对颗粒饲料真空后喷涂液体维生素的试验研究

为了在颗粒饲料加工过程中降低维生素的损失,采用真空后喷涂技术,以维生素C为例,进行了真空后喷涂维生素C活性保存率试验、颗粒间均匀性试验和颗粒内外均匀性试验。试验结果表明：真空后喷涂技术和装置可以显著提高维生素的活性保存率;颗粒间均匀性主要与混合时间有关;颗粒内外均匀性主要与真空度、添加剂量和颗粒直径有关。在试验条件下,当混合时间6 min、颗粒直径Φ2 cm、喷涂压力0.4 MPa时,颗粒间均匀性达最优;当颗粒直径Φ2 cm、添加剂量4%、真空释放时间160 s时,颗粒内外均匀性达最优。     

基于营养组成的鱼饲料比热预测模型

为探究鱼饲料在加工过程中的热特性,以调控调质、膨化等工艺过程中的热量供给,同时探究现有的畜禽饲料比热模型对高脂、高蛋白鱼饲料的适应性,该研究设置3个粗蛋白水平（30%、40%、50%）和3个粗脂肪水平（5%、11%、17%）共9种配方,以代表不同食性的鱼用饲料,并使用差式扫描量热仪（Differential Scanning Calorimetry,DSC）测定9种配方分别在20～120 ℃温度范围和20%～26%含水率范围的比热,并分析上述4个因素对比热的影响规律,构建了比热关于4个因素的预测模型。试验结果表明,鱼饲料比热显著受含水率、温度、粗蛋白质量分数及粗脂肪质量分数的影响（P<0.001）,各因素的主次顺序为含水率、温度、粗蛋白质量分数、粗脂肪质量分数。比热随含水率和粗蛋白质量分数的增加均呈线性增加规律,而随粗脂肪质量分数的增加线性减小;比热与温度呈非线性关系,为二次回归关系。在所有试验中,鱼饲料比热的变化范围为1.70～2.70 kJ/(kg?℃)。基于试验数据建立了比热关于加工工艺参数（温度及含水率）和营养组成（粗蛋白质量分数及粗脂肪质量分数）的多元回归模型（R2=0.991）,可以提高现有研究中畜禽饲料比热预测模型的适应性,有效预测鱼饲料在此研究变量范围内的比热。     

仔猪配合料比热预测模型的构建

为探究调质、制粒等热处理过程中仔猪配合粉料传热的基本特性,有效控制热量供给并实现调质温度、时间等工艺参数的优化评估,该文以4种粉碎粒度（粉碎筛片孔径：Φ1.0、Φ1.5、Φ2.0和Φ2.5 mm）的仔猪配合粉料为研究对象,采用DSC (differential scanning calorimetry,差示扫描量热法)的方法测定了其在不同含水率范围（10%～18%,湿基）和不同温度范围（25～100℃）的比热,并分析了3个变量对比热的影响规律,构建了比热关于研究变量的预测模型。结果显示：仔猪配合粉料的比热受含水率、温度、粉碎粒度的显著影响,其中含水率的影响最为显著,温度及粉碎粒度次之;比热亦受含水率与粉碎粒度及其与温度的交互作用影响。比热随含水率和温度的增加在1.533～2.881 kJ/(kg·K)范围内升高,且与含水率呈线性关系,与温度呈非线性关系。粉碎过Φ2.5和Φ2.0 mm的仔猪料比热较粉碎过Φ1.5和Φ1.0 mm的大,在高温（60～100℃）和高含水率（18%）时表现尤为明显。基于试验数据建立了比热关于含水率、温度、粉碎粒度的多元回归模型（R2>0.993）,可以有效预测仔猪配合料在此研究变量范围内的比热。研究结果为仔猪配合料调质过程传热方程的建立提供基础数据,并为其热处理工艺参数的优化提供理论依据。     

