连续式杏果切分去核机的设计与试验

【目的】 设计一款连续式杏果切分去核机,使其达到产量在600 kg/h之上,损失率5%以下,为提高鲜杏加工效率、减少果肉损失和提高生产率等提供参考。【方法】 采用理论分析与前期试验,确定样机结构以及工作参数要求,进行样机试验。【结果】 鲜杏切分去核设备去核率≥95%,杏肉损失率≤3.5%,生产率达638 kg/h。【结论】 连续式杏果去核机实现了自动上料,有效去核和减少果肉损失。     

基于Box-Behnken响应面法优化杏子干燥工艺

【目的】研究提高杏子干制品质与优化干燥工艺,为杏子干燥工艺优化提供依据。【方法】以杏子干制品内酸糖比含量和色泽为评判指标,分别进行不同干燥温度、风速和切分方式条件下单因素干燥试验,分析杏子干燥参数适宜范围,通过Box-Behnken中心组合试验设计,分析响应面优化,确定杏子最优干燥工艺。【结果】随着干燥温度的升高,杏子内糖酸比含量逐渐增加,杏子色泽逐渐变差;随着干燥风速的升高,杏子内糖酸比含量也逐渐增加,但杏子色泽差异不大;与整杏、去核杏相比,切分去核杏内糖酸比含量最高,杏子色泽最好。【结论】杏子最优干燥工艺参数为干燥温度50℃、风速4 m/s,采用切分去核杏的方式,平均综合得分为95.012,与模型预测结果接近,优化结果可靠。     

基于鸡粪养殖的黑水虻幼虫复合滚筒筛参数研究

【目的】解决鸡粪养殖黑水虻虫沙结块分离难、黑水虻幼虫损失率高及分离设备筛分效率低的问题,探究筛分参数对黑水虻幼虫复合滚筒筛筛分效果的影响。【方法】在借助离散元软件构建滚筒筛物料颗粒筛分过程仿真模型的基础上,以外层滚筒转速、抄板高度、内层滚筒转速和滚筒倾角为试验因素,进行了4因素3水平正交试验,分析得到筛分效率和黑水虻幼虫损失率的最优筛分参数组合。【结果】当外层滚筒转速36 r·min^-1,抄板高度20 mm,内层滚筒转速-45 r·min^-1,滚筒倾角8°时,滚筒筛性能最优,筛分效率为95.32%,损失率为4.85%;在最优筛分参数组合条件下,样机试验结果与仿真试验结果相对误差分别为4.19%和0.55%,仿真试验与样机试验结果吻合度较好。【结论】解决了黑水虻幼虫分离设备现存问题,获得了滚筒筛分的最佳筛分参数,为黑水虻幼虫筛分设备相关研究提供参考。     

烟草除秆清根刀具作业过程离散元仿真分析

仿真试验结果表明：刀具转速、刀具前进速度与除秆清根作业效率、根茬受力、根茬运动速度、根茬位移量呈正相关;刀具转速、刀具前进速度与根茬出现明显位移的时间节点呈负相关。根据响应曲面最优值求解刀具最佳工作参数,得到最佳刀具前进速度0.594 m·s^-1,最佳刀具转速292.311 r·min^-1,最佳挡板高度250 mm,理论根茬损失率2.89%,理论根茬脱土率93.60%。验证试验结果表明,平均根茬脱土率为97.61%,平均根茬损失率为3.59%,与理论值差异较小。     

油棕果果核、果肉分离技术研究

【目的】优化油棕果果核分离机,提高棕榈油压榨出油率。【方法】以油棕果果核分离机为研究对象,分析作业时间、处理量和刀轴转速3个因素对油棕果果肉分离率的影响,以最优方案提取果肉进行纯果肉压榨与果核、果肉混合压榨对比试验。【结果】作业时间、处理量和刀轴转速对油棕果果肉分离率的影响各有不同,其极差值分别为1.64、2.45、1.15,说明处理量影响最大,其次是作业时间,刀轴转速影响较小。根据试验数据分析得出当作业时间8 min、处理量21 kg、刀轴转速250 r/min时分离效果相对最好。通过压榨提油试验,果核、果肉混合压榨提油得到的出油率为22%～27%,纯果肉压榨提油得到的出油率为35%～40%。【结论】合理的作业时间、处理量和刀轴转速配合,有利于提高油棕果果肉分离率,分离后的纯果肉压榨提油出油率明显提高。     

