玉米花粉超微粉碎破壁技术的试验研究

在玉米花粉的加工过程中，为使花粉营养物质能够得到充分利用，采用自行研制的可调参数式行星球磨机对玉米花粉进行了超微化破壁试验研究。采用四因素二次回归正交旋转组合试验设计的方法，建立了试验因素与试验指标间影响关系的数学模型，通过优化计算得到玉米花粉超微化破壁的最佳工艺参数为：公转转速476 r/min，粉碎时间1.2 h，球料比7，花粉含水率小于5%，此时花粉破壁率达100%，花粉粒径小于8 μm，为花粉的实际有效利用奠定了基础。     

牛蒡微粉加工工艺参数试验研究

在对牛蒡微粉加工中影响因素进行单因素试验及分析的基础上，采用二次回归正交试验设计，研究了球磨机转速、研磨时间、粉碎介质填充率和物料填充率等因素对粉体粒度、单位粉体耗能等指标的影响，建立了各指标与试验因子间关系的回归数学模型。利用多目标非线性优化方法，确定了优化指标的工艺参数组合为：行星球磨机转速为272 r/min，研磨时间为85 min，介质填充率为12%，被粉碎物料填充率为13%，此时最低耗电量为0.002 kW·h/g。研究所确立的牛蒡微粉加工优化工艺参数对牛蒡微粉加工具有指导意义。     

牛粪螺旋压榨固液分离工艺参数优化

为了优化粪便固液分离工艺,用作者研制的固液分离机对鲜牛粪进行固液分离,以进料水料比、榨条间隙、螺旋转速作为影响因素,以分离后固形物料中总固体（TS）含量为主要考察指标,以处理牛粪生产率、液料中固体去除率为参考指标,采用3因素5水平进行二次正交旋转组合试验设计,探讨了螺旋压榨工艺参数对固液分离效果的影响,得到了优化的工艺参数：进料水料比为0.65,榨条间隙为1.5 mm,螺旋转速68 r/min时,分离后固形物料中总固体（TS）质量分数可以达到40%以上,研究结果可为牛粪固液分离提供参考依据。     

球磨处理玉米秸秆纤维素原料的工艺参数优化

研究了玉米秸秆水解过程中球磨预处理工艺的优化,采用Plackett-Burman(PB)试验设计和均匀试验设计法,用数据处理软件对试验结果进行分析,筛选出了球磨预处理过程中的主要影响因素,得到了具有较好拟合度的同归方程;通过分折原料粒径(mm),转速(r/min),原料填装量(g),研磨介质,交替时间(min)等球磨条件对酶解效率的影响,得出行星式球磨机粉碎玉米秸秆的最佳工艺参数为:原料粒径0.5 mm,转速340 r/min,原料填装量3.4 g,装球量15个(φ=10.0mm),交替运行时间5min.     

畜牧混合废弃物分选装置运行参数试验研究

为验证一种新型畜牧混合废弃物分选装置的功能并制定合理的运行参数,以混合物料含水率MC、进料流量Q、柔性物分离器转速Nr为试验参数,采用二次正交旋转组合试验设计,建立评价指标与试验参数之间的回归模型,并运用目标优化的方法对模型进行优化。研究结果表明,试验样机能够实现混合物组分的按类分选,试验因素组合为含水率87.8%,物料流量41.6 L/min,柔性物分离器转速64.5 r/min时可获得最高的柔性杂质分离率;在以上因素情况下,以沉降性杂质分离率及物料损失率作为评价指标,试验得出沉降性杂质分离器的最佳转速为6 r/min。研究为提高畜牧混合废弃物分选装置的分离性能及结构优化提供了依据。     

球磨处理玉米秸秆纤维素原料的工艺参数优化(简报)

研究了玉米秸秆水解过程中球磨预处理工艺的优化,采用Plackett- Burman(PB) 试验设计和均匀试验设计法,用数据处理软件对试验结果进行分析,筛选出了球磨预处理过程中的主要影响因素,得到了具有较好拟合度的回归方程;通过分析原料粒径(mm),转速（r/min）,原料填装量（g）,研磨介质,交替时间（min）等球磨条件对酶解效率的影响,得出行星式球磨机粉碎玉米秸秆的最佳工艺参数为：原料粒径0.5 mm,转速340 r/min,原料填装量3.4 g,装球量15个（Ф=10.0 mm）,交替运行时间5 min。     

