银杏生物质育苗钵力学特性研究

1、毕业设计说明书中文摘要 银杏生物质育苗钵力学特性研究摘 要根据近几年我国瓜果育苗的培育方式来看，在常见的大棚种植中，育苗钵育苗逐渐加大投入生产。由于先前技术不够成熟，育苗钵大多都是塑料材质，在土壤中难以降解会造成环境污染。新研究出的以秸秆作为原料的生物质育苗钵不仅能够解决污染问题，而且绿色环保、对农林废弃物进行再循环利用，一举多得。因此，生物质育苗钵的研究显得尤为重要，本次课题设计以银杏作为原料进行生物质育苗钵的制备与研究,探究银杏原料颗粒度大小、成型压力、保压时间、粘结剂含量对于成型后育苗钵的密度、承压性能以及抗跌碎性能之间的关系。主要研究内容如下：银杏生物质育苗钵的成型原料选择与力学特性分

2、析研究中将银杏不同颗粒度的粉碎物与粘结剂混合均匀后通过育苗钵模具和立式液压千斤顶冷压成育苗钵，在此基础上选择密度，抗承压性能，抗跌落性能作为成型质量的评价指标，分析单因素在成型过程中对成型质量的影响，实验中的单因素包括成型颗粒度，成型压力，成型保压时间，成型粘结剂质量分数。首先做成型颗粒度的单因素实验，选择育苗钵成型最佳，力学性能较好的颗粒度做之后的单因素实验，依次探究各因素对成型质量的影响范围，单因素实验结果表明各因素对原料成型质量影响的大致范围为:成型颗粒度范围<0.16mm，0.16-0.63mm，0.63-1.25mm，成型压力范围10-14Mpa,成型保压时间范围10-14mi

3、n,成型粘结剂质量分数范围120%-160%。为之后的银杏生物质育苗钵的成型参数提供理论依据。实验结果表明育苗钵力学性能最好时各指标的参数为：成型颗粒度为<0.16mm，成型压力为14Mpa，成型时间为12min，成型粘结剂质量分数为140%，此时育苗钵的平均密度为0.8g/cm3左右，跌落破损率为0.1-0.2%左右，承压破损率为0.3-1.2%左右。关键词：银杏废弃物；生物质育苗钵； 成型工艺参数；抗跌落性；抗承压性毕业设计说明书外文摘要Research on the mechanical characteristics of

4、0;ginkgo biomass seedling breedingAbstrctAccording to the cultivation methods of melon and fruit seedlings in China in recent years, in the common greenhouse planting, seedling breeding is gradually increased and put into production. Due to the immature technology before, most of the

5、seedling breeding is made of plastic, which is difficult to degrade in soil and will cause environmental pollution. The newly researched biomass seedling breeding with straw as raw material can not only solve the pollution problem, but also be green and environmentally friendly, recycling agricultur

6、al and forestry waste. Therefore, the research of biomass seedling breeding is particularly important. This topic is designed to prepare and study the biomass seedling breeding from Ginkgo as the raw material, and explore the relationship between granularity, molding pressure, pressure retention tim

7、e, binder content of ginkgo raw material for the density, pressure-bearing performance and crush resistance of ginkgo raw material after molding. Relationship. The main research is as follows:In the study, Ginkgo's crusher of different particle sizes and binder are evenly mixed and evenly formed

8、 into seedling breeding lings through the breeding die and vertical hydraulic jack. On this basis, the density, pressure resistance and fall resistance are selected as the evaluation indicators of molding quality, and the influence of single factors on the molding quality during the molding process

9、are analyzed. The single factors in the test include molding particle size, molding pressure, molding pressure retention time, and molding adhesive quality fraction. First of all, a single-factor experiment on the granularity of molding is carried out. After selecting the single-factor experiment wi

10、th the best molding and good mechanical particle size, the influence range of each factor on the molding quality is investigated in turn. The single-factor experimental results show that the approximate range of influence of each factor on the molding quality of raw material is: molding particle siz

11、e range < 0 .16mm, 0.16-0.63mm, 0.63-1.25mm, molding pressure range 10-14Mpa, molding pressure retention time range 10-14min, molding binder quality fraction range 120%-160%. It provides a theoretical basis for the molding parameters of ginkgo biomass seedling breeding. The experimental results s

12、how that when the mechanical performance of the seedling is the best, the parameters of each indicator are: the particle size of the molding is <0.16mm, the molding pressure is 14Mpa, the molding time is 12 minutes, and the quality score of the molding binder is 140%. At this time, the average de

13、nsity of the seedling is 0.8g/cm3 .Left and right, the fall damage rate is about 0.1-0.2%, and the pressure-bearing damage rate is about 0.3-1.2%.Keywords：Ginkgo waste； biomass seedling breeding； molding process parameters；fall resistance；pressure resistance目 录1 绪论11.1 研究目的与意义11.2 国内外研究现状21.2.1国内外育苗

