玉米秸秆和木屑及木钠混配成型工艺参数优化

为了研究玉米秸秆与木屑及木钠的混配成型特性,该文采用5因素的响应面中心组合设计,在WD-100KE型电子压力机上进行单颗粒压缩试验,研究了成型参数木屑质量分数(0~40)、木钠质量分数(2%~10%)、温度(40~160℃)、水分(4%~20%)、压力(1~9 k N)对成型指标松弛密度、比能耗、径向最大抗压力的影响。通过对试验数据的回归,建立了响应面模型,分析了参数间的交互作用,获得了较佳的成型参数,并进行了试验验证。结果表明:温度和水分、水分和压力对比能耗起显著交互作用;木钠质量分数和温度、温度和水分、水分和压力对径向最大抗压力起显著交互作用。较佳的参数为:木屑质量分数10.15%,木钠质量分数8%,温度95.83℃,水分15.83%,压力3 k N,验证试验参数修正为:木屑质量分数10%,木钠质量分数8%,温度96℃,水分16%,压力3 k N,响应指标结果为:松弛密度1 054 kg/m3、比能耗8.02 k J/kg、径向最大抗压力685N,与预测值误差值在8%以内,可为相关生产提供理论参考。     

水稻秸秆冷压成型参数试验研究

利用单孔成型设备对水稻秸秆在不同参数条件下进行冷压成型试验。通过单因子试验和正交试验,观测不同成型压力、原料粒径及含水率等条件下成型颗粒的松弛密度、耐久性及退模压力,研究成型参数对成型颗粒物理性能指标的影响,以寻求冷压成型一般参数范围和各参数对不同成型指标的影响,为秸秆热压成型和连续成型试验提供数据支持。单因子试验结果表明,水稻秸秆各成型参数的范围为成型压力120～180MPa、粒径小于0.9mm、含水率15%～25%。在单变量试验基础上,设计正交试验。正交试验结果表明,针对不同性能指标,各工艺参数成型颗粒的影响力不一致,成型压力对松弛密度、抗碎强度及抗压强度的影响较大;而原料粒径对抗渗水性的影响较大。对于松弛密度和抗碎强度,成型参数中成型压力、原料粒径、含水率的最佳组合为180MPa、0～0.2mm、18%,抗渗水性的成型参数最佳组合为180MPa、0～0.2mm、12%,抗压强度的成型参数最佳组合为180MPa、0.6～0.9mm、18%。     

鱼松块压缩成型工艺参数优化

为研究鱼松块压缩成型工艺对鱼松成型块品质的影响,分析了糕粉添加量、成型压力、保压时间和成型速度对鱼松成型块质构和感官评定的影响。选取糕粉添加量、成型压力、保压时间进行正交试验。试验结果表明：鱼松成型块感官评分与硬度和咀嚼性呈极显著正相关,与弹性和黏附性呈极显著的负相关;成型压力对鱼松成型块的感官评定有显著影响;对感官评分的影响顺序为：成型压力>糕粉添加量>保压时间;正交试验的最佳成型工艺为糕粉添加量20%,成型压力3?MPa,保压时间20?s,成型速度为40?mm/min。该工艺将为鱼松块成型设备的研制提供设计依据。     

水稻秸秆热压成型工艺参数试验研究

水稻秸秆冷压成型试验得到的成型燃料能耗较高且质量不佳,为提高水稻秸秆成型燃料质量,本次试验利用水稻秸秆成型设备,在不同成型压力、原料粒径、温度以及含水率等工艺参数条件下对水稻秸秆进行热压成型试验。通过分析成型燃料的物理性能,确定各工艺参数最佳选取范围为：粒径0~2mm、温度70~100℃、成型压力8.89～40MPa、含水率12%～25%。为进一步提高水稻秸秆原料成型燃料的质量,提出通过添加木质素含量较高的木屑原料即形成混合原料,并通过对比试验进行研究。结果表明,混合原料可以有效提高水稻秸秆成型燃料的综合质量。     

