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从2005年到2014年10年间,塔城盆地作物总播面积从2005年的17.219万hm2,增加到2014年的28.665万hm2,增加了11.446万hm2,年均增长44.66%;粮食作物种植面积从2005年的6.731万hm2,增加到2014年的24.399万hm2,年均增长了40.55%;小麦面积从2005年的4.827万hm2,增加到2014年的9.888万hm2,增加了5.053万hm2,年均增长16.36%;玉米面积从2005年的1.579万hm2,增加到2014年的14.393万hm2,增加了12.814万hm2,年均增长了23.88%。小麦面积占盆地粮食面积的比重从2005年的71.72%,到2014年下降到40.49%,下降了31.23个百分点;玉米面积占盆地粮食面积的比重从2005年的23.46%,上升到2014年的58.99%,上升了35.53个百分点,从2012年开始玉米面积占盆地粮食面积比重超过小麦。
1.210年间玉米面积、单产的变化
近10年,塔城盆地玉米面积和单产水平总体呈现明显增长趋势。玉米面积增幅23.88%;同期,玉米单产由9677.3kg/hm2,增至12391.8kg/hm2,提高了2714.6kg/hm2,增幅28.1%。
2近10年塔城盆地玉米生产技术变化的特点
2.1玉米主栽品种的变化
近10年塔城盆地主栽玉米品种经历了延续80年代后期,以选用高产、中晚熟、稀植大穗玉米品种为主,至以选用中熟、大穗、高产的玉米品种为主,到以选用早中熟、高产、耐密、抗茎折、中穗、适宜机械化收获的玉米品种为主的三个阶段。第一个阶段,至2007年,塔城盆地玉米主栽品种为sc704,由于该品种属中晚熟品种,全生育期130~150d,对塔城盆地玉米的种植区域限制很大,此阶段盆地内玉米的主要种植区域集中在海拔500m左右的区域;第二阶段,至2010年,塔城盆地主栽品种为sc704和登海3672,由于登海3672属中熟品种,成熟期比sc704早熟7~9d,该品种的引进,使塔城盆地地膜覆盖玉米的种植区域扩大至海拔650m左右的区域;第三阶段,中早熟品种kws3376、kws9384,中晚熟品种kws2564、kws3564、农润919等耐密、抗茎折品种的引进,塔城盆地玉米的种植区域进一步得到扩大,种植范围延伸到海拔800m左右的区域。
2.2玉米种植模式和播种技术的变化
在播种技术上,2009年以前,主要采用鸭嘴式半精量点播机,每穴下种2~3粒,近几年盆地玉米播种主要采用气吸式精量单粒播种技术。该项技术的应用,要求种子质量高,整地质量高,土壤墒情好,最大的优点是节省人工(可不进行人工田间间定苗),减少了大小苗。
2.3玉米收获技术的变化
近10年,玉米收获技术经历了人工收获果穗—果穗人工脱苞叶码垛自然风干—机械脱粒、机械收获果穗—果穗晾晒—机械脱粒、玉米站秆籽粒脱水,机械收获直接脱粒—籽粒烘干的三个发展阶段。第一个阶段至2006年,玉米收获采用人工作业,贮存风干过程中浪费大,收获期玉米籽粒含水量一般在45%左右,此阶段由于消耗人力太大,费工,玉米的种植面积扩大速度不高;第二个阶段至2009年,玉米收获技术发展到半机械化作业,此阶段玉米收获时籽粒含水量一般在40%左右,此阶段玉米种植面积有了一定的扩大,但由于果穗凉晒过程中,需要一定的凉晒场地,防水防霉措施要求严格;第三个阶段,2010年至今,玉米收获全部机械化,该项技术要求玉米品种具有成熟后期脱水快,玉米站秆脱水,茎秆抗茎折,果穗不易脱落,一般玉米收获时,籽粒含水量在28%左右。由于目前玉米收获机械化,玉米收获期比2005年适时晚收10~15d,适时晚收技术的应用,玉米籽粒产量就可提高8%,目前,塔城盆地玉米机械化收获率已达100%。
2.4玉米膜下滴灌技术的发展
近10年间,玉米节水滴灌技术经历了膜间沟灌与膜下沟灌相结合到膜下滴灌技术的发展演变。2005年~2007年,塔城盆地玉米田间灌溉主要采用膜间沟灌辅助膜下沟灌的灌水技术。2007年塔城盆地裕民县开始示范推广打瓜膜下滴灌技术,盆地玉米膜下滴灌面积仅有60hm2,到2008年,玉米膜下滴面积发展到8.67千公顷,占盆地玉米种植面积的25.9%,到2011年盆地玉米膜下滴灌面积进入了快速发展时期,2011年盆地玉米膜下滴灌面积4.28万hm2,比2010年增加3.25万hm2,到2014年盆地玉米膜下滴灌面积已达14.132万hm2,占盆地滴灌面积的74%。玉米膜下滴灌技术由于省地、节水、省人工、增产、肥料利用率提高等优点,推广速度迅猛。
2.5玉米田除草技术的发展
近10年,塔城盆地玉米田除草技术经历了二个发展阶段,第一阶段,2007年以前,主要人工除草、机械中耕除草为主,辅助化学除草,此阶段,玉米田化学除草技术主要为苗前用金都尔、仲丁宁播前土壤封闭和苗后莠去津化学除草,苗前土壤封闭除草技术的制约因素是气候因素和土壤整地水平低影响了除草效果,苗后莠去津除草技术,用药量大,残效期长、除草谱窄,对后茬有些作物有一定影响;第二阶段,2007年至今,该阶段玉米田间除草技术主要采用苗后化学除草技术,主要采用烟嘧磺隆和莠去津的二元复配除草剂,近几年,还采用了烟嘧磺隆、莠去津和甲基磺草酮(或硝磺草酮,或氯氟吡氧酸)的三元复配除草剂,玉米田化学除草技术正逐步走向除草谱广、安全性强、机械化操作的技术路子上。
