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寒区农村户用好氧堆肥系统设计与试验
1
作者 王丽丽 郑京克 +3 位作者 徐名汉 冯子阔 王忠江 宗丹丹 《农业机械学报》 北大核心 2026年第2期364-374,共11页
好氧堆肥适宜处理农村散点堆积的餐厨垃圾、畜禽粪便、农业秸秆等多种有机废弃物,但目前小型户用好氧堆肥系统难以在寒区冬季室外稳定运行,且缺乏配套的通风策略,限制堆肥效果提升。本文联合太阳能蓄热与供电、双舱室和蓄热水箱保温等方... 好氧堆肥适宜处理农村散点堆积的餐厨垃圾、畜禽粪便、农业秸秆等多种有机废弃物,但目前小型户用好氧堆肥系统难以在寒区冬季室外稳定运行,且缺乏配套的通风策略,限制堆肥效果提升。本文联合太阳能蓄热与供电、双舱室和蓄热水箱保温等方式,设计适于寒区农村户用的好氧堆肥系统,研究不同环境温度下好氧堆肥的温升规律及堆肥特性,并探索通风优化策略及臭气减排途径。结果表明:该设计可实现堆肥舱室昼夜温度的有效维持,也可预热通风空气,保证好氧堆肥稳定运行,当环境温度为15~30℃、0~15℃、-25~0℃时,堆肥舱室内实际温度达21.9~45℃、15.7~32.4℃、13.5~23.8℃;好氧堆肥前11 d,通风速率25 L/(m^(3)·min)时的持续通风最优,当环境温度为15~30℃、0~15℃、-25~0℃时,堆体实际最高温度达62.3、56.4、55.2℃;11 d后,通风速率25 L/(m^(3)·min)、氧气浓度14%~17%调控下的动态通风更适于-25~0℃的低温环境,堆肥21 d时种子发芽率达89.89%,且好氧堆肥过程未产生用电成本;秸秆对堆肥尾气中的氨气具有良好的净化效果,去除率达80%~95%。研究结果可为寒区农村户用好氧堆肥全年稳定运行及生态环境改善提供基础依据。 展开更多
关键词 好氧堆肥 农村户用 寒区 太阳能 通风优化 臭气减排
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胭脂萝卜渣原色纸的制备
2
作者 熊竹 《科技风》 2026年第1期4-6,32,共4页
由于木本植物生长周期长,且长期遭受乱砍滥伐,全球森林面积急剧减小,木本植物资源严重匮乏。于是,大量造纸企业及研究机构开始着力拓宽原料来源,尝试用禾本植物、草本植物、藤本植物等非木本植物替代部分木本植物,制造满足人们工作与生... 由于木本植物生长周期长,且长期遭受乱砍滥伐,全球森林面积急剧减小,木本植物资源严重匮乏。于是,大量造纸企业及研究机构开始着力拓宽原料来源,尝试用禾本植物、草本植物、藤本植物等非木本植物替代部分木本植物,制造满足人们工作与生活需求的纸制品。本研究以提取花青素后废弃的胭脂萝卜渣为原料制得原色纸,纸张的拉伸强度为2.01MPa,断裂伸长率为6.15%,耐折度为452次,吸水率为227.8%,白度为32%,含水量为7%。以上各项指标均能达到文化、生活用纸的基本标准和要求。 展开更多
关键词 萝卜渣 造纸 生物质资源 绿色环保 低碳
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基于沼气工程的村镇分布式供能模式设计与经济性分析
3
作者 周闯 刘伟 +5 位作者 秦国辉 王玉鹏 苏小红 单明 孙雪 许芯蕊 《可再生能源》 北大核心 2026年第2期150-155,共6页
为推进农村地区清洁用能改造进程,解决用气成本高、用煤污染严重等问题,文章结合农村地区的村落分布特点、资源储量、经济水平等实际情况,因地制宜地设计了基于沼气工程的村镇分布式供能模式,并对该模式中采用固定式管道、移动式气瓶组... 为推进农村地区清洁用能改造进程,解决用气成本高、用煤污染严重等问题,文章结合农村地区的村落分布特点、资源储量、经济水平等实际情况,因地制宜地设计了基于沼气工程的村镇分布式供能模式,并对该模式中采用固定式管道、移动式气瓶组及移动式槽车3种供能形式的经济性进行了对比分析。结果表明:3种供能形式在适用场景上存在较大差异,在以经济性为决策目标的条件下,当沼气工程与用能村镇的距离小于4.62 km时,采用固定管道式供能较为适宜,且距离越近,年均费用越低;当沼气工程与用能村镇的距离大于4.62 km时,采用移动式气瓶组供能更为经济,且初始投资少;移动式槽车供能仅适用于临时用气,不适用于村镇长期供能。 展开更多
关键词 沼气 农村地区 分布式 供能模式 经济性分析
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裂解多糖单加氧酶的生物学机制及其在木质纤维素降解中的应用
