第一篇：6.8龍鑫探究自控技術(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用3000字

探究自控技術(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要：介紹了自控技術(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)乳化炸藥

自動化控制技術(shù)就是通過計算機和信息技術(shù)等，能夠在工業(yè)生產(chǎn)中進行管理、監(jiān)測等工作的綜合性技術(shù)。自控技術(shù)主要解決生產(chǎn)問題，能夠提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)的一致性。在20世紀(jì)60年代西方國家就開始將這樣的技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。在后來的一段時間經(jīng)過他們的實踐，在20世紀(jì)70年代開始廣泛使用。后來我國也就開始引進西方的先進設(shè)備和采用自控技術(shù)，在采用了自控技術(shù)后我國的鋼鐵公司都得到大力的發(fā)展，雖然沒有產(chǎn)生直接的效益，但是加快了生產(chǎn)。所以后來除了很多中小型的企業(yè)沒有用自控化技術(shù)外，其他企業(yè)都將自控化技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中。隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)在我國的工業(yè)發(fā)展有很大的提高，尤其是工業(yè)炸藥收到很多企業(yè)的青睞。

乳化炸藥現(xiàn)在的生產(chǎn)方式有微機控制、全連續(xù)、全自動等形式，自動控制是一種提高乳化炸藥品質(zhì)和節(jié)約成本的一種方式。乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)有工業(yè)控制機、工業(yè)電視、可編程控制器及各種傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)等硬件和控制軟件組成。采用先進的集散自動控制系統(tǒng)，利用工業(yè)控制機、工業(yè)電視等設(shè)備集中監(jiān)控整個生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)和管理，動態(tài)顯示整個工藝流程和生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)情況，完成數(shù)據(jù)出來等工作。以可編程控制器為核心，控制各個子系統(tǒng)，如半成品制備、乳化、冷卻、混合等工序，進行參數(shù)監(jiān)控、調(diào)節(jié)、超限報警、故障停機及自診斷等工作。我國現(xiàn)目前的技術(shù)和發(fā)達國家還有一定的差距，本文就結(jié)合實例談?wù)勛钥丶夹g(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用。

一、云山炸藥生產(chǎn)自控系統(tǒng)簡介

整個控制系統(tǒng)主要由流量控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、故障報警控制系統(tǒng)等組成。其中上機位采用工控機，主要監(jiān)視生產(chǎn)線的運行狀況，下機位進行數(shù)據(jù)通信能夠編程控制器和智能儀表。并通過智能儀表將各個參數(shù)傳到生產(chǎn)過程。利用溫

度、顯示控制系統(tǒng)對溫度傳感器、顯示儀、進行控制，當(dāng)溫度較高，或者在計算機上顯示出“膠體溫度過高、敏化溫度過高，系統(tǒng)報警停機，以保證系統(tǒng)的安全性。

在生產(chǎn)線上安裝監(jiān)控設(shè)備，用來遠程監(jiān)控。對生產(chǎn)工房所有的炸藥生產(chǎn)工序和關(guān)鍵的設(shè)備安全狀況進行實施監(jiān)控。

二、自控系統(tǒng)在乳化炸藥中的生產(chǎn)應(yīng)用

1.能夠提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本。

2.在產(chǎn)品的質(zhì)量管理方面能夠有強化作用。運用自控系統(tǒng)中先進的程序可以保證在生產(chǎn)中按照嚴(yán)格的設(shè)計進行執(zhí)行。系統(tǒng)能夠記錄生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行保存，在以后的工作中能夠查閱，作為以后改善技術(shù)的參考資料。

3.能夠加快生產(chǎn)的進度，減輕工人的工作量。能夠合理的控制成本，達到最大利益化。

三、炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用的關(guān)鍵自動化技術(shù)