饲料用秸秆丝化多频快速压缩成型工艺参数优化

为了进一步探明丝化后干玉米秸秆压缩成型的最佳工艺参数,利用WDW-200微机控制电子式万能试验机,以秸秆含水率、最大压缩力(能够压缩成型的最小压缩力)、压缩次数和压缩速度为影响因子,对饲料用玉米秸秆丝化后压缩成型块的松弛比进行了二次回归旋转组合试验研究。建立并分析了4个影响因子对玉米秸秆丝化压缩成型松弛比的回归模型,并进行了验证试验。结果表明:丝化后玉米秸秆压缩成型最佳工艺条件为:含水率为7.8%~18.3%,能够成型的最小压缩力为6.22 MPa,压缩次数为2~6次,压缩速度为128~337 mm/min。在此工艺条件下,干玉米秸秆丝化压缩成型的松弛比在1.2和1.5之间,均能满足实际生产中较低能耗与生产质量的要求。该试验对压缩工艺的优化、压缩设备的研制和了解压缩成型后产品的特性具有参考意义。     

玉米秸秆育苗种坨成型工艺试验研究

秸秆育苗种坨是以玉米秸秆作为主要成分,添加牛粪、无机络合物、聚丙烯酸钠、硫酸亚铁等辅料研磨后作为育苗基质,将种子和基质一次性压制成型,也可将种子种植于种坨种植孔内,在满足种子发芽生长的温度和湿度条件下,育苗后直接移栽的新型块状育苗技术。种坨育苗不仅能够定养定肥、省去配肥加药环节,而且具有直接移栽不伤根、无需缓苗、省去装钵取苗环节等优势,具有良好的经济效益、生态效益。该研究在物料特性分析基础上,分别以物料含水率、压缩比以及压缩速度为试验因素,以抗破坏强度、吸水率、膨胀率为试验指标进行试验研究,分析各因素对育苗种坨成型质量及性能的影响规律。试验结果表明,含水率较优范围18%~22%;压缩比较优范围2.75~3.50;压缩速度较优范围90~130 mm/min。进行三元二次正交旋转组合试验设计,建立含水率、压缩比、压缩速度与吸水率、抗破坏强度、膨胀率等参数之间的数学模型,得到各指标优化参数组合为:含水率为22%,压缩比为2.9,压缩速度为90 mm/min,此时育苗种坨抗破坏强度较强,吸水性能好,膨胀率低。验证试验结果表明:种坨成型质量及性能良好,满足育苗要求,为秸秆育苗种坨成型工艺、成型机械的设计与优化提供了理论依据。     

水稻秸秆与木屑混合原料热压成型试验

为提高水稻秸秆原料成型燃料的质量,提出通过添加木质素含量较高的木屑原料即形成混合原料并通过试验的方法进行研究。首先进行对比试验,以成型燃料的物理性能为指标,在相同实验条件下对木屑、水稻秸秆和水稻秸秆与木屑1∶1混合的原料进行热压成型试验。对比试验的结果表明小压力下1∶1混合原料成型燃料的综合物理性能优于水稻秸秆成型燃料,证明混合原料可提高单一水稻秸秆原理成型燃料的质量。但由于木屑原料本身的结构特性使得1∶1混合原料成型燃料的抗渗水性较弱。因此为进一步提高混合原料成型燃料质量,我们利用正交试验方法研究对于混合原料成型燃料各物性指标而言最显著影响因素及最佳参数组合并通过试验加以论证。试验结果表明:针对不同性能指标,各工艺参数的影响力不一致,对于松弛密度、抗碎强度及抗压强度而言,压力对其影响较大;而对于抗渗水性而言,原料混合比影响较大。对于松弛密度,最佳成型参数(混合比、温度、压力)组合为0.5∶1,70℃、31.11 MPa,抗碎强度的成型参数最优组合为2∶1,110℃、31.11 MPa,抗渗水性和抗压强度的最佳成型参数组合为1.5∶1,90℃、31.11 MPa。     

秸秆制作成型燃料的试验研究

秸秆经热压成型,密度可达到1.2～1.4g/cm³;燃烧性能优于木材近似中质烟煤,其燃烧效率比散烧提高一倍左右,是一种便于运输、贮存的高品位能源,本文对秸秆成型的机理进行了初步探讨,提出了螺旋挤压成型过程中原料压力变化的力学模型。对成型块的燃烧特性参数进行了测试分析。     

