多指标综合加权分析法优化固态发酵豆粕工艺

运用正交设计L9(34)与多指标综合加权分析方法优化3种益生复合菌发酵豆粕的工艺,采用接种量(A)、环境温度(B)、料水比(C)、发酵菌种(D)为处理因素,以还原糖、乳酸、氨基酸含量等作为综合评价指标,利用Minitab 17软件以及多指标试验公式法进行加权数据处理,优化豆粕的固体发酵工艺参数。结果显示,1)经过加权分析,中性蛋白酶权重系数最高,其次为还原糖(1.719)和乳酸(1.590),粗脂肪权重系数最低。说明本试验中性蛋白酶、还原糖以及乳酸对发酵豆粕的品质影响较大。2)通过综合评分公式对9个处理组数据分析得到:T9组综合评分最高(0.986 3),T1组(0.965 4)和T8组(0.962 6)次之,表明在T9组合(A3B3C2D1)条件下发酵豆粕,所选8项考察指标综合水平达到最高。因此拟选T9组合为最佳发酵工艺组合;3)均值回应表显示影响豆粕发酵工艺的因素依次为:发酵菌种料水比环境温度接种量,其中发酵菌种和料水比为显著影响因素(P0.05),而接种量和环境温度对试验结果影响不显著。从资源节约以及生产实际角度考虑,将T9组发酵工艺A3B3C2D1优化为A_1B_2C_2D_1,即接种质量分数1%,环境温度30℃,料水比质量为2∶1,发酵菌种配比为1∶1∶1。4)Minitab17软件对优选工艺A_1B_2C_2D_1进行预测,结果显示优选工艺综合评分高于拟选工艺A3B3C2D1综合评分(0.986 3)。验证试验得出各指标产出与预期结果相符,表明该优化工艺合理、可行,各指标产出率较高,为豆粕发酵工艺的确定提供了参考依据。     

发酵床养猪猪舍的设计与建造探讨

本文从发酵床养猪对猪舍环境的要求,猪舍选址,猪舍设计的指导思想和基本原则,发酵床猪舍的结构形式,猪舍工程施工等几个方面简述了发酵床养猪猪舍的设计与建造技术.     

发酵床养猪猪舍的设计与建造探讨

本文从发酵床养猪对猪舍环境的要求,猪舍选址,猪舍设计的指导思想和基本原则,发酵床猪舍的结构形式,猪舍工程施工等几个方面简述了发酵床养猪猪舍的设计与建造技术。     

柔性膜覆盖车库式厌氧干法发酵系统结构设计与应用

针对目前厌氧发酵中沼液沼渣量大难处理、原料预处理难、耗水量大、原料适应性差等问题,导致沼气工程运行成本高、效率低、劳动强度大、费工费时,该文设计一种柔性膜覆盖车库式厌氧干法发酵系统,可适用于多元有机物料混合厌氧发酵。该系统是将国外车库式干发酵技术和国内柔性膜覆盖技术耦合研制而成,根据厌氧干发酵生产工艺要求,确定了该发酵系统关键结构参数和运行工作参数,进行了干发酵库体的结构设计、冬季发酵增温系统设计、喷淋强化传质传热系统设计与试验。通过生产应用表明:干发酵库体的结构设计合理,增温系统设计能够满足干发酵工程冬季增温工艺要求,喷淋系统能够达到传质传热目的,发酵系统运行状况良好,产气率为0.81 m~3/(m~3·d),CH_4体积分数为67%,原料降解率为48%,该发酵系统运行稳定、可靠,大大提升了处理农村有机废弃物的能力,促进了厌氧干发酵技术的持续、健康、快速发展。     

生态型多层养鳖装置的试验研究

介绍了生态型多层养鳖装置的结构原理。成鳖养殖试验表明，养鳖水经过红萍的生物净化后可以循环使用，水体中NH⁺₄-N含量保持在10 mg/L以下，成功实现高密度、超浅水、集约化养鳖。     