14、容器研究现状21.2.2 国内外育苗容器材质研究现状21.3 研究内容及方法32 材料与制作方法52.1 材料与设备52.1.1 实验材料52.1.2 主要仪器和设备52.2 制作方法53 银杏生物质育苗钵成型后力学特性分析63.1 成型原料筛选及性能分析63.1.1 成型原料确定63.1.2 成型原料筛选63.2 成型原料力学性能影响因素及评价指标83.2.1 成型原料力学性能影响因素83.2.2 成型原料力学性能评价指标83.2.2.3抗承压性能93.3 实验方法93.4 成型原料力学性能单因素实验与分析93.4.1 成型压力对成型质量的影响93.4.2 成型保压时间对成型质量的影响103

15、.4.3 成型粘结剂质量分数对成型质量的影响113.5 数据处理134 结果与分析144.1 育苗钵密度144.1.1 成型颗粒度对密度的影响144.1.2 成型压力对密度的影响144.1.3 成型保压时间对密度的影响154.1.4成型粘结剂质量分数对密度的影响164.2 育苗钵抗跌落性能及抗承压性能184.2.1 成型颗粒度对育苗钵抗跌落性能及抗承压性能的影响184.2.2 成型压力对育苗钵抗跌落性能及抗承压性能的影响194.2.3 成型保压时间对育苗钵抗跌落性能及抗承压性能的影响204.2.4 成型粘结剂质量分数对育苗钵抗跌落性能及抗承压性能的影响215 结论与展望235.1 结论235.

16、2 展望24参考文献25致谢27 银杏生物质育苗钵力学特性研究1 绪论 1.1 研究目的与意义进入新世纪的中国经济水平逐渐提升，居民的生活水平和质量不断提高,对绿色生活的关注度也越来越高。根据国务院发布的水果蔬菜类人均的消费目标是，在2020年，全国人均全年蔬菜类消费140公斤，水果60公斤。可见目前瓜果类蔬菜类大面积种植的重要性。目前瓜果类蔬菜类的种植普遍采用育苗移栽或大棚种植的方式,近几年来育苗钵开始投入生产使用，当前育苗钵质地多为塑料制作，多用于育种、育苗。黑色塑料育苗钵由于所具备的物理特性，白天吸热夜晚保温，起到了护根、提高化肥利用率的作用，同时由于是塑料，在干旱时节可减少水分的流失；

17、用育苗钵钵育种、育苗便于集中培育和移栽，显著提高经济效益，广泛用于花卉、蔬菜、瓜果等农业种植1。在育苗过程中塑料育苗容器由于其价格低廉、可重复使用等优点得到众多农户的青睐,但同时在土壤中塑料不可降解，造成白色垃圾，对环境造成较大的污染和危害，不利于新提倡的农业可持续发展。因此探索新型的环保育苗容器,研究相应的力学特性及其重要。 生物质育苗容器的使用在一定程度上可以缓解塑料育苗容器使用带来的环境污染问题, 本产品具有重量轻、耐水性好、材料易得、造价低廉、环保等特点。移栽后的育苗钵可在土壤中溶解变成肥料,既有利于作物生长,又可以减少对土壤的污染。特别是经过机械加工成型的营养钵其规格、强度、密度均可

18、根据需要选择,从而实现移栽标准化、机械化提供了条件2。用此营养钵育苗无需缓苗,而且杜绝了苗期土传病害的发生。大部分农作物秸秆都能应用。也可手工制作擦,操作简单、易学、易懂,并在实际生产中取得了良好的社会效益,适合各种蔬菜、经济作物。目前大多数生物质育苗容器以农作物秸秆为原料,并添加各种黏结剂以提高其成型率和成型质量。本次研究将首次选用林业类枝条作为原料制作育苗钵并研究其力学性能。生物质育苗钵产品具有重量轻、耐水性好、材料易得、造价低廉、无污染等优点, 育苗钵也可手工制作,操作较简单、易学、易懂,并在实际生产中取得了良好的社会效益,适合各种蔬菜、经济作物。因此生物质育苗钵的研究显得尤为重要，本研

19、究为设计银杏生物质育苗钵,以银杏粉碎物为成型原料,在生物质育苗钵成型影响因素、成品的力学特性进行了系统研究。 1.2 国内外研究现状 1.2.1国内外育苗容器研究现状 国外容器育苗始于50年代中期，70年代前半期为高速发展期，在生产上较先推广应用的国家是瑞典、芬兰、挪威等。目前已发展到50多个林业先进国家中应用，并作为规范化育苗的必要手段。在瑞典，1985年年产苗量60%是容器苗，到1987年容器苗达80%；挪威在70年代末容器苗已达到总产苗量的50%左右。加拿大的不列颠哥伦比亚省，据9个国营苗圃统计，1976年总产苗0.8亿株，其中容器苗占25%。到1988年总产苗1.35亿株，其中容器苗达

