双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。

鸟粪石结晶反应在香蕉秸秆堆肥中的试验研究

香蕉秸秆作为一种农业废弃物,往往被农户直接丢弃而造成环境污染,为促进香蕉秸秆的循环利用,在香蕉秸秆堆肥过程中添加氯化镁和磷酸二氢钾,将香蕉秸秆制成含有磷酸铵镁的优质肥料,实现其资源化。试验设2个处理,空白组(香蕉秸秆+EM堆肥菌),试验组(香蕉秸秆+EM堆肥菌+氯化镁+磷酸二氢钾),每个处理3个平行。结果表明:堆肥结束时,试验组养分含量显著高于空白组养分含量,空白组和试验组的碱解氮含量分别为996.8 mg/kg和1974.0 mg/kg,试验组的碱解氮含量约是空白组的2倍;空白组和试验组的有效磷含量分别为0.53 g/kg和12.03 g/kg,分别占全磷含量的7.91%和38.35%。在香蕉秸秆堆肥中添加氯化镁和磷酸二氢钾可以有效减少氮磷的流失,增加堆肥产品中氮磷的含量,能有效实现香蕉秸秆的资源化。

香蕉秸秆离散元仿真粘结模型参数标定与试验

为提高离散元法对指导香蕉秸秆粉碎还田装备设计与优化的准确性与可靠性,本文利用Hertz-Mindlin with bonding接触模型建立香蕉秸秆离散元粘结模型并进行参数标定。运用高速摄影技术开展碰撞恢复试验、静摩擦及滚动摩擦台架试验,确定了香蕉秸秆碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数等基本离散元模型接触参数。开展香蕉秸秆物理与仿真剪切试验,获得破坏香蕉秸秆外皮的力学特征曲线,确定物理最大剪切力为122.41 N;通过中心组合设计(Central composite design, CCD)响应面法确定香蕉秸秆粘结模型的法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力与临界切向应力的最佳参数组合为5.89×10^(7)N/m、2.49×10^(6)N/m、1.39×10^(5)Pa、1.34×10^(5)Pa。以参数标定结果进行仿真验证,结果表明,仿真剪切力结果与物理剪切力相对误差仅为2.34%,验证了该粘结参数标定方法的可行性,可为香蕉秸秆粉碎还田机设计与研究提供理论参考。

香蕉秸秆颗粒燃料固体成型机的设计与试验

针对中国热带农业区香蕉秸秆粗大、含水率高、秸秆固体成型设备少等问题,该文研究设计了香蕉秸秆固体成型机,确定了螺杆挤压装置、搅拌装置、挤出成型装置和排水装置等部件的主要结构参数。样机性能试验结果表明:该机生产率为358kg/h,颗粒燃料的成型率为95.4%,机械耐久性为96.7%,颗粒质量密度为1.35g/cm3,颗粒含水率为2.76%,符合生物质颗粒燃料成型要求。整机工作平稳,成型可靠,经济效益与生态效益明显,在中国热带农业区具有广阔的推广应用前景。

基于PLC的香蕉秸秆自动打包机的设计和控制研究

针对香蕉秸秆处理困难、综合利用率低的现状,设计一款香蕉秸秆自动打包机。样机根据香蕉秸秆粗大、纤维长且有韧性等特性,使用初步切块的香蕉秸秆为原料进行打包。采用机械捆扎、出料装置和液压系统相结合的设计,在PLC控制系统的有序控制下,实现香蕉秸秆的自动打包。

切碎组合式香蕉秸秆还田机设计

针对我国热带农业区香蕉秸秆粗大、含水率高、机械化处理设备少等问题,研究设计了切碎组合式香蕉秸秆还田机,确定了切割装置、输送装置、粉碎装置等部件的主要结构参数。本机的成功研制,能够大大降低劳动强度、提高生产效率和香蕉秸秆机械化处理水平,能使热带农业区农民增加收益,同时防止环境污染,保护生态环境。

香蕉秸秆力学特性试验

为合理利用香蕉秸秆,研究其力学特性,采用正交试验法,以香蕉秸秆为对象,对不同含水率、不同部位的秸秆在电子万能试验机上以不同的加载速度进行拉伸试验,测得不同条件下香蕉秸秆拉伸的最大载荷以及破坏力对香蕉秸秆的影响。试验结果表明:香蕉秸杆拉断力的主要影响因素依次为含水率、加载速度、加载部位。随着香蕉秸杆根部含水率的增加,拉断力逐渐减少,并呈现平缓趋势。随着香蕉秸杆根部和中部试样加载速度的增加,拉断力逐渐增大,达到最大数值之后呈现下降趋势。同样的加载速度情况下,根部断裂所需要的力比中部小。

