摘要：本研究以甘蔗叶为原料,通过设计模拟矿源腐植酸形成过程中的化学反应,研究将甘蔗叶转化为腐植酸的技术,并将实验室制得的腐植酸与矿源腐植酸和木质素进行比较研究。制备过程:首先进行酸水解反应,将其中的纤维素和半纤维素水解为可溶解的水解糖,将木质素转化为不溶的腐植酸前体,固液分离;然后用氧化剂对腐植酸前体进行氧化反应,重新生成亲水性的羧基基团,完成腐植酸的制备。实验结果表明,水解反应步骤时,在固定20∶50(g∶mL)固液比的条件下,最佳的反应条件为:10%的硫酸和1%的硝酸组成的水解液,在150℃的温度下,水解3 h;氧化步骤中,腐植酸前体以1∶13(g∶mL)的固液比与3.5%的硝酸在80℃的温度下反应2 h。经元素分析、酸性基团分析、紫外和红外光谱以及核磁共振波谱等一系列分析手段,证实制备的蔗叶生物质腐植酸有较高的腐殖化和芳香化程度,其各项指标均接近于矿源腐植酸。该方法能成功制备腐植酸,同时利用产生的水解糖还具备与多种现有生物质产业相结合的潜在可能,以解决其水解残渣的问题。

摘要：试验旨在考察离子液体种类对甘蔗叶总黄酮得率的影响。采用超声辅助离子液体提取法提取甘蔗叶总黄酮,以单因素试验为基础,采用正交试验设计优化提取工艺。结果显示:三丁基乙基溴化膦可以作为提取甘蔗叶总黄酮优选离子液体,经正交试验优化的最佳工艺参数为离子液体浓度0.8 mol/L、液料比25 mL/g、超声时间45 min、超声温度60℃,该条件下甘蔗叶总黄酮得率为3.53%。采用正丁醇对甘蔗叶黄酮进行萃取纯化,萃取纯化的甘蔗叶黄酮总含量达40.50%。研究表明,离子液体提取法可以高效提取甘蔗叶总黄酮,正丁醇作为萃取剂可对甘蔗叶总黄酮进行初步纯化。

摘要：为了解决一般粉碎还田机甩刀无法将沟底甘蔗叶捡拾起来的问题,设计了一种集叶器。集叶器斜杆与限位轮刚性连接,底端接触地面,可将紧贴地面的甘蔗叶收集、提升至一定高度,使喂入高度增加,从而使甩刀离地沟间隙超过垄高,不仅避免甩刀切入土壤和碰撞坚硬石块等障碍物,减少不必要的动力消耗,而且捡拾率和粉碎率分别提高3.4%～4.3%和9.4%～11.8%。经理论分析和田间试验确定了集叶器斜杆倾角为40°～60°,斜杆底端与机壳前端距离为60～70cm。

摘要：设计了一种采用仿形集叶器的甘蔗叶粉碎还田机,使甩刀离地沟间隙可超过垄高,较好地解决了普通甩刀无法捡拾沟底甘蔗叶的问题,田间试验结果表明:单位时间燃油消耗量降低约7%,捡拾率提高约4%,粉碎率提高约11%,粉碎后长度由25 cm降低到20cm,满足了甘蔗叶粉碎质量和生产农艺要求。并经理论分析和田间试验确定了仿形集叶器、刀辊、甩刀等关键部件的结构及主要参数。

摘要：为探究Na OH预处理甘蔗叶与猪粪、牛粪混合厌氧消化性能,该文在研究甘蔗叶分别与猪粪、牛粪不同配比厌氧消化性能及动力学特性的基础上,采用Box-Behnken试验设计方法开展3种物料混合厌氧消化试验,并运用响应曲面法模拟和优化温度、混配比、C/N 3个工艺参数。结果表明,甘蔗叶与动物粪便混合厌氧消化时产生了协同作用,累积沼气产量比假设未产生协同作用的理论计算值提高了8.13%～15.01%;修正的Gompertz模型可以较好地模拟2种物料混合厌氧消化的动力学过程,相关度系数大于0.998;甘蔗叶与猪粪/牛粪(1:1)混合(甘蔗叶与粪比为1)厌氧消化的最优工艺条件为:温度36.5℃,C/N比27∶1,该条件下混合物料的单位干物质产沼气量实测值为337.5m L/g,与预测值(331.92 mL/g)非常接近。