20、90%以上3。中国目前的容器苗总量占育苗总量的10%以上，数量比例上远低于其他许多国家。我国采用容器育苗时间很短，在个别树种上大面积推广造林也只有10年时间，但发展势头很猛4。国家科委将此列入“七五”、“八五”、“九五”连续攻关，取得丰硕成果，容器育苗的基质配置、容器的研制、南方新型塑料大棚的研制，机械化装播作业、育苗车间的生态条件的自动控制、基质营养成份配比及根系营养特性等相关技术均已成熟，并相继在南方的广西、北方的大兴安岭建立了二个大型容器苗工厂，并取得了可观的经济效益5。但由于容器苗不便运输，各地需求量不断加大，加上其应用种类、基质配制等受到地理、气候、立地条件限制较大。因此，研究生物质

21、育苗钵具有十分重要的意义。1.2.2 国内外育苗容器材质研究现状目前育苗容器材质的发展情况归纳起来共有两类：一类是育苗容器和苗木一起栽入造林地，如蜂窝纸杯、泥炭容器等；一类是在苗木栽植时取下容器，如用聚苯乙烯、聚氯乙烯制成的塑料袋、营养杯等6。 制作容器的材料有软塑料、硬塑料、泥炭、纸浆、稻草等，其中塑料容器占主导地位。容器的性状有圆柱形、圆锥形、方形、六角形等。目前最常用的是塑料袋和蜂窝连体纸杯容器7。国内在育苗容器的选择上有:穴盘、纸质容器、薄膜容器、塑料袋,硬塑杯等。由于机械化以及经济条件的限制,我国生产上应用较多的是塑料容器。塑料容器成本低,但是对土壤造成污染。纸杯容器可折叠便于贮运,

22、可带筒定植,无需去杯或划袋,也使顶芽、针叶少受损伤,且蜂窝纸筒无间隙,装土工效高,省地又减少水肥淋失,因而有着广阔前景8。高永杰研究不同形状容器育苗结果表明:水滴形容器所育苗木侧根最多,底部边缘设排水孔的容器苗比底部中心设孔的容器苗根系质量好,这可能因为,底部中心设孔的苗木侧根沿杯壁向下伸长时,遇底受阴而盘曲;而底部边缘设孔的容器苗,根系下伸伸出杯底孔外,遇空气干枯而造成自然剪根,促使容器内的新根增长,无盘曲与折返现象9。 育苗基质是培育容器苗的关键。按照基质的配制材料不同,可分为以下三种:一是主要以各种营养土为材料,质地紧密的重型基质;二是以各种有机质为原料,质地疏松的轻型基质。应用穴盘进行

23、容器苗生产,基质一般选择不同配比的草炭土、珍珠岩和蛭石,既有利于保水保肥,又有利于形成良好的根团,且有空气修根的作用;三是以营养土和各种有机质各占一定比例,质地重量介于前两者之间的半轻基质,营养袋育苗多选用此类基质10。容器基质的物理化学性质对苗木生长具有决定性作用11。 1.3 研究内容及方法本课题将针对塑料育苗钵会造成土壤污染的问题。进一步研究银杏生物质育苗钵力学特性研究，研究内容如下：1.银杏生物质育苗钵的成型工艺研究研究将银杏粉碎物，粘结剂混合均匀后通过育苗钵模具和立式液压千斤顶冷压成育苗钵，控制单因素变量颗粒度大小，压力大小，保压时长，粘结剂质量分数大小（粘结剂质量分数是指粘结剂质量

24、与原料的质量之比），通过预实验初步确定银杏生物质育苗钵达到最佳成型状态下的参数范围。2. 银杏生物质育苗钵成型工艺优化分析银杏生物质育苗钵要进行运输，储存和使用，所以实验后的成品质量极其重要。我们对实验后的成品可以用从密度，抗跌碎性，抗承压性对育苗钵成型的效果进行分析。所以，在优化分析时需考虑颗粒度大小，压力大小，保压时长，粘结剂质量分数大小对密度，抗跌碎性能，抗承压性能的影响。3. 银杏生物质育苗钵力学性能研究研究银杏生物质育苗钵成型后的密度，抗摔性能及抗承压性能，对编好号的育苗钵进行抗摔性能，抗承压性能的测试。最终得出最佳的颗粒度，压力，保压，粘结剂质量分数参数。 1.4 研究创新之处本次