不同原料组分的配合饲料比热模型

为了合理控制乳猪饲料调质、制粒的工艺参数,需要掌握不同原料组分对配合饲料在调质、膨化、冷却过程中的传热特性的影响,试验采用差示量热扫描仪测比热的方法,以乳猪配合饲料为例,采用3因素5水平2次正交旋转中心组合试验设计,研究了乳猪饲料配方中质量分数所占比例较大的玉米(46%~70%)、豆粕(9%~18%)和对比热影响较大的热敏性物质乳清粉(2%~10%)对配合饲料比热的影响,结果表明:单一玉米粉、豆粕、乳清粉的比热值均随温度升高而增大,且乳清粉在58.8℃时出现比热峰值;响应面法试验结果表明影响配合饲料比热(60~80℃)的各因素主次关系为:乳清粉>玉米>豆粕,交互作用的主次关系为:玉米和豆粕的交互作用>玉米和乳清粉的交互作用>乳清粉和豆粕的交互作用.同时通过回归分析和响应面分析,建立了比热与玉米、豆粕、乳清粉质量分数关系的数学模型(R2=0.9822),研究结果表明:所得回归方程拟合情况良好,当配方中玉米质量分数为66%、豆粕12%、乳清粉6%时,配合料的最小比热值为2536 J/(kg·K),此模型的建立将为乳猪配合饲料的湿热加工提供技术依据.     

不同前处理对饲料玉米比热的影响

为了明确以玉米为原料的配方饲料在调质、膨化、冷却过程中传热传质的基本特性,该文利用差示量热扫描仪(differential scanning calorimeter,DSC)测比热的方法,研究了自然干燥条件下,不同的烘干温度(45～105℃)、含水率(12%～16%,湿基计)、粉碎粒度(0.2～0.6mm)等前处理因素对玉米比热的影响。采用3因素5水平2次正交旋转设计,通过回归分析和响应面分析,建立了玉米比热基于烘干温度、含水率(湿基计)、粉碎粒度的数学模型。研究结果表明:所得回归方程拟合情况良好,当烘干温度为45℃、含水率为12%(湿基计)、粉碎粒度为0.6mm时,玉米的比热值最小为2051J/(kg·K)。此模型的建立可为不同处理条件下玉米比热值的直接获得提供理论方法与依据,为不同配方饲料的湿热加工特性研究提供参考。     

西藏地区青稞秸秆利用现状及配方颗粒饲料制作方法

西藏作为青稞主要产区,青稞秸秆也是西藏最多的农作物副产物之一.作为饲料青稞秸秆的总可消化养分含量优于苜蓿干草.目前,在西藏地区青稞秸秆有少量直接还田和作为堆沤肥原料,以及作为制作冬季取暖用牛粪块燃料的辅料;大量作为饲料利用.青稞秸秆配方颗粒饲料制作是以青稞秸秆为主要原料,晒干后经粉碎机处理,在一定湿度下由秸秆颗粒机加工...     

添加苜蓿和制粒设备对颗粒饲料加工质量的影响

采用双因子试验设计,以是否添加苜蓿和不同型号制粒设备2个因素进行试验分组,研究了添加苜蓿和不同制粒设备对颗粒饲料加工质量的影响.结果表明,添加10％苜蓿显著提高了颗粒饲料的硬度、密度和长度(P<0.05),降低了粉化率、淀粉含量和淀粉糊化度(P<0.05).不同型号制粒设备对颗粒饲料的质量指标影响不显著(P>0.05)...     