（一）、水相油相流量的配比

在原來的技術(shù)應(yīng)用上，乳化炸藥的藥水和流量的控制方式是采用模擬屏，需要操作人員觀察數(shù)據(jù)才能夠進行，是典型的手動式監(jiān)控，這種方式存在的缺陷是精度低，現(xiàn)在有了自控技術(shù)的應(yīng)用，控制人員只需要在自控室就能夠完成生產(chǎn)的控制工作。

（二）、中控制系統(tǒng)

中控制系統(tǒng)通過傳感器和儀表采集的參數(shù)和其他控制設(shè)備就能夠?qū)嵤╇S時控制。中控臺裝有弱電控制按鈕，LED 指示燈，溫度、流量、壓力、電流等顯示調(diào)節(jié)儀表，PLC、打印機等。通過電腦屏幕可以觀察到現(xiàn)場的圖像以及各種儀表參數(shù)、動態(tài)曲線、歷史數(shù)據(jù)等，能夠通過曲線圖像和數(shù)據(jù)分析就能夠看出整個生產(chǎn)線的現(xiàn)狀。

（三）、安全裝置

安全裝置是生產(chǎn)炸藥中最不可缺少的部分，炸藥生產(chǎn)是相當(dāng)?shù)奈ｋU，所以為了保證員工的人生安全，安全裝置必不可少。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)主要由三菱FX2N PLC 綜合控制，周期自檢自身狀態(tài)，當(dāng)程序出現(xiàn)錯誤時，能自動停機。

（四）、原料設(shè)備系統(tǒng)

原料制備系統(tǒng)主要是指油相和水相材料是制備，有水相A電子稱、水相B電子稱、、油相A電子稱、油相B電子稱、水相A加水閥、水相B加水閥、復(fù)合蠟放料閥、乳化劑放料閥、高分子放料閥、油相A進料閥？油相B進料閥、螺旋輸送機、破碎機、對應(yīng)的蒸汽閥組成。通過PLC和計算機確保水相、油相材料的組成成分準(zhǔn)確，溫度控制在要求范圍內(nèi)，螺旋輸送和破碎機實行連鎖控制，只有在啟動螺旋輸送機的情況下，才能啟動破碎機，只有在破碎機停止后，才能停止螺旋輸送機。

四、國內(nèi)自控系統(tǒng)在乳化炸藥中的應(yīng)用方式

目前國內(nèi)在生產(chǎn)主要用的乳化炸藥的方式分為4種：

4.1完全手動式

它的特點就是設(shè)備和閥門的運動靠手動形式進行，生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)值有些需要人工的測定，這樣的工藝方式，乳化炸藥的品質(zhì)不能得到保證，設(shè)備的差，導(dǎo)致裝置不能再最佳狀態(tài)下工作，工人勞動量大，原材料的消耗大，產(chǎn)能值小，不能夠進行較為復(fù)雜的乳化炸藥生產(chǎn)，生產(chǎn)的成本高，這種方式屬于間斷式，很少有炸藥廠家還在采用。

4.2 半自動控制方式

這樣的控制方式的主要特點就是通過變送器將信號送到模擬屏上顯示出來，操作人員運用模擬屏觀察屏上顯示的數(shù)據(jù)和閥門的狀態(tài)，進行生產(chǎn)的監(jiān)控。操作人員可以通過顯示的數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)進行對照，用遙控設(shè)備的啟停滿足工藝的要求，但是這種方式導(dǎo)致工人的介入較多，對炸藥的質(zhì)量有一定的影響，工人的工作量大，這種方式是小的乳化性炸藥廠采用的。

4.3PC機數(shù)據(jù)采集方式

隨著計算機不斷的發(fā)展，技術(shù)水平較高的情況下，炸藥制造也用到計算機技術(shù)。主要和半自動控制方式的區(qū)別是：控制室采用的不再是模擬屏，而是計算機將現(xiàn)場的儀表采集數(shù)據(jù)通過計算機的模擬輸入板上，技術(shù)及的顯示屏就會清楚的顯示出現(xiàn)在的工作情況和運行數(shù)據(jù)。并且不需要工人進行數(shù)據(jù)進來，計算機能夠通過硬盤直接將數(shù)據(jù)保存，還能夠用打印機打印。這種方式，對設(shè)計人員的要求

