玉米秸稈莖葉分離特性研究及其分離機研制.docx

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1、玉米秸稈莖葉分離特性研究及其分離機研制玉米秸稈占我國農(nóng)作物秸稈的27.39%,占我國農(nóng)作物秸稈可收集資源的46%,但綜合利用率較低,尚處在低效利用階段,大多數(shù)玉米秸稈只是被簡單地處理和利用。玉米秸稈的葉和髓含有豐富的營養(yǎng)成分,適于肥料化或飼料化利用,而玉米秸稈皮含有豐富的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,適于能源化或秸稈代木化利用。只有將玉米秸稈葉、皮和髓進行分離,才能達到高效利用的目的。玉米秸稈的莖葉分離是其綜合高效利用的關鍵技術之一選取鄭單958、陜單136和沈單16三個品種的鮮玉米秸稈為研究對象,研究了品種、葉位、含水率對玉米秸稈莖葉結合強度的影響；研究了玉米秸稈在不同壓扁厚度下其莖葉

2、結合強度的變化規(guī)律和壓扁對玉米秸稈節(jié)位處結構的破壞。在此基礎上提出一種玉米秸稈莖葉分離方法——“壓扁碾搓法”。根據(jù)“壓扁碾搓法”的原理,設計并研制出一種玉米秸稈莖葉分離試驗機。通過玉米秸稈莖葉分離試驗,對莖葉分離機進行了參數(shù)優(yōu)化和分離效果評價。研究得到以下結論：(1)秸稈品種間莖葉結合強度差異不大。三個品種的秸稈最大莖葉結合強度出現(xiàn)的節(jié)位有所不同,但都集中在雌穗穗位上下。三個品種的最大莖葉結合強度差異較小,在10.1N/mm到10.3N/mm之間。節(jié)位對莖葉結合強度的影響較為明顯。各品種莖葉結合強度總體上由下到上依次增大,到雌穗穗位或其上一節(jié)達到最大值,此后下降。(2)隨著含水率的降

3、低,秸稈最大莖葉結合強度明顯減小。未干燥時沈單16的含水率為82.56%,其最大莖葉結合強度為10.15N/mm。經(jīng)80℃干燥12h后,含水率降至55.26%,其最大莖葉結合強度降至2.67N/mm。最大莖葉結合強度降至未干燥試樣的26.3%。比較莖稈含水率和葉鞘含水率分別對莖葉結合強度的影響發(fā)現(xiàn),葉鞘含水率與莖葉結合強度隨節(jié)位的變化趨勢具有一致性。(3)壓扁可明顯減小玉米秸稈莖葉結合強度。壓扁程度越大,莖葉結合強度越小。不壓扁時的莖葉結合強度最大。當含水率為17%左右,將秸稈分別壓扁至4mm、6mm、8mm和10mm,其平均莖葉結合強度分別減小到未壓扁時的9.2%、24.9%、35

4、.9%和90.8%?？紤]到壓扁程度越大能耗越大,沈單16玉米秸稈的合理壓扁厚度取為8mm。(4)樣品經(jīng)壓扁后,所有樣品的葉鞘與莖稈連接處,葉鞘均出現(xiàn)不同程度的橫向斷裂,且壓扁程度越大,葉鞘橫向斷裂越嚴重。這證明壓扁可顯著降低莖葉結合強度。(5)設計研制的玉米秸稈莖葉分離試驗機的試驗參數(shù)調(diào)整靈活,能滿足莖葉分離試驗。選用含水率為21.68%的中科11號玉米秸稈進行莖葉分離正交試驗,結果表明,秸稈莖葉分離影響因素的主次順序依次是壓輥間隙、剝輥速比和壓輥轉(zhuǎn)速。玉米秸稈莖葉分離的優(yōu)選方案為：壓輥轉(zhuǎn)速200r/min,壓輥間隙8mm,剝輥速比1.6,在此條件下,試驗機剝?nèi)~率達到92.9%。(6

5、)用“壓扁碾搓法”對玉米秸稈進行莖葉分離具有理想的分離效果；研制的玉米秸稈莖葉分離試驗機具有良好的試驗性能。該研究為玉米秸稈莖葉分離開辟了新途徑,為玉米秸稈高效綜合利用奠定了基礎。