环模式成型机压缩水稻秆成型工艺参数优化

为了确定环模式成型机压缩水稻秸秆最佳的成型工艺参数,该文以水稻秸秆为原料,利用9JYK-2000A型环模式成型机进行压缩成型,寻求工作参数对环模式成型机压缩水稻秸秆成型影响规律和优化工艺参数组合。采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合设计试验方法,以含水率、成型温度、模辊间隙和主轴转速为影响因子,以成型压块的松弛密度和抗破碎性为评价指标。利用Design-expert8.0.6的回归分析法及响应面分析法,建立并分析了4个因子对评价指标影响的数学模型。结果表明：当参数组合含水率为17.5%～27.1%、成型温度为81.9℃～88.1℃、磨辊间隙为2.49～3.78 mm、主轴转速为157.6～186.5 r/min条件下,成型压块的松弛密度大于1.0 g/cm3,成型压块的抗破碎性大于65%;各因素对松弛密度贡献率的主次关系为：主轴转速>磨辊间隙>含水率>成型温度,各因素对抗破碎性贡献率的主次关系为：含水率>主轴转速>磨辊间隙>成型温度。研究可为环模式成型机压缩水稻秸秆成型提供一定理论依据和技术支撑。     

含稻秸蔬菜育苗基质块成型工艺参数优化

为了确定黄瓜育苗块成型的最优工艺参数,以育苗基质和水稻秸秆的混合物为原料,育苗块的抗破坏强度和尺寸稳定性为成型质量检测指标,采用四元二次回归通用旋转组合试验设计结合响应面法,探讨了原料含水率、压力、秸秆长度和秸秆含量对育苗块成型的影响,建立了黄瓜育苗块成型特性参数与各因素之间的回归模型.综合分析表明,各因素对育苗块抗破坏强度的影响主次顺序为:压力＞秸秆长度＞含水率=秸秆含量,在交互作用中,含水率与秸秆含量、压力与秸秆长度、秸秆长度与秸秆含量对育苗块抗破坏强度的影响显著(P＜0.05);各因素对育苗块尺寸稳定性的影响主次顺序为:秸秆含量＞含水率＞压力＞秸秆长度,含水率与秸秆长度的交互作用对育苗块尺寸稳定性的影响较显著(P＜0.05).利用Design-Expert8.0.6软件得出理论最优工艺参数,并考虑试验的可操作性,对理论最优工艺参数进行调整及试验验证,得到最优工艺参数:含水率为21％,压力为4.5 kN,秸秆长度为10mm,秸秆质量分数为12％,该组合条件下的育苗块抗破坏强度为23.03 N,尺寸稳定性为82.83％.分析表明,优化后育苗块的理化特性符合黄瓜育苗的农艺要求.该研究可为黄瓜育苗块成型机工艺参数优化提供理论和实践依据.     

秸秆育苗钵质量和性能影响因素及成本分析

为进一步研究作物秸秆育苗钵的质量和性能,该研究对5种作物秸秆制备秸秆育苗钵的成型质量、成品强度、育苗效果和加工成本进行了比较分析。结果表明：随粉碎细度的增加,秸秆育苗钵一次模塑成型率增加,破损率降低,吸水率增加,播种出苗率增加而根系生长降低,粉碎秸秆成本增加。育苗钵成型率主要与粉碎细度相关,而破损率、吸水率和育苗质量与秸秆种类和粉碎细度二者均有关。5种秸秆中,紫苏秸秆成型质量和育苗效果最好,玉米秸秆加工成本最低,因此玉米秸秆和紫苏秸秆更适于生产推广。     

