成型和灼烧温度对垃圾衍生燃料灰渣理化特性的影响

以生活垃圾衍生燃料(refuse derived fuel,RDF)为研究对象,通过挤压成型的RDF与非成型的RDF在600~1 100℃条件下灼烧,所产生的灰渣进行质量、粒径、化学成分等特性进行分析,探索RDF灰渣随温度变化的规律以及潜在的应用价值。研究结果表明,在1 000℃以下,RDF灰渣随着温度提高,灰分组分发生分解反应,主要是残余有机物、碳酸盐、硫酸盐的分解,灰渣粒径减小;当温度升至1 000℃以上,灰分组分发生化合反应,生成产物以复合硅酸盐为主,灰渣粒径增大甚至结块;灰渣在化学反应过程中,非金属元素C,Cl,S转化为气体化合物逸出主体,使灰渣质量减小;成型RDF灰渣晶体含量比非成型RDF高;成型RDF灰渣粒径比非成型RDF灰渣大。     

畜禽粪便超高温堆肥产物理化性质及其对小白菜生长的影响

为考察超高温快速堆肥提高畜禽粪便处理效率的可行性及其产物农田施用效果,以鸡粪(chicken manure,CM)、猪粪(pig manure,PM)、奶牛粪(dairy manure,DM)和稻壳为发酵原料,监测其在85℃、发酵24 h前后的理化特性和嗜热微生物数量变化,并采用盆栽试验研究了鸡粪为主要原料的快速堆肥产物对小白菜出苗和生长的影响。结果表明,超高温发酵24 h后粪便中病原菌数量和含水率达到有机肥质量标准,70℃能生长的高温微生物数量提高2个数量级。超高温快速堆肥后,CM,PM,DM浸提液可溶性有机碳质量分数分别增加了46.5%、22.9%和42.6%,挥发性脂肪酸质量分数分别增加了37.2%,31.2%和56.8%。超高温快速堆肥对CM,PM,DM总氮、总磷、总钾含量影响不大,但游离氨基酸质量分数分别增加79.2%,58.1%,74.6%;总腐殖质质量分数分别增加了27.6%,3.4%,27.3%。CM,PM中铵态氮质量分数分别上升了114.6%,40.6%(P0.001),因而降低了种子发芽指数和小白菜出苗率。但出苗后,施用超高温快速堆肥产物的小白菜地上部生物量最高,分别比施用纯化肥、腐熟有机肥高出20.4%(P0.05)和51.9%(P0.05)。可见超高温快速堆肥(85℃,24 h)提高畜禽粪便处理效率是可行的,其产物施入土壤能减少无机氮肥的施用,但不宜用于育苗,施用时应根据土壤和作物类型,采用合理的施用量和施用方法。     

超声波改善大蒜秸秆不溶性膳食纤维结构及吸附性

为了增强大蒜秸秆膳食纤维的功能特性,采用超声波对大蒜秸秆的不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)进行改性处理。以提高葡萄糖吸附能力为目标,利用单因素试验和响应面法优化大蒜秸秆IDF的超声改性条件,通过胆固醇结合力、吸水性、持油性及膨胀能力等来评价改性后IDF的功能特性,并通过扫描电镜和红外光谱分析其结构变化。结果表明:液料质量比30:1、超声功率700 W和超声时间40 min时,大蒜秸秆IDF的葡萄糖吸附能力明显提高,比对照组提高了12.8%,胆固醇吸附力则提高了45.0%(P0.05);超声处理所得IDF的色泽品质和物理化学特性也明显优于对照组(P0.05);超声处理和对照IDF的红外吸收光谱基本相同,电镜结果显示超声波处理使IDF的组织结构变得更加疏松,其表面呈现蜂窝状,有助于表现出较强的吸附性,从而赋予大蒜秸秆IDF更强的功能品质和物理化学特性。     

山梨酸钾/氯化钾复合相变材料制备及热物性分析

为开发出高效、性能稳定的微冻保鲜用相变蓄冷剂,保证运输中肉制品等农产品的品质,以山梨酸钾水溶液为主基液,探究添加氯化钾后相变蓄冷材料的热物性及热循环稳定性。对比30 g/L山梨酸钾溶液,当再添加氯化钾浓度为5 g/L时,相变温度为-2.8℃,潜热为254.6 J/g,热导率为1.012 W/(m·K),热扩散率为1.01 mm2/s。添加氯化钾对相变温度和潜热几乎没有影响;溶液的热导率提高了23.32%;热扩散率提高了151.37%。经200次冻融循环后,未添加氯化钾的相变溶液出现了-5.3℃的过冷度,含氯化钾的相变溶液没有过冷度,氯化钾在山梨酸钾相变过程中体现出了其良好的成核作用,使得该复合相变蓄冷剂具有优异的热稳定性。试验表明,山梨酸钾/氯化钾复合相变蓄冷剂适合于农产品的微冻保鲜用。     

改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理

现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关,但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒,模拟粮食的真实接触面积要小很多,不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况,也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆形颗粒的内摩擦力小于真实粮食内摩擦力的缺陷,在已有PFC离散元程序基础上,添加了黏度系数较大的微型颗粒模拟粉尘,建立了一种改进颗粒组构力学模型,采用几何方法判断圆形颗粒间的接触情况,推导出基本单元间力-位移关系。基于典型事故案例和室内试验成果,采用建立的颗粒组构力学模型模拟了卸粮成拱动态过程中圆形大颗粒间以及圆形小颗粒与仓壁之间的力-位移关系。研究表明在卸粮过程中,切应力在剪切位移达到0.3 mm的过程中,迅速提高,达到最大值切应力的60%,所得的切应力位移图与其应力特征曲线与试验成果基本吻合。以试验结果曲线各点值为标准值,改进后模拟结果曲线值的标准差相比改进前减小37%,说明曲线相似度更高,利用该模型可更加客观反映筒仓卸粮成拱的动态细观机理。该文提出的改进颗粒组构力学模型,不仅可用于模拟卸粮成拱机理模拟,而且对于模拟散颗粒流动特性、散体-仓壁相互作用机理都具有一定借鉴意义。     