低矮果园环流式循环风送喷雾机设计与试验

传统果园风送施药气流输送模式为出风口到冠层的一维流动,气流经过冠层时会衰减、停滞,存在穿透难、内膛与叶片背面沉积难等问题。该研究采用顶置风机方式,利用风机负压吸风引导气流在冠层内改变运动方向,实现雾滴由外及内、再由下而上运动。在分析环流作用下雾滴运动的基础上,设计一种适应于低矮果园的环流循环风送喷雾机,并开展气流场的分布规律分析与田间试验。试验结果表明：在冠层内膛（高度0.8～1.8 m）、树干中心线两侧0.25 m的中心区域气流角度变化较大,气流环绕对内膛平均风速有显著性影响（P<0.05）。相较于无气流环绕模式,气流环绕风送施药的冠层总体叶片背面雾滴平均覆盖率提高了33.7%;冠层内膛叶片正面雾滴平均覆盖率提高了42.9%,叶片背面雾滴平均覆盖率提高了40.4%。研究结果可为果园风送式施药提供新的思路。     

刷辊式采棉机的改进设计与试验

为提高刷辊式采棉机作业质量,满足轧花厂对统收式采棉机采获籽棉的进厂要求,该文在已有4MZ-3B型刷辊式采棉机工作时存在问题基础上优化刷辊工作参数并增加与刷辊配套使用的回流结构提升了采净率,降低了落地损失率、挂枝棉率、漏采率;改进挑棉辊形式,避免该部件因缠绕造成棉桃分离气力输送管道入口堵塞的现象,降低整机故障率;将棉桃分离气力输棉管道由气吹式改进为气吸式,提高棉桃回收率;将气棉分离装置由网孔式改进为切线导流式,解决了棉桃分离气力输棉管道与机载预处理装置过渡问题,在排出气流的同时保证物料运动顺畅;将机载预处理装置由"一清一回收"式改进为"一清二回收"式,降低籽棉含杂率及清杂损失率。设计改进及优化后形成4MZ-3C型刷辊式采棉机,并进行对比试验。与4MZ-3B型刷辊式采棉机相比,采净率提高了3.42%、落地损失率降低了0.85%、挂枝棉率降低了0.89%、漏采率降低了1.05%、棉桃回收率提升了74.57%、清杂损失率降低了0.63%、籽棉含杂率降低了3.71%。将4MZ-3C型刷辊式采棉机各项指标均优于采棉机作业标准,在获取高采净率的同时,保证籽棉的低含杂率,可充分满足中国棉花生产机械化需求。     

水稻秧盘自动码垛机的设计与试验

针对水稻工厂化育秧播种完成的秧盘人工取盘和层叠堆放劳动强度大、效率低、后续运输不便等问题,该研究设计了一种水稻秧盘自动码垛机,可完成秧盘精确夹取、转移和码垛;阐述了码垛机的基本结构和工作原理,对关键部件进行设计,以可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)作为控制核心,搭建了...     

放牧家畜质量自动称量系统的设计与试验

为解决放牧家畜在称质量过程中存在的费时、费力、精度差以及较危险等问题,利用RFID技术,通过自主开发的计算机程序,将家畜电子耳标、阅读器与电子秤有机结合,实现放牧家畜自动称质量功能。试验结果表明,与以往普通台秤或电子秤相比,这种新型的自动称质量系统可减少称质量时间70%以上,节省劳动力50%以上,同时避免称家畜质量时人员发生危险和对家畜造成的伤害。利用放牧家畜自动称质量系统可实现对家畜个体体重和体况等的有效监测。     

上吸式生物质气化炉的设计与试验

为指导和改良小型生物质气化炉的设计及运行,介绍了上吸式气化炉的设计步骤,并对其结构进行了优化设计,制作了一台生物质气化炉,且以木屑为原料考察了入炉空气量对炉内温度、产气成分和热值等的影响.结果表明:入炉空气量是上吸式气化炉运行的关键参数,直接影响炉内温度和反应工况.随着入炉空气量的增加,气化炉内温度大幅上升,气体产量急...     

卧式连续生物炭炭化设备研制

针对中国生物炭设备中存在的运行不稳定、炭产出率低、副产品回收利用难等问题,该文设计了卧式连续生物炭炭化设备,热解反应器采用双层套筒结构,内层为炭化室,内置螺旋输送机,外层为高温烟气套筒,利用炭化自身产生的高温烟气燃烧产生的热量进行炭化。选择了热解参数,开展了热工设计和可燃气燃烧器热计算,并对炭化室、高温烟气套筒等关键部件进行了结构设计。采用稻壳原料进行了炭化试验,试验结果表明,卧式连续炭化设备实现了连续稳定运行,炭化设备设计合理,原料适用性广,小时生产率为45kg/h,稻壳炭化终温为500℃,炭化得率质量分数为42%。实现了设计目标,提高了炭化得率,为中国生物炭产业的发展提供了理论基础和技术支持。     

