近红外光谱在线检测秸秆-煤混燃物影响因素(英文)

为了研究输送带速度和光谱仪安装高度对近红外在线检测秸秆-煤混燃物的影响。该研究收集并制备秸秆样品80个、煤样品9个,制备秸秆质量分数为70%～99%的秸秆-煤混燃物样品120个(质量分数增量为1%)、秸秆质量分数为1%～30%的秸秆-煤混燃物样品120个(质量分数增量为1%)。在输送带速度分别为300、600、1 000和1 400 mm/s,光谱仪安装高度分别为50、56、59和65 mm的条件下,使用Thermo Fisher Scientific Antaris Target FT-NIR型光谱仪获取样品近红外光谱。使用线性判别分析法建立定性分析模型,使用偏最小二乘法建立定量分析模型。结果表明,光谱仪安装高度建议为50～65 mm,输送带速度建议小于300 mm/s。该研究可为近红外光谱法在线定性和定量检测生物质-煤混燃物的方法学研究和相关仪器设计提供参考。     

功能膜法好氧堆肥技术研究进展

我国畜禽粪污年产出量大,如不加以合理利用将会导致一系列生态环境问题。好氧堆肥作为一种可有效实现有机固体废弃物无害化、减量化和资源化利用的重要技术途径,近年来发展快速。好氧堆肥的主要技术模式包括条垛式、静态垛式、槽式和反应器式等,功能膜法好氧堆肥技术是一种以强制通风静态垛为基础的改良型好氧堆肥技术模式,因其具备节能环保、智能高效、轻简便携、经济普适的特点,近年来在全球范围内被广泛使用。本文就功能膜法好氧堆肥技术模式的起源与发展历程、技术特点与工程应用的国内外研究现状进行了综合阐述分析,并指出了未来研究和发展的重点方向。     

塑料和麦秸膨胀剂对猪粪好氧堆肥的影响试验

以麦秸膨胀剂为对照,利用3组小型好氧堆肥反应器同时试验,并进行比较研究塑料膨胀剂对猪粪好氧堆肥过程的影响.将等量猪粪分别与等体积的麦秸和塑料管分别混合进行好氧堆肥试验,监测了堆肥过程中温度、氧气体积分数、含水率、可挥发性固体含量、可溶性糖含量、纤维素含量、粗脂肪含量和粗蛋白含量的变化,并利用数学模型表达了堆肥过程中自由空域的变化及其对有机质降解的影响因子.试验结果表明:塑料膨胀剂抵抗堆体自压实作用的效果要优于麦秸膨胀剂,而麦秸膨胀剂比塑料膨胀剂更利于堆肥初始阶段升温和整个堆肥过程中含水率的保持.     

农业机械化工程集成技术评价体系的建立

针对中国农业机械化工程技术集成研究需要对集成技术效果进行科学评价的实际需求,该研究进行了评价体系和方法研究。以工程应用为目标,以经济、社会和生态综合效益为主导,兼顾功能性和条件性,较为系统的提出了中国农业机械化工程集成技术评价的框架和方法。基于构建的方法体系,初步建立了农业机械化工程集成技术一般性评价指标和权重体系。     

不同畜禽粪便的热解特性及反应动力学

对猪、牛和鸡3种主要种类畜禽粪便在以高纯氮气为载气的条件下进行热重-差热(TG-DSC)分析,同时考察不同升温速率(10、20和50℃/min)对鸡粪样品热解过程热解特性和热焓的影响。热重试验样品粒度为0.5mm,所有样品均从室温加热至1 000℃。试验结果表明:畜禽粪便类生物质热解过程主要包括脱水、主要热裂解和炭化3个阶段,3种畜禽粪便样品失重主要集中在126～438℃;不同种类畜禽粪便样品和不同升温速率,鸡粪样品的DTG、DSC曲线差异明显,但各自的DTG和DSC曲线有很好的对应关系;基于Coats-Redfern法应用反应级数模型和扩散模型选择回归系数最高的值表示样品的反应级数和反应机理,得出鸡粪活化能的平均值为73.4kJ/mol,猪粪、牛粪活化能分别为114.2和88.5kJ/mol。     

玉米秸秆木质纤维含量与应力松弛特性关联度研究

应力松弛是玉米秸秆重要的流变特性,直接影响到玉米秸秆打捆的压缩变形、生产率和功耗.利用INSTRON 3367材料试验机和自制压缩筒组件进行了玉米秸秆闭式压缩应力松弛试验,并测定了北京、辽宁、山东、湖北、陕西和重庆等地13个不同品种的成熟期玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数.以拟合应力松弛曲线得到的应力松弛时间、平衡弹性模量等作为应力松弛特性考核指标,采用灰色关联法分析玉米秸秆的应力松弛特性与木质纤维组成的相关性.研究表明,不同品种的玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数差异均显著(P＜0.05),应力松弛时间和平衡弹性模量主要与木质素质量分数相关,半纤维素质量分数主要与应力松弛时间相关,而三参数与纤维素质量分数相关度均较低.从微观角度来看,其关联度主要取决于各成分在细胞壁中的位置和功能.     

