牛粪螺旋压榨固液分离工艺参数优化

为了优化粪便固液分离工艺,用作者研制的固液分离机对鲜牛粪进行固液分离,以进料水料比、榨条间隙、螺旋转速作为影响因素,以分离后固形物料中总固体（TS）含量为主要考察指标,以处理牛粪生产率、液料中固体去除率为参考指标,采用3因素5水平进行二次正交旋转组合试验设计,探讨了螺旋压榨工艺参数对固液分离效果的影响,得到了优化的工艺参数：进料水料比为0.65,榨条间隙为1.5 mm,螺旋转速68 r/min时,分离后固形物料中总固体（TS）质量分数可以达到40%以上,研究结果可为牛粪固液分离提供参考依据。     

水葫芦固液分离机脱水参数优化及中试运行效果

为了获得低成本、高效率的水葫芦规模化处理处置技术参数,该研究基于50t/d处理能力的工况,以自主研发的SHJ-400型水葫芦固液分离机和卧式甩刀粉碎机为基础,通过单因素试验研究了粉碎粗细、进料量和挤压脱水停留时间对水葫芦规模化脱水效果的影响,同时获得了脱水残渣与挤压汁液中的干物质、氮磷钾养分分布规律,为水葫芦脱水作业后残渣及汁液的资源化利用提供参考。结果表明,适宜的水葫芦固液分离技术参数,即水葫芦适宜粉碎粗细为20～30mm、进料量为8t/h和挤压脱水停留时间为3min;水葫芦脱水残渣和挤压汁液中的干物质分布比例分别为61.67%～65.48%和34.52%～38.33%,而大部分氮磷钾养分保留于挤压汁液中,水葫芦粉碎和固液分离环节的减容率分别为50.25%和93.70%。此外,以处理能力50 t/d示范工程为试验平台,获得了实际运行工况的脱水作业运行效果参数,即在水葫芦初始含水率95.08%条件下,经固液分离后水葫芦脱水残渣含水率为83.21%,脱水率为78.59%,水葫芦固液分离机处理能力为6.25 t/h,并通过成本测算得到水葫芦固液分离成本为4.40元/t。该研究所获得低成本、高效率的水葫芦规模化处理脱水作业技术方案,为形成水葫芦规模化处理处置工程整体解决方案提供技术支撑。     

FZ-12固液分离机在规模化猪场污水中的应用效果

该文简要说明了FZ-12型固液分离机的构造特点和应用固液分离机处理污水的工艺流程。为了了解FZ-12固液分离机前处理效果,对3个规模化猪场进行污水前处理试验,结果表明,FZ-12固液分离机能有效地收集粪渣,平均收集量为2.9 t/h左右,粪渣含水率＜55%;对猪场污水的TS、COD和BOD平均去除率分别达到82.4%、77.5%和73.5%;应用该机处理猪场污水,增加相关投资约人民币5.3万元,收集的粪渣出售后,扣除运行成本,年可增收税利约人民币4.5万元,投资回报率达84.9%,约1.18年可收回投资,因此,应用FZ-12固液分离机处理猪场污水,具有广阔的应用前景。     

畜牧混合废弃物分选装置运行参数试验研究

为验证一种新型畜牧混合废弃物分选装置的功能并制定合理的运行参数,以混合物料含水率MC、进料流量Q、柔性物分离器转速Nr为试验参数,采用二次正交旋转组合试验设计,建立评价指标与试验参数之间的回归模型,并运用目标优化的方法对模型进行优化。研究结果表明,试验样机能够实现混合物组分的按类分选,试验因素组合为含水率87.8%,物料流量41.6 L/min,柔性物分离器转速64.5 r/min时可获得最高的柔性杂质分离率;在以上因素情况下,以沉降性杂质分离率及物料损失率作为评价指标,试验得出沉降性杂质分离器的最佳转速为6 r/min。研究为提高畜牧混合废弃物分选装置的分离性能及结构优化提供了依据。     

