蠕动发酵罐的仿生耦合设计

针对以秸秆为碳源的微生物固态基质发酵对上游设备的要求,根据反刍动物瘤胃结构仿生设计了蠕动式发酵罐。通过过滤膜与罐的一体耦合实现了液态培养基的连续补料和发酵代谢产物的连续分离。利用蠕动技术达到了微生物与底物充分混合并减少了能耗,同时减少了膜分离过程中的浓差极化现象的产生。     

两平移两转动多自由度减振平台设计与试验

采用两平移两转动并联机构为减振平台主体结构,在并联机构主动副处辅以弹簧阻尼装置,运用反向自适应原理,实现两平移两转动多自由度耦合振动衰减。对两平移两转动多自由度减振平台进行了系统结构设计、理论分析和ADAMS仿真分析,并制作样机进行了试验分析。样机仿真和试验分析结果表明,两平移两转动多自由度减振平台设计理论和分析方法是正确可行的。     

电磁振动棉花精密播种装置的试验分析

针对光籽棉种难以进行精播的问题,设计了一种电磁振动式精密播种装置.在电磁振动作用下,棉种在排种盘上排列成队,按顺序依次进入分流通道,实现棉种的分流回收.通过对该装置进行排种试验,得出了影响排种速度的因素,确定了提高播种质量的实验方案.实验结果表明,该播种装置满足农艺要求.     

以富CO2吸收液为汲取液的沼液中水正渗透回收特性研究

针对沼气工程存在的沼液量大难处理问题及沼气提纯的需求,提出将正渗透技术与沼气CO2化学吸收分离耦合,探究了沼气CO2化学吸收中的富CO2吸收液作为正渗透汲取液从沼液中回收水及浓缩沼液的可行性,并以沼液浓缩过程中的水通量、沼液浓缩倍数、沼液氨氮截留率与吸收剂反向传质通量为指标,考察了汲取液种类、汲取液浓度与其他操作参数对正渗透水回收性能的影响。结果表明,富CO2吸收液作为汲取液从沼液中回收水并浓缩沼液具有可行性,且随着汲取液浓度、流量和温度的增加,沼液中水向汲取液的传质通量增加,沼液浓缩倍数也相应增加,但沼液中氨氮截留率下降,同时汲取液中的吸收剂溶质向沼液的反向传质通量也增加。当采用浓度2.5mol/L、CO2负荷0.5mol/mol的富CO2甘氨酸钾溶液作为汲取液,汲取液温度为70℃、流速为150mL/min、沼液室温及流速为150mL/min时,采用正渗透技术从沼液中回收水的初始通量达8.05L/（m2·h）,经过4h运行后,沼液浓缩倍数为1.18,氨氮截留率为84.13%,反向吸收剂通量仅为2.94g/（m2·h）。     

磁性纳米颗粒在DNA分离纯化中的应用

为了解磁性纳米颗粒在DNA分离纯化中的应用,采用文献综述和归纳总结的方法,阐述了1997—2021年以铁氧化物为核心的磁性纳米材料的研究进展,同时比较了材料结构和表面相关活性官能团的修饰对DNA提取效率的影响。结果表明：1）应用磁性纳米颗粒的固相萃取有着安全无毒、操作简单、可重复使用、能够实现自动化与高通量操作等多种优势,提取DNA效率相比于商业化试剂盒也有优势。2）目前磁性纳米材料已有比较全面的研究。磁性纳米颗粒的尺寸、孔径大小、磁化强度及引入的活性官能团不同等性质均对DNA的提取效率有影响,改变这些性质研发新型且高效的功能化磁性纳米颗粒或改变磁性纳米材料的制备方法、所提取DNA的形态性质、溶液的pH或盐浓度等试验条件,以提高DNA与材料的解吸率,不断优化磁性分离过程,提高DNA分离效率和质量。3）发展高通量商业化的核酸提取程序,是磁性固相萃取可观的发展前景。4）磁性纳米颗粒除了在核酸提取中的应用,在其他生物医学应用中也有着广泛的研究。以上结果均表明磁性纳米材料有着极强的研究发展前景。     

长白山区栎松口蘑菌丝分离及纯培养初步研究

文章对长白山区栎松口蘑子实体不同部位的组织分离、培养条件进行初步研究。结果表明:子实体菌褶部位分离成功率最高,达50%,菌肉与菌柄基部为15%,菌柄中上部外缘与中央为10%;栎松口蘑菌丝生长在17~22℃(室温)2、4℃、26℃梯度之间差异不显著,培养基以E配方较为合适。     