膨化颗粒饲料穿流干燥试验

为了了解颗粒物料在穿流干燥过程中的干燥特性,利用自制的干燥试验台,在不同的干燥条件下以膨化饲料颗粒为例进行了穿流干燥试验。分析了通风方式（单向通风和换向通风）、热风温度（90和100℃）、床层厚度（5、7.5、10、15、20 cm）对其干燥动力学及干燥均匀性的影响。研究结果表明,床层厚度为15 cm,干燥至30 min时,换向通风的干燥不均匀度为10%,而单向通风的干燥不均匀度为23%,因此,换向通风比单向通风物料的水分均匀性提高,但不能提高干燥速率。当床层厚度为20cm,干燥将要结束时,100℃干燥的干燥不均匀度比90℃干燥要高6%,即温度越高,物料的干燥不均匀度越大。单向通风试验在床层厚度为10cm、热风温度为100℃时,会出现整体床层的"表观恒速干燥"现象;当床层厚度大于10cm时,会出现短暂的干燥速率增加现象。     

有限元模拟土壤孔隙对双针热脉冲法测量比热的影响

双针热脉冲（DPHP）方法是目前用来测量土壤比热(c)、热导率(λ)和温度(T)的重要方法。然而,很多因素均会导致双针热脉冲法测得的λ和c存在误差,如土壤孔隙。本文用有限元法（FEM）对三种不同粒径石英砂的DPHP实验模拟表明：（1）土壤孔隙导致测得的温度空间分布存在显著的各向异性,加热针周围6 mm处不同方向的比热（c）之间相对相差达到了23%;（2）DPHP方法测得的土壤热特性标准差随粒径增大而增大,这与实际实验观察的结果一致;（3）土壤孔隙的存在使得DPHP法测得的土壤比热被高估,本模拟中加热针周围6 mm处c值被高估了约6%。     

蛋白原料及其混合粉料理化性质对颗粒饲料加工质量的影响

该研究旨在探究豆粕、棉粕、菜粕、酒糟蛋白(Distillers Dried Grains with Solubles,DDGS)、乙醇梭菌蛋白5种蛋白原料及其混合粉料的营养指标和理化性质的差异,确定影响颗粒饲料质量和制粒能耗的关键指标,对5种蛋白原料的制粒效果进行综合评价.以豆粕为对照组,仅改变蛋白原料,采用相同的加工...     

基于粒子群参数优化和BP神经网络的颗粒饲料质量预测模型

针对颗粒饲料产品受配方原料、加工参数变化而带来的质量波动问题,提出了一种以误差反向传播算法神经网络（back-propagation neural network,BPNN）为核心,平均影响值法（mean impact value,MIV）为数据预处理方法,粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）为关键参数优化算法的颗粒饲料质量预测模型。基于面向实际建立的输入输出指标体系,使用实地采集的颗粒饲料生产数据对模型进行训练和测试,测试结果显示实际值与模型预测值呈显著正相关,决定系数R2均在0.94以上;平均绝对误差、平均绝对百分比误差及均方根误差显示预测精度达到较高水平,各误差平均值依次达到0.442、2.185%和0.5481。以多元线性回归模型及基本BPNN模型预测结果对比可以发现,MIV-PSO-BPNN预测模型预测性能有显著提升,各输出误差优化幅度从39.55%～91.80%不等,平均优化幅度分别达到84.99%和56.95%;同时相对误差变化趋势图显示MIV-PSO-BPNN预测模型具有更优的预测稳定性,相对误差极值差降幅均值达91.46%。该研究为颗粒饲料质量控制提出了一种新思路,可为饲料行业高效低耗生产提供理论依据。     

