Quantitative Estimation of Hydrogen Cyanide in Fresh and Cooked Tuber Parenchyma (Pulp) of Three Cultivars of Sweet Cassava Cultivars Grown in Some Parts of Benue State, Nigeria

The amount of cyanide in fresh and cooked tuber parenchyma (pulp) of three cultivars of sweet cassava from two local government areas (LGA) of Benue state was studied. Cassava tubers were collected and carefully peeled to obtain the pulp. The fresh and boiled samples were adequately processed and treated with ninhydrin, Na2CO3 and NaOH and the absorbance of the reaction product measured using UV-Visible spectrometer after construction of a calibration graph using standard cyanide solutions. The amount of cyanide in the fresh pulp varied with differences in cultivars ranging from White Dan-Warri Cultivar: (19.87 to 28.81) mg/kg;Obasanjo cultivar: (17.23 to 28.81) mg/kg and Red Dan-Warri Cultivar (8.23 to 19.31) mg/kg. Also, the cyanide content of cultivars from Oju LGA was generally higher than that of the cultivars from Gwer-east LGA. Cyanide content varied with the period of the day harvested in the order: Afternoon > Evening > Morning for all cultivars. Furthermore, cooking greatly reduced the cyanide content of all the sweet cassava cultivars but boiling was more effective than roasting with the cyanide removal increasing with increase in cooking time. The cyanide content of the tuber parenchyma of the sweet cassava cultivars was very low (<30 mg/kg) which is in agreement with reported values for sweet cassava. However, cooking at a reasonable time interval will further reduce their cyanide levels to further safe limits.

木薯MeEIN3.1基因克隆及其在采后生理性变质中的信号转导

【目的】ethylene insensitive 3/ethylene insensitive-like 1(EIN3/EIL1)是乙烯信号通路的重要成员,克隆并分析其在木薯块根采后生理性变质(post-harvest physiological deterioration,PPD)过程中的表达情况,可以为深入研究乙烯信号在木薯块根PPD过程中的功能提供参考。【方法】通过RT-PCR技术从木薯栽培品种SC8中克隆得到了木薯MeEIN3.1基因,然后对MeEIN3.1基因的遗传进化关系、结构域、蛋白质结构、理化性质等进行分析。对MeEIN3.1蛋白进行亚细胞定位,并通过荧光定量PCR和酵母双杂交技术对MeEIN3.1基因在木薯块根PPD过程中的表达水平以及下游互作转录因子进行分析。【结果】MeEIN3.1基因的长度为1452 bp,编码483个氨基酸残基,等电点和分子质量分别为5.08和55.12 ku,氨基酸序列包含7个EIN3/EIL1结构域,和橡胶HbEIN3-like基因的亲缘关系最近,序列一致性为69.35%。MeEIN3.1蛋白的亚细胞定位结果显示该基因位于细胞核。荧光定量PCR结果显示,在木薯块根的PPD过程中MeEIN3.1基因的表达量和对照0 h相比,表现为显著上升趋势,即MeEIN3.1基因的表达受到PPD过程的诱导。另外,酵母双杂交结果显示MeEIN3.1能够与MeERF1.2和MeERF1.3产生互作。【结论】MeEIN3.1基因的表达在采后过程中受到诱导,推测其通过下游转录因子MeERF1.2和MeERF1.3进行乙烯信号转导来参与木薯块根的PPD过程。

基于灵敏度分析的木薯收获机机架结构优化设计

为了提高木薯收获机的工作性能,对其机架结构进行了多目标优化设计。在CAD/CAE协同设计平台下,对木薯收获机的机架进行静力学有限元分析和灵敏度分析,建立了多目标优化设计模型,求解后得到了6组非劣解。在所得6组优化设计方案和原方案中,采用模糊物元法和熵权法进行优选,获得了最佳机架结构设计方案。优化设计前、后的对比分析表明,机架质量减小4.29%情况下,最大变形减小27.04%,从而证明所提出的基于灵敏度分析的机架结构多目标优化设计方法是合理可行的。

