超临界萃取新疆哈密瓜籽油的研究

本研究以哈密瓜籽油的最大提取率为目标,研究了超临界CO₂萃取哈密瓜籽油的提取工艺,分析了萃取压力、萃取温度、萃取时间对哈密瓜籽油提取率的影响,并通过正交试验得到了最佳的提取条件:萃取压力为30MPa、萃取温度为40℃、萃取时间为2h,在此条件下哈密瓜籽油的萃取得率为25.93%。对超临界萃取哈密瓜籽油进行物理化学分析和GC-MS分析表明,超临界萃取哈密瓜籽油工艺稳定可靠,具有极高的应用价值。     

超临界CO2萃取芝麻油

通过单因素试验和均匀试验,分别考察了超临界CO2萃取黑芝麻和脱皮白芝麻的最佳工艺条件。结果表明:在CO2流量18L/h、原料粒径范围20～40目,超临界CO2萃取黑芝麻的最佳工艺条件为萃取压力25MPa、萃取温度50℃和萃取时间240min;超临界CO2萃取脱皮白芝麻的最佳工艺条件为萃取压力25.5MPa、萃取温度53℃和萃取时间240min。在最佳工艺条件下,油脂萃取率分别为87.7%和95.3%,脱皮白芝麻油色泽Y12.1、R0.5,酸值<0.6(KOH)/(mg/g),过氧化值2.7mmol/kg均优于黑芝麻油。超临界CO2萃取的芝麻毛油品质明显优于压榨法和浸出法制取油。     

以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究

将生物质能源开发利用与碳捕获、利用与封存结合，可实现CO₂负排放，是能源领域降低CO₂排放的重要技术之一。生物质直接燃烧后产生的生物质灰理论上可吸收并永久封存CO₂,但其能否实现负碳排放还需进行深入研究。基于此，分别在自然状态（空气氛围）、中等CO₂初始分压（101.3 kPa）和高CO₂初始分压（300～1 400 kPa）条件下开展了生物质灰矿化CO₂试验，测试了生物质灰的CO₂矿化量，并评估了3种矿化路径的负碳排放量。结果表明，从空气中吸收CO₂时，生物质灰的CO₂矿化性能最差，40 d内的最高CO₂矿化量仅为60.66 g/kg。在中等CO₂分压101.3 kPa条件下，可最高实现121.68 g/kg的矿化量，而初始分压1 400 kPa下的CO₂矿化量可达216.85 g/kg。综合考虑矿化过程的能源消耗和生物质灰...     

胡柚皮总黄酮超临界CO2萃取工艺

为研究超临界CO2萃取胡柚皮总黄酮的工艺,在夹带剂试验和单因素试验的基础上,采用四因素三水平正交试验设计,以萃取压力、萃取温度、动态萃取时间、CO2流量为考察因素,优选了超临界CO2萃取胡柚皮总黄酮的最佳工艺.结果表明:该试验无需使用夹带剂,各因素对得率的影响大小依次为:CO2流量、萃取时间、萃取压力、萃取温度.最佳萃取工艺条件为:萃取压力35 MPa,萃取温度45℃,静态萃取40 min后动态萃取60 min,CO2流量3 L/min,此条件下胡柚皮总黄酮的得率可达1.01 mg/g.     

基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照与CO2综合调控策略

针对目前温室光照、CO₂调控效益不高等问题,提出了一种基于高斯曲率最大化的蓝莓温室光照和CO₂综合调控策略。首先通过采集不同温度、光照强度、CO₂浓度嵌套下的蓝莓净光合速率,建立不同温度下包含光照强度、CO₂浓度的蓝莓净光合速率机理模型;接着根据不同温度下蓝莓光合速率机理模型的高斯曲率函数构造适应度函数,并采用粒子群算法进行最大值寻优,计算高斯曲率最大值所对应的光照强度和CO₂浓度,获得不同温度下光照强度、CO₂浓度高斯曲率最大点;最后基于多项式拟合,建立不同温度下光照、CO₂综合调控策略。通过与最大净光合速率饱和点的调控对比发现,平均光照强度下降60.73%,CO₂浓度下降25.00%,而平均净光合速率仅下降14.29%。与实际蓝莓净光合速率对比发现,采用本文提出的光照、CO₂综合调控策略,蓝莓净光合速率较实际值平均提高1.87倍以上。说明本文提出的光照、CO₂综合调...     

