秸秆挤压成型育苗钵的试验研究

玉米秸秆经粉碎筛分处理后,加入适量粘合剂,采用挤压成型工艺制成的育苗钵,具有一定的使用强度,可用来代替塑料育苗钵,对开辟秸秆利用新途径具有重要意义.通过试验,研究了粘合剂用量、成型温度和成型压力对育苗钵强度的影响,确定了玉米秸秆挤压成型育苗钵的较佳工艺参数:压力为6MPa,温度为100℃,粘合剂用量为20%左右.育苗钵的抗破损试验表明,其强度可以满足长途运输及搬运要求.     

生物质育苗钵热压成型特性试验分析

为解决农牧业有机废弃物污染，提高可再生资源综合利用率。以水稻秸秆和发酵牛粪为原料，采用热压成型技术制备生物质育苗钵，并对生物质育苗钵成型特性进行试验研究。结果表明，成型压力、成型温度、秸秆含量、含水率对成型特性具有显著影响。当成型温度在120℃、140℃,秸秆含量为8%、7%,含水率为16%时，成型育苗钵抗破坏强度和耐久度均达到峰值，成型压力与抗破坏强度和耐久度呈正相关。研究结果可为农牧有机废弃物资源化、综合化利用提供参考。     

玉米秸秆成型块微观结构研究

影响玉米秸秆固化成型的工艺因素包括成型压力、温度及含水率等,成型块的微观结构对其宏观性能具有重要意义。利用电子立体显微镜观察玉米秸秆固化成型后的颗粒物料之间的结合方式和显微形貌,从微观角度研究成型工艺参数与成型块微观结构的关系。结果表明,玉米秸秆成型块颗粒之间主要以机械镶嵌、天然粘结剂粘结的形式结合。在成型压力60~90MPa,物料温度75~100℃,含水率8%~16%的成型条件下,制得的玉米秸秆成型块内部颗粒结合紧密,机械镶嵌作用明显,对应得到的成型块物理品质和力学性能较好。     

秸秆多级连续冷辊压成型参数优化与试验

为得到秸秆多级辊压成型机压缩较低含水率玉米秸秆时的最优成型参数,探索成型参数对成型结果的影响规律,基于Design-Expert BBD（Box-Behnken Design）试验设计方法及原理,以玉米秸秆含水率、玉米秸秆破碎长度和成型机末级辊转速为试验因素,以成型块回弹率、密度和成型能耗为试验指标,采用三因素三水平响应面分析方法,分别建立了各因素与成型块回弹率、密度、成型能耗之间的数学模型,并分析了各因素显著交互作用对试验指标的影响规律。结果表明：成型机在压缩玉米秸秆时,各试验因素对成型块回弹率的贡献率从大到小依次为：末级辊转速、破碎长度、含水率;各试验因素对成型块密度的贡献率从大到小依次为：破碎长度、末级辊转速、含水率;各试验因素对成型能耗的贡献率从大到小依次为：末级辊转速、破碎长度、含水率。在末级辊转速为1.07r/min,含水率为21.5%~25.0%,破碎长度为64~108mm时,可获得成型块回弹率小于7.0%,成型块密度大于350kg/m3,成型能耗小于16.0kW·h/t;参数优化得到最优成型参数为：含水率24.26%、破碎长度73.25mm、末级辊转速1.07r/min,此时成型块回弹率为6.32%,成型块密度为375.6kg/m3,成型能耗为15.89kW·h/t。 研究结果可为秸秆多级连续冷辊压成型提供理论依据和技术支撑。     

玉米秸秆丝化压缩临界成型条件试验

因玉米秸秆丝化压缩成型不同于一般物料的粉碎制粒和压缩打捆,因此通过自制压缩成型模具和计算机控制的电子万能试验机对丝化后的秸秆物料进行压缩成型试验,研究了不同物料尺寸、不同含水率及不同压缩方式对丝化后玉米秸秆成型块松弛比的影响。研究结果表明:考虑到用途和功率消耗因素,玉米秸秆丝化压缩成型的最佳含水率应控制在10%~20%范围内,使用多频快速压缩(压缩速度500mm/min,连续压缩5~8次),玉米秸秆丝化压缩成型的最小压力为6.22MPa,否则要应用更大的压力才能成型。该试验对压缩工艺的优化、压缩设备的研制和压缩成型后产品的特性研究具有重要参考意义。     

