登录| 注册    
收藏  点赞 

牧草干燥理论与设备

主编:

出版社:中国农业出版社

ISBN:978-7-109-13384-6

出版时间:2009-03

关键词:牧草 干燥

阅读

    本书介绍了我国牧草干燥技术研究与设备应用现状;阐述了代表性牧草苜蓿干燥特性;重点分析了干燥条件对牧草品质的影响;引入改进的G.Murphy定理,确定过程参数的相似准则和提出干燥机性能的经验公式;运用流体动力学理论模拟干燥机内部的温度和气流的分布;将理论分析和基础研究的成果应用到实践中,分别设计了实用的三重、四重滚筒牧草干燥机和控制系统,制造出四重滚筒式牧草干燥机。

    本书适合牧草加工领域的科研人员参考使用。

  • 前言

    我国畜牧产业迅速发展的需求,国家生态建设、农业产业结构调整等有关政策支持是我国牧草产业高速发展的重要因素。人工干燥是牧草收获后必要处理环节,可以实现牧草的高效、保质和现代化模式生产。本书内容是在以...

  • 1 绪论

  • 1.1 我国发展牧草加工业意义和现状

    随着我国种植业结构的调整和畜牧业的快速发展,种草养畜已成为许多地方畜牧业发展新的增长点。一些地区利用粮棉调减出的耕地种植牧草,发展草食家畜。这对于优化农业和畜牧业结构,促进传统项目向优势产业转变,...

  • 1.2 发展牧草加工业的必要性

    发展牧草加工业有以下3方面的必要性:1.采用科学的牧草加工调制方法不仅可以保持牧草原有的营养价值,而且还可提高牧草的利用价值。如牧草经青贮加工后,既保持了青绿饲料原有的鲜态和大部分营养,又具有蔼香的...

  • 1.3 我国牧草干制技术现状

    干草是指利用(在适宜时期)收割的天然草地或人工种植的牧草及禾谷类饲料作物,经自然或人工干燥调制的能长期保存的草料。干草的特点是营养性好、容易消化、成本比较低、操作简便易行、便于大量贮存。在草食家畜的日...

  • 1.4 干草加工调制的常用技术

    我国是畜牧养殖大国,目前正在进行着畜牧业产业结构的调整,牛羊等反刍动物的养殖将得到重视和优先发展。同时,广大居民的饮食结构也在发生着变化,牛羊肉食品、奶制品等越来越受到人们的喜爱,全国广大农区已兴起...

  • 1.5 我国目前牧草干燥加工存在的问题

    经对干草国内外市场需求调研发现,人工干燥是苜蓿收获后、深加工前的一个必要水分调制过程,但是,当前采用人工机械方法干燥苜蓿的场合较少,这严重制约了苜蓿加工业的发展。首先,牧草干燥机械价格昂贵,导致干燥...

  • 2 苜蓿干燥特性研究

  • 2.1 研究苜蓿干燥特性的意义

    人工干燥是牧草收获后的必要加工方式和趋势。目前我国尚缺少牧草干燥机械设备,苜蓿草产品一直停留在青干草自然晾干的水平上,由于机械化程度低,致使加工牧草的利用率低,浪费严重。如我国北方地区习惯在秋季牧...

  • 2.2 苜蓿干燥特性

  • 2.3 提高苜蓿干燥速度的方法

    干燥速度的大小决定了干燥后苜蓿草的营养水平和质量。当干燥时间在2h以内,蛋白质保存率通常都在95%以上。当干燥时间过长时,蛋白质的损失将很大,不能保证苜蓿产品的质量,而且苜蓿产品经营者还要承受下雨等不测...

  • 2.4 压扁处理对苜蓿干燥速率的影响

    苜蓿在田间晒制干燥时,为了使茎秆和叶片的干燥速度达到基本同步,并提高整个苜蓿在田间晾晒时的干燥速度,都采用苜蓿茎秆压扁机处理苜蓿。收获后压扁苜蓿茎秆是较为常用的机械加速干燥的方法,压扁苜蓿时破坏了...