4
作者 朱夏菁 孙宏 +3 位作者 周航海 王新 皮二旭 汤江武 《浙江农业学报》 北大核心 2026年第2期405-416,共12页
裂解多糖单加氧酶(LPMO)是一种氧化酶,其生化特性、在木质纤维素降解中的作用、蛋白质工程改造与优化,以及在工业生物技术中的应用受到广泛关注。木质纤维素因其复杂的结构与化学成分在天然条件下难以高效降解,其有效降解与转化已成为... 裂解多糖单加氧酶(LPMO)是一种氧化酶,其生化特性、在木质纤维素降解中的作用、蛋白质工程改造与优化,以及在工业生物技术中的应用受到广泛关注。木质纤维素因其复杂的结构与化学成分在天然条件下难以高效降解,其有效降解与转化已成为一项重要挑战。LPMO能够通过氧化作用切断多糖的结晶表面,协同糖苷水解酶高效降解木质纤维素,从而在秸秆等天然难降解生物质的转化中发挥重要作用。采用异源表达在其他宿主中生产LPMO是一种提升LPMO产量并推动其产业化的有效策略,当前已有诸多成功案例通过基因工程手段提升LPMO的稳定性、活性、底物特异性与催化效率。目前,LPMO已在植物抗病、食品工业与畜牧工业等工业生物技术领域展现出巨大的应用潜力。未来研究可进一步深入解析LPMO的催化降解机制,拓展其高效异源表达与蛋白质工程改造策略,以推动LPMO的工业化应用。 展开更多
关键词 裂解多糖单加氧酶 木质纤维素 蛋白质工程 生物质
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EAME改性纤维素膜包覆炭基肥缓释机理研究
5
作者 陈源 马睿彪 +5 位作者 郭力迅 马巧智 任永志 吕娟 蒋恩臣 王明峰 《华南农业大学学报》 北大核心 2026年第1期30-41,共12页
【目的】探究改性纤维素膜对炭基肥养分释放特性的影响,为构建合理的包膜型缓释肥提供科学依据。【方法】以微晶纤维素为前驱体,利用反式−9,10−环氧十八烷酸甲酯(Trans-9,10-epoxyoctadecanoic acid methylester,EAME)在不同浓度及温度... 【目的】探究改性纤维素膜对炭基肥养分释放特性的影响,为构建合理的包膜型缓释肥提供科学依据。【方法】以微晶纤维素为前驱体,利用反式−9,10−环氧十八烷酸甲酯(Trans-9,10-epoxyoctadecanoic acid methylester,EAME)在不同浓度及温度参数下制备的改性纤维素薄膜制备炭−膜双控尿素肥,即ECBIUF(Trans-9,10-epoxyoctadecanoic acid methyl ester cellulose membrane coated biochar-based infiltrated urea fertilizer)。通过淋溶试验获取尿素释放特性曲线,利用接触角测试、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射以及扫描电镜等对释放前后包膜进行表征,构建释放动力学模型。【结果】与未改性的生物炭基渗融尿素肥(Biochar-based infiltrated ureafertilizer,BIUF)相比,EAME改性纤维素膜有效减缓尿素释放,前2次养分淋出率由BIUF的53.29%降至22.62%,降幅为58%;淋溶次数由12上升为24,增幅达100%。ECBIUF缓释性能随改性溶液浓度的升高而增强,前2次养分淋出率由42.42%降至22.62%;而随着改性温度的升高,ECBIUF缓释性能略有下降,前2次养分淋出率由22.62%上升至24.31%。动力学分析表明,ECBIUF养分释放存在3个阶段,分别是表层结晶尿素快速释放阶段、生物炭孔隙中物理吸附尿素减速释放阶段以及与生物炭化学结合态尿素缓慢释放阶段。【结论】EAME改性纤维素膜因—OH等基团对尿素的分子作用力及长烃链的疏水作用可增强炭基肥缓释性能,有助于提高肥料养分有效性,为制备包膜型缓释肥提供新途径。 展开更多
关键词 改性纤维素膜 包膜型炭基肥 缓释性能 动力学分析 缓释机理
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制粒机环模制粒装置智能化设计系统研究
6
作者 汪跃庭 王禹 武凯 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第3期261-265,共5页