玉米秸秆安全存储平衡水分试验研究

为有效指导农作物秸秆的安全存储要求,针对玉米秸秆收获后,在不同环境温度下的水分变化规律以及最终达到的平衡水分进行试验研究。结果表明,新鲜的玉米秸秆收获时含水率较高,一般在60%以上,不便于存储;同一温湿度、不同处理方式下,玉米秸秆的最终平衡水分基本相同,但达到平衡水分的时间不同,粗粉玉米秸秆约7~12天左右即能达到平衡,而切断的玉米秸秆需要26~32天左右;玉米秸秆在相对湿度65%的条件下,环境温度10~35℃范围,平衡水分为15.48%~25.58%,温度越高,水分散失速度越快,玉米秸秆最终平衡水分值越低,达到平衡的时间越短。     

粘结剂对秸秆育苗钵成型质量影响的试验研究

可降解的秸秆育苗钵能够实现钵和秧苗的一体栽植,越来越受到广大育苗者的青睐.以玉米淀粉、磷酸、NaOH和粘土为载体配置4种类型粘结剂,与水稻秸秆混合后压制成育苗钵,进行了育苗钵的密度、渗水率、跌碎率等机械特性的分析与研究.试验结果表明,4种粘结剂制成的育苗钵均能满足育苗过程中的机械强度要求,但其在土壤中的可降解性和对秧苗根系发展状况的影响还有待于进一步研究.     

秸秆多级辊压成型原理与装置设计

基于不封闭状态下的秸秆辊压成型原理及理论,提出了多级辊压秸秆冷成型技术方案。进行了秸秆多级辊压成型关键性能参数和技术可行性试验研究,以不同含水率9%~23%、粒度0~12mm的玉米秸秆为对象,研究在不封闭状态下秸秆物料的压缩成型特性,发现压缩过程存在屈服现象,压缩过程可划分为松散、压紧、屈服和成型4个阶段,在一定粒度下,秸秆物料的压缩屈服极限随着含水率的增加而减小;测试含水率9%的秸秆在不同压缩阶段的秸秆成型块厚度且计算各级压缩比,验证了不封闭状态下的秸秆辊压成型原理可行且为秸秆多级辊压成型装置提供设计依据。最后,依据秸秆多级辊压秸秆成型原理及秸秆物料压缩过程,设计多级辊压秸秆成型装置,以满足生物质秸秆成型的产地高效工业化生产技术要求。     

低聚木糖生产废渣基可降解育苗钵研究

利用前期研制的秸秆基育苗钵生产试验系统,以低聚木糖生产废渣为主要原料,采用干法热压成型工艺,进行了育苗钵制备试验,以原料成本为指标优化了原料配比,以力学强度为指标优化了工艺参数,并对成型苗钵性能进行了检测。研究结果表明,成型配方适宜的低聚木糖生产废渣、麦麸、胶黏剂、脱模剂质量比为68∶26∶6.3∶1;最佳工艺参数为上模具温度180℃,一次压力180MPa,一次保压时间4.5s,此条件下,育苗钵干强度为2251N,湿强度为417N。相对于玉米芯,低聚木糖生产废渣具有高木质素含量和低半纤维素含量,使得育苗钵具有更高力学强度和更低吸水性。育苗钵生物降解性能较好,霉菌侵蚀试验结果为Ⅴ级。     

保护性耕作对寒地黑土土壤水热效应与玉米产量的影响

为探明保护性耕作对东北寒地黑土土壤水热状况和玉米产量的影响,基于秸秆全量还田和免耕播种为核心的黑土地保护性耕作方式,设置宽窄行秸秆全覆盖还田（FM）、均匀行秸秆全覆盖还田（LM）、秸秆旋耕全量还田（LX）和常规垄作秸秆离田（LN）4种模式,探究保护性耕作对寒地黑土土壤水热效应、玉米干物质量、产量构成及水氮利用效率的影响。结果表明：在玉米生育期内,保护性耕作能够显著提高土壤含水率,调节土壤温度,针对不同的气温变化,进行“增降温”。保护性耕作处理较LN处理0~60cm土层平均土壤体积含水率增加27.28%~63.86%,气温最高时使平均土壤温度降低3.20%~7.63%,成熟期气温低时使平均土壤温度增加2.32%~5.37%。保护性耕作显著提高了水分利用效率（WUE）以及作物对氮素的吸收与利用,其中WUE较LN处理提高7.26%~12.90%,同时氮素吸收效率、氮素收获指数分别提高14.29%~42.86%、4.00%~12.00%。保护性耕作能够提高玉米产量,促进玉米干物质积累,玉米产量、干物质量分别较LN处理提高37.7~431.0kg/hm2和2322.3~5451.7kg/hm2,LM处理产量变异系数最小,产量最稳定。     