产纤维素酶真菌混合发酵研究进展

总结了常见的分解纤维素真菌种类,并介绍了纤维素酶生产的方法。传统的利用单一菌种发酵纤维素材料的方法存在降解率低,发酵时间长等缺陷。而利用微生态原理,使用多个菌种进行混合发酵的方法被证明可以有效降解纤维素。重点介绍了固态混合发酵和液体混合发酵的工艺,并对产纤维素酶真菌混合发酵的前景作了预测。     

高寒地区两相厌氧户用沼气系统设计与试验

针对高寒地区农村户用沼气发酵周期过长、产气量少的状况,该文提出并设计了适用于高寒地区农村户用的两相厌氧发酵装置,通过确立合理的工艺方案,控制两相厌氧发酵中产酸相、料液温度和pH值、水力滞留时间等因素,探讨了在哈尔滨地区最寒冷季节,所设计的新型农村户用沼气发酵装置产气量与维持发酵罐体内料液温度所消耗沼气量之间的关系。结果表明:基于两相厌氧发酵的高寒地区高效户用沼气发酵装置最高产气率为1.35m3/(m3·d),是传统沼气池产气率(0.35m3/(m3·d))的4倍。冬季1月份日均结余4.08m3沼气量足以满足三口之家照明、炊事所需能源,实现高寒地区户用沼气全年正能输出,可以取代传统沼气池。该文研究成果为今后寒地户用沼气的发展提供技术支持和参考依据。     

手提式挖坑机开合螺母式自动进给机构的设计与试验

挖坑机钻头进给量是影响其扭矩和工作效率的重要因素,研究挖坑机进给量与其动态力学参数之间的变化规律对开发挖坑机具有重要意义。该文首先根据开合螺母的工作原理,利用解析法分析了开合螺母机构的运动特性,确定出了其动销轨道角为105°,进而设计出了一种开合螺母式自动进给机构的手提式挖坑机,不仅实现了挖坑作业的自动化,又能迅速完成回程运动。然后基于挖坑机升土理论,分析了挖坑机钻头进给量与其升土效果之间的影响关系,并通过试验进行了验证,从而为挖坑机进给量的设计提供了参考。研究表明,开合螺母螺距为5 mm时,挖坑机扭矩及其波动幅度均较小、工作效率最高。     

温室自动施肥机的设计与仿真

精密施肥是精确农业作业体系中的重要环节之一,近年来人们对设施温室精密施肥的要求愈加迫切。该文主要设计一款小型、精准、实用的设施温室自动施肥机。该施肥机采用ARM9 S3C2440微处理器作为电路控制模块的核心,配备料位监测预警装置;采用槽轮式施肥装置,槽轮选择对颗粒肥料具有良好填充和排出效果的锥形圆弧凹槽断面,通过控制步进电动机的脉冲频率控制槽轮转动的圈数,进而控制施肥装置的施肥量。该文利用Solid Works完成施肥机的结构建模,用Simulation对其主要受力部位进行强度校核,验证其结构的可行性;采用EDEM软件对施肥机构的排肥效果进行仿真模拟,验证该施肥装置可以均匀、稳定、连续地将肥料排出施肥装置;建立施肥装置实体模型进行施肥量验证试验,试验结果表明,在5、10、15、20 r/min 4种转速下,试验得到的排肥量实际值与理论值的最大误差为2.42%,小于3%,这说明所设计的施肥装置在不同的转速下仍可以达到较高的排肥精度,可以实现精确施肥的目标。     

辣椒穴盘苗自动移栽机设计与试验

针对新疆广泛应用的半自动辣椒移栽机效率低、劳动强度大的问题,该研究设计了一种辣椒穴盘苗自动移栽机.整机主要由全自动取投苗系统与栽植机构组成,采用整排取苗再分苗投苗的方式,实现128(16列×8行)穴辣椒穴盘苗的自动取苗、投苗.在分析现有移栽机结构和工作原理的基础上,确定了辣椒穴盘苗自动移栽机的整体结构,完成了全自动取投...     