小麦秸秆纤维地膜原料打浆工艺参数优化

为探索打浆工艺参数对小麦秸秆纤维地膜原料打浆后的浆料性能的影响,试验研究了工艺参数优化组合,阐明了主要影响因素的影响规律。该研究以浸泡水温、浸泡时间、打浆时间、打浆负荷、浆池水量为试验因素,以干抗张指数、打浆度和浆料纤维长度为性能指标,采用五因素五水平（1/2实施）二次回归正交旋转中心组合设计参数优化试验,得到了小麦秸秆纤维地膜原料最优打浆工艺参数组合。结果表明：工艺参数组合为浸泡水温63 ℃、浸泡时间2 h、浆池水量13.50 L、打浆负荷4.57～5.50 kg和打浆时间0.25～0.68 h时,小麦秸秆纤维地膜浆料的干抗张指数大于5 N·m/g、打浆度小于50°SR,浆料纤维长度大于0.9 mm,在此条件下加工的浆料可以制造出小麦秸秆纤维基植物纤维地膜,其可满足水、旱田覆盖栽培作物技术要求。研究结果可为小麦秸秆制备全降解植物纤维地膜提供理论依据和技术支撑。     

环模秸秆成型机压辊半径的优选与试验

生物质致密成型技术是生物质能转换的方式之一,秸秆成型机是生物质秸秆致密成型的主要机械。目前,环模秸秆成型机的机械效率较低,在研究环模秸秆成型机机械效率的过程中发现草料一次压进距离与压辊驱动力转矩比值与成型机的机械效率成正比关系。该文通过matlab软件计算出在不同压辊半径与环模半径比值时环模秸秆成型机的草料一次压进距离与压辊驱动力转矩比值,并绘制了其变化曲线,得出在压辊半径与环模半径的最优比为0.4时,成型机的机械效率达到最高,为85.82%。验证了在压辊半径与环模半径的最优比为0.4时,生产率达到最高值为2.28t/h。研究结果可为秸秆成型机压辊半径的优化选取提供理论依据。     

废旧棉与水稻秸秆纤维混合地膜制造工艺参数优化

为提高废旧棉织物和农作物秸秆的利用率,对废旧棉纤维与水稻秸秆纤维混合制取地膜的工艺及性能进行了试验研究。以废旧棉纤维为"骨架",水稻秸秆纤维为填充辅料,添加功能助剂,应用四因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法,以打浆度、棉纤维添加量、定量和湿强剂质量分数为影响因子,以混合地膜的干抗张强度、干伸长率、湿抗张强度、湿伸长率为响应函数,研究得出了定量77~90 g/m2、湿强剂质量分数1.5%~1.8%、棉纤维打浆度45°SR、棉纤维添加量25%的废旧棉与水稻秸秆纤维混合地膜最佳工艺参数组合,所得混合纤维地膜的干抗张强度大于32 N、干伸长率大于1.8%、湿抗张强度大于10 N、湿伸长率大于5.5%,可满足地膜田间覆盖机械性能要求。研究结果为综合利用废旧棉织物和水稻秸秆制备可降解地膜提供理论依据和技术支撑。     

水稻秸秆纤维基绿色地膜制造工艺参数优化

为改善水稻秸秆纤维基地膜的增温性,该文研究了将水稻秸秆纤维基地膜由本色的乳白色改性为绿色的工艺参数,阐明了主要影响因子对该染色地膜性能的影响规律。应用五因素五水平正交旋转中心组合的试验方法,研究以秸秆纤维浆、染料、染料中亮蓝占比、改性剂和湿强剂的质量分数对水稻秸秆纤维基地膜的透气度、上染率、褪色率、干抗张力及湿抗张力等诸多指标的影响。结果表明:当选取工艺参数组合为秸秆纤维浆质量分数71%~79%、染料质量分数0.44%~0.53%、染料中亮蓝占比90%、改性剂质量分数0.6%、湿强剂质量分数0.9%时,所得水稻秸秆纤维基绿色地膜的透气度≤2μm/Pa·s、上染率≥80%、褪色率≤8%、干抗张力≥40 N、湿抗张力≥16 N,可满足水稻秸秆纤维基地膜水、旱田覆盖栽培有机(绿色)作物技术要求。     

