筒状固定床花生通风干燥性能指标模拟与分析

为了解筒状固定床花生干燥机理、作业性能,确定合理的结构和通风参数,根据干燥过程花生荚果和介质空气间的热质传递关系,以PDE模型为理论基础,建立了适用于筒状固定床花生通风干燥计算机模拟的离散模型,该模型可计算花生干燥实时状态及批次干燥耗时、不均匀度、生产率、单位质量能耗等干燥指标。经试验验证,模型模拟结果与试验结果基本相符,料层花生平均含水率和温度模拟值和试验值的相关系数r>0.975,模型模拟可用于筒状床花生干燥过程分析。在此基础上,分析了单位面积通风量、筒状固定床外径、内径变化对上述指标的影响。结果表明:受介质空气温度降低和相对湿度增加影响,内层物料干燥起始时间和干燥速率存在一定的滞后性,但单位面积通风量沿通风方向逐渐增大的特性对内层物料的干燥滞后有较好改善;随着单位面积通风量增加,干燥不均匀度明显降低,生产率亦有显著提高,但单位质量能耗增幅较大;筒状床外径增加或内径减小都可增加生产率,降低单位质量干燥能耗,但干燥不均匀问题很难解决。为进一步确定最优的结构和通风参数,采用均匀设计模拟试验和综合加权评分法,得出筒状固定床外径2.75 m,内径0.935 m,外进风面单位面积通风量0.36 m^3/(m^2·s)时干燥效果最优,此时干燥时耗39.2 h、生产率86.55 kg/h、单位质量能耗5.87×10~6 J/kg、干燥不均匀度1.54%。该研究可为筒状固定床干燥设备设计优化提供技术支撑。     

割秧后花生收获机捡拾装置设计与试验

先将秧蔓切割再进行收获可较好地实现覆膜种植花生秧蔓饲料化利用。该研究针对割秧后花生植株变短、横向尺寸变小、荚果-秧蔓比增加,原有收获机捡拾装置适应性差的问题,在已有花生捡拾收获技术基础上,对捡拾弹齿间距、弹齿转速、折弯角度、弹齿排数等关键结构和运动参数进行改进,研制了一种适于割秧后收获的弹齿式花生捡拾装置。运用SPSS软件对割秧后花生植株横向尺寸进行统计分析,确定了弹齿间距为7 cm;通过对花生植株低损捡拾和顺畅抛送条件的理论分析,在回转半径为21 cm的条件下,确定捡拾弹齿转速为60 r/min;通过对花生植株被弹齿捡起时的受力情况分析,确定捡拾弹齿折弯角度为102°,并根据铺放厚度,确定捡拾弹齿折弯部分长度为4 cm;建立捡拾弹齿齿尖运动方程,运用Matlab软件对不同排数弹齿齿尖运动轨迹进行分析,确定捡拾弹齿排数为6排。田间试验结果表明,弹齿式花生捡拾装置的平均捡拾率为98.07%,捡拾装置造成的平均落果率为1.23%;满足割秧后花生捡拾收获作业需求。该研究可为割秧后花生以及其他作物捡拾收获机具研发和改进提供借鉴。     

地源热泵稻谷干燥机板翅换热器的设计与试验

针对稻谷干燥机作业成本过高和干燥后的物料品质差的问题,将地源热泵技术应用于稻谷干燥机,设计了一套板翅式换热器加热空气,计算得出芯体结构与技术参数,以降低单位作业量成本,提高干燥后的物料品质。试验研究表明:当环境温度为环境温度16℃、空气相对湿度53.2%时,地源热泵稻谷干燥机与燃油稻谷干燥机的稻谷含水率降低速率无明显区别,稻谷干燥性能可达到同等效果;地源热泵稻谷干燥机干燥稻谷的单位作业量成本0.040 7元,而燃油稻谷干燥机干燥稻谷的单位作业量成本为0.190 5元,单位作业量成本明显降低;地源热泵稻谷干燥机的稻谷干燥不均度干燥前后降低幅度0.40%小于燃油稻谷干燥机的0.72%;地源热泵稻谷干燥机的破损率增加值0.16%,小于燃油稻谷干燥机的0.31%,地源热泵稻谷干燥机的爆腰率增加值2.0%,小于燃油稻谷干燥机的3.0%,干燥后的物料品质明显提高。     

远红外粮食烘干设备发展现状

粮食干燥是粮食产后的重要环节,关系国家粮食安全问题。远红外烘干设备烘干速率快、耗能低且能有效保障粮食干燥品质,正慢慢取代传统热风烘干机械,成为市场的新宠儿。综述近15年来国内外远红外干燥技术研究现状,并从原理出发阐述干燥机理、工艺参数影响及联合干燥技术优缺点。归纳可知,当前远红外烘干设备多采用高温热源,存在粮食辐照时间短、瞬时强度大的问题,难以满足热敏性物料的烘干需求,同时单一远红外干燥技术烘干效果不理想。分析指出联合干燥技术及清洁能源将会是远红外烘干设备的发展趋势,最后探讨了以石墨烯红外辐射板为新热源的栅栏型红外烘干设备的优点,为发展新材料新热源提供新思路,旨在对远红外粮食烘干设备的研发提供参考     