秸秆多级连续冷辊压成型试验研究

为了研究秸秆多级连续冷辊压成型方法的可行性，设计并试制了样机，采用正交试验方法，以玉米秸秆含水率、秸秆破碎方式、破碎长度、喂料方式为试验因素，以成型块回弹率、密度、坚实度为试验指标，进行了四因素三水平正交试验研究，研究试验因素对试验指标的影响。试验表明，交叉铆固的喂料方式最能限制成型块的回弹；成型块密度主要受破碎方式的影响，受破碎长度的影响较小；成型块坚实度主要受破碎方式的影响，受含水率的影响较小。通过综合分析确定该成型机的较优成型参数为：秸秆含水率20%，破碎方式为揉搓破碎，破碎长度80mm，喂料方式为交叉铆固。在较优成型参数下进行试验，测试秸秆多级辊压成型机的性能指标，结果表明，该成型机生产的玉米秸秆成型块的回弹率为7.26%，成型密度为363.28kg/m3，坚实度为90.23%。本研究可为生物质常温致密成型技术及其设备的研发提供参考。     

玉米秸秆压块机负载参数的确定

为研究玉米秸秆压缩过程中压力与密度、含水率、模具厚度之间的关系,进行玉米秸秆开式压缩试验。试验表明：压力的大小直接影响物料的成形密度,压力越大则成形密度越高;在一定温度范围内,随着含水率的增大,成形压力相应增大;随着压模厚度的增加,压力逐渐上升。根据试验参数,可以确定压块机的负载参数,从而为压块机的设计提供理论依据。     

不同覆盖方式对土壤水肥热状况以及玉米产量影响

【目的】阐明不同覆盖方式对调节土壤水肥热状况以及增加玉米产量的影响。【方法】设置地膜覆盖、玉米秸秆覆盖和不覆盖3种方式,研究了不同覆盖方式对土壤含水率、土壤养分、土壤温度与玉米产量的影响。【结果】在玉米的生长前、中期,秸秆覆盖与地膜覆盖处理的保墒效果均优于不覆盖处理,其中0~60 cm土层土壤含水率差异明显;玉米进入成熟期后,秸秆覆盖处理0~60 cm土层含水率显著高于地膜覆盖和不覆盖处理,平均高8.23%和22.41%。秸秆覆盖能够促进浅层土壤养分量的提高,相较于不覆盖,秸秆覆盖的速效钾与有效磷量分别增加了15.11%、85.13%;相比地膜覆盖和不覆盖,生长前期秸秆覆盖温度更高,生长期和成熟期秸秆覆盖温度更低。地膜覆盖、秸秆覆盖的玉米产量分别比不覆盖高24.02%、24.90%,差异显著(P<0.05)。【结论】玉米秸秆覆盖能够提高土壤养分与水分,调节土壤温度,增加玉米产量。     

生物质原料持续供应条件下理化特性研究

以北京市大兴某生物质固体成型燃料厂为例,研究了不同季节供应的玉米秸秆、花生壳、木屑3种生物质原料物理和热化学特性的变化规律.结果表明,木屑的全水分质量分数较高,超过40％,花生壳和玉米秸秆为10％左右,不同种类原料的堆积密度、流动特性、发热量、灰分、挥发分等特性有一定差异.木屑的堆积密度较大,挥发分含量较高,灰分含量较低.木屑和花生壳的干燥基发热量较玉米秸秆高,但由于木屑的水分过高导致其收到基发热量较低.不同季节的同类原料理化特性也有差异,特别是水分、发热量、灰分差异显著.全水分含量随当地气候条件而变化,6月份之后,玉米秸秆、花生壳和木屑的干燥基发热量分别降低约7％、3.5％和5％.因此,在生物质原料储藏、运输、压缩成型等设备的设计过程中,应充分考虑不同种类原料堆积密度、流动特性等物理特性的差异,而生物质原料的燃烧过程,不仅涉及不同种类原料的差异,还应考虑不同季节造成的影响.     