較高，不但要具有豐富的經(jīng)驗，還要具有很好的設(shè)計協(xié)調(diào)能力。但是由于計算機的運算系統(tǒng)會出現(xiàn)故障是計算機死機，所以后來這種方式被擊中控制系統(tǒng)分布式代替。

4.4分布式控制方式

隨著乳化炸藥的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的乳化炸藥都是采用連續(xù)的生產(chǎn)方式。由于集散式控制方式在上機位出現(xiàn)故障時，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響的優(yōu)勢就被廣泛的應(yīng)用。集散式自控系統(tǒng)的特點是：從配料到包裝整個過程都能夠進行編程控制，通過智能儀表進行現(xiàn)場的設(shè)備控制。

五、國內(nèi)乳化炸藥自控系統(tǒng)的不足

雖然現(xiàn)在在自控技術(shù)的應(yīng)用下，乳化炸藥的發(fā)展非常的迅速，控制系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)在乳化炸藥的生產(chǎn)需求，但是長遠的發(fā)展上來說，自控技術(shù)還存在著不足：

1.由于乳化炸藥的基質(zhì)屬于高粘度，現(xiàn)在還沒有相對來說比較好的方法來進行高粘度乳化基質(zhì)檢測。若是用化學(xué)的方式就需要加入一定的化學(xué)藥品，這種方式存在著一定的誤差，不能夠完全表示基質(zhì)的流量。

2.現(xiàn)在的自控系統(tǒng)還沒有能夠解決檢測小流量的方法。但是我們在加入化學(xué)物品時，（例如催化劑）它的流量就小，所以這是現(xiàn)在的自控系統(tǒng)需要解決的問題。

3.目前的系統(tǒng)不能夠自動的調(diào)節(jié)冷卻水的流量，當(dāng)乳化基質(zhì)發(fā)生變化時。

4.在線檢測問題，炸藥制造好后，不能對基質(zhì)和炸藥的密度進行在線檢測。

總結(jié)：

自控技術(shù)的應(yīng)用在乳化炸藥的生產(chǎn)中有很大的作用。它對乳化炸藥的發(fā)展幫助很大，現(xiàn)在的的乳化炸藥生產(chǎn)比原來的生產(chǎn)更為簡單和安全，隨著科技的發(fā)展，以后的乳化炸藥生產(chǎn)會操作會更加方便簡單。

參考文獻：

[1]楊堅,任將華,吳智平.自動化技術(shù)在炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展[J].科技視

界,2012,25:412-413.[2]楊陽,王越勝,陳強.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].機電工程,2009,07:65-67+82.[3]陽俊,邱朝陽,蔣鋒.乳化炸藥生產(chǎn)過程中敏化溫度的模糊PID控制[J].礦冶工程,2012,06:14-16.

第二篇：淺談液態(tài)硝酸銨在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

淺談液態(tài)硝酸銨在乳化炸藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘 要 乳化炸藥已經(jīng)成為我國工業(yè)炸藥的主導(dǎo)產(chǎn)品，隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，對其生產(chǎn)工藝和成本等方面提出了更高的要求。文章淺談了液態(tài)硝酸銨應(yīng)用于乳化炸藥生產(chǎn)后在簡化工藝、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、環(huán)境污染、安全性等方面的社會效益。關(guān)鍵詞 乳化炸藥 液態(tài)硝酸銨 社會效益