基于离散元法的水田刀片抛浆运动分析与试验

针对目前水田制浆刀片侧抛效果差的现状,根据南方水田的土壤参数,采用EDEM离散元软件中Hertz-Mindlin with JKR接触模型建立土壤—水—刀片耦合模型,并进行仿真分析.以刀片旋转速度、刀片工作幅宽、刀具作业高度为试验因素,以抛浆距离与抛浆质量为目标开展Box-Benhnken design (BBD)中心组合试验,结果表明：(1)刀片工作幅宽、刀具作业高度、旋转速度对抛浆质量均有极显著影响,其中刀具作业高度与抛浆质量呈负相关,其余均呈正相关;刀片工作幅宽与旋转速度对抛浆距离有极显著影响,刀具高度对抛浆距离影响显著,且三因素与抛浆距离均呈正相关.(2)仿真试验表明水田刀片最优工作参数为：工作幅宽54.03 mm,刀片高度0.212 mm,旋转速度242.199 r·min^-1,此时抛浆质量为13.618 kg,抛浆距离为277.97 mm.(3)台架试验结果表明最优工作参数下的试验抛浆质量为12.399 kg,抛浆距离为241.56 mm,台架与仿真试验的抛浆质量最大误差为9.48%,抛浆距离最大误差为13.10%.表明使用离散元仿真法模拟水田刀片抛浆...     

秸秆还田机螺旋横刀优化设计与试验

【目的】针对秸秆还田机刀辊中螺旋横刀因切削阻力大、耕深不足影响秸秆掩埋效果的问题,开展螺旋横刀优化研究,实现秸秆旋埋作业功能。【方法】建立螺旋横刀作业过程的参数化模型,分析动态参数的变化规律,确定决定影响耕整性能的主要因素及取值范围。通过土槽试验,开展对螺旋横刀结构参数的二次曲面拟合分析和作业参数的三元二次回归分析。【结果】螺旋横刀结构参数最优组合为刀具宽度35 mm,前角50°;作业参数最优组合为前进速度0.72 m·s^-1,旋耕转速320 r·min^-1及作业深度174 mm。基于最优作业参数对结构优化前后的螺旋横刀进行田间对比试验,结果表明,在不降低秸秆埋覆效果的情况下功耗降低10.05%。该螺旋横刀主要依靠压埋的方式进行秸秆埋覆,当秸秆高度达到84.5 cm时,秸秆埋覆率为83.67%,适合高留茬柔性秸秆还田。【结论】解决了螺旋横刀现存问题,扩大了应用范围,为高留茬柔性秸秆地的耕整提供优质装备。     

双螺旋等径不等螺距分级装置的设计及运动仿真

[目的]为了提高杏切分去核机械化作业的质量,促进后续加工产品的开发,进行了新型果蔬分级机构的设计,并确定关键工作部件的参数.[方法]在分析现有基于外形尺寸分级新鲜水果存在的问题的基础上,设计了双螺旋不等螺距分级装置,进行了计算机建模和运动仿真.[结果]验证了该分级机关键装置结构设计的合理性.[结论]通过计算机建模和运动仿真,可及时修改设计参数,避免结构设计缺陷,确保了分级机分级精度.利用研究内容,设计的尺寸分级机已经在企业中作为杏切分去核前处理设备得到了应用.     