工业烟气中CO2直接用于增施气肥的流动及扩散特性分析

工业烟气中的CO₂浓度较低,并且含有不同污染物,能否直接用作增施气肥存在一定的不确定性。为研究将工业烟气中CO₂直接用于农业生产中增施气肥的可行性,对工业烟气排放后的烟气特性、CO₂组成、污染特性进行了分析和评估。基于CFD数值模拟技术,对工业烟气在大棚内的CO₂扩散特性进行了模拟分析。研究结果表明,工业烟气中含有不同的污染物成分可能会对大棚内的环境空气质量产生影响,需经过合理评估并采取适当措施后方可满足农业生产的要求。基于燃煤电厂排放的烟气特点,在CO₂吸收速率为5×10?8 m3/s、烟气稀释倍数为100,控制进入大棚内的SO₂、NO₂、Hg、HF和PM等污染物浓度达到15 mg/m3、8 mg/m3、5 μg/m3、0.2 mg/m3和7.5 mg/m3时,可实现大棚内的污染物浓度达到环境空气质量标准的一级标准（GB 3095—2012）,并且CO₂浓度满足植物生长的浓度要求。不同入口布置方式对大棚内的CO₂浓度影响较大,采用两边和中间同时布点的方案可以较好实现CO₂浓度在大棚内的均匀性要求。因此,工业烟气中的CO₂直接用于农业生产具有可行性,但在实际应用中,应结合烟气中的CO₂浓度、植物的吸收速率、CO₂喷入位置、稀释倍数和污染物浓度进行综合评估,并应用于农业生产。      

CO2气肥在温室大棚辣椒栽培中的应用

CO₂是作物生长必不可少的主要原料之一,对温室大棚辣椒栽培中增施CO₂气肥,研究其对辣椒的长势、产量及抗病性的影响。结果表明增施CO₂气肥对辣椒生长、产量、品质及抗病性具有明显的促进作用,在其它栽培措施相同的条件下,向温室大棚中增施CO₂气肥,使温室内空气中CO₂含量晴天保持在500～700 ppm左右,阴雨天保持在400 ppm左右,可使辣椒产量增加25%左右。     

我国沼气提纯技术及生物天然气产业发展情况

厌氧消化产生的沼气主要成分是CH₄和CO₂。沼气提纯是利用特定的分离技术,将CO₂从沼气中分离出去,从而得到高纯度的生物天然气。生物天然气可以作为石化天然气的替代燃料,是一种可持续有价值的能量来源。文章介绍了沼气提纯的基本概念,综述了主流的沼气提纯工艺的技术特点,比较了提纯方法的技术参数和优劣势,并分析了我国天然气产业的发展前景。     

基于LightGBM-SSA-ELM的新疆羊舍CO2浓度预测

为减少肉羊集约化养殖过程中因环境恶化产生的应激反应,精准调控CO₂质量浓度,提出了基于分布式梯度提升框架（LightGBM）、麻雀搜索算法（SSA）融合极限学习机（ELM）的CO₂质量浓度预测模型。首先利用LightGBM筛选出与CO₂质量浓度相关的重要特征,降低预测模型的输入维度;然后选择Sigmoid为激活函数,使用具有较强非线性处理能力的单隐含层ELM神经网络算法构建CO₂质量浓度预测模型;最后通过麻雀智能优化算法对ELM模型中所需要的超参数进行优化,并将优化后模型应用于新疆玛纳斯集约化肉羊养殖基地。试验结果表明,该模型预测均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）和决定系数（R²）分别为0.021 3 mg/L、0.013 6 mg/L和0.988 6,综合性能指标优于支持向量回归（SVR）、反向传播神经网络（BPNN）、长短记忆神经网络（LSTM）、门限循环单元（GRU）和LightGBM等;CO₂质量浓度预测曲线贴近真实曲线,具有良好的预测...     