振动横挡阻隔式旋耕防粘结刀辊设计与试验

针对长江中下游水旱轮作区旋耕刀辊作业时土壤黏附严重,导致作业质量差、效率低的问题,该研究设计了一种能够实现刀辊内部固有部件防粘结与横挡部件脱附的振动横挡阻隔式旋耕防粘结刀辊。对振动横挡作用下土壤受力状态及激振装置结构进行分析,确定激振装置结构参数范围;通过对防粘结刀辊结构与旋耕刀抛土运动学与动力学分析,确定刀辊结构参数,得到土壤-旋耕刀分离运动学要求,明确影响刀辊脱附性能关键因素为旋耕切土节距、刀辊转速、横挡回转半径。结合离散元仿真,以单位时间内横挡与土壤颗粒的接触次数为评价指标进行Box-Behnken试验,确定最优参数组合为旋耕切土节距6.3 cm,刀辊转速260 r/min,横挡回转半径140 mm,此时单位时间内横挡与土壤颗粒的接触次数为127.89。在最优参数组合条件下对激振装置进行优化设计,通过MATLAB分析横挡在激振装置驱动下的运动特性确定激振装置结构参数。在最优参数组合下进行田间试验,试验结果表明：该刀辊适用于小麦机械化种床整备作业,所设计旋耕防粘结刀辊土壤黏附量远小于常用旋耕刀辊,耕深稳定性系数、厢面平整度、碎土率、土壤黏附量、轴向分布均匀度和秸秆埋覆率的均值分别为...     

环模制粒机齿轮减速器动力学特性分析

环模制粒机的内部激励会引起整机振动,振动是导致环模与压辊使用寿命降低的主要原因。该研究针对环模制粒机振动大、关键部件使用寿命短等问题,以SZLH420型环模制粒机减速器为研究对象进行动力学分析与试验。首先基于累积势能法计算齿轮时变啮合刚度,建立斜齿轮传动动力学模型,采用解析法对传动系统进行模态分析和非线性动力学求解,求得最大振幅Y向(水平径向)为0.008 mm、Z向(轴向)为0.004 2 mm、转角为0.000 87°,并通过有限元仿真验证动力学模型和固有频率。最后进行主轴扭矩测试与斜齿轮振动加速度试验。结果表明,整机振动加速度频率与斜齿轮一致,故斜齿轮传动系统对整机振动具有重要影响,其主要振动频率在4.25、9.17、13.86、18.13、23.86、47.53 Hz附近;齿轮振动最大幅值Y向为0.006 mm、Z向为0.004 mm,与动态响应计算对应振幅最大差值不超0.002mm,验证了理论计算的准确性。研究结果可为环模制粒机性能的提高提供理论与试验依据。     

振动胁迫对双孢菇褐变与抗氧化能力的影响

为了研究运输过程中振动胁迫对双孢菇贮藏品质的影响,探究振动胁迫处理后双孢菇褐变和抗氧化能力的关系,为开发减振包装提供理论依据。该研究以品种W192双孢菇为试材,在3.33 Hz频率下进行不同时长（0、8、16、24 h）的模拟运输振动处理,在4 ℃贮藏15 d并测定相关指标。结果表明,振动胁迫加剧了双孢菇菌盖褐变程度,振动处理组亮度L*值始终小于对照组（P＜0.05）,贮藏15 d,振动处理24 h组的褐变指数（Browning index, BI）和色差值（ΔE）分别是对照组的1.53倍和1.57倍。振动处理加大了细胞膜渗透率,加速了非酶抗氧化物质如酚类物质、维生素C和谷胱甘肽（Glutathione, GSH）的消耗;同时促进抗氧化酶抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase, APX）、过氧化物酶（Peroxidase, POD）和超氧化物歧化酶（Superoxidase dismutase, SOD）的酶活峰值提前出现,对照组的酶活变化幅度较之振动处理组则更加平缓,贮藏后期活性更高。对照组过氧化氢酶（Catalase, CAT）和谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase, GR）酶活始终高于振动处理组（P＜0.05）,且振动胁迫时间越长,酶活下降的速度越快。这种变化也体现在1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH）自由基的清除率的变化,贮藏15 d后,振动处理24 h组的DPPH自由基清除率显著低于对照组（P＜0.05）。通过相关性分析发现双孢菇贮藏期褐变与抗氧化能力密切相关,振动处理后双孢菇抗氧化能力越强则其褐变程度越低。振动胁迫对双孢菇的损伤是累积的,运输振动时间越长其损伤越大,应当尽可能缩短双孢菇物流运输时间,采取合理的保鲜技术维持其抗氧化能力,并通过缓冲包装降低菇体之间的相对摩擦从而减少振动损伤。研究结果为开发双孢菇物流减震包装技术提供参考。     

板栗收获拍打式落果装置设计与试验

针对板栗人工收获效率低、高空落果易伤人等问题,该研究设计了一种板栗收获拍打式落果装置。装置采用无急回特性的摇杆机构,建立拍打摇杆的角位移、角速度和角加速度运动学方程,进行动力学数值仿真。通过板栗树果实与树枝的分离力试验,得出不同拉力角的分离力变化规律,0°～90°,随着拉力角的增大分离力逐渐减小,拉力角为0°时最大分离力为65.24 N。对4种常用材料的拍打条分别进行三因素三水平正交试验。结果表明,聚氨酯材料的拍打力小于板栗与树枝的分离力,铁片和玻璃纤维拍打力满足要求但作用力过大容易损伤板栗树枝,最佳拍打条材料为低密度聚乙烯,最优组合为电机转速600 r/min、拍打条长度350 mm、拍打角度20°,此时拍打力大小为70.71 N。田间试验结果表明,该落果装置能有效采摘板栗果实,平均落果率为90.5%,且对板栗树枝损伤较小。该设计满足板栗果实的采摘要求,对板栗收获机的研发提供了理论依据。