自走式木薯茎叶青贮饲料收获机作业性能研究

木薯茎叶具有重要的青贮饲料价值，为了解决目前木薯茎叶青贮饲料机械化收获水平低问题，针对4JMG-190型自走式木薯茎叶青贮饲料收获机的田间作业性能进行研究。采用二元二次回归正交旋转组合设计方法，建立了圆盘割刀转速和前进速度与损失率和破头率的回归方程，方差分析结果表明圆盘割刀转速和前进速度对损失率和破头率具有极显著影响，确定了最低损失率参数组合条件为圆盘割刀转速为500 r·min^-1，前进速度为2.6 km·h^-1，在此条件下，理论损失率为10.04%，理论破头率为6.19%。通过验证试验对最低损失率参数组合进行检验，结果表明，损失率和破头率实际值与理论值的相对误差都在5%以内，优化结果可靠。该收获机满足木薯茎叶青贮饲料机械化收获作业要求，最低损失率参数组合可为其田间作业参数提供参考。     

甜菜切顶机的设计与试验研究

【目的】针对甜菜分段收获过程中切顶作业切削损失大、效率低、效果不理想等问题,设计一种集切缨、仿形、切顶为一体的甜菜切顶机.【方法】运用CAD软件设计整机结构及主要工作部件;采用L16(43)正交试验设计,对影响机具切顶性能的因素进行分析,确定最优参数组合,并进行田间试验验证.【结果】弹簧预紧力对切顶合格率、少切率和多切率的影响极为显著;作业速度对切顶合格率影响较为显著,对少切率和多切率影响不大;滚筒转速对切顶合格率、少切率和多切率的影响最小.各因素对切顶性能影响程度依次为:弹簧预紧力作业速度滚筒转速.【结论】当弹簧预紧力为250N,作业速度为5km/h,滚筒转速为1 100r/min时,机具作业性能最佳,切顶合格率达到85%,少切率为5.8%,多切率为9.2%,能够满足生产要求.     

杏粉喷雾干燥工艺的研究

[目的]试验以浓缩杏浆为原料,经稀释、二次均质、喷雾干燥工序生产杏粉.[方法]采用单因素实验和正交实验研究进风温度、出风温度、雾化器转速、浆料可溶性固形物含量对杏粉的色泽、含水率、得率的影响.[结果]最终确定了杏粉最佳喷雾干燥工艺参数为:进风温度155℃,出风温度75℃,蠕动泵转速为29r/min,浆料可溶性固形物含量为11;时,所得杏粉的L值为69.35、b值为31.28、水分含量3.5;、集粉率56;.[结论]杏粉果香浓郁、色泽最佳.     

温度对明星杏干燥动力学及品质影响规律研究

【目的】 明星杏是新疆和田地区主栽制干杏品种,优化热风干燥过程和操作,提高明星杏的制干品质。【方法】 以温度为主要影响因素,通过明星杏的干燥实验及色泽、感官指标综合评价,研究不同干燥条件对明星杏热风干燥动力学及感官品质的影响规律,提出明星杏的优化干燥温度。【结果】 在最常用的三种薄层干燥模型中,Page模型适合用来描述温度对明星杏薄层干燥过程的影响。热风温度对干燥效率(干燥时间)的影响显著。热风温度从40℃增加到70℃时,干燥时间从100 h左右减少到30 h左右。在杏干的制干生产实际中,可适当提高热风温度以缩短干燥时间,但干燥温度越高,品质指标尤其是颜色和硬度指标劣化越严重。为保证制品品质,在干燥过程中应尽量降低干燥温度。【结论】 明星杏干燥的最优温度在干燥温度的上下限范围内存在最优值,实验中最优值为50℃。     

不同杀菌方式对杏干杀菌效果的影响研究

[目的]提高产品卫生质量,延长产品保质期,为促进杏干这一地方特色产品的发展服务.[方法]比较市售摊晒杏干与太阳能干燥装置[1](Solar-dring,简称SD)干制杏干的水分、水分活度、色度、细菌总数和大肠菌群等主要质量指标,并采用紫外、微波和臭氧三种杀菌方法,探讨了不同杀菌方式对杏干杀菌效果的影响,以寻求较好的杀菌条件.[结果]SD方式干燥的杏干水分较高,分别为16.91;和11.88;,细菌总数和大肠菌群数比摊晒杏干低4～10倍;紫外线杀菌距离样品30 cm、杀菌时间25 min时,杀菌率可达到98;左右;微波功率在850 W、杀菌时间为25 s时,杀菌率可达到98;左右;包装袋内通入臭氧大于4 min,杀菌时间为30 min时,杀菌率在95;以上.[结论]SD方式干燥的杏干质地柔软,口感较好,色泽鲜亮,较洁净,并且不同杀菌方式均可有效杀灭杏干中绝大多数细菌.     