拴系牛舍固液分离自动清粪系统设计

为提升牛舍粪污收集与处理效率,该研究基于奶牛体尺与粪便特性,设计了一套舍内固液分离的传送带自动清粪系统,分析了拴系饲养模式下奶牛体尺与粪便落点的相关性,比较了固液分离时不同过滤孔径对固形物含水率、滤液浊度与沉淀物体积的影响,并经有限元分析模拟了奶牛踩踏时系统的形变情况。结果表明,奶牛躯体长度与粪便落点位置呈极显著正相关（P<0.01）,躯体长度在1.60～1.75 m的泌乳期奶牛占总数的75.4%,当试验牛舍的粪沟宽度为40 cm时,该范围内完全排泄至粪沟的奶牛比例为79.4%。对于躯体长度过长或过短的奶牛,适宜的颈部挡杆高度可有效规范其排泄位置（P<0.01）,提升粪污收集效率。奶牛排泄行为的模拟试验证明,过滤孔径为9 mm时可实现最佳固液分离效果。经有限元分析模拟计算,系统载荷时的最大形变为1.138cm。研究结果为牛舍自动清粪和实施固液分离提供了数据支撑与技术参考。     

基于低速离心分离技术的水禽粪污预处理装置研发

针对水禽粪污和沼液类较黏稠、固形物颗粒小的污水,现有分离技术存在能耗高、分离效率低等问题,该研究提出一种绿色节能的离心分离方法。通过单因素试验,明确筛网目数、离心转速和分离时间对水禽粪污中主要污染物去除效果的影响。采用二次通用旋转设计进行优化试验,得到低速离心分离技术的优化参数组合。经过离心分离机试验验证,当分离时间为3 min、筛网目数为120目（孔径大小为0.13 mm）、离心转速为700 r/min时取得较好分离效果,此时水禽粪污总固体（total solid,TS）去除率为50.20%,挥发性固体（volatile solid,VS）去除率为57.59%,化学需氧量去除率为5.39%,氨氮去除率为4.39%,总磷去除率为5.76%。以试验结果为依据研发分离装置并实地运行,分离效果（TS去除率为53.21%,VS去除率为58.61%）与高速离心机械相当,且每吨污水处理成本相较卧式螺旋离心机降低近22%,表明低速离心分离技术可行,为去除水禽粪污中悬浮性固体提供了一种新方案,具备工程化推广意义。     

固液分离对牛粪利用效果的影响

预处理可以提高牛粪利用的效果,该文研究了利用螺旋压榨固液分离机对牛粪加水固液分离后固形物和分离液的纤维含量,固形物的热值、分离液的黏度和碳氮比。利用压块成型机对分离后固形物进行压块,为沼气发酵增温保温提供燃料,并将分离液与未分离的原牛粪进行厌氧发酵对比试验,结果表明,分离液发酵可提高甲烷产率,缩短发酵水力停留时间。在（35±2）℃条件下,原料挥发性固体含量（VS）分别为4.86%和4.98%时,30%接种量,分离液的产气率比原牛粪提高32.68%。研究结果对高寒地区牛粪资源化利用具有参考价值。     

减少玉米粗淀粉挤出物中抗性淀粉的工艺参数优化

为减少玉米粗淀粉经过挤压蒸煮后,在室温下冷却而产生的抗性淀粉Ⅲ,以降低其对挤出物制备糖化液葡萄糖当量值的影响,需要对挤压参数进行优化选择。该文以玉米粗淀粉为原料,采用五因素五水平二次正交旋转组合试验设计,研究挤压参数对挤出物中抗性淀粉Ⅲ质量分数的影响,得出产生抗性淀粉Ⅲ质量分数最小的挤压条件为：套筒温度60.0℃,原料含水率27.0%,模孔直径11.0 mm,螺杆转速200.0 r/min,轴头间隙10.0 mm,抗性淀粉Ⅲ质量分数可降低到1.48%。     