大型立式干燥机械布料装置设计与试验

干燥过程中,物料分布是否均匀直接影响到干燥介质的作用效果,进而影响物料干燥的均匀性。为了实现这种均匀性,该文设计了一种用于大型立式干燥器的旋转布料与往复匀料相结合的布料装置,并以料面平整度为指标,对影响布料均匀性的主要结构与工艺参数进行了单因素试验和正交试验。结果表明当布料板转速为50r/min,布料板高度为680mm,桨叶角度为45°时,得到的料面最为平整,此时料面平整度变异系数为7.551%,料面最小高度值为最大高度值的62.58%,满足布料均匀的要求。     

超临界CO2连续浓缩鱼油EPA和DHA的研究

为了克服鱼油有效组分超临界CO2间歇萃取方法的缺点,设计建造了超临界CO2在内径14 mm、填料高1.8 m的填料塔中连续萃取浓缩鱼油有效组分的流程.根据单因素试验的结果,对工艺参数进行优化.设计了4因素3水平并考虑部分交互作用的正交试验方案,以综合指标进行评价,得到了优化工艺参数为:填料塔压为12.5 MPa;CO2流量为5 L/min;鱼油进料流量为0.8 mL/min;塔的温度分布为40～85℃.经方差分析得知,温度分布的影响对综合指标高度显著,鱼油进料流量对综合指标的影响显著,试验范围内的压力、CO2流量、压力和温度分布交互作用、温度分布和CO2流量交互作用以及压力和CO2流量交互作用对综合指标没有显著影响.     

叶轮扰动水介质对地膜与棉秆沉降聚集行为影响与试验

当前残膜回收机作业后的膜杂混合物因地膜与棉秆缠绕打结严重,含杂率高,造成回收后的地膜再利用率低和环境二次污染。该研究在分析物料属性和水洗分离理论的基础上,提出了以液相水为介质实现固相地膜和固相杂质分离方案,在二维平面内以地膜与棉秆驰豫时间差和最大垂向位移差为响应指标,录像分析为载体,在自制的地膜与棉秆悬浮水力特性试验台采用控制变量法开展外部流场和地膜与棉秆物料属性的单因素试验和正交试验,建立影响因素与响应指标之间的多元拟合回归方程,获得最优参数组合并进行试验验证。结果表明：影响地膜与棉秆分离显著性因素为叶轮转速、地膜面积和棉秆长径比;最优参数组合为叶轮转速202 r/min,地膜面积为1 271.4 mm2,棉秆长径比为13,相对应的地膜与棉秆驰豫时间差和最大垂向位移差预测值分别为4.20 s和22.1 cm,最优组合参数试验下的平均值分别为4.34 s和21.2 cm,与预测值的相对误差为3.23%和4.25%,寻优参数可信。试验录像分析表明,地膜与棉秆沉降聚集行为是水平稳定取向姿态和竖直运动取向姿态相互转换的过程,且运动轨迹都是以叶轮轴为中心的一组同心圆;相较于棉秆,地膜对水介质作用力响应周期更长,且在三维空间内有明显翻转现象。该研究结果可为膜杂分离技术的改进和机械装置的研制提供理论基础和科学依据,亦可为秸秆粉碎和薄膜撕碎工艺参数优化提供参考。     

基于品质和能耗的杏鲍菇微波真空干燥工艺参数优化

为了提高杏鲍菇干制产品品质,降低干燥能耗,该文应用微波真空技术干燥杏鲍菇。采用三元二次回归旋转组合设计方法进行工艺参数优化试验,考察分析微波强度(X1)、物料厚度(X2)、腔体绝对压力(X3)因素对品质指标色差(Y1)、复水比(Y2)、氨基酸含量(Y3)和单位能耗(Y4)的影响及因子间交互作用对指标的影响;采用线性加权法,将多目标综合优化,确定干燥工艺的最优参数组合。结果表明:微波强度、物料厚度、腔体绝对压力对试验指标色差、复水比、氨基酸含量、单位能耗影响显著,物料厚度是影响色差的主要因素,物料厚度小于2 cm时,产品色泽较差;腔体绝对压力是影响复水比和氨基酸含量的主要因素,较小的腔体绝对压力有利于产品复水和减少氨基酸损失;微波强度是影响单位能耗的主要因素,高的微波强度,能耗较高,高的微波强度与较小的腔体绝对压力组合时,干燥能耗更高;杏鲍菇微波真空干燥高品质低能耗的最优工艺参数组合为微波强度12.5 kW/kg、物料厚度2.4 cm、腔体绝对压力18 kPa,此条件下干燥的产品品质优良,色泽洁白,色差L为78,复水性好,复水比为1.58,氨基酸破坏少,其值为473.1 mg/100 g,单位能耗较低,为9.3 kJ/kg。     