民用爆炸物品行業(yè)是我們工業(yè)體系中的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是煤礦、采礦、建筑、交通運輸?shù)刃袠I(yè)的重要支撐，肩負(fù)著為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的重要使命。工業(yè)炸藥品種繁多，按組成特點可分為銨梯炸藥、硝化炸藥、銨油炸藥、水膠炸藥、乳化炸藥以及其他工業(yè)炸藥。其中乳化炸藥已經(jīng)成為我國工業(yè)炸藥的主導(dǎo)產(chǎn)品，擁有多種品種并且劃分為多種系列，滿足了國內(nèi)各類工程爆破的需要。

隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，對安全生產(chǎn)和環(huán)境保護要求不斷提高，以及有限資源的持續(xù)利用，對工業(yè)炸藥的生產(chǎn)工藝和成本等方面提出了更高的要求。為促進民用爆炸物品行業(yè)科學(xué)發(fā)展，加快淘汰落后產(chǎn)能步伐，實現(xiàn)安全發(fā)展、清潔發(fā)展、節(jié)約發(fā)展，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《工業(yè)和信息化部關(guān)于民用爆炸物品行業(yè)技術(shù)進步的指導(dǎo)意見》（工信部安[2010]227號），就民爆行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向、技術(shù)發(fā)展目標(biāo)以及限制和淘汰技術(shù)提出指導(dǎo)意見,其中技術(shù)發(fā)展方向中明確提出“采用液體硝酸銨代替固體硝酸銨制備工業(yè)炸藥”。為符合國家民爆行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展方向精神，近年來，越來越多的民爆企業(yè)開始嘗試使用液態(tài)硝酸銨為原料制備工業(yè)炸藥。本文就液態(tài)硝酸銨在乳化炸藥生產(chǎn)應(yīng)用中的效益進行淺談。

一、簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減少作業(yè)人員

利用結(jié)晶硝酸銨為原料制作乳化炸藥，生產(chǎn)廠家利用轉(zhuǎn)運車輛將原料結(jié)晶硝酸運至生產(chǎn)工房破碎間，再人工將其搬運至破碎機投料口，破帶，投料，由破碎機破碎到一定程度后通過螺旋輸送機送入水相罐，加水后加熱攪拌制備成含硝酸銨以及硝酸鈉的水溶液[1]。利用液態(tài)硝酸銨溶液制備乳化炸藥，工業(yè)炸藥生產(chǎn)廠家根據(jù)國家要求直接從硝酸銨儲罐中將硝酸銨溶液輸送到水相罐中配制含硝酸銨以及硝酸鈉的水溶液。制備乳化炸藥生產(chǎn)工藝相比，利用液態(tài)硝酸銨溶液為原料至少減少一次裝卸入庫、二次裝車出庫、二次運輸、破料投料、溶解五個環(huán)節(jié)。

生產(chǎn)工藝的簡化，導(dǎo)致減少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)對應(yīng)的搬運人員、轉(zhuǎn)運人員、投料人員將不再需求。工信部安〔2012〕301號《關(guān)于提升工業(yè)炸藥生產(chǎn)線本質(zhì)安全生產(chǎn)水平的指導(dǎo)意見》中提升工業(yè)炸藥生產(chǎn)線本質(zhì)安全水平的總體目標(biāo)明確提出“在增強和保證全線安全保障的同時，最大限度地減少固定工作人員，單條工業(yè)炸藥生產(chǎn)線危險工房內(nèi)（含配料、制藥、裝藥、包裝、轉(zhuǎn)運等工序）操作人員控制在9人以內(nèi)”。實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)人員減少符合國家工業(yè)炸藥生產(chǎn)線本質(zhì)安全水平總體目標(biāo)的要求。

二、縮短作業(yè)時間，提高生產(chǎn)效率

利用液態(tài)硝酸銨溶液制備乳化炸藥，節(jié)省了固態(tài)硝酸銨轉(zhuǎn)運時間以及結(jié)晶硝酸銨加熱攪拌溶解時間，使得乳化炸藥制備水相溶液的時間大大縮短，提高了生產(chǎn)效率。