针对制粒机环模制粒装置研发周期长、设计效率低、设计知识难以复用的问题,构建了一套制粒机环模制粒装置智能化设计系统。首先,在获取制粒装置设计知识的基础上,研究制粒装置知识表示方法以及基于规则、基于实例的正向推理方法,建立环... 针对制粒机环模制粒装置研发周期长、设计效率低、设计知识难以复用的问题,构建了一套制粒机环模制粒装置智能化设计系统。首先,在获取制粒装置设计知识的基础上,研究制粒装置知识表示方法以及基于规则、基于实例的正向推理方法,建立环模制粒装置知识库及推理机;其次,基于KF语言与NX二次开发技术构建制粒装置参数化模型库,实现参数化建模装配;最后,应用Python语言和MySQL数据库管理技术对知识库、推理机、模型库进行整合,搭建制粒机环模制粒装置智能化设计系统。结果表明,当用户输入饲料配方、颗粒直径、压缩比与产量要求后,系统能够正确输出环模制粒装置各结构参数并自动完成参数化建模,表明该设计满足要求。 展开更多
关键词 制粒机 环模 智能设计 优化设计 参数化建模
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基于离散元法的玉米秸秆球磨预处理放大仿真研究
7
作者 肖卫华 刘烙阳 +3 位作者 谭玉凤 林昊 张慧 贾惜文 《农业机械学报》 北大核心 2026年第1期378-385,共8页
为了更好地推动秸秆球磨预处理技术应用,评估球磨预处理工艺实现放大生产的可行性,通过离散元法仿真模拟预测规模放大的秸秆球磨预处理中的能耗,并验证球磨规模放大后的预处理效果。将实验室规模的CJM-SY-B型振动球磨机筒体尺寸按容积放... 为了更好地推动秸秆球磨预处理技术应用,评估球磨预处理工艺实现放大生产的可行性,通过离散元法仿真模拟预测规模放大的秸秆球磨预处理中的能耗,并验证球磨规模放大后的预处理效果。将实验室规模的CJM-SY-B型振动球磨机筒体尺寸按容积放大24倍后建立三维几何模型,导入EDEM软件,通过输入玉米秸秆初始和球磨后的物理属性参数仿真模拟得到球磨机内部的碰撞能量耗散情况,来估算放大后的球磨能耗;同时,对比了两种规模下仅球磨预处理的玉米秸秆粒径及酶解产糖浓度,验证了秸秆球磨工艺放大后的预处理效果。结果表明仿真预测能耗为1.48 kW·h/kg,实际能耗为1.65 kW·h/kg,预测相对误差为10.3%,实验室规模与规模放大后的球磨玉米秸秆粒径跨度仅相差0.8%,酶解产生的总单糖质量浓度分别为85.5 g/L和88.5 g/L,表明玉米秸秆的酶解效果未因球磨规模放大而发生明显变化。本研究证明利用离散元法对玉米秸秆球磨进行放大仿真是可行的,为实现秸秆球磨工艺放大应用提供一定的理论参考和技术支持。 展开更多
关键词 玉米秸秆 球磨 离散元法
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食用菌废菌棒割袋参数试验研究
8
作者 熊丕荣 关正军 +5 位作者 束勇 杨仁强 刘康 谢钦淞 许远航 孙长征 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期256-266,共11页
割袋、脱袋是防止塑料残留的废菌棒糠袋分离技术,为探明割袋的切割参数,设计了废菌棒割袋试验平台并开展了平菇废菌棒割袋试验。通过单因素试验探究切割速度、刀具滑切角、切割深度对废菌棒割袋阻力峰值和切口质量的影响。采用Box-Behn... 割袋、脱袋是防止塑料残留的废菌棒糠袋分离技术,为探明割袋的切割参数,设计了废菌棒割袋试验平台并开展了平菇废菌棒割袋试验。通过单因素试验探究切割速度、刀具滑切角、切割深度对废菌棒割袋阻力峰值和切口质量的影响。采用Box-Behnken多因素试验设计方法,以切割速度、刀具滑切角、切割深度为试验因素,以切割阻力峰值为评价指标建立回归模型。多因素试验结果表明:切割阻力峰值随切割速度、刀具滑切角的增加而减小,随切割深度的增加呈指数规律增大,刀具滑切角和切割深度的交互作用显著。通过响应曲面法对切割参数进行优化,在切割速度为0.56 m/s、切割深度为10 mm、刀具滑切角为32.8°的组合下,切割阻力峰值预测值为13.6 N,经切割试验验证,优化结果误差小于5%。根据优化后的割袋参数,设计了割袋试验样机并进行了样机割袋试验,样机试验结果表明:在初始切割深度为10 mm的条件下,样机的破袋成功率在95%以上,为废菌棒糠袋分离装置的研发提供了参数基础和结构参考。 展开更多
关键词 食用菌废菌棒 糠袋分离 割袋 切割参数优化
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粉碎和好氧水解预处理对谷子秸秆沉降及产甲烷特性研究
9