畜禽粪便固液分离技术特点及效率评估

该文对常用畜禽粪便固液分离技术进行分析,评估出各分离技术的优缺点、适用对象、分离效果和性价比,为企业选择粪便固液分离设备提供参考。研究结果表明:重力分离技术成本最低,分离粒径小于1 mm的有机物效果最好,但分离后固相含水率过高(90%),一般作为其他技术的预处理。筛分技术对于分离大粒径的有机颗粒物最有效,投资相对小,运行费用低;但对氮磷等营养元素分离效率较低,分离后的固相的含水率偏高,分离产物可用于固态发酵。压滤技术提高了磷元素的分离效率和固相含水率,但运营成本也增加,分离产物可用于有机肥生产。沉淀离心技术对去除细小颗粒最为有效,并能够去除氮磷元素,但运营成本太高,在中国推广难度大。絮凝剂能和大多数的分离技术结合使用从而提高分离效率。所有固液分离技术都不能分离畜禽粪便中的挥发性脂肪酸,因此也不能有效去除液相中的生化需氧量和臭味。多种分离技术的联合使用,在提高营养物质的分离效率的同时,降低固相的含水率将是未来技术发展的主要方向。     

玉米秸秆皮穰分离机械运行参数优化试验

为有效适应各季节玉米秸秆的皮穰分离加工及确定玉米秸秆皮穰分离机的运行参数,该文针对作者所设计的玉米秸秆皮穰分离机,在已经结构参数优化的基础上,又对除叶机构与剥穰机构进行了运行试验研究。通过多因素正交旋转组合试验确定除叶机构与剥穰机构的关键运行参数,结果表明：影响除叶率的显著因素是U型齿板底宽和秸秆喂入速度,齿辊转速有影响但不显著;影响剥穰率的主要因素及其顺序为秸秆喂入速度、剥穰辊转速、剥穰刀与支撑板间距。并通过综合已有研究及样机试验结果,确定主要运行参数为秸秆喂入速度1.2～1.3 m/s,除叶齿辊旋转线速度大于5 m/s,剥穰辊旋转线速度大于5.8 m/s时,该分离机对各季节玉米秸秆进行皮穰分离加工的适用性较好,且其生产率大于0.5 t/h,除叶率大于97.6%,剥穰率大于95.7%。     

基于量纲分析的油菜籽挤压膨化试验参数的研究

研究了油菜籽挤压膨化浸出制油预处理工艺。根据量纲分析理论和蒋亦元修正的G.Murphy定理进行试验设计和函数合成。选择菜籽粕的残油率为考核指标，以物料含水率、套筒温度、主轴转速、模孔直径、模孔长度、轴头间隙6个因素进行试验。通过试验建立了残油率与试验参数之间的经验公式，经检验该公式可对残油率较好地预测。     

猪和奶牛粪便的粒径及养分分布对固液分离效率的影响

以猪、奶牛粪便为材料,按＜0.15、0.15-0.5、0.5-1.0、＞1.0 mm不同粒径,分析了猪、奶牛粪便粒径分布,同时分析了4种不同粒径颗粒中N、P、K养分含量,采用XY型螺旋式畜禽粪便固液分离机,在0.5、1.0 mm两种孔径筛网下,进行了固液分离,分析比较了机械固液分离对相应粒径粪便固形物及养分回收效率。结果表明,猪、奶牛粪便粒径分布以〈0.15 mm小颗粒为主,占其粪便重量的57.99%-68.34%,奶牛粪便颗粒粒径大于猪粪便,仔猪与育成牛粪便粒径小于育肥猪与泌乳牛粪便。猪、奶牛粪便中N、P、K养分近80％以上呈水溶性或存在于〈0.15 mm小颗粒之中。粪便机械固液分离获得的固形物与固形物中N、P养分回收比例高于相应筛网孔径粪便颗粒与养分所占比例,奶牛粪便固形物回收率为45.5％,远高于猪粪的27.8％,N、P养分回收率分别为7.14%-19.71%、7.38%-21.18％。     

Empirical Modeling of Mean Residence Time in a Co‐Rotating Twin‐Screw Extruder with Rice Flour

Mean residence time of rice flour in a twin‐screw extruder was determined using a blue tracer. Variables studied included moisture content, screw speed, barrel temperature, and screw configuration. Mean residence time increased with the increase of the barrel temperature and with the addition of reverse and kneading elements. Mean residence time was significantly related to screw speed, moisture content, die pressure, and screw configuration (P < 0.05). An empirical model was developed to predict mean residence time with the ability to reflect the changes of the barrel temperature and screw configuration. The effects of different extrusion operating conditions including screw speed, moisture content, barrel temperature, and screw geometry on the mean residence time were considered in the model. The validity of the developed model was extensively evaluated and verified using different screw geometries and other processing variables. The mean residence times predicted by the developed model are in good agreement with the experimental data.     