振动磨机磨介特征对小麦麸皮超微粉碎效果的影响

为研究振动磨机磨介的密度、尺寸、形状等特征对小麦麸皮超微粉碎效果的影响,构建具有控温功能的振动粉碎试验平台,基于振动磨机振动特性相同原则设计试验方案,开展小麦麸皮振动冲击粉碎试验。结果表明：磨介密度在麸皮超微粉体产量方面引起的差异率为50.05%;磨介尺寸引起的最大差异率为49.64%;磨介形状引起的最大差异率为70.07%。当磨介质量相同时,低密度氧化锆磨介的麸皮超微粉产量高于高密度不锈钢磨介,且氧化锆磨介的麸皮微粉品质优于不锈钢磨介。随着磨介尺寸的增大,麸皮超微粉体产量呈现出先减小后增大的非线性特征,而麸皮微粉品质却一直下降。随着粉碎时间的增加,圆柱形磨介和球形磨介的麸皮微粉品质先提升后下降,而麸皮超微粉产量却近似呈线性增加,且圆柱形磨介的超微粉产量始终大于球形磨介。球形磨介微粉品质劣化速度大于柱形磨介,但当粉碎时间为1.0 h时,两种磨介的麸皮微粉品质差异率仅为2.26%。磨介特征明显改变了小麦麸皮超微粉碎效果,研究结果在振动磨机超微粉碎性能调控方面具有潜在应用前景。     

气流和机械碾轧超微粉碎香菇柄的效果比较

为了提高香菇副产物菇柄的附加值,应用气流粉碎和机械碾轧粉碎2种工艺分别对菇柄进行超微处理。对气流粉碎工艺中的分级机转速,机械碾轧粉碎工艺中的主机频率、风机频率等操作参数进行了单因素分析,进一步结合分段线性拟合法对2种工艺的加料速度进行了优化,分别得出了2种工艺的较适工艺条件;并对二者的粉碎效果、处理时间、能耗和出品率进行了比较。结果显示:气流粉碎的较适工艺条件为:分级机转速2 400 r/min,加料速度12 kg/h;机械碾轧粉碎的较适工艺条件为:主机频率44 Hz,风机频率42 Hz,加料速度5 kg/h。2种超微粉碎方式都能获得10μm以下的微粉,与机械碾轧粉碎相比,气流粉碎的分级精度较高,处理时间缩短了56.43%,但出品率较低,能耗为前者的4.77倍。总体来看,机械碾轧粉碎更适合规模化生产,该研究为超微粉碎技术应用于香菇柄深加工利用提供了技术依据。     

超微粉碎对桑叶粉理化性质的影响

为拓展超微粉碎技术在食品添加剂和药品开发中应用,以桑叶为原料,分别对桑叶粗粉进行干法超微粉碎2 、4、6、8 h,得到4种不同粒径大小的桑叶超微粉,并对桑叶粗粉与4种超微粉的理化性质进行比较。研究结果表明,超微粉碎能明显减小桑叶粗粉的颗粒粒径（P＜0.05）,随着超微粉碎时间的增加,超微粉的粒径减小,粉体的粒径分布范围变窄,比表面积和体积密度显著增加（P＜0.05）,休止角、滑角和膨胀性显著降低（P＜0.05）,水溶性/持水力、持油力、蛋白质的水溶性和多糖的水溶解性均有不同程度的增加,但多酚含量变化不显著（P＞0.05）。扫描电镜结果显示,粗粉经超微粉碎后,其颗粒呈零散的分布形态。说明超微粉碎可改善桑叶粉的部分理化性质,可将这些性质应用于食品添加剂和常规食品开发与加工中。所得研究结果将为超微粉碎技术在桑叶食品中工业化应用提供数据支持和理论依据。     

机械超微粉碎与不同粒度常规粉碎对红茶理化特性的影响

为探究机械超微粉碎对茶叶物性及功能成分浸出特性的影响,该文通过超微粉碎和常规粉碎2种方法制备超微红茶粉和4种粒度的粗粉红茶粉,研究了5种茶粉的粒度分布、微观形貌、比表面积、结晶度、表面氧碳元素比、中红外图谱和功能成分的浸出特性。结果表明:常规粉碎不同粒度茶粉间差异较小,而超微粉碎较大程度地改变了茶叶的物料性质。超微粉碎后,茶粉粒度减小至微米级,比表面积增大,茶粉的结晶度降低,表面暴露的纤维素和半纤维素相对含量增多,而中红外谱图显示超微粉碎茶粉的官能团结构并没有改变。沸水浸提过程中茶多酚、咖啡因、可溶性糖和水浸出物的溶出结果表明:5种茶粉功能成分的浸出量都随时间的增加而增加,经过一段时间后达到平衡。在达到浸出平衡时,不同粒度茶粉的茶多酚和咖啡因含量差异不显著,超微茶粉的可溶性糖含量为4种粗粉的2倍左右,水浸出物比粗粉茶粉提高10%以上。上述研究结果表明:超微粉碎能够有效减小茶粉的粒度,破坏植物的细胞壁结构,使内部成分暴露于表面,此外,组织结构和细胞壁的破坏使不溶的纤维成分转化成可溶性成分,可溶性糖和水浸出物显著增多,超微粉碎能够在一定程度上提高茶粉的有效利用率。     