作者 张波 谢宇伦 石宝富 《黑龙江八一农垦大学学报》 2026年第1期91-98,共8页
为增加秸秆厌氧发酵性能,提高甲烷产率并减少浮渣层厚度,以谷子秸秆为研究对象,先进行传质试验,后对谷子秸秆进行不同预处理,分析其沉降变化,在最佳沉降效果下进行厌氧发酵,分析甲烷产率和浮渣层变化情况。结果表明:不进行预处理时,谷... 为增加秸秆厌氧发酵性能,提高甲烷产率并减少浮渣层厚度,以谷子秸秆为研究对象,先进行传质试验,后对谷子秸秆进行不同预处理,分析其沉降变化,在最佳沉降效果下进行厌氧发酵,分析甲烷产率和浮渣层变化情况。结果表明:不进行预处理时,谷子秸秆吸水率在0~12 h内快速升高,12 h后趋于平稳;物质溶出率在12 h前与吸水率相似,但在12 h后仍然缓慢增加;粉碎和好氧水解预处理后,粒径为10目筛下时达到完全沉降时间最短,最佳好氧水解时间为16 h;粉碎组、好氧水解组和联合处理组的累计甲烷产率分别为212、224、235 mL·gVS^(-1),较对照组提高10%、15%、25%,浮渣层体积较对照组减少10%、7%、12%。综上,粉碎和好氧水解可以显著增加秸秆沉降性,减少浮渣层产生,增加甲烷产量。 展开更多
关键词 谷子秸秆 厌氧发酵 秸秆预处理 沉降性 甲烷产率
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基于湿发酵CSTR工艺的生物天然气项目运营成本构成及敏感性分析
10
作者 冉龙飞 高丽娟 柴宝华 《农业工程》 2026年第1期70-76,共7页
在“双碳”战略引领下,生物天然气作为生物质能高效转化与清洁利用的重要途径,其产业化进程显著加快。综合评述生物天然气生产的主流技术路线,基于文献调研和专家咨询构建了多维度全生命周期成本估算模型,结合典型项目案例进行实证分析... 在“双碳”战略引领下,生物天然气作为生物质能高效转化与清洁利用的重要途径,其产业化进程显著加快。综合评述生物天然气生产的主流技术路线,基于文献调研和专家咨询构建了多维度全生命周期成本估算模型,结合典型项目案例进行实证分析。结果表明,基于湿发酵CSTR工艺的生物天然气制备成本呈现显著的结构性特征,原料成本(占45%)与动力成本(占21%)共同构成核心成本板块;经有机肥副产品收益抵扣后,单位产品综合成本3.03元/m^(3),较常规天然气门站价格高32%~66%。敏感性分析量化识别出建设投资、有机肥市场价格和原料采购价格3大关键影响因素。模型验证表明,通过集约化原料收储、设备国产化水平提升及项目规模优化等路径,整体生产成本可降低15%~25%。该研究构建的技术-经济评估体系为提升生物天然气项目经济竞争力提供了系统化依据,对推动产业规模化发展具有实践指导价值。 展开更多
关键词 生物天然气 湿发酵CSTR工艺 生产成本 敏感性因素 制备成本 降本路径
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复合菌群对厌氧消化强化效果及沼气产量影响因素分析 被引量：1
11
作者 安苗苗 赵国柱 +3 位作者 徐润 许菲 国辉 李强 《生物技术通报》 北大核心 2026年第2期89-101,共13页
【目的】为了获得高效的复合菌群,探究不同生物强化组合对厨余垃圾厌氧消化(anaerobic digestion,AD)产气效果的影响,明确复合菌群提升CH_(4)产量的作用机制。【方法】设置添加无菌水(CK)、接种巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri... 【目的】为了获得高效的复合菌群,探究不同生物强化组合对厨余垃圾厌氧消化(anaerobic digestion,AD)产气效果的影响,明确复合菌群提升CH_(4)产量的作用机制。【方法】设置添加无菌水(CK)、接种巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)(B)、接种富集的产甲烷菌群(J)、接种复合菌群(M.barkeri与产甲烷菌群按生物量1∶1混合)(BJ)4个处理组,进行序批式AD实验。采用气相色谱及修正的Gompertz模型分析各组的产气特性,随机森林模型分析沼气产量的影响因素。【结果】所有生物强化处理均延长了产气时间,显著提高了产气速率、累积产气量和CH_(4)含量(P<0.05),其中BJ组提升效果最显著。BJ组产甲烷潜力最大,其次为J组和B组。温度、底物TS含量、pH值、微量元素(trace elements,TE)强化剂添加量、底物C/N(P<0.01)以及复合菌群接种量(P<0.05)均显著影响沼气产量,其中温度影响最大。局部加权回归(locally weighted regression,LOESS)模型表明,各因素与沼气产量之间存在非线性关系,且每个因素都有其最佳范围。【结论】复合菌群结合M.barkeri和产甲烷菌群的优势,兼顾功能复杂性与稳定性,同时有效强化上游代谢过程与产甲烷阶段,对AD系统沼气产量和CH_(4)含量提升效果显著。通过优化生物强化组合和调控关键工艺参数,可有效提升AD性能,推动废弃物资源化利用和能源的可持续发展。 展开更多