碳氮磷交互作用对高浓度氨氮鸡粪沼液培养小球藻的影响

为降低鸡粪沼液对环境污染的同时寻求资源的再生利用，以鸡粪沼液膜过滤出水作为小球藻培养基，研究了二氧化碳(CO₂)体积浓度(0.03%～10%)及氮磷比(N/P=10～260)对小球藻生物量与色素累积，以及对氨氮、磷酸盐去除的影响。试验结果表明：在CO₂体积浓度为7.5%、N/P=80的条件下，小球藻干重最高可达3.38 g·L^-1,叶绿素(Chlorophyl, Chl a+b)浓度为30.78 mg·L^-1,氨氮去除率为68.6%。CO₂浓度对小球藻累积生物量的影响更大，培养20 d后，额外补偿CO₂的各处理组中磷酸盐去除率均>98%。研究为鸡粪沼液膜过滤出水培养微藻的工业化应用奠定了基础。     

牡丹籽油超临界二氧化碳萃取工艺

以牡丹籽为原料,利用超临界CO_2萃取提取牡丹籽油.采用单因素试验对影响牡丹籽油得率的5个影响因素(筛分粒度、CO_2流量、压力、温度和时间)进行考察.以油得率为响应目标,对3个主要影响因素(筛分粒度、压力和温度)运用中心复合设计法,并经响应面法优化分析得到二次多项式回归方程预测模型,确定了超临界C_O2萃取牡丹籽油的最佳条件为:筛分粒度60目,CO_2流量20L/h,压力35MPa,温度45℃,时间120min.在较优提取条件下,牡丹籽油得率可达到24.22%.GC-MS结果表明牡丹籽油中富含不饱和脂肪酸,其中亚油酸和亚麻酸的含量分别为23.34%和66.85%.     

融合多环境参数的鸡粪氨气排放预测模型研究

NH₃是影响舍内肉鸡生长发育的主要有害气体,对其排放量的准确测量与预测有助于建立鸡舍环境调控模型,提升畜禽福利化养殖的水平。生产中,NH₃监测多采用电化学传感器,精度差且寿命短,较难直接获取NH₃排放量。结合NH₃产生和释放的机理过程,选择相对较易获取的CO₂排放量(E_CO2)和H₂O排放量(E_H2O)等环境参数建立NH₃排放量的预测模型。建立了肉鸡厚垫料养殖模式下,舍内鸡粪气体排放的模拟试验装置,连续多日向试验装置内投入等量鸡粪以模拟鸡舍每日粪便生成,监测温度、相对湿度以及CO₂、H₂O、NH₃排放量数据。基于多种机器学习方法和环境参数,构建了NH₃排放量预测模型,并运用特征和排列重要性探究参数重要程度,运用部分依赖图和个体条件期望图探究模型对参数的依赖关系。...     

调亏灌溉下施氮量对农田CO2固定排放和花生产量的影响

为探究调亏灌溉条件下施氮量对辽宁地区花生农田CO₂固定排放的影响，于2018、2019年设置测坑裂区试验，研究了不同灌溉模式(全生育期充分灌溉（F）和花针期、饱果期调亏灌溉（D）)下施氮量(0 kg/hm²（N0）、50 kg/hm²（N50）、100 kg/hm²（N100）、150 kg/hm²（N150）)对花生植株干物质积累量、固碳量及产量等的影响。研究结果表明，与F处理相比，D处理下花生植株干物质积累量、固碳量及产量分别提高了7.59%、15.08%和7.16%（2年平均）。两种灌溉模式下，花生植株干物质积累量、固碳量及产量均随施氮量的增加呈先增加后减小的趋势，在100 kg/hm²施氮水平下达到最大值。从苗期至饱果期，花生农田土壤CO₂排放量呈先升高后降低的趋势，在花针期达到最大值。与F处理相比，D处理显著降低了花针期、结荚期及饱果期土壤CO₂平均排放量及全生育期CO₂累积排放量...     