三、降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益

液態(tài)硝酸銨在生產(chǎn)過程時，利用硝酸和氨中和反應(yīng)生成的產(chǎn)物不需減壓結(jié)晶、脫水，減少了結(jié)晶蒸發(fā)水分這一工序，因此工業(yè)炸藥生產(chǎn)廠家不需要消耗大量的水蒸氣來融化固態(tài)硝酸銨，只需要保溫及升溫過程的蒸汽，從而節(jié)省了鍋爐產(chǎn)生水蒸氣的煤能源的消耗[2]。同時也節(jié)省了硝酸銨破碎機、螺旋輸送、硝酸銨溶解攪拌的電力消耗。此外生產(chǎn)環(huán)節(jié)的減少，使人工成本、裝卸費、設(shè)備折舊費都隨之減少。

四、改善生產(chǎn)環(huán)境，減少環(huán)境污染

乳化炸藥生產(chǎn)使用液體硝酸銨后,破料投料造成四處飛揚的粉塵不見了,破碎機震耳欲聾的轟鳴聲消失了,硝酸銨吸潮溶解所形成的濕漉漉的地面也消失了，搬運工人和破碎工人與硝酸銨粉塵相吸附的不衛(wèi)生、不安全的生產(chǎn)局面也從此告別歷史了[2]。

除改善了民爆企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，對社會環(huán)境的污染也減少。工業(yè)炸藥生產(chǎn)殘留的硝酸銨袋通常由回收公司重新洗滌曬干后再做他用。但是大部分回收公司一般都直接在河流中洗滌,把沾在內(nèi)袋里的硝酸銨直接溶解到河里,造成水體富營養(yǎng)化，大大污染環(huán)境。使用液體硝酸銨,避免了包裝袋內(nèi)殘余硝酸銨的浪費，同時減少了環(huán)境污染，可以有效改善目前生態(tài)環(huán)境[2]。

五、減少事故風(fēng)險，提高安全性

普遍認(rèn)為純凈的高溫液態(tài)硝酸銨或硝酸銨溶液是安全穩(wěn)定的，使用液態(tài)硝酸銨減少了搬運、破帶投料等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而縮短了生產(chǎn)作業(yè)人員同危險品接觸的時間，提高了安全性。但是液態(tài)硝酸銨溶液中混入雜質(zhì)，特別是氯化物等雜質(zhì)，在相當(dāng)?shù)偷臏囟认乱矔l(fā)生分解放熱反應(yīng)，高溫液態(tài)硝酸銨與可燃劑接觸時能迅速發(fā)生燃燒引發(fā)爆炸事故。所以在生產(chǎn)、儲存、運輸液態(tài)硝酸銨溶液時一定按國家相關(guān)規(guī)定，嚴(yán)禁將可燃性或氯離子等雜質(zhì)混入，保證液態(tài)硝酸銨使用安全。

六、總結(jié)

使用液態(tài)硝酸銨溶液生產(chǎn)乳化炸藥，使生產(chǎn)工藝簡化、生產(chǎn)作業(yè)人員縮減、生產(chǎn)成本降低、作業(yè)時間縮短工作效率提高、事故風(fēng)險降低安全性能提高，在技術(shù)和安全上是可行的，是符合國家民爆行業(yè)發(fā)展方向的。但是液態(tài)硝酸銨的安全性是相對的，其安全性還有待于更進一步的提高。參考文獻

[1]苗濤,劉大維,陳曦.乳化炸藥水相溶液不同制備方式的對比分析.礦業(yè)研究與開發(fā),2014,34(7),96-99.[2]徐德安.液體硝酸銨直接應(yīng)用于工業(yè)炸藥生產(chǎn)的效益分析.爆破器材,2011,40(1),32-34.