油菜钵苗钵体的力学特性

针对油菜钵苗移栽过程中钵体受损影响钵苗成活率的问题，研究油菜钵苗钵体在顶苗夹具作用下的运动及力学特性，探究在不同含水率下钵体顶出力、脱离位移和承压力之间的变化规律，为油菜移栽机顶苗取苗机构参数设计提供依据。结果表明:钵体顶出力随钵体含水率的提高而增大；当钵体含水率由20.44%提高至31.02%时，脱离位移的范围由3.04~4.23 mm增长至5.02~5.44 mm，钵体承压力由5.61 N增长至7.90 N；当钵体含水率由31.02%提高至40.84%时，脱离位移的范围基本不变，钵体承压力由7.90 N减少至4.83 N。即钵体承压力随含水率的提高先增大后减少，呈非线性变化，且在相同含水率下，钵体的承压力基本不变；综合得出钵体含水率在30%左右时，有利于油菜钵苗被顶出，且钵体受损较小。      

不同麦秆覆盖量对夏玉米耗水量和生理性状的影响

采用盆栽试验方法,研究了覆盖小麦秸秆保墒措施+灌溉条件下,对夏玉米生育期耗水量、生理性状和光合特性的影响,其中秸秆覆盖量分别为0(对照)、3000、6000、9000和12000 kg/hm2。结果表明:秸秆覆盖显著地减少了夏玉米生育期耗水量、增加了玉米株高和叶面积,秸秆覆盖量9000 kg/hm2时效果最佳;夏玉米的光合速率和蒸腾速率随着秸秆覆盖量的增大而增加。     

高压蒸煮法提取玉米秸秆纤维素工艺优化

随着环境与能源问题日益凸显,可再生资源的开发利用成为关注的重点。玉米秸秆作为一种绿色可再生能源,广泛应用于农业生产、工业制造等领域。论述了从玉米秸秆中提取纤维素的现实意义,介绍了从玉米秸秆中提取纤维素的方法,着重阐述了如何利用高压蒸煮法提取玉米秸秆中的纤维素,并探究了高压蒸煮法提取玉米秸秆纤维素的最佳工艺条件。通过单因素试验,探讨不同反应时间、压力和氢氧化钠溶液质量分数对玉米秸秆提取纤维素效果的影响,为工厂化提取玉米秸秆纤维素提供参考依据。      

气力式水稻穴盘成型机气流分配室流场仿真与优化设计

合理的气流分配室结构是气力式水稻穴盘成型机正常工作的前提条件。为了保证气流分配室具有均匀的流场结构,生产出合格的穴盘,以气体控制方程为理论依据,利用FLUENT软件对气流分配室内气流场进行了仿真分析。结合正交试验设计和数值模拟技术,以腔体厚度、通气孔直径和底角为影响因素,速度不均匀系数为评价指标,对气流场进行了单因素和正交模拟仿真试验,结果表明各因素对试验结果影响的主次顺序为配气腔体厚度、通气孔直径、底角;当腔体厚度、通气孔直径和底角分别为110 mm、15 mm和0°时,气流分配室流场均匀性较理想,此时速度不均匀系数为11.37%。试验结果表明,仿真结果与实测结果的平均相对误差为1.59%,双侧相关系数为0.028,存在显著相关关系;穴盘生产成型率为92.3%,穴孔质量和底面厚度的变异系数分别为10.2%和9.81%,满足穴盘生产要求。     

移动式致密成型机秸秆含水率控制系统研究

针对秸秆致密成型机田间作业时因秸秆含水率较低而导致秸秆颗粒裂纹较大、品质差、成型率低等问题，构建了含水率控制模型，提出了一种基于SSA-Smith-LADRC的致密成型机秸秆含水率控制系统。该系统采用Smith预估器解决时滞问题，同时采用麻雀搜索算法(SSA)优化线性自抗扰控制器(LADRC)参数，达到含水率的精准调控。仿真试验表明：SSA-Smith-LADRC控制无超调，调整时间为1.53 s,含水率控制系统稳定后，受干扰恢复的时间为0.62 s,再次恢复稳态后，无振荡现象。场地试验表明：系统无超调，最大误差为2.0%,平均误差为1.5%。田间试验表明：正常作业不进行秸秆含水率调控时，秸秆颗粒成型率较低，为62.4%;人工经验控制秸秆含水率时，含水率误差变化较大，平均误差为9.83%,成型率为82.1%;含水率控制系统调控时，含水率变化的平均误差为2.82%,成型率为93.4%;SSA-Smith-LADRC相比于Smith-PID,调整时间缩短4.05 s,超调量缩小86.5%,最大误差缩小42.0%,最小误差缩小50.8%,均方差缩小60.2%。本文提出的含水率调控系统，可有效...