3今后塔城盆地玉米生产技术发展方向及建议
转炉低氧位控制技术是指顶底复吹转炉脱碳过程加强动力学条件,实现在1个大气压下碳氧反应平衡均匀进行,降低钢水冶炼终点氧含量,减小炉渣氧化性的一种冶炼技术。该技术采用以下两大控制方法。
1.1.1合理控制炉底涨幅,提高底吹效果
控制炉底涨幅不超过100mm,确保转炉底吹效果。动态掌握底吹供气效果,通过数量判断底吹效果是否满足要求。
1.1.2优化转炉超低碳钢冶炼模式
对转炉冶炼超低碳钢操作过程进行优化:1)转炉造高碱度渣,碱度控制在3.5~4.0;2)采用高硅高温铁水,确保转炉操作热量富裕,过程矿石加入量达到5t以上,确保全程化渣效果;3)终点前加入一批石灰,稠化炉渣;4)终点前,提前测量TSO,根据TSO温度调整供氧量,保证转炉终点温度为1710℃左右,保证进RH炉温度满足生产要求,终点碳的质量分数控制在0.04%~0.05%,保证氧含量满足要求。
1.2优化改质剂配比,实现钢包顶渣改质的最优化
和顶渣低全铁含量控制目标改质剂的主要作用是降低钢包顶渣全铁含量,提高顶渣吸附夹渣的能力,提高钢水的纯净度。因铝镇静钢夹渣主要是Al2O3型,根据Al2O3—CaO—SiO2三元系相图分析,将渣成分控制在CaO饱和区,向低熔点区靠拢,具体做法是将炉渣CaO/Al2O3控制在1.7~1.9。优化前,改质剂中铝的质量分数控制在8%左右,改质后全铁的质量分数较高,达到13%左右,改质效果不明显。为深入研究改质剂配比,对改质剂铝含量进行准确计算:转炉终点炉渣全铁的质量分数按17%计算,改质后炉渣全铁的质量分数按5%计算,钢包顶渣按100mm厚度计算,钢包直径为3.3m,渣密度按3.4g/cm3计算。按照生产DDQ转炉加入改质剂300kg计算,对改质剂中铝配比按87/300=29%进行控制,根据理论计算,对改质剂进行了优化和成分调整,增加铝含量,提高炉渣的碱度。采用铝粒30%、颗粒石灰10%、预熔渣60%的混合配比,提高钢包顶渣改质效果。
1.3优化RH低氧位深脱碳技术,稳定控制钢中碳含量
冶炼SPHE,DDQ级冷轧钢等超低碳钢要求RH进行深脱碳处理,针对低氧位深脱碳技术要求,在保证终点碳含量稳定的前提下,对深脱碳冶炼过程进行低氧位控制,为此建立了RH低氧位深脱碳模型。利用该模型并结合RH气体分析仪,对终点碳含量可以进行准确预判。
1.4实施连铸机全保护浇注,提高铸坯质量
根据莱钢板坯连铸机现场实际情况,采用以下控制技术,对连铸机钢水进行全面保护。
1)设计全新中间包包盖,增加包盖吹氩功能,在浇注料内布有氩气管道。全新包盖设计成弧形,应用后具有防掉料、防变形、使用寿命高、密封效果好的优点。
2)对中间包冲击区进行全面改造,增加活动小包盖,大幅度减小了中间包冲击区与空气接触面积,进一步减少了钢水二次氧化。
3)在包沿与包盖接触处和块与块对接处垫约40mm厚的硅酸铝耐火纤维毡,并在中间包盖各孔处使用纤维盖板预制密封件,以增强中间包盖的密封隔热功能,达到全保护的目的。
4)中间包冲击区采用环形氩气装置。主要是在冲击区钢液面上形成氩气沉淀,防止因钢水造成二次氧化。
2效果
解决了连铸机浇注过程中二次氧化大的问题,浇注过程增氮量明显减少,通过低倍检测分析,DDQ级冷轧料铸坯中心偏析、中心疏松、中间裂纹达到了“零”级。
3结论
1)采用转炉低氧位碳氧积控制技术、钢包顶渣低全铁含量控制技术,解决了超低碳钢钢水氧化性强、钢包顶渣改质效果不稳定等问题,获得了良好的效果。
2)采用精炼RH炉低氧位深脱碳处理模型预判终点碳技术,应用废气分析仪,准确判断终点碳含量,提高超低碳钢终点碳的命中率,缩短了脱碳时间,为生产超低碳钢提供了技术保障。
二、结果与分析
1.不同处理方式对草莓果实硒累积量的影响
处理一从缓苗后开始喷施氨基酸硒叶面肥,果实内硒含量达到48.4微克/千克;处理二使用富硒有机无机复混肥做基肥,果实内硒含量达到36.5微克/千克;处理三使用富硒有机无机复混肥做基肥,从缓苗后开始喷施氨基酸硒叶面肥,果实内硒含量达到61.8微克/千克;三个处理分别是未使用含硒肥料(对照)硒含量(6.8微克/千克)的7.11、5.37、9.09倍,可见温室草莓使用含硒肥料对提高果实含硒量试验效果明显。从试验结果看,单纯使用富硒有机无机复混肥做基肥,能够提高果实含硒量,但不如单纯使用氨基酸硒叶面肥的效果好,说明叶面吸收硒的能力超过根部的吸收能力。而同时使用富硒有机无机复混肥做基肥,从缓苗后开始喷施氨基酸硒叶面肥,成熟时果实内硒含量最高。说明通过根系和叶面同时吸收硒元素,生产出的草莓含硒量最高。
1、溶液聚合工艺
1.1技术状况
60年代初实现工业化,经不断完善和改进,技术己成熟,为许多新建装置所使用,是工业生产的主导技术,约占FPR总生产能力的77.6%。