灰色关联理想解法在秸秆综合利用方案优选中的应用

农作物秸秆是一种重要的生物质资源,其综合利用不仅保护产地环境、促进农民增收,而且是循环经济与新兴产业发展的基础与机遇。农作物秸秆综合利用方案主要分为秸秆用作饲料、食用菌基料、肥料、燃料和工业原料。为了对农作物秸秆综合利用方案进行合理优选,根据文献信息对评价指标体系进行赋值,应用基于序关系分析法和熵值法的综合集成赋权方法进行指标权重确定,采用灰色关联理想解法将指标权重和指标属性值进行集结,并将该方法应用于黑龙江地区的农作物秸秆综合利用方案优选中。该文分析的适宜黑龙江地区农作物秸秆综合利用方案排序为：饲料化利用＞肥料化利用＞燃料化利用＞食用菌基料化利用＞工业原料化利用,优选结果与黑龙江地区的实际情况及发展规划相吻合,同时优选结果为按照多元利用原则规划黑龙江地区农作物秸秆综合利用模式提供支持。此外该文评价指标的赋值根据已有文献信息进行9级赋值,方法具有较好的适应性,可很方便的用于不同区域农作物秸秆的综合利用评价。     

主要粮食作物机械化生产工程模式构建与评价

中国主要粮食作物机械化生产已进入从单环节生产机械化向全程化发展的关键阶段,并在长期的发展过程中形成了多种工程模式。但目前鲜有研究从全程化、产业化、组织化、规模化的角度对其进行深入分析。因此,该文从系统工程的角度构建起主要粮食作物机械化生产工程模式体系框架。为了验证模式构建的合理性,客观分析不同模式的效果,该文在科学、实用、引导、可比、可行原则的基础上构建了一套评价指标体系。根据量化的难易程度,将指标分为易于量化的评价指标和不易量化的分析指标2种类型。评价指标以先进性、完备性、匹配度和经济性为评价准则,分析指标包括生态性、融合度、政策性和组织化指标。指标权重采用3轮专家匿名打分的方式获得,同时运用“现代农业发展目标与要求+统计数据分析+发达国家与地区经验+实际调查+专家咨询”相结合的方法得到指标标准值。在对全国不同区域采集数据进行评价的基础上,该文选取广西水稻机械化生产4种典型模式为例进行实例分析,从结果可以看出,该模式构建方法和评价指标体系具有较好的实用性,可推广应用并在实践中进一步完善。     

猪粪颗粒粒度、粒形的量化表征方法研究

以猪粪物料为研究对象,基于去离子水分散、热风干燥-机械振荡、真空冷冻干燥-机械振荡3种分散预处理方法,分别采用激光粒度分析、扫描电镜分析、动态图像分析法测定其粒度分布和特征参数。扫描电镜观察结果表明,猪粪颗粒属于不规则颗粒;热风干燥-机械振荡分散后的样品存在较多团聚体。不同分散预处理的测定结果显示,因猪粪样品部分组分的可溶性和热风干燥-机械振荡过程中的团聚现象,宜优选真空冷冻干燥-机械振荡作为分散预处理方法。3种测量方法所获参数存在差异,其中,动态图像分析法由于采用直接测量原理和动态检测过程,可优选其作为检测畜禽粪便物料粒度分布的方法。基于真空冷冻干燥-机械振荡分散预处理和动态图像分析法,获取猪粪颗粒的纵横比和球形度分别为0.57±0.01和0.61±0.01,中值粒径为(501±16)μm,粒度分布宽度参数为1.45±0.04。     

好氧堆肥反应器试验系统设计与性能试验

针对现有好氧堆肥反应器试验系统体积小、实时监测和反馈控制功能单一等问题,在已有研究基础上设计了一种好氧堆肥反应器试验系统。根据静力学及热力学原理,对反应器试验系统关键功能单元进行了优化设计,开发了适用于该好氧堆肥反应器的自动控制系统,并对其进行了好氧堆肥性能测试试验。反应器体积为100 L,并具有实时监测不同梯度温、氧数据的功能,其反馈控制系统含有3套反馈控制方案。试验结果表明:好氧堆肥反应器试验系统内堆体上、中、下层温度高于50℃的时间分别为8.1 d、7.2 d和4.8 d;堆体各层最终pH值均小于8,种子发芽指数均大于85%,堆肥试验效果良好。