卧式香蕉秸秆粉碎还田机甩刀的设计与优化

甩刀是卧式香蕉秸秆粉碎还田机的重要工作部件,合理的结构和参数设计可改善整机的工作性能,减少机具振动,提高香蕉秸秆粉碎质量。通过应用Adams、Solidworks Simulation软件对刀辊进行模态仿真,对刀片的运动及受力进行理论分析,以确定刀片的最优的基本参数和排列方式。结果表明:刀片厚度为8mm、弯折角为1 3 0°时,刀片的变形量小,粉碎效果好;V字形排列方式能有效避免刀辊的共振,延长使用寿命。

厌氧混合菌群处理香蕉秸秆制取饲料原料的研究

采用厌氧混合微生物菌群处理香蕉秸秆,研究纤维素等难消化物质的降解率,并探讨了香蕉秸秆制取饲料原料的可行性。结果表明,采用厌氧混合微生物菌群可显著降解纤维素等难消化物质,从而提高香蕉秸秆中可溶性物质的含量。处理后,纤维素在香蕉秸秆中的含量下降了62.2%,而可溶性物质的含量提高了51.1%。但与前两种物质相比较,半纤维素在处理后降解率相对较低。同时,检测发现香蕉秸秆中的汞、镉、铅和铜的含量皆远低于饲料用重金属所允许量的国家标准或地方标准。

定甩刀防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对香蕉秸秆粉碎机具缠绕造成秸秆粉碎率不达标等问题,该研究设计了一种定甩刀防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。在粉碎过程中,粉碎定刀与高速运转中的Y型甩刀对香蕉秸秆形成三点支撑,进而实现秸秆粉碎与避免秸秆缠绕。其中,Y型甩刀由2个L型刀片组合的Y型粉碎刀与甩刀构成。确定了各关键部件的结构参数、动定刀排列组合方式及香蕉秸秆粉碎过程受力分析,明确了影响粉碎效果的主要因素为机具前进速度、粉碎刀辊转速以及Y型甩刀折弯角。以前进速度、刀辊转速和甩刀折弯角为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率和抛撒不均匀度为评价指标,进行三水平三因素正交田间试验,确定优化参数组合为前进速度1.85 m/s,刀辊转速1500 r/min,Y型甩刀片折弯角140°,此时香蕉秸秆粉碎合格率为95.1%,抛撒不均匀度为14.6%,满足香蕉秸秆粉碎作业性能要求。与已有秸秆粉碎机进行性能对比试验,结果表明,该研究研制的定甩刀防缠式香蕉秸秆粉碎还田机秸秆粉碎合格率提高了1.7个百分点,防缠性能更优。该机具的研制对解决蕉区秸秆粉碎还田关键技术问题具有重要意义和应用价值。

香蕉秸秆粉碎还田刀辊参数研究

香蕉秸秆粉碎秸秆还田作为南方农业保护性耕作中不可或缺的一部分,尚缺乏粉碎效果良好的秸秆粉碎装备。针对该问题,对香蕉秸秆粉碎还田机核心部件粉碎刀的数量、排列、运动和受力进行了理论分析,得到了其计算通式,确定了其工作参数范围。同时,应用SoildWorks2013/Simulation插件进行刀轴的模态分析,为以后香蕉秸秆粉碎还田机的设计和关键部件的选型提供理论依据。

关键因子对香蕉秸秆堆肥资源化过程中的乐果降解动态研究

乐果在香蕉生长过程中经常作为防治害虫的农药而使用,且成为日常果蔬安全检测的重要对象。本研究通过单因子梯度试验,研究香蕉秸秆堆肥过程中的关键影响因子(C/N、温度、含水率、pH及通风方式)对乐果残留降解速率的影响。结果显示,香蕉秸秆堆肥对乐果具有明显的降解作用,利用非线性动力学模型分析影响降解的各单因素得出,在通风方式为机械翻堆下,C/N为35:1,温度为40℃,pH为9.7,含水率为40%时,乐果在香蕉秸秆堆肥过程中达到最佳降解速率,其最小降解半衰期为0.15d(3.6h)。

香蕉秸秆还田技术研究与装备设计

研究香蕉秸秆的生物学特性,分析种植过程中秸秆的现有处理方式。在此基础上,设计香蕉秸秆的还田工艺路线,对还田机械的传动系统、总体结构、工作原理进行详细介绍,给出还田装备的主要技术参数。文中重点对粉碎机构的破碎原理、刀具结构、安装方式和除根/还田机构的破茬原理、刀辊总成和布刀形式进行研究和设计。该香蕉秸秆机械还田技术既能够处理地上的蕉茎蕉叶,又能够彻底清除埋于地下的球茎根系,可以解决制约香蕉大规模种植所面临的秸秆处理难题,具有重要的经济效益和生态价值。