该工艺是在既可以溶解产品、又可以溶解单体和催化剂体系的溶剂中进行的均相反应,通常以直链烷烃如正己烷为溶剂,采用V一A1催化剂体系,聚合温度为30~50C,聚合压力为0.4~0.8MPa,反应产物中聚合物的质量分数一般为8%~10%。工艺过程基本上由原材料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝聚、干燥和包装等工序组成,但由于各公司在某部分或控制方面有自己的专利技术,因而各具独特的工艺实施方法。代表性的公司有DSM、Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最典型的代表是DSM公司,它不仅是全球最大的EPR生产者,而且在荷兰、美国、日本、巴西所拥有的四套装置均是采用溶液聚合工艺,占世界溶液聚合工艺生产EPR总能力的1/4.下面将以该公司为例进行说明。
DSM公司采用己烷为溶剂,乙叉降冰片烯(ENB)或双环戊二烯(DCPD)为第三单体,氢气为分子量调节剂,VOCL3一1/2AL2Et3CL3为催化剂。此外,为提高催化剂活性及降低其用量,还加入了促进剂。催化剂的配比用量、预处理方式、促进剂类型是DSM公司的专有技术。反应物料二级预冷到一500C,根据生产的牌号,单釜或两釜串联操作。聚合釜容积大约为6m3.聚合反应条件为:温度低于650C,压力低于2.5MPa,反应热用于反应器绝热升温。在碱性脱钒剂和热水作用下,聚合物胶液中残留的钒催化剂进入水相,经两次转相过程被彻底脱除。未反应单体经二次减压闪蒸回收并循环使用。此时向胶液中加入稳定剂等助剂(生产充油牌号时加入填充油)。汽提蒸出残存的乙烯、丙烯和大部分溶剂后撇液送至两台串联的凝聚釜进行凝聚,并进一步蒸出回收残余己烷溶剂循环使用,JC胶粒浆液脱水后进入干燥系统,然后压块或粉料包装。含ENB的废热空气送至焚烧炉焚烧,含钒污水送至污水脱钒单元,在脱钒剂的中和絮凝作用下,钒进入钒渣中,定期送堆埋场掩埋,经脱钒的污水排至污水处理厂处理。
DSM公司EPR溶液聚合工艺技术成熟,比较先进,有下列优点:
(1)投资低,工艺最佳化。反应器的优比设计能满足反应物料混合要求,能准确控制聚合反应工艺参数和产品质量,聚合物胶液浓度高而循环溶剂量少,聚合釜体积小但生产强度高,原料和循环单体不需要精制,催化剂效率高,三废中钒含量低,生产弹性大。
(2)生产操作费用低,装置年操作时间长,原料和催比剂的消耗低,采用先进控制系统对生产进行控制。
(3)产品质量具有极强的竞争力。产品中催化剂残渣含量低,生产中次品少,产品牌号切换灵活,切换废品量少,产品特性能够按用户要求进行调整,产品牌号多,门尼值可在20~160宽范围内调节,质量稳定,重复性好,产品规格指标变化幅度窄和产品加工性能优异。
1.2技术特点
技术比较成熟,操作稳定,是工业生产EPR的主要方法;产品品种牌号较多,质量均匀,灰分含量较少,应用范围广泛;产品电绝缘性能好。但是由于聚合是在溶剂中进行,传质传热受到限制,聚合物的质过分数一般控制在6%~9%,最高仅达11%~14%,聚合效率低。同时,由于溶剂需回收精制,生产流程长,设备多,建设投资及操作成本较高。
2悬浮聚合工艺
2.技术状况
EPR悬浮聚合工艺产品牌号不多,其用途有局限性,主要用作聚烯烃改性,目前只有Enichem公司和Bayer公司两家使用,占EPR总生产能力的13.4%.该工艺是根据丙烯在共聚反应中活性较低的原理,将乙烯溶解在液态丙烯中进行共聚合。丙烯既是单体又兼作反应介质,靠其本身的蒸发致冷作明控制反应温度,维持反应压力。生成的共聚物不溶于液态丙烯,而呈悬浮于其中的细粒淤浆。又可分为一般悬浮聚合工艺和简化悬浮聚合工艺。
2.1.1一般悬浮聚合工艺
Enichem公司采用此工艺:以乙酰丙酮钒和AlEt2Cl为催化剂,二氯丙二酸二乙酯为活化剂,HNB或DCPD为第三单体,二乙基锌和氢气为分子量调节剂。视所生产产品牌号的不同,将乙烯、丙烯、第三单体以及催化剂加入具有多桨式搅拌器的夹套式聚合釜中,反应条件为:温度一20~20oC,压力0.35~1.05MPa.反应热借反应相的单体蒸发移除。反应相中悬浮聚合物的质量分数控制在30%~35%,整个聚合反应在高度自动控制下进行,生成的聚合物丙烯淤浆间歇地(10~15次/h)送入洗涤器,用聚丙二醇使催化剂失活,再用NaOH水溶液洗涤。悬浮液送入汽提塔汽提,未反应的乙烯、丙烯和ENB分别经回收系统精制后循环使用。胶粒一水浆液经振动筛脱水、挤压干燥、压块和包装即得成品胶。该工艺特点是聚合精制不使用溶剂,聚合物浓度高,强化了设备生产能力,同时省略了溶剂循环和回收,节省了能量。
2.1.2简化悬浮聚合工艺
该工艺是在一般悬浮聚合工艺基础上开发成功的,主要是采用高效钛系催化体系,不必进行催化剂的脱除,未反应单体不需处理即可返回使用。通常用于生产EPM,这是因为闪蒸不易脱除未反应的第三单体。其工艺流程为:反应在带夹套的搅拌釜中进行,采用TiC1、一MgC12一A1(i一Bu),催化剂体系,催化剂效率为50kg聚合物/g钛,反应温度27C,压力1.3MPa,聚合物的质量分数为33%。反应釜出来的蒸汽物料压缩到2.7MPa并冷却后返口反应釜。聚合物淤浆经闪蒸脱除未反应单体,不需精制处理,压缩和冷却后直接循环到反应釜使用。脱除单体的聚合物不必净化处理即可作为成品。产品可以为粉状、片状或颗粒状。近年来,Enichem公司采用改进后的V一A1催化体系,催化剂效率提高到30~50kg聚合物/g钒,省去了洗涤脱除催化剂工序,同样简化了工艺流程。