25、研究将首次选用林业类植物银杏枝条作为原料制作育苗钵并研究其力学性能。采用控制因素的方法，把多因素的问题变成单因素问题，每次只改变某一个因素，而控制其余因素不变，从而研究单因素对实验的影响。 2 材料与制作方法 2.1 材料与设备 2.1.1 实验材料 银杏枝条废弃物、玉米淀粉、磷酸、氢氧化钠。 2.1.2 主要仪器和设备立式液压千斤顶（测量范围0-200KN）、温度计、搅拌棒、烧杯、水浴锅（型号HH-6，恒温范围0-80）、游标卡尺（型号DL91150，量程0-150mm，分度值0.01mm）、电热鼓风干燥箱（型号SY101-2）、粉碎机（型号9F50-50）、育苗钵成型模型、不同孔径的筛子、

26、电子秤（分度值0.01g）、保鲜膜、密封袋、螺丝刀、刷子、粉碎机（型号9F50-50）、记号笔。 2.2 制作方法粘结剂的制作：400ml水中加入6g的磷酸，12g的氢氧化钠，100g的玉米淀粉，放入水浴锅中均匀搅拌后加热到65。育苗钵的制作：（1）银杏粉碎物预处理。将粉碎后的银杏枝条在干燥箱中干燥12h,干燥温度105°C。（2）混合。准确称取70g的粉碎物与不同质量分数的粘结剂混合。（3）冷压成型。将混匀的物料放在育苗钵模型中，使用立式液压千斤顶进行加压。（4）放置12h。将加完压的育苗钵正立放置在常温下冷却12 h,待其成型固化。（5）成品。 3 银杏生物质育苗钵成型

27、后力学特性分析 3.1 成型原料筛选及性能分析3.1.1 成型原料确定纵观育苗容器的发展状况，可发现目前投入使用的育苗钵除了采用塑料作为原料外，生物质育苗钵的原料都是采用农作物废弃物，因此首次选择采用林业林银杏废弃物枝条作为原料进行实验。银杏是世界上古老的树种之一。由于银杏树对生长环境要求不高，又受绿色生活美化环境的影响，被大面积种植，故废弃树叶来源广泛。然而，大部分银杏落叶被归类为垃圾进行焚烧，这不仅污染环境，也造成了资源的浪费。另外，银杏叶的生物活性成分，如黄酮类、萜类内酯，经有效提取，可用于医药保健。但是，提取活性成分后剩余的银杏叶残渣一般为湿物料，极易腐烂，给环境带来很大的压力。药渣含

28、有丰富的生物高分子物质，如果将其进一步通过热解技术制备活性炭，实现高附加值转化，这不仅可有效缓解药渣对环境的污染，同时还变废为宝，实现了药渣的综合利用，具有一定的经济价值12。3.1.2 成型原料筛选银杏枝条进行粉碎后进行过筛，筛选出的颗粒度大小分别为粒径<0.16mm，0.16-0.63mm，0.63-1.25mm。进行颗粒度的单因素实验，选取出成型最好的颗粒度，可确定接下来的单因素实验用成型最好的颗粒度育苗钵进行。下图为颗粒度单因素实验的成型结果表现。图1 颗粒度单因素实验Figure 1 Granularity single factor e

29、xperiment从图1中可以看出，颗粒度粒径为0.63-1.25mm的育苗钵杯壁杯底厚且开裂，脱模之后有很明显的反弹现象。而粒径为0.16-0.63mm的育苗钵杯壁杯底较厚，同样存在开裂现象，杯顶掉渣严重，脱模之后也会反弹。粒径<0.16mm的育苗钵成型均匀，杯壁紧实厚度均匀，无开裂现象，杯底厚度正常且不存在反弹现象。单从图1育苗钵的成型分析来看，颗粒度粒径为0.63-1.25mm的育苗钵以及粒径为0.16-0.63mm的育苗钵成型较差，育苗钵杯体有明显的裂痕，所以初步猜测力学性能表现效果可能会不好，粒径<0.16mm的育苗钵成型规整，初步猜测颗粒度为粒径<0.16mm为成

30、型颗粒度的最佳参数。3.2 成型原料力学性能影响因素及评价指标3.2.1 成型原料力学性能影响因素影响原料成型的因素有成型颗粒度，成型压力，成型保压时间，成型粘结剂质量分数。3.2.2 成型原料力学性能评价指标3.2.2.1密度密度时衡量育苗钵力学性能非常重要的指标之一，在育苗钵成型12h后进行脱模，称重为m,计算体积为v，按公式(1)进行计算：=m/v（1）其中育苗钵的体积计算公式如下：V=13(r12+R12+r1R1)13(r22+R22+r2R2)r32(H-h) （2）公式（2）中的r1 表示外底圆半径，R1表示外顶圆半径，r2表示内底圆半径，R2表示内顶圆半径，r3表示育苗钵杯底小