关键词 产甲烷菌 Methanosarcina barkeri 生物强化 微量元素强化 工艺参数
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秸秆牛粪制沼气关键参数对产气效率影响分析
12
作者 杜月寒 《中国科技期刊数据库 工业A》 2026年第3期022-025,共4页
秸秆以及牛粪属于有代表性的农业有机废弃物,它们进行厌氧共消化来产出沼气,这正是达成能源回收与污染治理目标的关键办法。本文将系统地剖析影响产气效率的关键参数,像原料的特性、工艺的条件以及运行的控制等方面,运用剖析碳氮比、总... 秸秆以及牛粪属于有代表性的农业有机废弃物,它们进行厌氧共消化来产出沼气,这正是达成能源回收与污染治理目标的关键办法。本文将系统地剖析影响产气效率的关键参数,像原料的特性、工艺的条件以及运行的控制等方面,运用剖析碳氮比、总固体含量、接种比例、温度与酸碱度这些因素的作用机制,并且研究预处理、有机负荷、抑制因子以及搅拌等调控策略。以此揭示其内在的规律,给优化混合厌氧消化工艺、提高系统的稳定性以及产气潜力提供理论方面的依据与实践上的指导。 展开更多
关键词 秸秆 牛粪 沼气 产气效率
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林业生物质能在农业能源结构转型中的应用
13
作者 张孝平 《农村科学实验》 2026年第2期153-155,共3页
在全球能源危机加剧与实现“双碳”目标的背景下,农业能源结构转型迫在眉睫。林业生物质能作为可再生能源的重要组成部分,具有储量丰富、环境友好等优势。该文聚焦林业生物质能在农业能源结构转型中的应用,系统分析其主要应用模式,包括... 在全球能源危机加剧与实现“双碳”目标的背景下,农业能源结构转型迫在眉睫。林业生物质能作为可再生能源的重要组成部分,具有储量丰富、环境友好等优势。该文聚焦林业生物质能在农业能源结构转型中的应用,系统分析其主要应用模式,包括直接燃烧供热、生物质发电、生物液体燃料生产以及生物质气化供气等,探讨各模式的技术特点、适用场景及发展瓶颈。此外,该文还从政策支持、技术创新、产业融合等方面提出林业生物质能在农业能源转型中的应用对策,以期为优化农业能源结构、实现农业可持续发展提供理论参考。 展开更多
关键词 林业生物质能 农业能源结构转型 应用
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微生物预处理玉米秸秆制备功能生物炭强化水中磷酸盐去除性能的研究
14
作者 张欢 梁海 +3 位作者 唐初阳 郑伟强 李先春 王觅竹 《可再生能源》 北大核心 2026年第2期156-162,共7页
文章利用不同微生物菌剂预处理玉米秸秆并制备生物炭,通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪等仪器对不同生物炭前驱体及生物炭进行了表征分析,通过磷酸盐吸附实验研究了不同生物炭的吸附能力。研究结果表明:微... 文章利用不同微生物菌剂预处理玉米秸秆并制备生物炭,通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪等仪器对不同生物炭前驱体及生物炭进行了表征分析,通过磷酸盐吸附实验研究了不同生物炭的吸附能力。研究结果表明:微生物预处理可以提高生物炭对磷酸盐的吸附能力,合成微生物菌群预处理玉米秸秆制备的生物炭(PC-BC)对磷酸盐的吸附效果最好,吸附平衡时磷酸盐溶液的质量浓度为12.3mg/L,对磷酸盐的平衡吸附容量可达43.85 mg/g,磷酸盐去除率高达87.70%。通过等温吸附和吸附动力学实验发现,PC-BC对磷酸盐的吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型,动力学数据更符合准二级动力学模型,磷酸盐和生物炭活性位点之间存在化学相互作用。 展开更多
关键词 微生物菌剂 玉米秸秆 生物炭 磷酸盐 吸附