2.2技术特点
EPR悬浮聚合工艺的特点是:聚合产物不溶于反应介质丙烯,体系粘度较低,提高了转化率,聚合物的质量分数高达30%~35%,因而其生产能力是溶液法的4~5倍;无溶剂回收精制和凝聚等工序,工艺流程简化,基建投资少;可生产很高分子量的品种;产品成本比溶液法低。而其不足之处是:由于不用溶剂,从聚合物中脱离残留催化剂比较困难;产品品种牌号少,质量均匀性差,灰分含量较高;聚合物是不溶于液态丙烯的悬浮粒子,使之保持悬浮状态较难,尤其当聚合物浓度较高和出现少量凝胶时,反应釜易于挂胶,甚至发生设备管道堵塞现象;产品的电绝缘性能较差。
3气相聚合工艺
3.1技术状况
EPR的气相聚合工艺是由Himont公司率先于20世纪80年代后期实施工业化的。UCC公司则于90年代初宣布气相法EPR中试装置投入试生产,其9.1万吨/年的气相法EPR工业装置于1999年正式投产。目前,该工艺占EPR总生产能力的9%。UCC公司的EPR气相聚合工艺最具代表性,它分为聚合、分离净化和包装三个工序。质量分数为60%的乙烯、35.5%的丙烯、4.5%的ENB同催化剂、氢气、氮气和炭黑一起加入流比床反应器,在50~65C和绝对压力2.07kPa下进行气相聚合反应。乙烯、丙烯和ENB的单程转化率分别为5.2%。0.58%和0.4%。来自反应器的未反应单体经循环气压缩机压缩后进入循环气冷却器除去反应热,与新鲜原料气一起循环回反应器。从反应器排出的EPR粉未经脱气降压后进入净化塔,用氮气脱除残留烃类。来自净化塔顶部的气体经冷凝回收ENB后用泵送回流比床反应器。生成的微粒状产品进入包装工序。
3.2技术特点
与前两种工艺相比,气相聚合工艺有其突出的优点:工艺流程简短,仅三道工序,而传统工艺有七道工序;不需要溶剂或稀释剂,毋需溶剂回收和精制工序;几乎无三暖排放,有利于生态环境保护。但其产品通用性较差,所有的产品皆为黑色。这是由于为避免聚合物过粘,采用炭黑作为流态化助剂之故。虽然开发成功了用硅烷粘土和云母代替炭黑生产的白色和有色产品,但第一套工业化生产装置仍然只能生产黑色FPR.
4各种生产工艺的技术经济比较
在FPR的各种生产工艺路线中,溶液聚合工艺投资和成本最高。投资高是因为流程长,高粘度散热难,设备生产强度低,反应后聚合物流浓度太稀(仅为6%~14%,悬浮聚合工艺为33%),单体、溶剂回收需较高的费用;成本高主要是因为公用工程费、折旧费、固定成本费用高。这是由于生产过程中消耗较高的电和蒸汽所致。
悬浮聚合工艺的投资与成本工艺分别相当于相同规模溶液聚合工艺的77%和88%,具有投资少、原料消耗和能耗低、生产成本低、三废处理费用少等特点。
2采取的林业生产技术创新措施及产生的客观效益
2.1造林工具改革及其作用
把具有专业技术理论知识和实践经验的技术人员组织起来,成立职工创新工作室,解决林业生产中的技术难题,既提高了林业人员的整体素质,也促进了林业生产水平上升。为了解决容器苗造林栽植难度大、成本高的难题,塞罕坝阴河林场职工创新工作室对容器苗栽植工具进行了改革。
2.1.1革新了打坑机钻头。以前栽植容器苗使用铁锹挖坑,现改为使用打坑机垂直打坑,深度与容器桶高度相等。打坑机是用小型汽油发动机带动钻头进行挖穴的机器。我们根据实际生产需要,在钻头尖端安装纵向切刀以便形成平底穴,与容器桶底面吻合;按容器桶的规格制作不同规格的钻头,钻头直径大于容器桶直径5cm保证挤实土坨所需的合理空间。将容器苗轻轻放入坑内,做到深浅适宜、不歪不偏。
2.1.2造林挤实铲用以回填土壤、挤实空隙、整平穴面。造林挤实铲由铲头、铲杆、手柄组成。用1cm厚、直径12cm的铁管截取7cm,中间切开制作成半圆形铲头、焊接60cm长、直径2cm铁管做铲杆,在铲杆顶端焊接20cm横管做手柄。用挤实铲将打坑机旋出穴面的土壤回填,随填随挤实,用铲头垂直夯实缝隙,用力适中,不能损坏土坨。最后用铲头整平穴面。造林挤实铲的发明和打坑机钻头的革新,解决了容器苗造林栽植难度大、工效低的难题,同时也大大提高了造林成活率,还带来了很大的经济效益。
2.2造林方法改革和栽植技术更新的效果
2.2.1土质贫瘠的沙丘、荒地采用3~4年优质壮苗进行裸根栽植,辅以生根粉、保水剂及沾泥浆栽植技术。这样的好处是:选用优质壮苗沾浆栽植解决了苗木失水问题,使用保水剂提高了苗木的抗旱能力,使用生根粉促进苗木及早扎根,大大提高了苗木的栽植成活率。目前塞罕坝攻坚造林裸根苗栽植成活率在90%以上。
2.2.2对土层瘠薄的石质山地采用大穴整地,用客土回填的方法改变苗木生长环境。具体做法是:在定点整地的基础上,把造林的穴面扩大、加深,把碎石全部清理,再回填配制好的基质土壤。栽植4年生的容器苗,然后一次性浇足水。这样的做法科学合理,造林成活率均在98%以上。
2杏仁饼粕的生产技术要求
2.1杏仁饼粕的预处理
取低温压榨脱脂杏仁饼粕,用定量上料机给料到湿磨机,边加料边加水和碱液,磨料的同时按照1∶8的比例加入50~55℃热水,将湿粉碎后的料液经过混合器、输送泵输送到预浸罐中,将预浸罐中料液的pH值调至7.5~8.0。