31、孔半径，H表示整个育苗钵的高，h表示育苗钵杯底的厚度。其中：r1r2=R1R2=H=h。 （3） 3.2.2.2抗跌落性能育苗钵制作成功后，在未来投入使用时，为避免运输过程中出现碰撞等情况对育苗钵的质量产生影响，所以抗跌落性能显得尤为重要。育苗钵脱模干燥后称重为m1,进行跌落测试后再次称重为m2,按公式（4）进行计算抗跌落性能，公式如下：D=m1m2m1 ×100% (4)3.2.2.3抗承压性能在未来投入使用时，避免不了大量运输的情况，在运输过程中为了节省空间，可选择将育苗钵摞在一起，因此抗承压性能也是作为性能评价的重要指标之一。脱模干燥后称重为m3,抗承压测试后称重为m4,按公式

32、（5）进行计算抗承压性能，公式如下：C=m3m4m3×100%(5)3.3 实验方法（1）将银杏粉碎物放入烘干箱中烘干12小时，干燥温度为105。（2）称取粉碎物，与质量分数分别为120%，140%，160%的粘结剂均匀混合后放在模具中,压力分别采取10Mpa,12Mpa,14Mpa,保压时间分别采取10min,12min,14min。此实验为单因素实验，其中每个变量单独做4个育苗钵。（3）用立式液压千斤顶冷压成型。（4）脱模后进行标号，进行密度的计算。（5）脱模干燥后进行性能测试。每个变量的4 个育苗钵中，两个做抗跌落性能测试，两个做抗承压性能测试。跌落测试是采取将育苗钵从1m的高

33、度进行跌落，跌落5次后称重。承压测试是将育苗钵倒置，在上面放置重量为12Kg的重物，承压10min后进行称重。3.4 成型原料力学性能单因素实验与分析3.4.1 成型压力对成型质量的影响实验在<0.16mm的粉碎物，粘结剂温度为65，粘结剂质量分数为140%，成型保压时间为12min的成型条件下，考虑不同压力对成型结果的影响，成型后的表现结果如下图所示。图2 压力单因素实验Figure 2 Pressure element experiment从图2可看出，当压力为10Mpa时，育苗钵由于压力小，整个育苗钵有些反弹的趋势，且杯壁有些松散。压力为12Mpa以及

34、14Mpa时，育苗钵成型均匀，无反弹现象，但压力为14Mpa的育苗钵成型更好一些。从图2育苗钵的成型来看，压力不同，不会造成育苗钵成型的差异，成型压力的最佳参数还是需要结合之后的力学性能确定。3.4.2 成型保压时间对成型质量的影响实验在<0.16mm的粉碎物，粘结剂温度为65，粘结剂质量分数为120%，成型压力14Mpa的成型条件下，考虑不同保压时间对成型结果的影响，结果如下图所示。图4 保压时间单因素实验Figure 4 Experiment on the single factor of pressure

35、0;preservation time由图4可看出，保压时间为10min的育苗钵由于保压时间短，杯壁有些地方很松散，且有轻微的反弹现象，杯底不平整。保压时间为12min的育苗钵成型均匀。而保压时间为14min的育苗钵由于保压时间长，虽没有不良的现象，但育苗钵杯口直径大。 根据图4的育苗钵成型效果来看，保压时间的3个参数下，育苗钵的成型效果都很不错，无明显的破损差距，因此成型保压时间的最佳参数无法通过成型表现效果由初步的判断，需要通过之后的力学性能测试确定最佳参数。3.4.3 成型粘结剂质量分数对成型质量的影响实验在<0.16mm的粉碎物，粘结剂温度为65，成型压力14Mpa，成

36、型保压时间为12min的成型条件下，考虑不同粘结剂质量分数对成型结果的影响，成型结果如下图所示。图3 粘结剂质量分数单因素实验Figure 3 Single factor experiment of quality fraction of binder由图3可看出，粘结剂质量分数为120%的育苗钵由于粘结剂少，整个育苗钵粘性较差，挤压过程中粘结剂少会分布不均匀，且在压的过程中物料难以被挤出来，导致杯壁很松散，杯口成型很差。粘结剂质量分数为140%的育苗钵成型均匀，脱模过程也很顺利。而粘结剂质量分数为160%的育苗钵

37、由于粘结剂过多，在冷压成型的过程中挤压出来的较多，杯壁相对来说较薄，脱模过程中也会感觉整个育苗钵很软，在放置24h的过程中会开裂。从图3的育苗钵成型效果来看，粘结剂质量分数为120%的育苗钵成型效果偏差一些，粘结剂质量分数为140%以及粘结剂质量分数为160%的育苗钵成型效果要好一些，但是粘结剂质量分数为160%时，育苗钵脱模粘腻很软，根据成型效果，成型粘结剂质量分数的最佳成型参数可能为粘结剂质量分数为140%或者160%，具体的结果还是要结合之后的力学性能测试。3.5 数据处理每个变量均独立重复四次，以其平均值作为测定结果。采用Excel 2020版本进行数据处理和图标的制作。4 结果与分析