木薯收获机土薯抖动分离装置性能仿真及试验

为了考察木薯收获机块根拔起时弹簧式土薯抖动分离装置的土薯分离机理和因素对分离性能的影响规律,优化性能影响因素,进行弹簧式土薯抖动分离装置动力学仿真试验。采用光滑粒子流体动力学和有限元的耦合方法及二次回归通用旋转设计方法,构建土壤-木薯-抖动分离装置系统的动力学仿真模型和影响土薯分离性能的回归数学模型,研究了木薯块根拔起时土薯抖动的分离机理及各影响因素对土薯分离性能的影响规律,同时,采用MATLAB优化工具箱中的fmincon函数,对性能影响因素进行了优化。结果表明,因素的优组合为:长孔长度2.68 cm、弹簧刚度20.04 kN/cm、弹簧预紧力335.2 N,相应的干净度为0.778,碰撞力为320 N,试验验证的干净度为0.698,与理论结果的相对误差较小,约为10%,理论结果与验证结果较一致,表明建立的回归数学模型及优化结果合理。研究结果可为土薯分离质量高的挖拔式木薯收获机弹簧式土薯抖动分离装置的设计提供参考。

4UMS-390Ⅱ型木薯收获机的研制

木薯块根是工业上主要的制淀粉原料之一,世界上木薯全部产量的65%用于人类食物,但国内木薯收获机的研制尚未见到相关系统报道。为此,阐述了一种木薯收获机的主要结构、工作原理、主要技术参数及试验结果。试验结果表明,该机型满足设计要求,且能够满足生产要求。

木薯挖掘铲多目标决策方法及其仿生设计应用

为了解决木薯收获机挖掘铲结构优化设计方案选型问题,提出一种基于层次分析法的木薯挖掘铲多目标灰色关联决策方法。根据结构优化设计方案多层次、多指标的特点,建立了木薯挖掘铲设计方案优选决策目标体系。以静力学性能、抗振性、轻量化性能为目标函数构造木薯挖掘铲设计方案优选决策的数学模型,采用灰色关联分析法和层次分析法进行模型求解。将所提出的多目标灰色关联决策方法用于一种挖拔式木薯收获机挖掘铲设计方案选型,获得了综合性能最优的仿生型木薯挖掘铲结构,并为其后续的结构优化设计指明了目标函数。研究表明,所提出的基于层次分析法的木薯挖掘铲多目标灰色关联决策方法具有较高的工程实用性。

木薯田间机械化作业研究现状分析

针对木薯田间机械化作业的发展前景,阐述了木薯的生物学特性,木薯在种植、中耕、收获及木薯茎秆粉碎还田方面的机械化利用现状,着重介绍了几种典型的木薯种植机、中耕机、收获机和木薯茎秆粉碎还田机,对各种机械的工作方式、工作效率和适应性进行了探讨。针对我国在木薯田间机械化作业中存在的问题,提出相应的对策建议,为木薯田间机械化作业技术的发展提供参考。

木薯收获机多阶挖掘铲设计及其力学特性分析

基于土壤的碎裂理论，参考薯类等块根类收获挖掘铲设计出了多阶挖掘铲。此挖掘铲轮廓呈弓形，有利于铲在土壤中运动；铲板增添纵向铲刃以增强铲板对土壤的剪切。将其与普通平面铲牵引阻力做对比分析，得出入土倾角取30＆#176;较合理，牵引阻力降低6．93％；分析铲板宽度与牵引阻力关系，得出铲板宽度取10～15cm较适宜。通过有限元分析其静力学性能，旨在为进一步的木薯收获机械挖掘铲设计提供参考。

4UMS-1型木薯收获机的设计

针对目前木薯人工收获劳动强度大、生产效率低的现状,设计了4UMS-1型木薯收获机。该机以拖拉机作为动力,采用三点后悬挂方式,以三角形凸面挖掘铲作为起土部件,利用拖拉机输出的动力,经过锥齿轮和带轮传动装置将动力向后传递到夹持输送装置的带轮上,带动夹持轮一边拔起木薯块根,一边将其抬起向后输送一定高度,达到提升和分离土壤的目的。当薯块提升到薯根分离部位时,可通过机器后部的分离刀具实现薯根分离,整机可同时完成木薯挖掘和分离作业,以取代人工收获,提高生产效率。