2.2杏仁蛋白质的提取
预浸罐杏仁饼粕浆液经离心泵打入浸提罐,55℃下搅拌并浸提20~30min,以转速4000r/min离心,取上清液。离心重相经螺杆泵转移到二萃罐,按照1∶4比例加水,用NaOH溶液调节pH值为7.5后,进行重复二次浸提,55℃下保温搅拌并浸提20~30min,经离心后得上清液。将2次离心的清液管道中混合泵入酸沉罐中,在线用盐酸调节pH值至4.0~4.5,搅拌15~30min后于4000r/min的转速下离心,弃去上清液,重相即为杏仁蛋白质。沉淀的杏仁蛋白质加水搅匀洗脱酸,按照1∶4比例加水,再离心得杏仁蛋白质。
2.3中和杀菌
酸沉后的重相用碱液中和,中和使蛋白质结构展开,调节糖度12%±0.5%,pH值7.5~8.0。中和30min后120℃杀菌闪蒸,出料温度控制在60℃。
2.4酶解
水解条件:底物质量分数10%~15%,酶添加量0.3%~0.5%(以蛋白质物料质量计),水解温度54~56℃,水解pH值7.5~8.0,水解过程用碱液保持pH值7.5左右,水解时间4~6h,连续搅拌;于85℃条件下10min可灭酶或板式换热器灭酶。将原料液中的蛋白酶失活。酶解液经过过滤,用板式换热器对酶解液加热,进料温度为酶解时温度,灭酶温度105℃,杀菌时间5~10s,即可使水解液中的蛋白酶失活。
2.5膜分离系统
将灭酶中和后的杏仁蛋白酶解液离心得离心液,将离心液选用连续微滤膜微滤,膜孔径为0.2μm。使用超滤分离的杏仁多肽含量达90%,分子量为10kDa的多肽可达99%以上。
2.6浓缩
杏仁多肽溶液黏度较大且为热敏性物料,因此选用双效降膜式浓缩装置。料液由加热器顶部加入,液体在重力作用下,沿管内壁成液膜状向下流动,由于向下加速,克服加速压头比升膜式的小,沸点升高也小,加热蒸汽与料液温差大,所以传热效果较好。气液进入蒸发分离室进行分离,二次蒸汽由分离室顶部排出,浓缩液则由底部抽出。
2.7喷雾干燥
杏仁多肽溶液经浓缩后选用压力式喷雾器,压力式喷雾器动力消耗少,大约每千克溶液消耗4~10W能量,而且产品容量大、溶解性较好。在排风温度达到85℃时开始喷雾,高压泵压力为3~20MPa,喷雾器的喷雾头转速15000r/min,水分蒸发量350kg/h,进风温度180℃,出料温度80℃。喷雾干燥后可以直接进行包装。产品需要均匀或有结块,则添加旋风分离和冷却过筛工艺对产品进行分级,分级后进行包装。旋风分离是尽可能除去多肽固体颗粒中所携带的气体,达到气固分离,风量640~1050m3/h,风速12~20m/s,杏仁多肽粉在底部聚集,较细较轻的尘粒由上部旋涡气流带往上部,转入布袋除尘器中进行粉尘回收。布袋除尘器过滤面积18m2,风速2~4m/min,含尘气流从进气口进入下箱体后部分沉淀,轻微粉尘通过滤袋时被滤袋阻留,气体进入上箱体,从出气口排出。粉尘积附在滤袋外壁而不断增加,被压缩空气从喷嘴喷出。将旋风分离和布袋除尘回收的多肽粉收集到暂存罐。多肽分子量小、容重低,容易跑粉,干燥系统必须使用布袋除尘器进行截留。
2.8冷却过筛
旋风分离后的多肽粉进行流化床设备冷却,暂储罐下粉后,在流化床视孔中观察粉的运动情况,及时调整各段的温度,使分子以悬浮状态均匀向前移动,流化床进风温度70℃,出风温度40℃。冷却后,过100目的振动筛,对产品进行筛选包装。若不需要流化床冷却设备,则需延长管路,使喷雾干燥后的粉充分冷却,之后进行包装。
2.9包装
包装采用粉体包装机,根据所需要的包装要求,设置包装机的参数,定量包装。
无公害蔬菜是指没有受有害物质污染的蔬菜,是集安全、优质、营养为一体的蔬菜总称。现根据北方地区进行无公害蔬菜生产的实践经验,将其生产技术要点总结如下。
1生产条件
无公害蔬菜生产基地选择在远离工厂、医院等污染源3000m以外,水质、大气、土壤无污染的地域,能有山、河隔离带更为理想。农田灌溉水、土壤、大气、生活饮用水、水土保持综合治理等环境质量应符合国家有关标准。基地面积应大于5hm2,土地连片便于轮作,运输方便。基地选定后还应合理规划,完善排灌设施,健全田间道路网络,培肥土壤等,创造一个优质、高效、低耗的无公害蔬菜生产生态环境。
2细化栽培
细化栽培技术就是要根据蔬菜病虫无害化治理的要求,研究蔬菜生长发育的规律、环境调控与产量形成规律,研究无土栽培、设施栽培、节水灌溉及这些技术的应用与病虫消长的关系;研究不同科蔬菜之间轮作技术、茬口安排技术、清洁田园技术和引种试验推广抗病虫品种技术的综合,因地制宜制定(设计)出一套适合当地不同类型菜地和不同蔬菜品种的生产技术规范,供基地生产应用。
3强化应用生物和物理防治技术
随着无公害蔬菜生产技术的不断演进,保护、利用天敌,苏云金杆菌、Bt与病毒复配的复合生物农药、爱比菌素、农抗120、农用链霉素、新植霉素等的应用,灯光诱杀、气味诱杀,利用害虫对颜色趋性进行诱杀及防虫网、特种性能膜防病虫等生物、物理防治技术已日益受到重视,部分已直接取代化学农药的使用。今后要充分应用已有的技术成果,进一步开发、推广生物和物理防治技术,力争扩大取代化学农药的使用面。
4病虫害化学防治技术
优化蔬菜病虫害化学防治技术,可大幅度提高农药药效,既控制病虫的为害,又可防止农药在蔬菜产品上的超标残留。可从以下几方面入手:
(1)按照国家有关规定,绝对禁止在蔬菜上使用剧毒、高毒、高残留农药。
(2)加强病虫测报,掌握防治适期。蔬菜病虫种类繁多,发生复杂,要抓住主要病虫和病虫发生的主要时期开展测报,一般害虫的低龄阶段和病害的发生初期为防治适期。
(3)对症下药。据中国蔬菜病虫原色图谱记载,我国有蔬菜病害1133种、蔬菜虫害334种,但各地主栽的蔬菜种类和主要病虫发生种类并不很多,防治前一定要确诊后对症下药。
(4)讲究施药技术。实施化学防治时必须把农药施用到目标物上才能有效地控制蔬菜病虫的发生、发展,才能保护蔬菜的正常生长,若施药“脱靶“就会降低防治效果和造成环境污染。
(5)严格按照有关规定控制农药的使用浓度、使用量、剂型、使用次数、使用方式和依法执行农药的安全间隔期。
5施肥措施
(1)重施有机肥,少施化肥。充足的有机肥,能不断供给蔬菜整个生育期对养分的需求,有利于蔬菜品质的提高。农作物秸秆和畜禽粪污要加入发酵剂经过高温堆积发酵,使其充分腐熟方可施入菜田。发酵时将新鲜的粪污装入塑料袋中堆放或装入缸中,加入热水封口,在15℃以上的环境湿度下自然发酵。农作物秸秆加入速腐剂可直接还田,但将其粉碎后,堆腐发酵效果更好。堆腐的方法是每100kg粉碎的秸秆加入速腐剂1~2kg,堆垛后,表面用泥封严,一般20d左右成肥。
(2)重施基肥,少施追肥。实践证明,在相同基肥条件下,追肥用量越大,绿色蔬菜生产要施足基肥,控制追肥,一般施用纯氮225kg/hm2,2/3作基肥,1/3作追肥,深施。
(3)重视化肥的科学施用。一是禁止施用硝态氮肥。二是控制化肥用量,一般施氮量应控制在纯氮2250kg/hm2以内。三是要深施、早施。一般氨态氮肥施于6cm以下土层,尿素施于l0cm以下土层。早施有利于作物早发快长,延长肥效,减少硝酸盐积累。实践证明,尿素施用前经过一定处理,还可在短期内迅速提高肥效,减少污染。处理方法为:取1份尿素,8~10份干湿适中的田土,混拌均匀后堆放于干爽的室内,下铺上盖塑料薄膜,堆闷7~10d即可做穴施追肥。四是要与有机肥、微生物肥配合施用。
1.1干法隔膜
干法隔膜工艺是制备隔膜的常用方法,主要包括干法单向拉伸和双向拉伸两种工艺。
1.1.1干法单向拉伸
干法单向拉伸工艺使用流动性好、相对分子质量低的PE或PP材料,采用类似生产弹性纤维的方法。代表公司有Celgard、日本宇部。该工艺的原材料成本相对较低;生产控制难度高,精度要求高;使用的设备复杂、投资较高;生产过程不使用溶剂,对环境友好。利用该工艺生产的隔膜,具有扁长的微孔结构;由于只进行纵向拉伸,横向在受热过程中几乎没有热收缩;微孔尺寸分布较均匀;微孔的导通性好;能生产不同厚度的隔膜,但孔径及孔隙率较难控制。该工艺生产的隔膜,由于没有进行横向拉伸,使用时横向易开裂;批量生产的电池内部微短路的几率相对较高;电池的安全、可靠性不高。
1.1.2干法双向拉伸
干法双向拉伸工艺通过在PP中加入具有成核作用的β晶型改进剂,利用PP不同相态间密度的差异,在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔。代表公司有新乡格瑞恩、新时科技和星源材质等。该工艺过程一般需要成孔剂等添加剂辅助成孔。由于进行双向拉伸,产品的横向拉伸强度高于干法单向拉伸工艺生产的隔膜,具有较好的物理性能和机械性能,双向机械强度好,微孔尺寸及分布均匀。该工艺的缺点是设备复杂、投资较大,只能生产较厚的PP膜;产品质量不稳定,孔径及孔隙率较难控制,受热后双向都有收缩。干法拉伸工艺的工序较简单,对环境友好,生产率高,是锂离子电池隔膜生产的常用方法,但生产的微多孔膜厚度、孔径及孔隙率分布较难控制,一致性较差,易造成电池内部微短路,容量保持率及安全可靠性不高。
1.2湿法隔膜
湿法工艺是利用热致相分离的原理生产隔膜。采用此方法的公司有日本旭化成、东燃、日东、三井化学、韩国SK、美国Entek和金辉高科等。该工艺的制模过程容易调控,制得的隔膜双向拉伸强度高、穿刺强度大,正常的工艺流程不会造成穿孔,且微孔尺寸较小、分布均匀,产品可做得很薄,机械强度和产品均一性更好,适合制备高容量电池。该工艺制备的隔膜具备高孔隙率和透气率,生产的电池具有更高的能量密度和更好的充放电性能,可以满足动力电池大电流充放电的要求。湿法工艺需要大量的白油、二氯甲烷等溶剂,对环境不友好;与干法工艺相比,设备复杂、投资较高、生产周期长、成本高、能耗偏高;只能生产较薄的单层PE材质的膜,熔点仅130℃,热稳定性较差。
1.3多层复合隔膜
多层复合PP/PE/PP隔膜技术可将PE的柔韧性好、闭孔温度和熔断温度较低等特性与PP的机械强度高、闭孔温度和熔断温度较高等特性整合到一起,使得锂离子电池隔膜具有如下优点:①较低的闭孔温度和较高的熔断温度,可提高电池的安全性能;②优良的耐酸、耐碱和耐大多数化学品的性能;③一致的孔隙结构,具有较高的化学和热稳定性;④横向“零”收缩,减少了内部短路,可提高高温收缩稳定性;⑤优良的循环和涓流充电性能。因为内层PE层可提供高速关闭能力,外层PP具备抗氧化层。PE和PP隔膜对电解质的亲和性较差,且3层复合隔膜的纤维结构为线条状,锂枝晶的针刺作用会造成隔膜在瞬间长线条撕裂,短路面积在瞬间迅速扩大,急剧上升的热量一时难以排走,潜在的爆炸可能性较大。