38、4.1 育苗钵密度4.1.1 成型颗粒度对密度的影响颗粒度.xlsx图5 颗粒度对密度的影响Figure 5 The effect of particle size on density 图5为颗粒度对育苗钵的密度影响，密度是反应物质的一种状态，育苗钵的密度越大，说明育苗钵整体越紧实。从图中可以看出，随着粉碎物的粒径增大，密度越来越小。说明颗粒度越大，育苗钵成型越松散越不好。通过图5密度初步对成型质量的评价，粒径为<0.16mm的育苗钵密度表现最好，结合图1不同颗粒度育苗钵的成型表现效果来看，可以初步确定选取颗粒度粒径

39、为<0.16mm的参数进行接下来的单因素实验。4.1.2 成型压力对密度的影响压力.xlsx图6 压力对密度的影响Figure 6 The influence of pressure on density图6反应了成型压力对密度的影响，根据逻辑思考的话，按理来说密度应该是随着压力的增大越来越大，但是图中表现的是压力为10Mpa的密度大于压力为12Mpa的密度，这是由于压力为10Mpa的育苗钵由于压力小，在挤压过程中物料被挤压出的少，质量偏大，且因为杯壁蓬松，脱模的过程中会对杯壁的厚度会有影响，会使杯壁厚度相对减少，从而影响体积变

40、小。根据公式（1）的计算，计算出来的密度会偏大，这是由于外界因素导致的密度偏大。压力为12Mpa的育苗钵成型相对压力为10Mpa的育苗钵要好，挤压出不少物料，且脱模过程顺利，整个杯体紧实很多。最后压力为14Mpa的育苗钵密度最大，成型很好，杯壁厚度很均匀，脱模基本无残渣掉落。通过图6以及图2不同压力下的育苗钵成型表现来看，由于成型表现无太大差异，但当密度作为评价的指标时，成型保压的压力为14Mpa时，育苗钵的密度力学性能相较成型保压压力为10Mpa,12Mpa的好，初步确定成型保压的压力为14Mpa作为成型最佳参数。4.1.3 成型保压时间对密度的影响保压时间.xlsx图7 保压时间对密度的影

41、响 Figure 7 The influence of pressure retention time on density图7反应了成型压力对密度的影响，从图中可以看出随着保压时间的增大，密度也在增大，说明随着保压时间的增大，育苗钵的杯体越来越紧实。保压时间为10min时，密度要比保压时间为12，14min的育苗钵小很多，这是由于同一压力下，保压时间短育苗钵会存在反弹现象，杯壁变厚，体积变大，导致育苗钵密度变小。纵观折线图的变化，可看出保压时间为12min和14min的密度相差不大，两者的成型都很好，杯壁厚度匀称

42、，也很结实。从图7密度对成型保压时间的评价中可以看出，保压时间为12min的育苗钵与保压时间为14min的密度很接近，说明两者的密度力学性能都很好，但是成型保压时间为14min的育苗钵力学性能表现要更出色一些，结合图3不同保压时间的育苗钵成型表现无太大差别，可以初步暂定保压时间为14min作为最佳参数。4.1.4成型粘结剂质量分数对密度的影响粘结剂质量分数.xlsx图8 粘结剂质量分数对密度的影响Figure 8 The influence of the mass fraction time of the

43、 binder on the density 图8反应了成型粘结剂质量分数对密度的影响，从图中可以看出，粘结剂质量分数为120%的育苗钵密度最小，是因为由于粘结剂最少，挤压过程中只有杯底部分粘结剂多可以粘住，杯顶几乎没有粘结剂压上来，脱模时杯顶掉渣严重，且整个杯体很松散很脆，很容易掉渣，影响育苗钵的质量和体积，影响密度。而粘结剂质量分数为140%以及160%时，密度相差很小，两者的成型都很好，但是粘结剂质量分数为160 %的育苗钵由于粘结剂最多，在脱模时感觉杯体很粘腻，也很软，放置24h后有育苗钵存在开裂现象。粘结剂质量分数为140%的育苗钵整个杯体的粘