  • 2.5 苜蓿薄层干燥速度经验公式的确定

    根据Arun S.Mujumdar、Patil等人的研究,Page方程是描述苜蓿各个部分干燥速度的理想模型,该模型为: 牧草干燥理论与设备...

  • 2.6 苜蓿脱水活化能计算

    干燥常数k和干燥温度(绝对温度)的关系可以用Arrhenius方程表达: 牧草干燥理论与设备 式中,E是活化能,R是气体常数,R=0.082,k0是频度因子。将式2-8用软件Matlab(R13)和数据处理软件DSP联合处理,可...

  • 3 干燥后苜蓿品质研究

    苜蓿是一种全球性栽培、适应性广泛、品质优良的牧草,原产于小亚细亚、伊朗、外高加索和土库曼高地。我国已有2000多年的苜蓿栽培历史,苜蓿广泛分布于西北、华北、东北地区,是我国栽培面积最大的牧草。苜蓿素以“牧草...

  • 3.1 饲用干苜蓿品质评价内容

    在早期,苜蓿主要作为舍饲和放牧家畜的青饲料来源。苜蓿干草的工业化生产仅仅是近几十年的事,如美国在20世纪30年代才开始实现苜蓿干草的工业化生产。在世界范围内对于苜蓿干草的营养价值评定以及在奶牛日粮中...

  • 3.2 干草调制过程中营养物质的变化

    在自然条件下调制干草时植物体内经历着一系列复杂的生物学变化,其中营养物质的变化,先后进行两个复杂的过程:生理—生化过程(即饥饿代谢时期)和生化过程(即自体溶解时期)。第一个时期的特点是一切变化在活细胞...

  • 3.3 人工干燥后苜蓿品质的变化

    采用人工干燥方法可以保持苜蓿的营养品质和外观形状、颜色,能够按要求调制水分以满足下一步加工的需要。但是干燥条件对苜蓿的品质指标有较大影响,不合理的干燥参数可能导致干燥后苜蓿品质下降,甚至完全不能进...

  • 3.4 苜蓿干燥后品质评价

  • 4 滚筒式牧草干燥机性能的试验研究

    为了研究牧草在滚筒式干燥机上的干燥特性,进一步设计合理牧草干燥机。我们设计了一台小型实验用滚筒干燥机,对苜蓿在滚筒干燥机干燥过程进行了试验研究。滚筒式干燥实验机的结构如图4-1所示。 图4-1 牧草...

  • 4.1 性能指标的测试和计算

  • 4.2 滚筒干燥机内部热风温度与流量分布

    研究滚筒内气流速度和温度分布对确定合理滚筒结构和参数取值有很大意义。本研究中使用了著名有限元软件ANSYS(V5.4)模拟了干燥过程中滚筒内部气流和温度的分布。滚筒的基本结构参数如表4-1所示。热风速度为2.5...

  • 4.3 试验方案和试验过程

    本试验的主要目的是研究原料喂入率、干燥热空气的速度、温度及滚筒转速对干燥机性能参数的影响。试验方案如表4-4所示。 表4-4 苜蓿在滚筒式干燥实验台试验参数 在东北农业大学牧草研究所试验田收获...

  • 4.4 干燥机操作参数与单位能耗关系的研究

    滚筒式干燥机的操作参数(如表4-4)对干燥机的单位能耗有很大影响,现在用量纲分析方法对此进行深入的研究,此过程涉及到的参数及单位(量纲)列入表4-6。 表4-6 滚筒干燥机操作参数及量纲 形成的函数...

  • 5 基于量纲分析方法的滚筒式牧草干燥机参数研究

    相似理论是研究自然界和工程中各种物理过程相似原理的学说,作为利用实验方法研究各种物理过程的一般方法,相似理论已经广泛应用于水力学、传热学、热力学和物理化学等许多领域。根据相似理论,可将影响系统发展...