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流固耦合下生物质致密成型机振动单元设计及试验
15
作者 杜霄辰 杨贤勇 +1 位作者 范春茂 马彦华 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第2期256-261,共6页
为实现生物质振动压缩,以偏置式曲柄滑块机构为核心设计机械式振动单元,由于滑块的往复运动会挤压一侧滑轨,使得滑轨滑块间磨损加剧,影响振动单元的稳定性。针对该问题,提出在滑轨上加工“爪形油路”,将高压油注入其中,使滑块与滑轨间... 为实现生物质振动压缩,以偏置式曲柄滑块机构为核心设计机械式振动单元,由于滑块的往复运动会挤压一侧滑轨,使得滑轨滑块间磨损加剧,影响振动单元的稳定性。针对该问题,提出在滑轨上加工“爪形油路”,将高压油注入其中,使滑块与滑轨间产生动压油膜,滑块在动压油膜的作用下沿滑轨运动;建立偏置式曲柄滑块机构与油膜的三维模型,基于流固耦合的方法分析动压油膜对滑轨上应力的分散作用;通过空载和致密成型试验验证振动单元工作可靠性。试验结果表明:在偏置式曲柄滑块机构上引入动压油膜后,系统扭矩波动幅度显著降低,在10 Hz、15 Hz和20 Hz振动频率下分别减少约23.1%、48.1%和37.0%。该结构可有效提升振动系统稳定性,为后续研究和优化提供依据。 展开更多
关键词 生物质致密成型机 振动单元 偏置式曲柄滑块 动压油膜 流固耦合
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沼液对番茄生长和土壤细菌群落及功能的影响
16
作者 刘莎 胡雨彤 +3 位作者 赵汀葳 张群媛 王旭东 张育林 《中国农业大学学报》 北大核心 2026年第4期83-96,共14页
为系统揭示沼液施用对土壤-植物的作用,以番茄品种“普罗旺斯”为研究对象,通过盆栽试验,设置了T1(V(水)∶V(沼液)=1∶1)、T2(V(水)∶V(沼液)=2∶3)、T3(V(水)∶V(沼液)=1∶2)、T4处理(V(水)∶V(沼液)=2∶5)以及T5(全施沼液)共5个处理,... 为系统揭示沼液施用对土壤-植物的作用,以番茄品种“普罗旺斯”为研究对象,通过盆栽试验,设置了T1(V(水)∶V(沼液)=1∶1)、T2(V(水)∶V(沼液)=2∶3)、T3(V(水)∶V(沼液)=1∶2)、T4处理(V(水)∶V(沼液)=2∶5)以及T5(全施沼液)共5个处理,以不施沼液(100%蒸馏水)为空白对照(CK),测定不同比例的沼液对番茄生长、养分吸收、土壤性质及微生物群落变化的影响。结果表明:1)沼液处理的,番茄地上部分干物质含量达3.99~5.05 g,CK干物质含量为3.97 g,不同比例沼液处理下的地上部分干物质较CK均有不同程度的提高;且5个沼液处理地上部分全氮、全磷含量较CK均显著提高(P<0.05),其中,T5全施沼液处理地上部分全氮、全磷含量最高,分别为32.66和4.26 g/kg,增长幅度达67.90和51.57%。2)T3和T5沼液处理下,土壤电导率随着施用沼液浓度的增加而增加,电导率在156~746μS/cm,施用沼液后土壤的pH显著降低(P<0.05),土壤中硝态氮、有效磷和速效钾的含量随着沼液浓度的增加而显著增加,其中,硝态氮含量的提升最为显著,T5处理下硝态氮含量最高,达到了337.4 mg/kg(P<0.05)。土壤中的钠离子、钾离子、氯离子、硫酸根离子含量随着沼液浓度的增加显著升高(P<0.05),在全施沼液的情况下含量最高。3)全施沼液T5处理显著增加了土壤中亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-乙酰氨基-N-葡萄糖苷酶(NAG)及酸性磷酸酶(AP)的活性(P<0.05)。4)通过PCoA分析得出全施沼液的土壤细菌多样性显著高于CK(P<0.05),且全施沼液下细菌群落组成有较大差异。综上,在土壤中添加沼液可以提高番茄生物量,土壤养分含量,其中施用沼液原液可以提升氮磷循环相关土壤酶活性、土壤细菌数量,改善细菌群落组成。本研究为番茄生长中沼液的科学施用提供重要理论依据。 展开更多
关键词 沼液 番茄 土壤 细菌群落结构
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生物质可再生能源的研究进展及未来趋势 被引量：3