44、结剂看起来很匀称，脱模过程顺利，也没有开裂现象。结合图4不同粘结剂质量分数对育苗钵成型的影响，从图8密度对成型粘结剂质量分数的评价中可以看出，粘结剂质量分数为120%的育苗钵密度最小，密度力学性能表现差，而粘结剂质量分数为140%以及160%时，密度相差很小，说明两者的密度力学性能都很好，但是粘结剂质量分数为160%的育苗钵力学性能相较之下表现要更出色一些，但根据脱模情况，粘结剂质量分数为160%的育苗钵杯体粘腻很软，因此根据密度暂时无法更准确的初步确定成型粘结剂质量分数的最佳参数。4.2 育苗钵抗跌落性能及抗承压性能4.2.1 成型颗粒度对育苗钵抗跌落性能及抗承压性能的影响颗粒度.xlsx图

45、9 颗粒度对抗跌落抗承压性能的影响 Figure 9 The influence of particle size on the anti-compression performance of falling（1）根据实验数据图来看，随着粉碎物的粒径增大，跌落破损率平均值越来越大，说明粒径越大，抗跌落性能抗承压性能越差。粒径为0.63-1.25mm的育苗钵跌落破损率均值比粒径为<0.16以及粒径为0.16-0.63的育苗钵跌落破损率均值高出将近8倍，这是由于粒径太大，粘性很差，整

46、个杯体很脆，且本身在脱模后杯壁就有裂缝，跌落的过程中直接碎成渣状。粒径为0.16-0.63的育苗钵虽然在脱模后也有裂缝，但是在跌落过程中没有碎成渣状，所以跌落破损率均值要相对好很多。粒径为<0.16mm的育苗钵跌落破损率均值最小，也就是在跌落测试时损失的物料最少，抗跌落性能最好。（2）从承压破损率均值的折线图可以看出，粒径为<0.16mm的育苗钵承压破损率均值最小，抗承压性能最好。在承压实验中发现粒径为0.63-1.25mm的育苗钵承压破损情况要比0.16-0.63mm的育苗钵承压破损情况好，虽然粒径为0.63-1.25mm的育苗钵成型不太好，但是承压过程中并没有太多的碎渣，一部分

47、原因是杯底太厚，承受重物的效果要好一些，另一部分原因是杯壁厚，承重效果也会相对好。根据实验数据的分析，通过抗跌落抗承压性能以及密度，不同颗粒度的育苗钵成型效果的总分析，确定粒径<0.16mm的银杏粉碎物制成的育苗钵，在密度，抗跌落抗承压性的力学性能表现都是最佳的，因此接下来的实验都采取粒径<0.16mm的粉碎物进行成型压力，成型保压时间，成型粘结剂质量分数的单因素实验。4.2.2 成型压力对育苗钵抗跌落性能及抗承压性能的影响压力.xlsx图10 压力对抗跌落抗承压性能的影响Figure 10 The influence of pressure

48、 on fall resistance and pressure resistance (1) 从跌落破损率均值的折线图可以看出，压力为14Mpa的育苗钵跌落破损率均值最小，抗跌落性能最好。压力为12Mpa的育苗钵跌落破损率均值最大，虽然压力不是最小的，但是育苗钵在跌落过程中会产生裂痕，掉落碎渣多。而压力为10Mpa的育苗钵作为压力最小的，即使在脱模后存在反弹现象，放置24h后杯底厚，跌落试验中由于杯底厚重量大先落地，所以并没有掉渣很严重。(2) 从承压破损率均值的折线图可以看出，压力越大的育苗钵承压破损率均值越小，压力为10Mpa的

49、育苗钵承压破损率均值比其余两个压力状态下的育苗钵承压破损率均值高出很多，是因为承压实验育苗钵是倒置的，由于育苗钵反弹，杯口相对松散，承压能力减弱很多。压力为12Mpa和14Mpa的育苗钵承压破损率均值很接近，因为两者成型都比较匀称，所以承压性能要好一些。从3个成型质量的评价指标分析以及不同压力下育苗钵的成型表现来看，保压压力为14Mpa的育苗钵力学性能表现效果最好，且成型效果也很好，确定接下来的实验都采取粒径<0.16mm的粉碎物以及成型压力为14Mpa进行成型保压时间，成型粘结剂质量分数的单因素实验。4.2.3 成型保压时间对育苗钵抗跌落性能及抗承压性能的影响保压时间.xlsx图11

50、保压时间对抗跌落抗承压性能的影响Figure 11 The influence of pressure retention time on falling anti-pressure performance (1) 从跌落破损率均值的折线图可以看出，三种保压时间的育苗钵跌落破损率均值很接近，这可以看出保压时间对育苗钵的抗跌落性能并不会有太大的影响，同样大的压力，育苗钵的成型都很匀称，杯底厚度基本一致，跌落的时候不会有太大差别。但是，保压时间为12min的育苗钵抗跌落性能要更好一些。(2) 从承压