  • 5.1 滚筒式牧草干燥试验参数相似准则建立

  • 5.2 π项应用规则

    蒋亦元院士经多年研究,提出的π项应用规则如下:1.在求自变项与因变π项的关系时,必须保持其他自变π项为选定的不变值。并且在求其他π项对因变π项的关系时,这些自变π项也应保持不变。2.各个自变π项力争都有变化机...

  • 5.3 试验方案确定

    用试验方法确定式(5-1)中具体函数关系f。在由试验中逐个求出各个自变π项对因变π项的影响规律时,根据5.2节提出的规则进行π项设计。...

  • 5.4 改进的G.Murphy定理

    以前的相似理论应用在某些问题上效果欠佳的原因之一是误差大、预测性能差。蒋亦元院士经十余年的研究与实践发现:G.Murphy提出的π关系式构成中关于“组分方程必须具有相同的型式”的论断缺乏理论依据、也不切合实...

  • 5.5 试验数据处理

  • 5.6 干燥后苜蓿含水率与干燥参数关系

    根据储藏和深加工的需要,干燥后苜蓿的含水率要求控制在10%~20%之间,如果苜蓿的初始含水率为78.5%,根据表5-3~表5-5中π1的组分方程,那么滚筒式牧草干燥机的湿草输入率G与干草输出率M的比值为π1=0.239~0.307。...

  • 5.7 π项的模型推广功能

    根据量纲齐次和相似准则函数理论,已经推导出滚筒式牧草干燥机干草生产率M与其他参数间的经验公式(5-5)。该经验公式不仅可以用于定量分析本滚筒式牧草干燥机,还能够分析与之类型相似牧草干燥机的性能指标。下...

  • 6 滚筒干燥机内气固两相流运动的理论分析

    目前,多相流研究广泛涉及农业和许多工业与技术领域,如能源动力、环境保护、石油化工、分离技术、制冷低温、及航天技术等。气固两相流动的研究是多相流研究的重要分支,在工程技术中有着广泛的应用。数值模拟作为研...

  • 6.1 流体模拟软件简介

    CFD软件是计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)软件的简称,是专门用来进行流场分析、流场计算和流场预测的软件。通过CFD软件,可以分析并且显示发生在流场中的现象,在比较短的时间内有预测性能,并通过...

  • 6.2 气固两相的数学模型

    两相流是在流体系中存在着两相或多相组分之间的动态相互作用的流动,属于流体力学的范畴,两相流动理论主要研究相间的相互作用的两相的宏观运动规律。气固两相流是指连续相为气体,分散相为固体颗粒的两相流。与...

  • 6.3 两相流间的作用力

    两相间的相互作用力非常复杂,受颗粒与流体、颗粒与颗粒、颗粒与壁面间的相互作用影响。根据颗粒与流体相互作用的机理,两相间的作用力包括气体曳力、Basset力、Saffman力、Magnus力、压力等,两相间的作用力主要为两...

  • 6.4 边界条件与初始条件

  • 6.5 控制方程的离散

    气固两相流模型是一组相互耦合的非线性方程组,本书采用基于有限体积法的控制方程离散。离散化的目的是用网格线法将连续的计算域划分为有限离散点(网格节点)集,并选取适当的途径,将微分方程及其定解条件转化...

  • 6.6 数值模拟的分析步骤

    采用CFD方法对四重滚筒干燥机的流场进行数值模拟,通常包括以下步骤:(1)建立四重滚筒干燥机的几何模型。根据虚拟样机的结构和参数,结合数学模型计算的可行性,应用Pro/E软件建立四重滚筒干燥机三维几何模型。(...

  • 6.7 网格技术

    网格生成是流场数值计算的基础,是计算流体动力学成为空气动力学在工程上有效应用所面临的关键技术之一,网格质量的好坏对计算精度与稳定性的影响极大。...