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作者 董晶华 姜莉 +1 位作者 朱志凌 霍淑平 《林业工程学报》 北大核心 2025年第6期22-32,共11页
全球能源格局正因气候变化和化石燃料的过度利用而逐步向可再生清洁能源转变,生物质能源因其在减少温室气体排放和促进循环经济方面的巨大潜力而备受瞩目。发展中国家利用生物质能源占总能源消耗的40%以上,但主要采取将生物质直接燃烧... 全球能源格局正因气候变化和化石燃料的过度利用而逐步向可再生清洁能源转变,生物质能源因其在减少温室气体排放和促进循环经济方面的巨大潜力而备受瞩目。发展中国家利用生物质能源占总能源消耗的40%以上,但主要采取将生物质直接燃烧等方式,发达国家更多将生物质通过高科技技术进行能源转换,占总能源消耗的11%。笔者探讨了当前生物质能源技术发展现状及未来发展趋势,分析了现有生物质能源转化形式(物理转化、热化学转化和生物转化)的技术优势与挑战。生物质物理转化技术具有工艺简便、成本低廉和环境兼容性佳等优势,然而其应用仍受限于能量密度偏低、原料适应性局限及规模化生产瓶颈等技术短板。热解、气化、燃烧、液化及焙烧等热化学转化技术为生物质能源的生产提供了多样性解决方案,但在反应效率、能耗、产物选择性等方面仍有很大改进空间;相比而言,厌氧消化、发酵、酶解及微生物燃料电池等生物转化技术在环境友好性方面优势显著,但在降本增效等方面的潜力同样有待进一步挖掘。生物质能源开发利用的长期成功依赖于其经济与环保等关键问题的解决,而政府有效政策的出台和实施,是推动科技变革、解决制约其发展的经济和环保问题、实现行业可持续发展的重要保障。此外,还从技术成熟度、政策驱动机制及市场需求3个维度,展望了生物质能源产业的可持续发展路径。 展开更多
关键词 生物质能源 可再生能源 热化学转化 环境影响 可持续性 经济影响
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不同发酵浓度对混合尾菜中温厌氧消化产甲烷特性及关键酶活性的影响
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作者 朱谣 纪钧麟 +4 位作者 柳静 蒋金和 李永辉 张无敌 尹芳 《中国沼气》 2026年第2期30-36,共7页
研究通过批量式实验探究不同质量分数的底物对厌氧消化产甲烷特性及关键酶活性的影响。实验设置质量分数4%(TA)、5%(TB)、6%(TC)3个底物浓度梯度,在恒温(35±1)℃条件下系统监测挥发性脂肪酸(VFAs)浓度、甲烷含量、总有机碳(TOC)、... 研究通过批量式实验探究不同质量分数的底物对厌氧消化产甲烷特性及关键酶活性的影响。实验设置质量分数4%(TA)、5%(TB)、6%(TC)3个底物浓度梯度,在恒温(35±1)℃条件下系统监测挥发性脂肪酸(VFAs)浓度、甲烷含量、总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)、累计产气量及脲酶与β-葡萄糖苷酶活性等关键参数。尾菜发酵48 d结束,结果表明:1)动力学分析表明,质量分数6%(TC)累计产气量达375.5 L,产气量较质量分数4%(TA)提高了37.76%。利用SGompertz模型拟合,质量分数6%(TC)拟合效果最好且表现出最大产甲烷速率为6.78 L·d^(-1),较质量分数为4%(TA)的实验组提高了19.79%,而且水力滞留时间最短;2)整个发酵体系VFAs浓度变化趋势与TOC的变化规律相符合,表明质量分数6%(TC)能够提供大量TOC促进VFAs的合成,厌氧消化结束时发现,实现4244.11 mg·L^(-1)的TOC消减量,产VFAs能力最强,峰值达3160.45 mg·L^(-1);3)通过分析脲酶与β-葡萄糖苷酶,质量分数6%(TC)脲酶、β-葡萄糖苷酶峰值21.05 mg·L^(-1)、2.52 mg·L^(-1),相较质量分数4%(TA)分别提高了74.25%和13.57%。当尾菜质量分数为6%时,系统产气性能最优,累计产气量和甲烷产率显著提升,说明该浓度下系统稳定性更高、有机碳转化效率更好,高底物浓度促进了VFAs和TOC的积累,有利于甲烷生成。酶活性变化规律与VFAs和TOC的转化效率密切相关,且脲酶和β-葡萄糖苷酶分别作为产甲烷启动和最大化过程的关键指标,其活性在高浓度底物条件下均显著增强。 展开更多
关键词 尾菜厌氧消化 SGompertz模型 总有机碳 脲酶 Β-葡萄糖苷酶
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光催化预处理耦合Cu-Zn共掺杂TiO_(2):玉米秸秆定向转化制甲醇技术研究
