生物炭基肥挤压成型工艺参数优化

针对生物炭基肥成型过程中单位产品能耗高的问题,从降低能耗、保证产品质量的角度出发,以生物炭和膨润土为基质材料,可溶性淀粉为粘结剂,尿素、磷酸二氢铵、氯化钾作为基础肥料进行挤压成型试验,研究了不同压缩速度、含水率、长径比和基肥比(基质材料与基础肥料的比值)对比能耗和抗压强度的影响。在单因素试验的基础上,以最低比能耗、最高抗压强度为目标,采用响应面试验优化工艺参数。结果表明各因素对比能耗影响作用大小依次为长径比含水率压缩速度基肥比;各因素对抗压强度影响作用大小依次为含水率基肥比压缩速度长径比。最佳工艺参数为:压缩速度为50 mm/min,长径比为3.5,含水率为14.16%,基肥比为4,该条件下单位产品比能耗为20.541 k J/kg,颗粒抗压强度为35.013 N。该研究可为制粒工艺以及成型设备的改进提供一定参考。     

水葫芦压缩打包机设计与工艺参数优化

针对水葫芦容积密度小、含水率高,不利于资源化利用的问题,研制了一种基于液压打包原理的水葫芦压缩打包机,确定了压缩装置、出料装置等零部件的主要结构参数,完成了控制系统的硬件搭建与软件编程。为探究机器运行参数对压缩打包工艺性能的影响,以喂入量、切碎度、保压时间为试验因素,以打包密度、产量、含水率为指标,采用综合评分法,通过单因素试验和正交试验确定各因素的最优工艺参数组合。试验结果表明,当喂入量为7.0±0.1 kg,切碎度为6.75±2.25,保压时间为10 s时,水葫芦压缩打包工艺性能最优,打包密度为446.6 kg/m~3,产量为238.8 kg/h,含水率为91.27%,综合得分0.941,上述结果可为水葫芦压缩打包机设计与工艺参数优化提供参考依据。     

一种生物炭基肥包膜材料的制备及特性研究

以乙基纤维素为成膜材料,戊二醛作为交联剂,邻苯二甲酸二乙酯作为增塑剂,吐温80作为乳化剂,采用溶液共混法制备生物炭基肥包膜材料。以膜的抗拉强度、断裂伸长率、吸水率和损失率为指标,通过单因素试验和正交试验确定各组分的最佳配比,最后对最优组合进行渗透试验。试验结果表明,当乙基纤维素的质量分数为5%,戊二醛用量为1.2%,邻苯二甲酸二乙酯用量为0.6%,吐温80用量为0.4%时,制备的包膜材料物理机械综合性能最优,其抗拉强度为16.72 MPa,断裂伸长率为3.35%,吸水率为8.96%,损失率为6.35%,综合得分0.888;膜的渗透性试验预测模型表明生物炭基肥累计养分透过率达到80%的时间为98 d,满足大部分作物生长周期的肥效需求。