2锂离子电池隔膜生产技术研究进展
动力锂离子电池对隔膜的安全性能提出了更高的要求,除了厚度、面密度、力学性能、微孔尺寸和分布均一性等基本要求外,对耐高温热收缩性能的要求更高,如要求隔膜具有150℃的耐高温热收缩性能。常用的聚烯烃隔膜材料中,PE的熔点仅为130℃,超过熔点温度后,隔膜就会熔化、闭孔,不再具有离子通透性能;虽然PP的熔点为163℃,但当温度达到150℃时,隔膜将收缩30%以上,极易造成正、负极极片接触,发生短路。短时间内急剧增加的热量,会使电池存在起火、爆炸的危险。目前,高性能锂离子电池隔膜技术的研究主要集中于以下4种隔膜。
2.1无纺布隔膜
目前,产业化的聚烯烃隔膜因材质的原因,都不耐高温和大电流充放电,对电解质的亲和性较差,锂枝晶的针刺作用容易造成隔膜短路。为此,人们选用具有耐高温和强度高等性能的聚酯、聚纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺和芳纶等材料,采用特殊工艺,生产无纺布隔膜。在纤维素隔膜技术开发方面,Separion隔膜是较早的无纺布隔膜产品。其制备方法是在纤维素无纺布上复合Al2O3或其他无机物。这些隔膜因耐高温陶瓷涂层的存在,熔融温度提高,可达到230℃;在200℃下不会发生收缩,具有较好的热稳定性,可起到隔热、绝缘的作用,提高电池的安全性能;在大电流充放电过程中,即使内层有机物基膜发生熔化,因有外层无机涂层的存在,仍然能够保持隔膜的完整,防止正、负极大面积接触、短路,提高电池的安全性能,适用于动力电池。基于纺丝工艺将得到直径200~1000nm的纤维制成Energain聚酰亚胺电池隔膜,可将电池的功率提高15%~30%,寿命延长20%,并改善电池在高温工作状态下的稳定性。采用静电纺丝技术生产的聚酰亚胺(PI)无纺布隔膜,功率性能优异、可进行50C持续放电,放电峰值温度较PP/PE/PP隔膜低12℃,超高功率持续放电平台高于PP/PE/PP隔膜;过充电压始终控制在5.5V以内,抑制了电解液溶剂的分解,隔膜在高温下几乎没有熔融变形。
2.2纳米纤维涂覆隔膜
纳米纤维涂覆隔膜是在现有隔膜或无纺布表面进行改性,可提高隔膜的高温耐收缩性,进而提高安全性能。含聚偏氟乙烯纳米纤维涂层的高性能PP隔膜具有低内阻、厚度和空隙率均一性高、机械强度高、化学与电化学稳定性好等特点;由于纳米纤维涂层的存在,隔膜对锂离子电池电极具有比普通隔膜更好的兼容性和粘接性,能提高电池的耐高温性能和安全性能;对液体电解质的吸收性好,能减小电池内阻,增加电池的高倍率放电性能;同时可延长电池的使用寿命。将聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物用有机溶剂溶解均匀,涂覆在经热处理的聚烯烃前驱体膜表面,待溶剂挥发、干燥后,进行单向或双向拉伸,形成微孔制备的隔膜,可改善与电极的粘接性能,提高电池的导电性能及隔膜的电解质保持能力,且隔膜的孔隙率较高,制备的电池容量高、放电能力强。该隔膜的制作工艺简单,可操作性强,易于产业化。
2.3纳米陶瓷颗粒涂覆隔膜
结合有机物柔性和无机物良好热稳定性的特点,在无纺布表面复合无机陶瓷氧化物涂层,制备有机底膜/无机涂层复合隔膜(商品名Separion)。其特点是在纤维素无纺布上复合了氧化铝、二氧化硅或其他无机物。由于氧化铝、二氧化硅等无机陶瓷材料和聚酯基材等均具有一定的极性,与极性电解液中的碳酸酯类溶剂具有很好的亲和性,隔膜具有良好的吸液率和保液率。无机陶瓷材料通常具有比聚合物材料更高的熔点(>500℃),熔融温度可达230℃,且在200℃以下不会发生热收缩,具有较高的热稳定性。在电池充放电过程中,即使聚烯烃类聚合物有机底膜发生熔化,无机涂层仍能保持隔膜的完整性,可阻止正、负极之间的直接接触,防止大面积短路现象的出现,提高隔膜的高温稳定性。陶瓷复合层一方面可解决PP、PE隔膜热收缩导致的热失控,从而造成的电池燃烧、爆炸等安全问题;另一方面,制备的复合隔膜与电解液和电极材料有良好的浸润和吸液保液的能力,可延长电池的使用寿命。纳米陶瓷涂覆隔膜因耐温陶瓷涂层的存在,熔融温度提高,可达230℃,在200℃下的收缩率极低,具有较高的热稳定性,可起到隔热、绝缘的作用,提高电池的安全性能。
2.4纳米陶瓷颗粒掺杂复合隔膜
锂离子电池对隔膜的安全性能要求较高。现有PE、PP或其他热塑性高分子材料,在接近熔点时均会因熔化而收缩变形,带来潜在的隐患。无机物如氧化铝、氧化锆等,在100~300℃时非常稳定,相关微/纳米材料已经市场化。在湿法生产PE隔膜的过程中,可将无机纳米颗粒掺入到PE中,日本旭化成、东然化学已研发了此类产品。相对于其他薄膜涂覆工艺,该技术的生产效率更高。在薄膜加工的过程中,陶瓷纳米颗粒可起到辅助成孔的作用,降低了隔膜的成孔难度,将孔隙率提高到50%~70%。由于陶瓷纳米颗粒的存在,隔膜具有较高的耐温性能,在200℃时的收缩率极低,不易出现正、负极极片接触的现象,提高锂离子电池的稳定性和安全性能。由于该隔膜对电极的兼容性好、吸液率高,制备的锂离子电池具有较好的循环性能、较高的导电率和放电倍率。
