湖河池底的污泥发酵产生大量的沼气和有害的H2S、NH3等气体，不停地释放到空气中污染环境。在小船上安装一个发酵气体采集利用装置，一边清除水面垃圾，一边采集水底发酵气体，过滤掉NH3，用沼气作为燃料具有良好的经济价值。循环干法脱硫消除H2S，改善空气质量；采集发酵气体又能促进水体自净功能的提高，改善水体质量，也能减少温室效应比CO2高20倍的CH4气体逃逸到空气中，改善大气质量。     

农牧废弃物恒温干/湿厌氧发酵过程研究

为对比干发酵和湿发酵过程中产气性能的差别,对比试验研究了3 m~3恒温(37±1)℃发酵罐内单一牛粪干/湿发酵过程中日产气量、累计产气量、产气率及甲烷体积分数和pH及氨氮的变化,并最后应用修正的Gompertz方程分析甲烷生产的动力学过程。试验结果表明:以TS(总固体浓度)为20%的干发酵系统累计产气量为51.375 m~3,最大日产气量可达2.198 m~3,分别比TS为8%的湿发酵多11.076 m~3和0.301 m~3;干发酵的池容产气率为0.558 m~3/(m~3·d),比湿发酵实验组提高了15.95%;干/湿发酵系统的日均甲烷体积分数分别为51.3%和48.6%。在试验过程中,干/湿发酵恒温沼气罐内的pH值及氨氮含量均介于正常范围之内,没有发生抑制现象使得试验可以顺利进行。通过修正的Gompertz方程对干/湿厌氧发酵的产甲烷过程进行拟合,拟合的结果R~2在均大于0.99,表明实际产甲烷潜力值和拟合的产甲烷潜力值很接近,显示出了较高的准确性。该研究结果可为农牧废弃物干发酵工程提供理论依据和指导。     

产酸相中氧化还原电位控制及其对葡萄厌氧发酵产物的影响

以两种厌氧污泥和一种绵羊胃液 (rumen)的混合物为接种物 ,对葡萄糖进行厌氧发酵。通过调节通气和搅拌控制发酵系统的氧化还原电位 ,考察了恒化器中氧化还原电位对葡萄糖厌氧发酵产物生成的影响。结果表明 ,氧化还原电位对发酵产物有强烈影响。在pH 6和水力停留时间 5h及 10h时 ,在Eh - 550～ - 30 0mV ,乙酸和乳酸是主要产物 ,丁酸浓度随Eh的升高而降低 ,而丙酸和甲酸浓度随Eh升高而增加。当Eh >- 2 0 0mV ,除乙醇外的所有产物浓度都急剧下降 ,而此时的电子回收率极低 ,约为 4 0 %。在Eh >- 10 0mV ,pH <3 5的条件下 ,酵母是主要微生物 ,而乙醇是主要产物 ;高的氧化还原电位有利于酵母的生长 ,而低的氧化还原电位有利于乙醇的形成。     

沼气高价值多元化利用碳捕集工艺优化设计

针对我国天然气紧缺、碳中和压力较大和沼气低价值利用问题,开发膜与压缩冷凝梯级耦合的沼气高价值多元化利用碳捕集工艺,实现低价值沼气近零排放高价值综合回收利用。利用Aspen HYSYS对1 000 Nm3/h规模的沼气提纯过程进行工艺设计和优化,通过燃气系统的膜分离单元生产高品位燃气,同时CO2系统利用燃气系统提供的富CO2优质原料生产液态CO2产品,并副产低品位燃气。优化过程主要考察操作压力对回收率、产品价值、运行费用和设备投资等因素的影响,以及原料流量波动对回收率、产品和经济性的影响。结果表明：在1.8~3.8 MPa条件下,能够同时生产热值314 MJ/Nm3高品位燃气、热值17.9 MJ/Nm3低品位燃气和CO2浓度95 vol%液态CO2产品,在2.2 MPa时获得年最佳经济效益约261万元,每年减排约9 755 t的CO2当量温室气体。与低品位燃气热值和液态CO2产品浓度相比,高品位燃气热值受流量波动影响较大。     

拖拉机悬挂模糊控制系统研究

介绍了拖拉机悬挂模糊控制系统、原理及结构图以及模糊控制算法的实现。利用MATLAB建立了拖拉机悬挂模糊控制系统仿真模型,并进行了仿真分析。结果表明,拖拉机悬挂模糊控制系统的超调量及调整时间比PID控制系统小,说明模糊控制用于拖拉机悬挂系统的力位调节控制是合适的。     

温室温度多模糊控制器切换控制研究与实现

针对周年生产的温室控温系统在一年四季需要不断更换不同控温方案的问题,设计了一种基于多模糊控制器的切换控制方法.该方法通过对系统整体规划并制定一系列针对不同环境状态的不同控温方式的切换规则,结合对各个设备的模糊控制,实现对整个温室系统温度的实时精准控制.仿真实验结果表明,该方法非常适用于周年生产的温室控温系统,在运行过程中整个系统表现出良好的控制品质,实现了对温室系统经济、有效和节能的控温目的.     