不同杏品种光合日变化特性研究

[目的]了解新疆不同杏品种的光合生理生态日变化特性.[方法]利用LI-6400便携式光合测定系统对自然条件下的10个新疆主栽杏光合生理特性日变化及其与气象因子关系.[结果]各品种的光合速率差异明显,库买提杏最高,与北山玉吕克差异显著,与其他8个品种差异极显著.供试杏品种的光合速率日变化均为双峰曲线,有光合“午休”现象.各品种光合速率与温度、光合有效辐射、气孔导度和蒸腾速率呈正相关,而与空气相对湿度和胞间CO2浓度呈负相关.[结论]不同杏品种间光合日变化趋势相同,各特征参数存在着差异性.     

新疆杏果实发育成熟进程中乙烯合成规律

【目的】研究新疆杏果实发育进程中乙烯合成规律,为乙烯调控杏果实成熟机理提供理论依据。【方法】以轮台白杏、库车白杏和库买提3个品种杏果实为材料,检测分析杏果实发育期间的乙烯释放量、呼吸速率、乙烯合成前体物质含量、乙烯合成中相关酶活性、果实硬度及果实可溶性固形物含量等指标,分析比较新疆杏果实乙烯合成的变化规律及对果实成熟指标的影响。【结果】3个品种杏果实在花后42~56 d乙烯代谢系统Ⅰ产生少量乙烯,花后63~77 d果实乙烯代谢系统Ⅱ在少量乙烯自我催化作用下产生大量乙烯;轮台白杏成熟期的乙烯释放量显著高于其他2个品种(P<0.05)且少量乙烯产生时间早于其他2个品种。杏果实发育期间的呼吸速率呈双峰曲线,果实硬度随着乙烯释放量的增加显著下降,其中轮台白杏硬度较其他2个品种下降更显著,可溶性固形物含量显著增加。3个品种杏果实乙烯合成前体物质整体呈增加趋势。相关酶活性的变化花后49 d后均呈现逐渐增加的趋势;酶活性和前体物质含量在不同杏品种间存在显著差异(P<0.05)。乙烯和酶活性及前体代谢物质含量间呈显著和及显著相关。【结论】新疆杏果实在整个生长发育期中乙烯合成规律和乙烯合成前体物质含量均分为2个阶段。杏果实在发育中乙烯合成中相关酶活性的逐渐增大与乙烯释放量的不断增加相一致。乙烯的合成使硬度显著下降、可溶性固形物含量增加并出现呼吸跃变以调控果实的成熟。     

酶法制备杏皮渣汁工艺条件的研究

【目的】研究利用果胶酶和纤维素酶酶解杏皮渣制备皮渣汁最佳工艺条件。【方法】采用单因素试验和正交试验,研究果胶酶用量、纤维素酶用量、酶解温度、酶解时间对杏皮渣出汁率、浸提汁可溶性固形物含量的影响。【结果】杏皮渣制汁的最佳条件是:果胶酶用量0.5%、纤维素酶用量2%、酶解温度49℃、酶解时间4h。出汁率为73.41%,比空白提高15.75%,可溶性固形物质量为22.88 g,比空白对照相比提高9.14 g。【结论】采用果胶酶和纤维素酶,能提高杏皮渣出汁率和可溶性固形物含量,改善杏皮渣制汁效果。     

微波辅助提取杏花总黄酮工艺的研究

[目的]研究杏花总黄酮的微波辅助提取工艺条件.[方法]通过单因素试验和正交试验,探讨乙醇浓度、料液比、提取时间、提取功率、提取温度对杏花总黄酮提取效果的影响.[结果]各因素对杏花总黄酮提取效果影响的次序为:乙醇浓度>提取时间>提取温度>料液比.试验中最佳提取工艺条件为:乙醇浓度40;,提取时间8 min,提取温度70℃,料液比1:80.[结论]优化提取工艺简单、稳定、可行.