  • 6.8 模拟结果分析

  • 7 三重滚筒式牧草干燥机设计

    随着我国农业产业结构调整步伐的加快,广大农牧民对种植牧草的经济效益有了清楚认识。随着我国可持续发展战略的不断落实,使退耕还草成为长期稳定的国策。牧草业的发展已成为利国利民的途径。为保证牧草效益的最...

  • 7.1 牧草干燥器类型

  • 7.2 国外牧草干燥的发展状况

    美国关于牧草干燥机的最早报道是在1909年,1910年在路易斯安那州建立了第一个用脱水苜蓿生产草粉的企业。当时所用的干燥机为垂直安装有七个传送带的传送型,由鼓风炉送进90℃~120℃的热风。1926年在路易斯安那州...

  • 7.3 我国牧草高温干燥现状

    我国人工干燥进行脱水草粉生产起步较晚。主要是应用自然干燥法,生产率低,且在干燥过程中,叶片及嫩枝脱落,其营养损失远远大于重量损失,结果是所生产的草粉粗蛋白的含量低,而粗纤维的含量较高,严重影响草粉的...

  • 7.4 三重滚筒牧草烘干机

  • 7.5 三重滚筒牧草烘干机的设计

  • 8 四重滚筒牧草干燥机设计

  • 8.1 牧草干燥的工艺流程

    由于牧草属热敏性物料,采用滚筒式干燥机。牧草与热风直接接触,采用对流换热的方式对牧草进行加热干燥,牧草人工干燥的工艺流程如图8-1所示,首先,将进入滚筒干燥器的牧草切成50~70mm草段,在热风炉出口处,牧草...

  • 8.2 四重滚筒干燥机工作过程分析

    本设计的四重滚筒干燥机。通过采用变频器控制电机的转速,电机通过托轮带动固定在外滚筒上的拖圈,达到使支撑在滚轮组上的滚筒体以每分钟数转的速度转动,由进料口进入外滚筒的苜蓿被固定在外、中、内滚筒内壁上...

  • 8.3 牧草段在干燥滚筒内的受力和运动分析

    牧草段在滚筒内的运动十分复杂,其运动过程取决于许多状态因素和物料本身的特性,如牧草品种、含水率及内外摩擦力等,牧草段主要受到重力、抄板和筒壁的反力、抄板和筒壁对物料的摩擦力、离心惯性力以及流体升力和...

  • 8.4 滚筒干燥机的设计

  • 9 滚筒式牧草干燥机模糊控制方法

  • 9.1 模糊控制简介

    模糊控制是在美国加州大学伯克利分校电气工程系的L.A.zadeh教授于1965年创立的模糊集合理论的基础上发展起来的。美国加州大学的L.A.Zadeh教授在1965年发表了著名的论文“Fuzzy sets”,文中首次提出表达事物模...

  • 9.2 滚筒式干燥机模糊逻辑控制器的设计

    常规的反馈PI控制方法由于控制灵敏度的大滞后性,不适合控制根据出料含水量控制滚筒式干燥机的参数。而前后反馈联合方法尽管有较好的控制效果,但对滚筒式干燥这个高度非线性、复杂过程难以获得精确的模型。模糊...

  • 9.3 滚筒式干燥机的模糊逻辑控制过程

    本设计的FLC的输入量是苜蓿最终含水量偏差值ek。控制器的输出是干燥温度,以进一步控制滚筒式干燥机的燃料流量的变化,调整干燥热空气的温度,改善干燥过程,使偏差值ek最小。 图9-5是用matlab软件(Ver13...

  • 参考文献

    [1]柴立和等.2002.相似理论的新视角探索.自然,22(3),168~170[2]车刚.2004.紫花苜蓿常压热风干燥试验研究[J].农机化研究,11(6):177~179[3]陈存社.1996.滚筒干燥机的模拟与实验研究[博士学位论文],北京:中国...