主从分布式温室环境参数测控系统

根据农村温室大棚环境参数测控实际需要,设计了一套PC机主从控制的分布式测控系统.该系统由PC机、土壤含水率测控模块、温湿度和CO<,2>测控模块以及相应的电磁阀、电动机和风机、水箱、渗灌管网等构成.PC机数据存储量大,便于使用模糊控制专家系统,利用组态王开发PC机软件,提高了系统的可靠性,并大大缩短了开发周期,人机交互界面友好.各从机测控模块采用AT89系列单片机、传感器、继电器等构成,根据需要选择不同模块通过RS4.85总线挂接在PC机上,实现温室的分区分块控制.     

一种拖拉机自动驾驶复合模糊控制方法

论述了拖拉机自动驾驶在农业中应用的必要性及其控制参数的选择,建立了拖拉机自动驾驶横向控制的力学模型,提出了一种用于拖拉机自动驾驶的复合模糊控制方法,设计了模糊控制规则,用Simulink对复合模糊控制方法进行了仿真验证。结果表明,所提出的方法和规则用于拖拉机自动驾驶是可行的。     

高速履带车辆静液传动改进模糊控制

针对高速履带车辆静液传动系统具有非线性及时变负载等特点,设计了应用于该传动系统的模糊控制器,因系统响应在上升和稳定阶段对模糊控制器的比例因子有不同的要求,定比例因子的模糊控制器难以二者兼顾,故提出一种改进方法,以补偿量及其绝对值的乘积作为新的补偿量对系统进行控制,构成变比例因子的模糊控制器.仿真及试验表明,改进的模糊控制器响应迅速,能有效抑制系统超调量,且系统的动态和静态性能有明显改善,适用于高速履带车辆的静液传动控制.     

基于模糊PID参数整定的收获机前进速度控制优化

为了提高联合收获机前进速度控制的精度,解决前进速度控制的滞后问题,使收割机具有稳定的负荷和良好的脱粒能力,对驱动轮轴装配机构进行了改进,并提出了基于灰色预测的模糊PID控制方案,将其应用在了纵流联合收割机的控制系统中。控制系统使用单片机作为速度的控制装置,并可对装置故障做出预警。为了测试收割机速度灰色预测模糊PID控制方法的有效性和可靠性,对收割机的速度控制进行了测试。以喂入量作为干扰信号,通过测试发现:灰色预测模糊PID控制的速度控制响应时间短,响应迅速,满足设计需求,可以在各类联合收割机的速度控制器推广使用,为收割机速度控制的研究提供了较有价值的参考。     

基于GWO-MPC的联合收获机喂入量控制方法与仿真实验

收获机作为农业生产的重要生产工具，其喂入量控制一直是自动控制领域研究的热点问题。本文通过分析收获机工作方式，建立收获时收获机喂入量变化模型。设计开发收获机作业参数监测系统，以小麦作为实验对象，在我国华北地区开展田间实验，验证系统喂入量监测精度并同步采集产量、含水率和作业速度等参数，系统喂入量监测平均相对误差为8.55%。以收获机在割台高度不变条件下保持额定喂入量为控制目标状态，收获机作业速度作为控制量，采用模型预测的方法对收获机喂入量进行仿真控制。采用灰狼优化算法优化二次规划的权值矩阵，仿真结果表明，权值矩阵优化后，喂入量控制平均绝对误差小于0.1 kg/s,平均降低38.1%。喂入量控制误差与收获区域的产量成反比，与含水率成正比。在相邻时域内产量、含水率变化较小的收获区域效果更好。     

无级变速传动系统的模糊控制

设计了无级变速系统的模糊控制器,建立了简化的无级变速传动系统的动力学模型。考虑到系统模型的时变非线性特性、输入和输出之间的耦合特性以及复杂的运行工况的影响,给出了一种新的带有参数自调整的模糊－PI控制算法,利用该算法设计的模糊控制器使无级变速传动系统获得了良好的控制效果。仿真结果表明,该算法是可行和有效的。