催化式红外辐照改善樱桃番茄去皮效果及品质

为了探寻一种去皮效果好、产品品质破坏低和环境友好型的樱桃番茄去皮方法,该文采用催化式红外技术对樱桃番茄进行处理,研究了不同催化式红外条件对樱桃番茄去皮效果的影响,并与传统的去皮方式(热水和碱液去皮)和超声波去皮方式进行对比,比较其去皮效果、番茄红素含量、果肉色泽和质构等指标变化。结果表明:催化式红外在照射距离30cm和照射时间3min的条件下,樱桃番茄的去皮效果最佳;与传统的去皮方式相比,催化式红外的去皮效果显著提升(P0.05);并且经催化式红外去皮方法所得樱桃番茄的皮肉质量比仅为7.68%,显著降低了樱桃番茄的果肉损失(P0.05)。此外,催化式红外去皮很好地保持了去皮后番茄果肉形状的完整度,是一种去皮效果良好的环境友好型樱桃番茄去皮方式。     

黄心楠与桢楠木材构造特征及物理性能比较

【目的】比较黄心楠和桢楠木材构造特征与物理性能的差异,为区分市售黄心楠与桢楠木材提供依据。【方法】利用木材解剖学的方法,研究和分析黄心楠与桢楠(Phoebe zhennan S.Lee et F.N.Wei)的木材宏观微观构造特征,归纳总结各木种识别要点,并对黄心楠和桢楠的物理性能进行比较。【结果】目前市售黄心楠多为木兰科(Magnoliaceae)木莲属(Manglietia)木材和樟科(Lauraceae)楠属(Phoebe)普文楠(Phoebe puwenensis Cheng)木材。在含水率为12%时,桢楠木材的气干密度最大,普文楠木材次之,木莲属木材最小。桢楠的木材尺寸稳定性最佳,木莲属木材次之,普文楠木材的尺寸稳定性最差。【结论】桢楠材性最佳,密度和尺寸稳定性均优于黄心楠木种;市售黄心楠中普文楠的密度高于木莲属木材,但其尺寸稳定性远低于木莲属木材;在加工和使用过程中,普文楠易变形开裂。     

Mechanical and physical screw withdrawal properties behavior of agglomerated panels reinforced with coir and pejibaye fibers

The screw withdrawal resistance and the mechanical behavior of agglomerated panels reinforced with coir and pejibaye fibers were evaluated using through and non-through screw withdrawal tests. Widespread commercially materials, such as Pinus solid wood, Medium Density Fiberboard (MDF) and plywood, were also tested in order to compare the behavior and results obtained with the lignocellulosic-reinforced agglomerated panels. Among the conventional materials tested, the highest maximum withdrawal load/thickness ratio was measured in solid wood. Panels reinforced with natural fibers showed lower withdrawal resistance than conventional materials. However, panels reinforced with coir fibers reached about 74% of the maximum strength achieved by MDF samples. Panels reinforced with pejibaye showed the worst mechanical performance. Hybridization between pejibaye and coir fibers resulted, however, in a performance improvement of approximately 50% in the maximum withdrawal load comparing with panels reinforced only with pejibaye fibers. The behavior along screw withdrawal was analyzed and could be split into four different steps. Each of these steps was correlated to the screw withdrawal rate, and also with the interactions between the material and the screw. The mechanisms involved in each step are presented and discussed.     

烟杆生物炭对砒砂岩与沙复配土壤理化性状及玉米生长的影响

为明确施用生物炭对砒砂岩与沙复配土壤水分保持及肥力提升的影响,采用盆栽试验,研究了不同生物炭施用量(0,10,20,30,50g/kg(以风干土计))对砒砂岩与沙复配土壤理化性状及玉米生长的影响。结果表明:在种植玉米一季后,施用生物炭可显著降低复配土壤容重,尤其当生物炭施用量达到30g/kg时,土壤容重可降低至1.37g/cm3,但当生物炭施用量增加到50g/kg时,土壤容重又出现增加的趋势;土壤田间持水量随生物炭施用量的增加呈显著增加趋势,但当施用量增加到50g/kg时又会出现下降趋势;土壤pH、全盐量随生物炭添加量的增加显著增加,尤其当生物炭添加量为50g/kg时,土壤pH可达8.80,全盐量可达2.51g/kg;土壤有机质、有效磷、速效钾含量也随生物炭施用量的增加而显著增加,但有效磷在生物炭施用量增加至50g/kg时出现下降趋势。进一步分析不同生物炭处理对玉米生物量的影响,发现玉米根干重、地上部分干重、百粒重、单株产量均随生物炭施用量的增加呈显著增加趋势,但当生物炭施用量增加到50g/kg时,上述各指标反而显著降低。生物炭对于砒砂岩与沙复配土壤理化性状、水分保持、肥力提升、作物生长及产量等诸多方面都有明显改善效果,在施用过程中需要注意使用量,在本试验条件下,生物炭推荐施用量为30g/kg干土。