箱式通风干燥机小麦干燥试验研究

为了解小麦平床通风干燥特性,该文以某型号箱式通风干燥机为试验设备,开展小麦收获后干燥试验研究,测试分析了干燥床风场分布、干燥床层含水率分布、温度分布及耗能等特性。研究表明,该设备在水平面和垂直面均存在较明显的干燥速度差异;在干燥6h结束时整个小麦床层的最大含水率差异超过3%,影响整批物料的干燥效率和干燥成本;干燥5h后整批物料含水率达到小麦贮藏要求,每1kg物料含水率下降5%的能耗成本为0.09元。根据试验研究结果,提出在入风口增加导风栅格、干燥仓体4个角采用圆弧过渡处理、采用气流换向机构和交替换向通风干燥工艺等改进措施来改善该设备干燥均匀性。研究结果为该类型干燥机的小麦干燥工艺优化及设备改进设计提供了依据。     

紫云英联合收获物料分离清选机设计与试验

针对紫云英联合收获物料组分构成复杂及其小差异混杂特性,使其在分离清选作业过程中存在高含杂、多损失等问题,提出“先筛分、再气流清”的作业模式,设计了紫云英联合收获物料分离清选机,并对喂料斗出口处料层厚度调节机构、筛分装置、集杂除尘装置等关键部件进行了设计选型与参数计算。基于DEM-CFD耦合数值模拟方法,确定了物料层调节厚度、筛分装置驱振振幅和吸杂管道风量调节手柄挡位等主要影响因素合理的取值范围,运用Minitab进行正交试验设计,以籽粒清洁率和夹带总损失率为响应值,得到影响紫云英联合收获物料分离清选机作业质量的最优因素参数组合：物料层调节厚度为16.8mm、筛分装置驱振振幅为35mm、吸杂管道风量调节手柄在挡位5,此时,籽粒清洁率均值为98.07%,夹带总损失率均值为2.96%,试验结果满足设计要求。     

混流干燥机研究现状与展望

随着作物种植规模的扩大和机械化收获方式的普及，作物收获效率大幅度提高。传统人工晾晒效率较低，已不适合现代化农业生产，粮食机械化干燥是作物产后加工的重要发展方向。混流干燥机作为使用最广泛的干燥机，得到了广泛关注。阐述混流干燥机的干燥原理及结构组成，从关键部件设计、控制系统研究和辅助研究手段三方面对比国内外混流干燥机的研究现状，介绍混流干燥机的能源配置与现阶段混流干燥机主要存在设备通用性较差、自动化监测、监控组件落后、仿真试验结果不准确、干燥过程灰尘较大和机艺不融合等问题。从提高设备通用性、开发自动化监测、监控组件、提高建模精度、设计研发相关的除尘设备和机艺融合方面对混流烘干机进行展望。     

基于EDEM_Recurdyn耦合的马铃薯干式清土装置仿真分析

针对我国马铃薯采后清洗作业方式多为直接水洗,缺少与之配套的干洗预处理环节而极大地影响马铃薯清洗效果的问题。在前期研发基础之上,设计一种基于错位对向搓送组合的马铃薯干式清土装置。利用Recurdyn软件中的柔性模块将毛刷辊转化为柔性体并与EDEM软件耦合建立离散元仿真模型,对马铃薯干式清土装置的清土过程进行数值模拟。以马铃薯干式清土装置的毛刷辊转速、橡胶链杆转速、喂入量为试验因素,以马铃薯在装置内的碰撞次数和受力为评价指标,分析物料输送的顺畅性和物料损伤程度的变化。仿真结果表明:当喂入量3 t/h、橡胶链杆转速25 r/min、第1、3刷辊转速为40 r/min、第2、4刷辊转速为56 r/min时,马铃薯输送流畅性较好,碰撞受力较小。根据仿真结果进行验证试验,结果与仿真结果基本一致,研究结果可为马铃薯干式清土装置后续试验优化提供理论依据。     

块根块茎类蔬菜清洗设备现状与展望

块根块茎类蔬菜采后清洁是实现商品化的有效措施。马铃薯、胡萝卜等块根块茎类蔬菜收获后,果实携带泥土、害虫、病菌等,存在潜在的质量损失和食品安全隐患。我国蔬菜收获后清洗技术设备落后,清洗效果差,产量低,严重制约其产地初加工技术水平的发展。本文在分析蔬菜清洗设备类型、工作原理以及国外果蔬清洗设备研究现状的基础上,阐述我国块根块茎类蔬菜清洗发展概况及存在问题,提出加快发展我国块根块茎类蔬菜清洗技术设备的措施与建议。     

马铃薯采后机械化清洗技术综述

由于马铃薯块茎生长在地下,形状不规则,收获作业后土杂含量较多。采后清洗处理成为马铃薯初级加工、食用加工和精深加工必经环节,其作业效果直接影响马铃薯加工产品的品质。机械化清洗作业可有效地减轻人工劳动强度和提高清洗作业效率,是马铃薯采后清洗加工的重要发展方向。为了解当前马铃薯机械化清洗技术研究和应用现状,通过对国内外马铃薯采后机械化清洗技术进行综述,阐述马铃薯用途分类及等级划分指标,重点梳理分析干洗和水洗两种不同类型清洗方式的原理和技术特点,并对中国马铃薯清洗技术面临问题及发展方向进行初步探讨,为从事马铃薯采后清洗技术研究的科研人员提供参考。