螺旋/切向气道相异气门的缸内气体分层燃烧分析

通过CFD数值模拟,对D19四气门、双进气道发动机进行相异气门的缸内气体分层燃烧分析。研究表明:相异气门可使缸内进气量和涡流比大幅提升;螺旋气道引入方式下的气体,凹坑和燃烧室相对中心区域CO₂分布较多。而切向气道引入方式下的气体,靠近切向气道一侧的CO₂分布较多,围绕燃烧室中心区域的CO₂分布较少;相异气门条件下,发动机排放的Soot和CO大幅减少,NOx略有增加。     

微波辐射下离子液体[EPy]H2PO4催化葵花籽油制备生物柴油

本文研究了微波辐射作用下酸性离子液体[EPy]H₂PO₄催化葵花籽油与甲醇酯交换制备生物柴油,考察了催化剂用量、微波功率、醇油摩尔比和反应时间对酯交换反应的影响。以正交法对合成工艺条件进行了优化,得到了制备生物柴油的较佳工艺条件:醇油摩尔比为12:1、催化剂用量为5%、微波功率为400W和反应时间为35min时,生物柴油的收率可以达到93.53%。     

不同水氮管理模式下黑土稻田碳固定与碳减排效应分析

为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm²(N)、99 kg/hm²(N1,减氮10%)、88 kg/hm²(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO₂排放强度和CH₄排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO₂排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO₂排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO₂排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37～489.00 g/m^2<...     

两级分步提取沙棘油工艺的研究

本文对沙棘果浆提油工艺进行了深入的研究。采用分步提取的方法,既先采用乳脂离心机进行初步提取沙棘果油,沙棘果浆出油率6.1%;对离心后的沙棘果浆用盐水破乳处理,通过离心分离去除大量水分,通过添加高温豆粕调整轻相液的水分,然后通过超临界CO2萃取工艺对沙棘下脚料进行萃取,分析了萃取温度、萃取时间、萃取压力、分离温度对沙棘油提取率的影响,通过正交试验得出最佳的萃取条件:料粕比1∶2、萃取压力30MPa、萃取温度40℃、提取时间50min、分离温度45℃,提油率可达68.3%。     

溶剂浸提高谷维素稻米油工艺优化

采用溶剂浸取法提取稻米油,通过单因素试验分别考察了溶剂种类、浸提温度、料液比和浸提时间等因素对稻米油的出油率及其谷维素含量的影响,并采用正交试验法优化提取工艺。结果表明:高谷维素稻米油浸提的最佳工艺条件是:浸提溶剂异丙醇和六号溶剂等比混合、浸提温度40℃、液料比5mL/g和浸出时间70min。在该条件下,稻米油的提取率为16.20%,谷维素含量为1.3739%。     

畜禽粪便堆肥大气污染物排放及其控制研究进展

针对畜禽粪便好氧堆肥过程中大气污染物的排放特性及其控制开展了国内外文献调研。畜禽粪便好氧堆肥过程中会产生CH₄、N₂O、CO₂等温室气体及NH₃、H₂S、VOCs等恶臭气体，其中CH₄、N₂O、NH₃是堆肥过程排放的主要大气污染物。堆肥过程中大气污染物的排放主要受原料、堆肥方式、氧含量等影响。源头控制技术和末端控制技术可实现堆肥过程中大气污染物的有效减排。源头控制技术主要通过优化堆肥工艺、外加添加剂等实现污染物的源头减量；末端控制技术主要采用生物法、化学洗涤法、吸附法等去除废气污染物。在文献调研基础上，提出了“源头控制+末端治理”的堆肥大气污染物全过程控制技术路线。      

水盐胁迫下老化生物炭对温室气体与玉米生长的影响

为揭示不同灌水量和灌水盐分下老化生物炭对温室气体排放与玉米生长的影响，设置2个生物炭水平：0 t/hm²(B0)、60 t/hm²(B1),2个灌溉水含盐量：0.71 g/L(S0)和4.0 g/L(S1),2个灌溉水平：充分灌溉(W1)和亏缺灌溉(W2,1/2 W1),于2022年4—9月在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站进行了春玉米田间试验。结果表明，亏缺灌溉相较于充分灌溉CO₂累积排放量减少24.13%～52.68%,但二者的N₂O排放没有显著差异。微咸水灌溉导致CO₂和N₂O累积排放量分别增加9.06%～24.79%、9.95%～18.03%。在4种灌溉处理下，老化生物炭使CO₂和N₂O累积排放量分别减小7.33%～18.78%和21.14%～29.76%。不同处理间的CH₄排放无显著影响。亏缺和微咸水灌溉抑制了作物的生长；老化生物炭显著提高了春玉米生物量，总体增加7....