51、破损率均值的折线图可以看出，保压时间为14min的育苗钵承压破损率均值相比其他两个保压时间状态下的育苗钵承压破损率均值要高很多，这是因为由于保压时间过久，脱模后的24h过程中会有裂痕，承压时会裂痕会裂开，造成碎渣掉落。保压时间为10min和12min的育苗钵承压破损率均值相近，没有太大差别。但保压时间为12min的育苗钵承压破损率均值相比来看药效，所以保压时间为12min的育苗钵抗承压性能要更好一些。从图3不同保压时间下育苗钵的成型效果来看，保压时间对育苗钵的成型没有太大影响，从图7成型保压时间对密度的影响来看，成型保压时间为14min时力学性能要比保压时间为12min的育苗钵更胜一筹，从成型

52、保压时间抗跌落性能的影响来看，保压时间为12min与保压时间为14min的育苗钵力学性能的表现效果也很相近，但是保压时间为12min的育苗钵力学性能更好一些，且从抗承压性能来看，保压时间为12min的育苗钵力学性能表现效果更好，因此确定接下来的实验都采取粒径<0.16mm的粉碎物以及成型压力为14Mpa，成型保压时间为12min进行成型粘结剂质量分数的单因素实验。4.2.4 成型粘结剂质量分数对育苗钵抗跌落性能及抗承压性能的影响粘结剂质量分数.xlsx图12 粘结剂质量分数对抗跌落抗承压性能的影响Figure 12 The influence of 

53、;the quality fraction of the binder on the impact of falling compressive resistance (1) 从跌落破损率均值的折线图可以看出，粘结剂质量分数为120%的育苗钵跌落破损率均值最大，说明抗跌落性能最差，这是由于粘结剂过少，挤压过程中粘结剂只能集中在杯底以及靠近杯底处，杯口粘结剂过少，跌落的过程中损失太多，造成抗跌落性能差。粘结剂质量分数为140%和160%的育苗钵跌落破损率均值相近，抗跌落性能差不

54、多。(2) 从承压破损率均值的折线图可以看出，粘结剂质量分数为120%的育苗钵承压破损率均值最大，抗承压性能最差，原因同上。但是在承压测试中粘结剂质量分数为160%的育苗钵损失要比跌落测试时的碎渣多，这是由于粘结剂多，挤压得过程中物料会挤出很多，导致杯壁变薄，抗承压性能要相对弱一些。根据上面的图4不同粘结剂质量分数下育苗钵的成型表现以及图8成型粘结剂质量分数对密度的影响来看，粘结剂质量分数为140%和160%的育苗钵成型以及力学性能都不差，但是考虑到粘结剂质量分数为160%的育苗钵脱模表现不太好，没有初步确定成型最佳参数，但是根据粘结剂质量分数对抗跌落抗承压性能的影响，粘结剂质量分数为160%

55、的育苗钵相比粘结剂质量分数140%的育苗钵抗跌落性以及抗承压性较差，可以确定粘结剂质量分数为140%为成型最佳参数。因此确定接下来的实验都采取粒径<0.16mm的粉碎物以及成型压力为14Mpa，成型保压时间为12min，成型粘结剂质量分数为140%为育苗钵成型最佳参数。5 结论与展望5.1 结论本文以研究适用于蔬菜水果育苗的银杏生物质育苗钵为目的，在分析和总结国内外有苗容器、生物质育苗钵，采用冷压成型工艺的方式，设计银杏生物质有苗钵成型以及力学性能得测试，本实验采取单因素实验得方式，通过控制变量法，得出成型后性能最好得育苗钵参数，结论如下： （1）结合采用农作物废弃物秸秆等作为原料进行生

56、物质育苗钵的研究，首次选择林业类植物银杏枝条作为原料:对银杏枝条作为生物质原料成型过程中各影响因素进行理论分析，并分别以成型颗粒度、成型压力、成型保压时间、成型粘结剂质量分数为试验单因素，以密度，抗跌落性能，抗承压性能为评价指标进行单因素试验研究，确定了各因素对成型质量的影响范围为:成型颗粒度粒径为<0.16mm，0.16-0.63mm，0.63-1.25mm，成型压力10-14Mpa,成型保压时间为10-14min,粘结剂质量分数120-140%。 （2）结合本实验的实际情况，由于粘结剂的温度在65以上，确定采用液压立式千斤顶进行冷压成型。粘结剂加在物料中时，要快速搅拌，保证温度。容器内搅拌完毕的物料可放在水浴锅上保证温度。（3）以单因素试验研究为基础，以成型颗粒度、成型压力、成型保压时间、成型粘结剂质量分数为试验因素，以银杏生物质育苗钵的密度、抗跌落性能、抗承压性能作为成型质量评价指标进行成型试验，利用Excel 2020进行数据的处理以及图表的绘制，进行分析。确定在成型颗粒度粒径为<0.16mm，成型压力为14Mpa，成型保压