香菇双螺杆挤压膨化机的设计与试验

针对现有双螺杆挤压膨化设备生产香菇膨化产品时存在物料堵塞、预熟度低、作业参数缺失等问题而导致生产的产品膨化率低、吸水性差、硬度高等缺陷,该研究设计了一种香菇双螺杆挤压膨化设备,并对设备中的关键部件喂料搅拌防堵装置、预熟调质装置与双螺杆结构参数进行了设计与确定。同时,为探究设备中的作业参数对产品膨化性能的影响,研究了设备的螺杆转速、膨化温度、物料含水率对产品的膨化率、硬度、脆度、吸水性的影响。结果表明:影响膨化率的显著性顺序依次为螺杆转速、物料含水率、膨化温度;影响硬度的显著性顺序依次为螺杆转速、膨化温度、物料含水率;影响脆度的显著性顺序依次为膨化温度、物料含水率、螺杆转速;影响吸水性的显著性顺序依次为膨化温度、物料含水率、螺杆转速。其次,结合各因素交互作用的影响规律与目标优化结果,得出设备的最佳作业参数为:螺杆转速167.23r/min,膨化温度151.68℃,物料含水率16.83%,此时,产品的膨化率、硬度、脆度、吸水性分别为4.04%、18.61N、-8.46mm/cm^2、313.86%。将优化后的参数值在设备中进行了生产性应用,得到生产值与优化值的误差均小于4%,最大生产率为165 kg/h。与扬州大学机械工程学院实验室内的现有设备相比,在提高物料送料的连续性与调质熟化度的基础上,膨化率提高了25.00%,硬度降低了48.21%、脆度提升了40.55%、吸水性提高了62.35%。因此,该机的设计可为香菇膨化产品的开发提供了一种较为成熟的技术装备。     

Extrusion Processing of Rice‐Based Breakfast Cereals Enhanced with Tocopherol from a Chinese Medical Plant

Brown rice flour was mixed with a Chinese medical plant (Euryale ferox Salisb.) and processed to make ready‐to‐eat breakfast cereals using twin‐screw extrusion. Levels of 15 and 20% feed moisture in flour, and 200 and 250 rpm screw speed were set, and the physicochemical properties and content of α‐, β‐, γ‐, and δ‐tocopherols were determined. The data showed that 15% feed moisture gave a low bulk density and water absorption index but a high expansion ratio and water solubility index. High screw speed (250 rpm) produced a result similar to that of 15% feed moisture. A sample with 85% brown rice flour with 15% E. ferox Salisb. retained the highest content of α‐, β‐, γ‐, and δ‐tocopherols (125, 6, 78, and 9 μg/g), respectively. The optimum extrusion conditions determined were 15% E. ferox Salisb. mixed with brown rice at 15% feed moisture and at 250 rpm screw speed.     

脱胚玉米啤酒辅料的挤压蒸煮系统参数对其糖化过程的影响

该文通过实验室试验,研究了作啤酒辅料的脱胚玉米挤压蒸煮系统诸参数(模孔孔径、套筒温度、物料含水率、螺杆转速和模板内表面至螺杆末端端面的距离)，对醪液的主要考察指标（麦汁的过滤速度、碘值、浸出物收得率）的影响规律. 研究表明，挤压蒸煮脱胚玉米可以作啤酒辅料，其醪液的淀粉在糖化过程中被降解得彻底，淀粉的利用率较高。     

Influence of Particle Size on the Twin-Screw Extrusion of Corn Meal

Effects of particle size (50–1,622 μm), screw speed (200–400 rpm), and feed moisture content (19–22%) on twin-screw extrusion of corn meal were investigated using a full-factorial design. Torque, specific mechanical energy, and product temperature generally showed no change within the commonly used particle-size range (100–1,000 μm), but each value dropped significantly as the particle size increased >1,000 μm. Die pressure was influenced by the three-way interaction of particle size, screw speed, and feed moisture content. The highest moisture level (22%), largest particle size (1,622 μm), and two lowest screw speeds (200 and 300 rpm) were the only conditions where the starch was <97.5% of transformation (gelatinization). Consequently, these two conditions also showed the least expansion and hardest product.