异向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

香蕉秸秆含水率高、脆性大、富含纤维素,而现有的香蕉秸秆粉碎还田机粉碎率低、能耗高且茎秆纤维易缠绕粉碎刀辊。针对上述问题,设计一种异向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,介绍该机的总体设计方案,确定粉碎装置、传动系统、限深装置的结构和主要参数。田间试验表明:该机器在田间作业时,当刀辊转速为1 600 r/min,前进速度为12.9 m/s,粉碎刀片长度为124 mm时可达到最优工作状态,此时平均工作效率为0.437 hm^2/h,高于性能指标0.400 hm^2/h;机器平均粉碎合格率为97.09%,大于行业标准94%,达到秸秆粉碎还田的农艺要求。

我国香蕉秸秆回收利用现状研究

香蕉属于热带水果,起源于亚洲东南部,是国际性大宗水果,具有生长周期短和产量高等特点,每年收获大量香蕉产品的同时也产生几乎等量的香蕉秸秆等农业废弃物。为此,香蕉秸秆如何进行回收利用已成为一个热议的科学课题。本论文结合研究现状,对我国香蕉秸秆回收利用的现状进行阐述。

基于PLC的香蕉秸秆切片机的设计

海南省广泛种植香蕉,香蕉收获后会产生很多秸秆等副产物。目前,我国对香蕉秸秆副产物的利用主要是饲料化和纤维化,这两种处理方法都需要对香蕉秸秆进行切片处理,因此切片质量的好坏会直接影响后续对香蕉秸秆的再加工。为此,设计了一种香蕉秸秆切片机,通过PLC系统控制切片过程。其切片效果好、效率高、功耗低,为香蕉秸秆的后续加工提供了基础。

氧化预处理对香蕉秸秆性质和结构的影响

文章利用1%的过二硫酸钾、过硫酸铵以及过硫酸钠对香蕉秸秆进行预处理,研究预处理后还原糖浓度和VFAs随时间的变化,分析研究3种过硫酸盐预处理对香蕉秸秆结构的变化。结果表明,3种过硫酸盐预处理后,还原糖产量均有提高,且在第12 h达到峰值,过二硫酸钾预处理后的香蕉秸秆还原糖产量最高,达到7341.79 mg·L^(-1);VFAs浓度在16 h均有明显提高,过二硫酸钾处理效果最佳,在第20 h达到最高值743.93 mg·L^(-1)。过硫酸盐预处理对纤维素、半纤维素和木质素有较高的破坏作用,纤维表面和细胞壁受到破坏,孔洞增加;过硫酸钠效果最佳,纤维素和木质素降解率分别达到48.48%和30.19%。过硫酸盐预处理可以增加香蕉秸秆的可生物降解性。

香蕉秸秆挤压脱水机的设计与研究

海南全省均有香蕉栽培,香蕉秸秆作为一种可再生资源,在海南的产量十分巨大,但绝大部分香蕉秸秆被废弃,没有得到充分利用。针对我国热带农业区香蕉秸秆粗大、含水率高、回收利用率低等问题,研究设计了香蕉秸秆挤压脱水机,并通过PLC和单片机系统对该机械进行了全过程自动化控制。本机的成功研制,既能够大大降低劳动强度、提高生产效率,又能促进香蕉秸秆机械化水平,从而大大缓解资源短缺的状况,促进海南香蕉产业的发展,使海南生物质资源得到更加充分的利用。

基于单片机控制的香蕉秸秆粉碎机的设计

在香蕉种植生产过程中,香蕉秸秆的合理利用成为了香蕉产业化、规模化发展的重要组成部分。我国香蕉种植业一直采用传统的人工方式处理秸秆,既耗费大量的人力物力,又大大降低了生产效率且工人劳动强度高。为此,设计一种效率较高、实用性较强的集切割、粉碎一体的香蕉秸秆粉碎机。该机械基于单片机进行全程自动控制,压力传感器与步进电机合理配合实现各运动,能较好地解决香蕉秸秆粉碎的处理问题。

香蕉秸秆酶解制备可发酵糖的研究

香蕉秸秆是重要的农业秸秆资源,含有丰富的纤维素和半纤维素,可作为发展燃料乙醇的重要原料。本文采用离子液体对香蕉秸秆进行预处理,以X-射线粉末衍射技术和13C-固体核磁技术分析香蕉秸秆的结构变化,并进行了香蕉秸秆酶水解实验。结果显示:香蕉秸秆与[Bmim]Cl在80℃预处理40min后,结晶度从55.78%降到44.87%,晶宽分别从1.53nm(101)、1.41nm(002)、0.55nm(040)降低至1.38nm(101)、1.20nm(002)、0.50nm(040),C4、C6结晶区的相对含量有较大幅度下降,预处理的香蕉秸秆经纤维素酶水解12h可发酵糖得率为37.15%,为对照样品的6.85倍。