基于本构模型的颗粒饲料成型特性研究

为研究饲料原料挤压成型特性,构建了非线性黏弹塑性颗粒饲料成型本构模型,针对主要饲料原料小麦,通过分析成型试验因素对其本构模型系数及其表征的流变学特性的影响,研究物料特性、加工参数等对小麦原料成型特性的影响规律,并分析了模型系数与颗粒成型质量的相关性关系。黏弹塑性本构模型由牛顿黏滞体(Newton viscous dashpot element)、应变硬化弹簧元件(strain hardening spring element)和库伦摩擦元件(Coulomb friction element)构成,基于小麦原料的实际成型试验完成模型构建;模型验证结果显示:数值结果中各应力区间模型决定系数R2在0.99以上,模型值与试验值较为吻合,相对误差总平均值为3.378%,并通过χ2检验进一步证明模型有效性;应用本构模型对小麦原料成型特性的分析结果显示,表征其流变学特性的模型系数表现出明显的应力函数规律,黏性系数绝对值随着挤压过程的进行逐渐减小,弹性模量值逐渐增大,集成塑性系数值则表现为先增后降,而各成型试验因素对模型系数产生了显著规律性影响,与宏观试验现象比较吻合;通过Pearson相关性分析可知颗粒成型密度、颗粒成型率、颗粒成型硬度等成型质量指标分别与黏性系数、塑性模量与弹性模量间达到了最高的相关系数,数值皆在0.80以上且为极显著相关性水平(P0.001),为基于本构模型对颗粒成型质量进行分析和控制提供依据。研究结果为颗粒饲料挤压成型特性研究提供了一种新方法和新角度,也为颗粒饲料的高效低耗生产和产品质量的改善提供基础数据和理论参考。     

热脉冲技术估算土壤水流通量评价

土壤水流通量(Jw)是一个重要的水力学参数,决定着土壤渗漏、径流和化学物质的迁移过程,但缺少相应的实际技术来进行实时定位测定。本研究通过设置室内一维饱和土壤不同水流速率下的热脉冲试验,根据热脉冲技术测定的热源上下游温度变化,利用上下游最大无量纲温差法(MDTD)、上下游温度升高比率法(Td/Tu)及改进的比率法估算Jw,并检验其可靠性。结果表明,三种方法估算的Jw与通过收集出流液测定的Jw存在很好的线性关系(R2>0.99)(Jw<6×10-5 m s-1)。三种方法估算的Jw均低于出流液测定值,其中Td/Tu估算的Jw精度最高,而且计算简单,需要的参数相对较少。对于质地较粗的砂土,Td/Tu法估算的Jw较为准确,但是对于质地较细的砂质黏壤土,尤其是Jw较大时,实测值和估算值差异很大,估算误差达到20%。此外,本文也分析了热脉冲技术低估Jw的原因,为进一步发展热脉冲技术提供依据。     

短粒型稻谷热容的实验测定

热容是稻谷的重要热物性参数,被广泛应用在干燥工艺设计和干燥过程的计算机模拟中。稻谷的热容不仅受其含水率的影响,还受其品种甚至产地的影响。该研究根据混合测定法原理,用磁力搅拌式水卡计、电位计以及数字温度计等,组成一套测定装置,对我国南方产短粒型稻谷的热容进行测定,着重研究了稻谷的含水率对热容的影响。根据测定结果,通过回归分析的方法,建立起短粒型稻谷的热容随着含水率变化的数学方程。分析结果表明,利用此方程来计算不同含水率短粒型稻谷的热容,比利用国外的经验计算公式计算得到的数值具有更高的准确度。     

生物质颗粒燃烧器燃料适应性试验

为深入研究生物质颗粒燃料的燃烧特性,探讨自动燃烧器的燃料适应性,该文基于PB-20型生物质颗粒燃烧器,选择了5种灰分小于25%(空气干燥基)的颗粒燃料,分别研究了燃烧工况中进料量和空气量对燃烧性能的影响。试验结果表明灰分含量大于20%的颗粒燃料燃烧不充分,工况不稳定,效率低,结渣大,易熄火,不适用于此类生物质颗粒燃烧器;灰分含量为12.40%的颗粒燃料推荐参数为进料量4 kg/h,风机转速2 600~2 800 r/min,清渣速度为3 r/min,转5 s/停35 s;灰分在7.21%的颗粒燃料推荐控制参数为进料量3~4 kg/h,风机转速2 600~2 800 r/min,清渣速度相对应为3 r/min,转5 s/停60~55 s;灰分值低于1%的颗粒燃料均以进料量3~4 kg/h,风机转速2 600~2 800 r/min,不需清渣为推荐参数。该研究总结了生物质颗粒燃烧器的燃料适用控制参数,为燃烧器的推广应用提供了数据支持。