第三篇：膜分離技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

題 目 膜分離技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

姓 名 學(xué) 號

所在學(xué)院 長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年級專業(yè) 指導(dǎo)教師 完成時間

年 月 日

摘要：

膜分離技術(shù).，其誕生和發(fā)展是近五十年的事。上個世紀(jì) 50～ 60 年代, 人們已經(jīng)開始意識到能源的潛在危機, 傳統(tǒng)高能耗的分離技術(shù)面臨巨大威脅, 不得不尋求新的節(jié)能分離方法.于是, 50 年代為膜科學(xué)及技術(shù)的基礎(chǔ)研究階段, 60～70 年代為發(fā)展并實現(xiàn)工業(yè)化階段, 80 年代至今為技術(shù)深化完善, 擴大應(yīng)用, 并研發(fā)高難度新型膜分離技術(shù)階段.膜分離技術(shù)發(fā)展到今天可分為: 微濾;超濾;反滲透;電滲析;氣體擴散;滲透蒸發(fā);液膜分離等.膜分離過程一般無需相變化, 因此對熱敏性, 相對揮發(fā)度小或存在共沸點的混合物具有獨特的優(yōu)勢, 同時還節(jié)省能耗, 工業(yè)上有用膜分離來取代或部分取代精餾的情況.目前, 氣體混合物的分離工業(yè)應(yīng)用較為成熟的有, 如美國Monsanto公司開發(fā)的氣體膜分離器用于分離H2 和CO 2[2];液體混合物分離方面, 較成功的應(yīng)用有反滲透用于海水淡化和醫(yī)藥及微電子工業(yè)無菌水的制造;超濾用于酶和蛋白質(zhì)生產(chǎn)中大分子產(chǎn)品的分離提純, 食品工業(yè)中乳制品, 果汁, 酒的濃縮, 超濾還應(yīng)用于環(huán)保中廢水處理, 如汽車制造業(yè)中電泳涂料清洗用水的處理, 紙廠紙漿廢水處理等.近年來, 無機膜應(yīng)用于微濾和超濾取得了重大進展, 它解決了聚合物膜的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性差的問題, 而且選擇性也大大提高了.膜分離技術(shù)是一種新型高效的分離技術(shù)，是對非均相體系中不同組分進行分離、純化與濃縮的一門新興的邊緣交叉學(xué)科。它具有過程不發(fā)生相變及副反應(yīng)、無二次污染、分離效率高、操作條件溫和、能耗低等優(yōu)點 ,是緩解資源短缺、能源危機和治理環(huán)境污染的重要措施 ,因而得到世界各國普遍重視 ,并在海水淡化、化工、印染、環(huán)保、食品、生化過程等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

目前膜分離技術(shù)被公認(rèn)為 20 世紀(jì)末至 21 世紀(jì)中期最有發(fā)展前途的高科技之一[1]。在短短的幾十年里膜技術(shù)迅速發(fā)展 ,受到世界的矚目。擴散定理、膜的滲析現(xiàn)象、滲透壓原理、膜電勢等一系列研究為膜的發(fā)展打下了堅實的理論基礎(chǔ)。相關(guān)科學(xué)技術(shù)的突飛猛進也使得膜的實際應(yīng)用成為可能。關(guān)鍵詞：

目錄

引言.................................................................................................................錯誤！未定義書簽。第一章 膜分離過程與膜分離技術(shù).................................................................................................4 1.1 膜分離過程.......................................................................................................................4 1.2 膜分離技術(shù).......................................................................................................................4 第二章 膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用.....................................................................................5 2.1 超濾膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用...........................................................................5 2.2納濾膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用....................................................................................5 2.3乳化液膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用................................................................................6 2.4膜生物反應(yīng)器技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用........................................................................8 第三章 結(jié)語...................................................................................................................................10 參考文獻.........................................................................................................................................10

第一章 膜分離過程與膜分離技術(shù)

1.1 膜分離過程

膜分離過程是以選擇性透過膜為分離介質(zhì) ,當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差、溫度差等)時 ,原料側(cè)組分選擇性地透過膜 ,以達到分離、提純的目的。不同的膜過程使用不同的膜 ,推動力也不同。