不同基因型冬小麦籽粒灌浆特征及其与千粒重的关系

基于2017/2018年度黄淮冬麦区田间试验观测数据,采用Logistic方程,对2个弱春性和6个半冬性冬小麦品种的籽粒灌浆过程进行拟合分析,研究千粒重与籽粒灌浆特性的关系。结果表明,半冬性品种的灌浆速率普遍高于弱春性品种,其灌浆中后期的高灌浆速率,显著提高了其千粒重;弱春性品种返青后生长较快,开花早,灌浆时间显著长于半冬性品种,但其平均灌浆速率和最大灌浆速率均显著低于半冬性品种。不同基因型品种的籽粒灌浆速率显著影响千粒重,而且灌浆中后期的灌浆速率与千粒重呈显著性正相关。虽然不同品种的灌浆持续时间有一定差异,但是灌浆持续时间对千粒重增加的影响不大。根据灌浆特征参数与千粒重的相关性分析,快增期和缓增期的灌浆速率对千粒重具有决定性作用,而与各阶段灌浆持续时间并无显著相关关系。综合可知,试验区域更适合种植推广商355、豫教5号和存麦1号等半冬性品种。     

基于电磁振动的玉米粒群定向整列系统的参数优化与试验

为提高玉米粒群定向整列系统性能及精度,分析电磁振动系统设计参数对定向整列性能的影响.首先,通过分析系统的工作原理,构建了籽粒的滑移模型;其次,开展了系统动力学分析及定向阶段籽粒的受力分析,探讨了籽粒定向整列过程与系统设计参数之间的关系,选取出对系统作业性能有显著影响的参数,得到满足要求的设计参数临界条件;最后,搭建定向整列试验平台,通过三因素二次正交旋转设计试验,进一步优化设计参数,建立因素与试验指标(定向成功率、整列成功率)的回归方程.经优化计算得出:最佳设计参数范围为振动方向角32°~35°、振幅为0.1~0.15 mm、振动频率为51.5~52 Hz,相对应的试验指标定向成功率范围为63.8%~67.4%,整列成功率范围为95.8%~96.3%,其中最优参数组合为:振动方向角34.42°、振幅为0.14 mm、振动频率51.77 Hz;将系统置于最优参数组合进行验证试验,同时借助高速摄像系统对籽粒定向整列过程实时记录和分析,在无机械机构辅助的情况下,平均定向成功率为66.2%,整列成功率为97.4%.该研究可为玉米籽粒定向种植、定向育苗等相关装备的研制提供参考.     

不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特性的影响

为揭示砂姜黑土区不同秸秆还田技术模式对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,该研究基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站15a的长期定位试验,设置单季小麦秸秆全量粉碎覆盖还田（T1）、小麦秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T2）、单季玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T3）和小麦玉米秸秆全年不还田（CK）4种不同秸秆还田技术模式,采用Richards方程模拟冬小麦籽粒灌浆过程,研究不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特征参数的调控效应。结果表明：1）相较于秸秆不还田,秸秆还田处理能提升冬小麦强、弱势粒的籽粒体积、千粒质量和产量,T1、T2、T3处理下强势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升11.02%、10.63%、13.75%和16.28%、14.29%、13.94%,弱势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升9.73%、6.64%、7.57%和19.24%、23.25%、11.50%。Richards方程能极显著模拟不同秸秆还田技术模式下冬小麦籽粒灌浆过程,拟合方程决定系数（R²）均在0.997以上。2）对冬小麦强势粒,秸秆还田可延长小麦强势粒灌浆时间,主要通过缩短灌浆渐增期持续时间和提高其灌浆速率,延长灌浆缓增期的持续时间来提升强势粒千粒质量。其中T1、T3处理下冬小麦强势粒灌浆持续时间较CK分别延长2.137 d和4.443 d,T1、T2处理下强势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提高了7.81%和12.26%。3）对冬小麦弱势粒,T1处理下弱势粒灌浆持续时间较CK延长1.477 d,T1、T2、T3弱势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提升16.46%、22.69%和17.13%。该研究表明秸秆全量还田可提升砂姜黑土区冬小麦籽粒库容和籽粒灌浆速率,最终增加粒质量。研究可为砂姜黑土区秸秆资源的高效利用提供理论指导和技术支撑。