橡胶树的生长对温度、光、水和肥等都有一定要求,但我县民营橡胶园开发种植没有按照胶树生态学的要求及当地的气候条件进行标准化、科学化开发。主要表现在不按要求进行等高开垦、修筑平台、营造防护林和修筑林间道路等,造成后期橡胶园中耕管理、割胶都十分不便。许多民营胶园在海拔900米以上或者坡度25度以上的地块,超界限种植;行距在5米左右,大部分株距2米左右,随意扩大种植密度,每亩在40株以上。盲目开发,重种轻管,没有统一规范的种植技术标准。
(二)橡胶园的管理问题
橡胶园种植中耕管理的好坏,是胶树能否迅速成长、按时开割的关键。目前,我县民营橡胶种植农户重种轻管,不按胶树生长要求开穴施肥,导致成活率低,胶树长势不整齐。少数施肥的农民也没有正确掌握施肥时间,肥料单一,致使胶树生长缓慢。
(三)割胶问题
割胶技术是橡胶生产的核心技术,割胶技术的差异,可以导致胶乳产量差异20%~30%以上,可以导致橡胶树有效割胶年限从10多年到30多年的巨大差别,还可以导致割面病害等病虫害发生危害率的极大差异。因此,割胶技术是直接影响橡胶树胶乳高产、稳产、经济寿命长短的关键。我县割胶技术采用“减刀、浅割、增肥”的生产方法。由于我县胶农文化水平普遍低,胶园分散不集中,有效的新成果难以推广普及,新的栽培管理技术、新的割胶制度推广较慢。低频割胶制度d3、d4等已全面推广,而我县民营胶农还是采取d2的割胶制度(胶价好时一天割两刀的现象还普遍存在)。橡胶园重割轻管,投入不足,单位面积产量偏低,经济寿命短。近几年我县孟定农场橡胶亩产量120.1公斤、单株产量3.6公斤,而民营橡胶亩产只有80.2公斤、单株产量仅有1.8公斤,橡胶亩产相差39.9公斤,单株相差1.8公斤;孟定农场橡胶树经济寿命长达30~35年,而民营胶树则为10~15年,经济寿命相差20年。其主要原因:一是民营橡胶随意降低开割标准(胶树平均围径达不到40厘米就开割)。二是民营橡胶对开割胶树肥料投入不足,或不按需施肥。三是民营橡胶无预防和防治意识,难以做到联防联治、群防群治和统防统治,错过病虫害防治的最佳时期。四是胶农割胶大多没有经过正规培训,水平低。割面规划不合理,乱开或不开割线;新割制应用滞后,割胶频率高,耗皮多;操作技术差,致使割面受损严重,诱发橡胶溃疡,造成有效割胶株数少,单位面积产量低。五是民营胶园面积大而散,割胶工严重紧缺,劳务费高,特别是种植大户,劳务费从前2年利润的3∶7分成,涨到了近2年的4∶6和5∶5分成。六是由于近2年橡胶价格低,截至2014年上半年,我县民营橡胶停割面积已达3100亩。由于以上问题的存在,严重影响了我县民营橡胶的发展。或产量低,或经济寿命短,不利于民营橡胶的可持续发展。
二、整体提高耿马县民营橡胶园管理技术的措施
(一)统一思想,精心组织,建立行之有效的橡胶园管理制度
首先是对橡胶管理技术人员(各植胶村辅导员)进行分期、分批系统的业务培训,更新橡胶园管理理念,使技术员能够胜任橡胶管理工作。其次是组织技术员对各自村寨的橡胶园建立生产管理档案,定期检查橡胶园病虫害发生情况、三保一护工程(保土、保水、保肥、护根)、割胶过程中存在的问题、施肥技术等,并及时纠正。改变过去旧的传统观念,控制病虫害的发生、发展、扩散蔓延,提高防治效果,减少投入成本。
(二)加强橡胶园管理,退胶还林,提高胶农经济收入
对没有按照橡胶树的生物学特性要求种植的橡胶园,海拔在900米以上、坡度大于25度以上的橡胶园,要退胶还林或者改种其他经济作物。种植密度不合理的要留长势较好的橡胶树,砍去长势较弱的橡胶树;修环形路,营造防护林。按时开展中耕管理,搞好橡胶园“三保一护”工程。对全县的胶园土壤肥力进行监测,根据橡胶园土壤肥力情况监测结果进行科学测土配方施肥。
二、充分利用多媒体课件,让学生对知识更加直观立体化
由于开放教育的面授辅导课时有限,要把所有的知识讲清、讲透这是不可能的,但通过多媒体课件的制作,就可以大大增加知识的信息量,学生也可以利用自学时间来详细把各个知识点弄清楚。特别对盐化工生产技术这门课程,该门课程有大量的工艺流程、生产路线、关键设备等,单凭辅导教师的口头描述,很难在学生的头脑中留下很深的印象,通过媒体课件的运用,可以让这些知识变得更加形象、生动、立体,强化了学生的直观感受,这样更容易理解和接受这些知识。
三、重视实验环节,加深理论知识的理解和记忆
在实验前,辅导教师一定和学生交代清楚本次实验的实验目的、实验内容和实验要求,在实验过程中,要求学生要认真仔细的观察实验过程,并且对实验结果要有一个正确的判断和分析。比如,我们在做钾离子的测定时,我们是用四苯硼酸钠季铵盐容量法测定钾。这个实验的目的主要有四个,一是培养学生配置各种标准试剂的能力;二是让学生了解各种试剂的储存条件和使用时的注意事项,比如氯化钾必须是在120℃下恒重干燥的情况称重等;三是根据实验数据,绘制出四苯硼酸钠季铵盐容量法测定钾的工作曲线;四是让学生掌握检验四苯硼酸钠季铵盐容量法测定K+的方法原理及实验过程。整个实验结束后,辅导教师和学生一定对本次实验进行分析总结,总结失败的原因,交流成功的经验,最后要提交实验报告。通过实验环节的教学,更能激发学生的学习热情,对理论知识的掌握也起到了事半功倍的效果。