摘要：为提高甘蔗叶厌氧消化的产甲烷性能,采用NaOH对粉碎后的甘蔗叶进行了预处理,得到了不同NaOH浓度、不同预处理时间条件下甘蔗叶厌氧消化的甲烷产率,并研究比较了预处理前后甘蔗叶微观物理形态、化学分子结构和化学组分的变化。结果表明:与未预处理甘蔗叶相比,NaOH预处理甘蔗叶的累计产甲烷量提高了22.02%~89.94%,厌氧消化时间T80缩短了2~4 d,其中6%NaOH-5d预处理甘蔗叶的产甲烷性能最好;NaOH破坏了甘蔗叶表面蜡质层和细胞壁结构,促进了甘蔗叶表面二氧化硅、木质素等分解,打破了对纤维素的束缚;预处理后甘蔗叶的木质纤维素结构发生明显变化,其中木质素的羟基、甲氧基和羰基等部分官能团发生不同程度断裂,紧致的大分子结构发生分解,纤维素的结晶度降低,部分氢键遭到破坏,半纤维素发生了分子间和分子内的降解;预处理甘蔗叶的木质纤维素含量均有不同程度的降低,可被微生物分解利用的有机物质增多,其中6%NaOH-5d预处理甘蔗叶厌氧消化的木质素、纤维素、半纤维素降解率分别提高了9.27%、25.14%和21.52%。因此NaOH预处理是一种提高甘蔗叶厌氧消化产甲烷性能的有效方法。

摘要：针对甘蔗叶打捆作业时存在粉碎不匀、缠绕、阻塞等问题,结合甘蔗叶的物理特性,设计采用螺旋线排列结构参数可调的中垂刀+倾斜45°对称斜切刀式的中对称垂斜切式捡拾粉碎机构。利用Solidworks对其机构进行三维建模,并对该机构中的刀辊转速、离地高度、粉碎刀旋转方向及受力进行分析,通过运用有限元软件对粉碎刀进行模态应力分析,确定捡拾粉碎机构,进行样机制作。通过田间试验表明中对称垂斜切式粉碎机构,在不影响宿根生长的基础上,可实现甘蔗叶粉碎长度在≤15 cm的范围内,甘蔗叶捡拾率达到86.22%,粉碎合格率达到85.43%,工作效率达到0.16 hm^(2)/h,为甘蔗叶打捆机的优化设计提供参考。

摘要：甘蔗剥叶是甘蔗收获中的关键环节,甘蔗剥叶设备的剥叶效果对甘蔗收获机械化率的提高起决定性作用。项目组在研究新的剥叶技术中,发现蔗叶的力学性能对剥叶机构的设计有重大的参考价值,尤其是蔗叶的抗拉强度影响较大。选取十株种植于广西大学甘蔗试验田的“桂糖44号”甘蔗作为试验样品材料,利用电子万能试验机对“桂糖44号”甘蔗的蔗叶进行抗拉强度的力学试验分析,其中蔗叶的结构分为蔗叶叶片和叶中脉,叶片和叶中脉的材质与结构有明显的差异性,因此对这两种结构分别制作试验样品进行了力学拉伸试验,最终分别得到十个试验样品的测试结果:蔗叶叶片的抗拉强度最大值为38.3704 MPa,最小值为19.8974 MPa,平均抗拉强度为26.35 MPa,标准偏差为5.87 MPa;叶中脉的抗拉强度最大值为51.7714 MPa,最小值为24.3357 MPa,平均抗拉强度为37.19 MPa,标准偏差为7.00 MPa。实验结果表明,蔗叶叶片与叶中脉的力学性能存在较大差异,不同甘蔗蔗叶的抗拉强度也有区别。试验的结果可用于指导甘蔗剥叶机等甘蔗农业机械设备的设计与制造。

摘要：甘蔗叶是我国一种储量巨大且亟待开发利用的生物质能源,为进一步开发利用甘蔗叶资源,在电子万能材料试验机上对甘蔗收获后的甘蔗叶进行剪切试验研究,测定了甘蔗叶鞘、叶脉中部、叶脉下部、叶薄片中部、叶薄片下部的剪切力学特性,并应用统计软件,得到甘蔗叶的抗剪切强度和剪切模量,并对其进行了比较与分析。结果表明:在甘蔗叶粉碎、切断等机具的设计过程中,应以甘蔗叶叶薄片的剪切性能作为设计的依据。

摘要：采用中心复合设计(CCD)方法研究活化剂浓度、活化温度及时间等对甘蔗叶活性炭得率及吸附性能的影响;运用Design Expert软件建立活性炭得率和碘吸附值的预测模型,优化甘蔗叶活性炭的制备工艺;并采用FTIR、SEM和XRD等方法对甘蔗叶及其活性炭的表面官能团、微观形貌和晶体结构进行分析。结果表明,甘蔗叶活性炭最优制备工艺:活化剂浓度为2.50%(质量分数)、活化温度为705℃、活化时间为65min,样品得率和碘吸附值分别为29.33%、987.69 mg/g,与模型预测值误差分别为7.88%、2.68%;甘蔗叶活性炭的孔径范围为735.1nm^7.16μm,微晶层距d(002)为0.3559nm,微晶尺度La、Lc分别为0.3054nm、0.1420nm,表面官能团主要有羧基、酚羟基、醇羟基、胺基等。