土柱入渗性能自动检测装置研制与试验

为实现室内竖直土柱入渗性能的自动检测,研制了一种土柱入渗性能自动检测装置。该装置主要由传感器位置调节装置、土样盛放装置、供水装置、检测和控制模块、电源模块和上位机显示存储模块组成,采用压力应变式传感器检测入渗过程的累积入渗量,采用介电常数土壤水分传感器检测土壤含水率的变化,进而推断湿润锋的运移位置。基于这2种传感器,实现土柱入渗过程自动检测。采用水头为10 mm,容重为1.15、1.20和1.25 g/cm~3的红壤土进行室内土柱入渗试验,检验该装置的性能。结果表明:1)9个试验和18个检测位置,土壤水分传感器进出土柱成功率为100%,表明该装置运行可靠;2)与烘干法相比,土壤水分传感器检测得到土壤含水率的最大相对误差为-4.4%,检测结果比较准确;3)与人工观测湿润锋位置相比,土壤水分传感器推算出的湿润锋位置最大相对误差为-12.9%,说明土壤水分传感器检测湿润锋的运移效果比较明显;4)压力应变式传感器检测累积入渗量与人工实测得到的数据对比,最大相对误差为2.27%。该装置可作为土柱入渗自动检测试验平台。     

生物质热解固体热载体高温烟气加热装置设计与试验

固体热载体加热生物质是生物质热解制取生物油的工艺手段之一。为解决固体热载体间接加热方式升温慢、效率低问题,设计了一种流化床生物质燃烧的热烟气直接加热固体热载体装置,分析了其结构与原理,开展了固体热载体升温性能和流化床燃烧器的燃烧特性试验研究,并对试验结果进行了热平衡分析。结果表明:流化床高温烟气加热陶瓷球热载体的平均热能利用率为66.3%,流化床燃烧生物质粉产生的高温烟气能够满足热载体加热装置对热源的需求,热载体加热器内的热量传递方式主要是对流换热。陶瓷球热载体与加热器内高温烟气的对流传热系数为475 W/(m~2·℃)。研究对结果对解决生物质热解液化技术中的固体热载体加热升温关键问题具有重要指导意义。     

DX1B型竹根挖掘机的设计与试验

为了解决竹根挖掘过程中机械化程度低的问题,针对竹林复杂的地形条件和农艺要求,设计了一种DX1B型自动竹根挖掘机。该文阐述了该机器主要的工作原理、主要结构和关键部件的结构设计与主要参数计算,并对刀筒及其内部的压力弹簧进行有限元力学分析,对机器的强度进行验证。同时,对支架进行模态分析获得前四阶固有频率和振型,并进行机器的动态平稳性分析以便结构设计时避开共振频率激励。最后,制作小型的物理样机进行竹林间性能试验来验证竹根挖掘性能。试验结果表明:样机的刀筒外径为40~120 mm,挖掘竹径为30~70 mm的竹根,最大挖掘深度为250 mm,大多数竹根挖掘到150~200 mm左右的深度时,就可将竹底部根须扭断从而将竹根带出,且竹根形状保持良好;当样机掘根的速度为2 mm/s左右时,工作机构的平稳性和效率最优,整个掘根工作过程一般需要2~5 min,竹根挖掘效率相对于手工挖掘提高60%以上。该机器可实现自动掘进挖根和自动取根的效果,还能实现自动排土、排根的功能,整个挖掘过程无需人与竹根或者土壤接触。该研究可为丘陵山区等复杂地况的竹根清除问题提供解决方案,为竹根挖掘机实现全自动操作提供参考。     

玉米播种机水平圆盘排种器型孔设计与试验

为满足水平圆盘排种器在高速条件下的精密排种要求,从排种器的工作原理出发,对排种盘型孔的结构形状和尺寸进行分析,设计出一种带倒角的周边式倾斜长方形型孔的水平圆盘排种器。为了得到排种器的最佳性能参数,以排种器转速、型孔倒角长度、型孔倾角为试验因素,以排种合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标进行三元二次回归正交旋转组合试验,建立试验指标与试验因素间的数学模型。应用响应面法对回归方程进行多目标优化,得到最佳参数为:排种器转速为33 r/min,倒角长度为7 mm,型孔倾角为61°,此时排种的合格指数为92.47%,重播指数为3.56%,漏播指数为3.97%。在最优参数组合下,台架试验验证排种器的排种合格指数为92.13%,重播指数为4.01%,漏播指数为3.86%,田间验证试验表明,当排种器转速调整为33 r/min时,其线速度为0.41 m/s,播种机组前进速度为8.6 km/h,水平圆盘排种器的播种性能指标满足单粒精密播种的农艺要求,且对不同品种的玉米种子具有良好的适应性。该研究可为机械式精密排种器的优化设计提供理论参考。