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【6h】

玉米种子电场处理与棉花种子介电分选机的研制

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摘要

1 引言

1.1 课题研究的目的及意义

1.2 介电分选在种子加工技术中的应用

1.2.1 种子加工技术以及介电分选

1.2.2 介电分选的国内外研究现状

1.2.3 存在的问题

1.2.4 电场对种子的生物效应

1.3 本课题简介

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法

1.3.3 技术路线

1.4 本章小结

2 棉花种子的介电特性和阻抗特性

2.1 试验材料

2.2 试验方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 介电分选对棉花种子介电特性的影响

2.3.2 介电分选对棉花种子的阻抗特性的影响

2.4 本章小结

3 介电分选对棉花种子活力的影响

3.1 试验材料

3.2 试验方法

3.2.1 介电分选试验装置

3.2.2 发芽试验

3.3 结果与讨论

3.3.1 单因素试验

3.3.2 正交试验设计与结果

3.3.4 参数优化

3.3.5 验证试验

3.4 本章小结

4 电晕场对玉米种子活力的影响

4.1 试验材料

4.2 试验方法

4.2.1 电晕场试验装置

4.2.2 发芽试验

4.3 试验结果与讨论

4.3.1 正交试验

4.3.2 机理探讨及验证试验

4.4 本章小结

5 棉花种子介电分选装置的设计

5.1 介电分选装置的总体结构和工作原理

5.2 分选滚筒的设计

5.2.1 分选滚筒的结构尺寸参数

5.2.2 电极导线在分选滚筒上的排布形式及其选取

5.3 进、出料机构设计

5.4 前、后端盖设计

5.5 传动部分设计

5.5.1 带传动的选择

5.5.2 传动轴的设计

5.6 电机的选择

5.7 高压直流发生装置

5.8 其他

5.9 本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

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摘要

介电分选是根据种子本身活力的大小对种子进行分级,且介电分选装置结构简单、适应性强。本课题首先通过研究棉花种子的介电特性和阻抗特性,发现介电分选后Ⅰ级棉花种子的介电常数小于对照(CK),Ⅱ级棉花种子在频率为0.2MHz~0.8MHz测试区间略高于CK,之后又低于CK,Ⅲ级棉花种子的介电常数大于CK,且介电常数和介电损耗因数都随测试频率的升高而增大;阻抗特性实数部分(电阻R)随着测试频率的升高呈先减小后增大的趋势,虚数部分(电抗X)则是随着测试频率的升高而增大,阻抗幅值随着测试频率的升高而不断降低,而阻抗相位角整体呈上升趋势。在分选电压和滚筒转速单因素试验的基础上,利用Deign-expert软件设计正交试验,结果显示:Ⅰ级棉花种子发芽率明显高于CK,且有显著或极显著差异(P<0.01或0.05),Ⅰ级棉花种子发芽率随分选电压和滚筒转速的提高呈先增大后减小的变化趋势;Ⅱ级棉花种子的发芽率基本高于CK,有显著或极显著差异(P<0.01或0.05),但也有个别处理低于CK,Ⅱ级棉花种子发芽率随分选电压和滚筒转速的提高也是先增大后减小,但从单因素分析来看,滚筒转速对其影响更大;Ⅲ级棉花种子的发芽率参差不齐,有些较CK有所提高,但基本是低于CK的,Ⅲ级棉花种子发芽率随分选电压和滚筒转速的提高呈线性关系,且单因素分析表明滚筒转速对其影响较大。
  利用电晕场对玉米种子进行处理,通过设计正交试验得到最优处理条件:场强350kV/m,处理时间5.5min,处理后玉米种子的发芽率较CK提高了10.5%(绝对百分比),有极显著差异(P<0.01)。测量试验过程中的电晕电流和电压波形并进行分析,在前人研究基础上,将电晕电流考虑在内,用处理能量来说明电晕场对玉米种子的影响。验证试验结果表明:最优处理能量为1354.32J,处理后的玉米种子发芽率较CK提高了11.33%(绝对百分比),有极显著差异(P<0.01)。另外,处理能量较小时,电晕场对玉米种子活力的影响不大,但处理能量过大时,电晕场可能对种子的萌发有一定抑制作用,只有适当范围大小的处理能量才有利于其种子活力的提高。
  在介电分选原理及分选过程中各影响因素分析的基础上,研制了一种新型介电分选装置。整个分选过程是在滚筒内部完成,根据种子的机械物理特性,在分选滚筒的内壁沿圆周方向加工出比棉花种子平均粒径略大的沟槽,以及用来放置电极导线的圆弧形槽。该结构能够保证单粒种子落入分选凹槽内,并且能够保证被分选的种子落入一个强度均匀的电场中。

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