HPLC法同时测定不同采收期木薯叶中6种类黄酮的含量

建立同时测定木薯叶中6种类黄酮的高效液相色谱(high performance liquid chromatography)法,测定不同采收期下木薯叶中类黄酮含量,探讨木薯叶作为黄酮资源利用的最佳采收期。色谱柱为CNW Athena C18-WP(4.6 mm×250 mm,5μm),流动相为乙腈-乙酸-水,梯度洗脱,流速为1 m L/min,柱温室温,进样量5μL,检测波长儿茶素与二氢黄酮甙为281 nm,芦丁与山奈酚为360 nm,槲皮素367 nm、穗花杉双黄酮338 nm。儿茶素、芦丁、二氢黄酮甙、槲皮素、山奈酚、穗花杉双黄酮的浓度分别为1.5 mg/L^194.6 mg/L(R^2=0.999 9)、7.8 mg/L^992.6 mg/L(R^2=1.000 0)、0.7 mg/L^84 mg/L(R^2=0.999 9)、0.7 mg/L^93.8 mg/L(R^2=0.999 9)、0.8 mg/L^108 mg/L(R^2=0.995 8)、0.5 mg/L^67.2 mg/L(R^2=0.999 5)时与各自峰面积线性关系良好,回收率95.50%~100.01%,相对标准偏差(RSD)小于3%。该法适用于木薯叶中以上6种类黄酮成分的精确定量。检测结果表明,不同品种、不同采收期的木薯叶中类黄酮的组成和含量差异较大,芦丁与穗花杉双黄酮为主要类黄酮。儿茶素、芦丁、二氢黄酮甙、槲皮素含量最高采收期为种植后180 d,穗花杉双黄酮为种植后120 d,山奈酚因品种而异。

基于改进蜘蛛群集算法的木薯收获机块根拔起速度优化

针对挖拔式木薯收获机由于较难获得块根拔起速度控制系统最优化控制参数,造成块根拔起速度控制精度较低,木薯块根收获拔断损失率较大的问题,开展拔起机构块根拔起速度控制系统控制参数优化的算法研究。该文以模糊PI作为块根拔起速度控制算法,采用多领域的动力学仿真技术,构建木薯收获机块根拔起机构控制系统的联合仿真模型,以较优块根拔起速度模型为控制目标,块根拔起阻力为条件,开展结合局部搜索算子的蜘蛛群集算法的模糊PI控制参数的优化研究,且进行了田间木薯块根拔起试验。结果表明,结合局部搜索的蜘蛛群集算法比蜘蛛群集算法具有较快的收敛速度和较高的搜索精度,模糊PI控制参数的优化结果,控制参数K_p为0.841,K_i为0.203 9,在优化的控制参数条件下,块根拔起速度能较好跟随较优块根拔起速度,木薯块根的垂直拔起速度与块根拔起较优速度的平均相对误差为4.5%,滑块位移与理论值的平均相对误差为3.7%。

降低木薯收获机碎薯率的机械结构改进

现有木薯种植工艺与收获工艺不匹配或收获机本身结构的缺陷,导致机械式木薯收获过程中碎薯现象普遍,限制了木薯的采后经济价值。针对以上问题,对木薯收获机的入土齿刀板、限深板和立柱结构进行改进,有效避免了因受力对位不正、入土深度不够和木薯起获后壅堵等原因造成的侧断、铲断和折断现象。试验结果表明,改进后的木薯收获机入土响应时间仅为1.2s,入土深度达到33cm,碎薯率仅为1.7%,有效地提高了木薯收获机的工作质量。

木薯收获机块根拔起机构自适应控制算法研究

针对挖拔式木薯收获机无法根据木薯块根生长情况和土质情况的变化实现精确控制木薯块根拔起,且在木薯块根生长情况和土质情况变化大时其块根拔断损失率高的情况,采用联合仿真技术,以较优块根拔起速度模型为基础,根据拔起力变化,控制木薯收获机拔起速度使其达到减少块根拔断损失率的目标,对木薯块根拔起过程进行模糊PID自适应控制,且对模糊PID自适应控制算法进行了优化和物理试验验征。结果表明:在木薯块根拔起过程中,优化的模糊PID控制算法能使齿轮齿条摆动液压缸转速很好地跟踪给定转速曲线,且整机的自适应控制效果好,能适应不同的工作载荷。