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作者 尤宏梅 苏小红 +4 位作者 陆佳 张婷婷 林瑞安 周闯 刘伟 《中国沼气》 2026年第1期18-25,共8页
为实现温和条件下生物甲醇的高效制备,研究开发了一种以玉米秸秆为原料制备甲醇的两步法策略:首先通过光催化耦合纤维素酶解将玉米秸秆转化为葡萄糖,再利用CuZn共掺杂的TiO_(2)光催化剂(CZ-TiO_(2))在常温常压下将酶解液中的葡萄糖光催... 为实现温和条件下生物甲醇的高效制备,研究开发了一种以玉米秸秆为原料制备甲醇的两步法策略:首先通过光催化耦合纤维素酶解将玉米秸秆转化为葡萄糖,再利用CuZn共掺杂的TiO_(2)光催化剂(CZ-TiO_(2))在常温常压下将酶解液中的葡萄糖光催化转化为甲醇。通过水热法和浸渍法成功制备了CZ-TiO_(2)催化剂,并利用SEM、XRD、FTIR和XPS等手段对其进行了表征,结果证实Cu和Zn成功进入TiO_(2)晶格,有效拓宽了光响应范围并提升了光生电子-空穴对的分离效率。在CZ-TiO_(2)用量200 mg、酶解液1 mL、去离子水1 mL、乙腈8 mL的条件下,经24h光照,甲醇产率达到5.99%,较未掺杂TiO_(2)(0.11%)提升了近54倍。研究表明,Cu与Zn的协同效应能够有效调节TiO_(2)电子结构,促进葡萄糖C-C键的断裂及定向还原。 展开更多
关键词 TiO_(2) 光催化 CuZn共掺杂 玉米秸秆 甲醇
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玉米秸秆和猪粪好氧-厌氧一体化产甲烷特性 被引量：2
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作者 王丽丽 宫旭妍 +2 位作者 王子聪 王忠江 赵晓聪 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期291-301,共11页
高固体负荷下的好氧预处理是一个好氧微生物的产热过程,能有效降低后续厌氧发酵过程原料的增温能耗。而目前好氧预处理过程通常采用强制连续通风或间歇通风,当环境温度较低时,冷空气易对微生物产生冲击,造成热量过度损失,降低好氧预处... 高固体负荷下的好氧预处理是一个好氧微生物的产热过程,能有效降低后续厌氧发酵过程原料的增温能耗。而目前好氧预处理过程通常采用强制连续通风或间歇通风,当环境温度较低时,冷空气易对微生物产生冲击,造成热量过度损失,降低好氧预处理过程的温升及预处理效果。该研究采用好氧-厌氧一体化发酵工艺,并在好氧预处理过程增设基于反应体系氧浓度变化的动态曝气,结合接种、渗滤液回流等手段,系统研究不同环境温度下,好氧预处理的温升特性、干式厌氧发酵的产甲烷(CH_(4))特性及一体化运行的能耗与产能。结果表明,好氧-厌氧一体化工艺能实现好氧预处理、干式厌氧发酵过程的稳定运行及好氧阶段到厌氧阶段的快速转换与无缝衔接;基于动态曝气的好氧预处理能显著提高原料的温度,在11.7~17.3℃环境温度范围内,预处理前72 h期间均可保持升温,曝气不加热时物料最高温度可达57.9℃,同时可产生一定量的挥发性脂肪酸,有效地促进了干式厌氧发酵的快速启动,并显著提高了CH_(4)产量;好氧预处理过程的动态曝气能耗较少,仅占一体化运行过程总能耗的7.64%~12.69%,而厌氧发酵过程的增温能耗占比达87.31%~92.36%;在3~5 mm秸秆粒径、曝气不加热的好氧预处理和20%总固体负荷(TS)、40%接种物添加量、渗滤液日回流4次的干式厌氧发酵的最优组合条件下,CH_(4)产率、单位电耗的CH_(4)产量和CH_(4)产能分别达到218.99 L/kg(以volatile solids VS计)、6.352 L/kWh和7.840 MJ/kg;各因素对CH_(4)产率的影响强度由强到弱依次为秸秆粒径、渗滤液日回流次数、TS、接种物添加量、曝气温度;固、液两相微生物群落在水解酸化和产CH_(4)两个阶段差异较大,液相中微生物群落的相对丰度随时间变化较大,而固相微生物群落的相对丰度较稳定。该研究可为干式厌氧发酵技术的推广应用,尤其北方寒区厌氧发酵成本的降低提供新的思路和基础依据。 展开更多
关键词 好氧预处理 干式厌氧发酵 动态曝气 一体化 玉米秸秆 猪粪 甲烷
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