杀菌型水稻秸秆纤维基地膜制造工艺参数优化研究

为提高农药有效利用率、减少农药使用量,对负载广谱杀菌剂多菌灵的杀菌型水稻秸秆纤维基地膜制造工艺参数组合进行了优化研究。应用四因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法,以湿强剂、施胶剂、胶黏剂浓度和涂层厚度为影响因子,选择杀菌型水稻秸秆纤维基地膜的干抗张力、湿抗张力、透气度、降解周期、农药有效利用率为响应函数,实施了组合试验,结果表明:当工艺参数组合为湿强剂质量分数0.8%～0.9%、施胶剂质量分数0.5%～0.7%、胶黏剂浓度2.0%、涂布厚度20μm时,杀菌型水稻秸秆纤维基地膜干抗张力≥35 N、湿抗张力≥15 N、透气度≤2μm/(Pa·s)、降解周期≥60 d、农药有效利用率≥80%。研究结果表明该地膜不仅提高了秸秆纤维基地膜的各项性能指标且增加了秸秆纤维基地膜的杀菌功能,而且为广谱杀菌剂多菌灵增效减量和广谱杀菌型水稻秸秆纤维基地膜的研发提供了参考依据。     

水稻秸秆纤维地膜制造工艺参数优化

为规模化生产与塑料地膜除草和保墒等同、价格相当的生物质基生物降解地膜提供技术支撑,该文对用水稻秸秆纤维制取地膜的工艺进行了探讨。以水稻秸秆纤维为主要原料,添加KP浆板（木材纤维）、湿强剂、松香以及矾土等环保助剂,利用常规抄纸工艺,采用五因素五水平1/2实施正交旋转中心组合试验设计的方法,以打浆度、混合比、定量、湿强剂、调节剂为影响因素,选取干抗张力、湿抗张力、施胶度为性能指标,进行了试验研究。研究结果表明：在定量90 g/m2,调节剂0.2%,湿强剂0.8%,混合比低于 68%,打浆度大于45°SR的参数组合下,水稻秸秆纤维地膜的干抗张力大于30 N,湿抗张力大于10 N,施胶度大于100 s。优化后的参数可满足地膜田间覆盖机械性能要求。     

桑葚-紫薯复合冻干果块的制备工艺优化及品质评价

传统冻干产品加工工艺技术含量低,产品配方、营养和口味单一,市场同质化现象严重,日渐无法满足消费者的需求。为增加市面上复合型果蔬冻干产品的多样性,丰富冻干产品的口感和营养价值,该研究以桑葚和紫薯为主要原料,采用真空冷冻干燥技术,使用Box-behnken结合综合评分法,探究了果胶、阿拉伯胶、麦芽糊精、果葡糖浆和柠檬酸添加量对桑葚-紫薯复合冻干果块综合评分的影响。结果表明,最佳制备工艺为：果胶添加量0.20%、麦芽糊精添加量8.00%、阿拉伯胶添加量0.20%、果葡糖浆添加量4.00%和柠檬酸添加量0.24%,综合评分为0.87分。工艺优化后的产品总体感官可接受度8.90分,比未添加辅料的复合冻干果块显著（P<0.05）提高了25.35%。同时,所得复合冻干果块具有良好的品质,其脆度、总黄酮含量、总花青素含量及铁离子还原能力分别显著（P<0.05）提高了80.53%、23.10%、11.36%和39.95%。研究结果可以为复合型冻干果蔬产品的发展提供一定的理论依据。     

秸秆不同还田方式对土壤低吸力段持水能力及蒸发特性的影响

利用张力计测定蒸发过程中低吸力段土壤水分特征曲线,对比研究了秸秆在经过粉碎、氨化及与无机土壤改良剂混合三种措施处理后对土壤饱和含水量、低吸力段土壤持水及供水能力和早期干旱过程中土壤脱水速度的影响。结果显示:粉碎秸秆施入土壤后提高了土壤饱和含水量、持水及供水能力,而长秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的影响较小;粉碎并氨化的秸秆对土壤饱和含水量、持水及供水能力的提高作用更为显著。粉碎秸秆及长秸秆处理均易造成早期干旱过程中脱水速度过快,氨化后或当秸秆与无机土壤改良剂混合施入土壤时,土壤低吸力段脱水速度明显减慢,利于土壤有效水的保存。该结果为提出新的能最大效率发挥秸秆改良土壤作用的秸秆还田方式提供了一定的理论基础。