木薯块根收获机械与技术研究现状及发展趋势

概述了木薯块根收获机械与技术的国内外研究现状,着重介绍了木薯块根机械的收获方式,对各种木薯块根机械收获方式的收获效率、质量及适应性进行了探讨,展望了我国木薯块根收获机械与技术研究发展的趋势,为木薯块根收获机械与技术的研究提供参考。

自走式木薯收获机的设计

针对目前我国木薯机械化水平低、人工收获费时费力、效率低等问题,设计了自走式木薯收获机。收获机由履带底盘带动,主要由挖掘装置、夹持输送装置、土薯分离装置和传动系统等组成,能一次性完成木薯挖掘、夹持输送、薯茎分离及去土收集等工序;夹持输送机构能有效降低挖掘阻力,降低了机器动力要求;收获过程耗用人工少,显著提高了生产效率。该设计可为木薯收获机械的深入研究和发展提供参考。

4UMZ-1400型后收集式木薯联合收获机设计与试验

针对木薯分段收获仍需大量人工作业的问题,基于木薯宽窄双行起垄种植农艺要求,确定木薯联合收获机工作原理与总体结构,并对振动挖掘装置、薯土分离装置、木薯收集装置等关键部件进行讨论与分析,设计4UMZ-1400型后收集式木薯联合收获机,该机一次作业能够完成木薯块根的挖掘松土、木薯土壤分离输送提升、木薯收集装箱及自卸装车等功能。作业时,轮式拖拉机跨垄行走在相邻两垄沟中,便于机手操控,收获过程中不压伤木薯块根,实现垄上木薯有效对行收获,通过联合作业,减少人工捡拾装车作业环节,有效提高收获效率。田间试验表明,4UMZ-1400型后收集式木薯联合收获机完全符合木薯宽窄双行起垄种植农艺机收作业要求,损失率≤6.8%、含杂率≤9.7%、生产率0.21~0.33 hm^(2)/h,满足设计要求。

木薯储藏根采后生理性变质研究进展

木薯(Manihot esculenta Crantz)是热带、亚热带地区重要的粮食作物和能源作物。木薯产量很高,储藏根富含淀粉,但收获后采后生理性变质严重,严重影响了木薯的开发和利用。结合近期研究工作,综述了木薯储藏根采后生理性变质的研究进展,包括采后生理性变质的检测标准、生化基础、抗采后生理性变质的杂交育种、以活性氧自由基为主要研究对象的功能基因组学与基因工程、应用前景及存在的问题,以期为木薯储藏根采后生理性变质的遗传改良提供参考。

双行木薯收获机虚拟设计与运动仿真——基于SolidWorks

针对我国木薯收获机设计中存在的设计手段落后和设计效率低下等问题,采用基于特征的参数化造型软件SolidWorks对木薯收获机进行参数化造型,设计了新型的悬挂式双行木薯收获机。同时,对木薯收获机简化模型进行了运动仿真,确保机具在理论上满足使用要求,为木薯收获机的研制提供了一种新方法,也为同类机具的研制提供了参考。

木薯收获机挖掘铲的受力分析与优化

挖掘铲的受力情况直接影响挖掘机的工作效果及寿命,挖掘铲面角度是影响挖掘铲受力的主要因素。为此,对木薯收获机挖掘铲在达到挖掘深度进行挖掘木薯的过程进行受力分析,并利用ANSYS软件对铲面角度进行优化,得出在一定的挖掘深度下受力最小的大铲面和小铲面的最佳角度,为挖掘铲的结构优化设计提供理论依据。

挖拔式木薯联合收获机的设计

针对我国木薯产业对木薯机械化收获的需求,以及人工和半机械化收获费时耗力、效率低等问题,设计了挖拔式木薯联合收获机。该机一次作业能完成木薯的挖掘、拔起、薯茎分离、薯块和茎秆收集等工序。振动挖掘装置的3阶纵刃平面铲具有良好的入土性和碎土性,防堵辊轮减少了土块与杂草的堵塞和缠绕,偏心轮式的振动筛能有效地减少木薯的拔起力;夹持机构的3根夹持带的错位排列提高了夹持的可靠性;整机底盘装载机架升降液压系统能够适应机架位置需求的调整。该设计为后续的木薯联合收获机的设计与研究提供了一定的参考。