香蕉假茎切块还田机构设计与台架试验

香蕉是我国最重要的经济作物之一,随着我国香蕉产业的迅速发展,对香蕉假茎的处理技术提出了迫切的要求。根据香蕉假茎先分段再切块还田的工艺设计思想,研制开发出了一种由圆盘锯齿刀背刀交错布置于两条转轴上的类似对辊式运动原理的香蕉假茎切块还田机构,并以此机构进行了功率影响试验和性能试验。试验结果表明,该香蕉假茎切块还田机构功率消耗较小,大于3kW的功率就能满足切块需要,且样机的切块质量性能很好,切块质量在250g以下的合格率为84%,94%以上的切块最大投影面积尺寸在110mm×60mm的区域内,符合香蕉假茎切块还田的农艺要求。

香蕉假茎切割过程中的力学特性试验研究

香蕉假茎的轴向、径向结构组织不同,必然表现出不同的力学特性,因此有必要进行香蕉假茎力学特性的试验研究,以便为香蕉假茎切块还田机具的设计以及作业提供参考依据。为此,根据香蕉假茎的物料特性,选取香蕉假茎对圆盘锯的作用力来作为香蕉假茎力学特性的试验研究内容。试验结果表明,利用圆盘锯切割香蕉假茎比较省力,且香蕉假茎的轴向切割比径向切割力小。

香蕉假茎机械化切块还田的工艺价值分析

通过运用价值工程的分析,提出香蕉假茎先分段再切块还田的工艺思想。对比当前的人工砍切香蕉假茎废弃方式、切碎还田的工艺,与切块还田工艺等进行价值的功能成本分析与评价,确定了香蕉假茎切块还田工艺,更切合蕉区实际的香蕉假茎还田工作。

香蕉假茎切条机的研制

提出对香蕉假茎进行切条烘干后编织成绳子的方法,并提出一种香蕉假茎切条机用于对香蕉假茎进行切割。该机由电动机、动力传动部分、自动输入输出机构、切片刀组和止卷机构等组成。自动输入输出机构能够碾压脱水并运送香蕉假茎,切片刀组能将香蕉假茎切条,止卷机构能防止香蕉假茎打卷。试验结果表明,该机构性能稳定,切条合格率达98%以上。

基于ProE的香蕉假茎切块还田机构的模拟仿真设计与可行性试验

根据香蕉假茎先分段再进行无支撑切块还田的工艺设计思想,设计了香蕉假茎切块还田机构。该机构采用多把圆盘锯齿刀背刀交错布置于2条旋转轴上的类似对辊式运动原理的切块方法,利用ProE设计软件模拟仿真出合适的刀盘组合,以最快最准确的速度来完成切块机构的设计制作,并对此机构进行可行性试验。结果表明,采用圆盘锯齿刀背刀交错布置在2条传动轴上的类似对辊式运动原理的切块机理可以实现切块作业。

响应曲面法优化香蕉假茎中的果胶提取工艺

以香蕉假茎为原料,通过单因素实验及响应曲面法对影响果胶提取率的4个主要因素,包括:提取液pH、料液比、提取温度、提取时间进行优化。实验结果显示:香蕉假茎中果胶的最佳提取工艺参数为:pH1.9、料液比(g:mL)1∶40、提取温度79℃、提取时间131 min,该条件下果胶的得率为22.35%,半乳糖醛酸含量符合国家标准。