目前已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用的膜分離過程有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、滲析(D)、電滲析(ED)、氣體分離(GS)、滲透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)、膜生物反應(yīng)器(MBR)等。

1.2 膜分離技術(shù)

超濾(UF)、納濾(NF)、乳化液膜(ELM)、膜生物反應(yīng)器(MBR)這四大過程在技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟 ,已有大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用 ,形成了相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè) ,有許多商品化的產(chǎn)品可供不同用途使用。氣體分離和滲透汽化是正在發(fā)展中的技術(shù)。其中氣體分離相對較為成熟一些。目前已有工業(yè)規(guī)模的氣體分離體系是:空氣中氧和氮的分離;合成氨廠中氨、氮、甲烷混合氣中氫的分離;天然氣中二氧化碳與甲烷的分離。滲透汽化是這些膜過程中唯一有相變的過程 ,在組件和過程設(shè)計中均有特殊的地方。它主要用于有機物/水 ,水/有機物 ,有機物/有機物分離 ,是最有希望取代某些高能耗的精餾技術(shù)的膜過程。20世紀(jì)80年代中期進入工業(yè)化應(yīng)用階段。

膜分離技術(shù)的水處理應(yīng)用

近年來，膜分離技術(shù)應(yīng)用干廢水處理是一項重大的技術(shù)突破，既能對廢水進行有效的凈化，又能回收一些有用的物質(zhì)，因此在廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用并顯示了廣闊的發(fā)展前景。本文主要對超濾膜，納濾膜、乳化液膜以及膜生物反應(yīng)器技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用和發(fā)展進行綜述。

第二章 膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

2.1 超濾膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

超濾膜簡介

超濾(Ultra-Filtration ,UF)是一種壓力驅(qū)動的膜分離過程，是根據(jù)分子的大小和形態(tài)而分離的篩選機理進行分離的。自20世紀(jì)60年代以來，超濾很快從實驗規(guī)模發(fā)展成為重要的工業(yè)單元操作技術(shù)，它已廣泛用于食品．醫(yī)藥，工業(yè)廢水處理，高純水制備及生物技術(shù)工業(yè)。在工業(yè)廢水處理方面應(yīng)用的最普遍的是電泳涂漆過程，城市污水處理及其他工業(yè)廢水處理領(lǐng)域都是超濾未來的發(fā)展方向。

超濾膜在廢水處理中的應(yīng)用 含油廢水處理

機械行業(yè)工件的潤滑．清洗和石化行業(yè)的煉制及加工等會產(chǎn)生含油廢水，其油一般為漂浮油、分散油和乳化油三種形式存在。．其中乳化油的分離難度最大，用電解或化學(xué)法破乳使油粒凝聚的費用較高，而超濾就不需要破乳直接可將油水分離，特別適用于高濃度乳化油的處理和回收。超濾處理乳化油廢水時，界面活性劑大部分可透過，而超濾膜對油粒子完全阻止，隨濃度增加油粒子粗?；蔀槠∮透∮谝好嫔希儆闷灿脱b置即可撤除。陸曉千[ ]等用超濾膜技術(shù)處理清洗車床、設(shè)備等含油污水，顏色為乳白色，含油(1000～5000)mg/1，COD濃度高達(10000～50000)mg/l，經(jīng)超濾膜處理后，顏色透明。含油低于10Ing/l，COD(1700～5000)mg/l，除油濾99％。

2.1.2.2城市污水的處理

污水再利用不僅減輕環(huán)境污染，而且也是解決水資源短缺的有效方法。城市污水經(jīng)二級生化處理后進行超濾，可進一步降低水的濁度、色度及有機物。超濾出水可作為循環(huán)冷卻水、造紙用水等對水質(zhì)要求不太高的工業(yè)用水水源。2.1.2.3電泳涂漆水處理

電泳涂漆是對汽車．冰箱，摩托車等的殼體鑲上底漆的工藝，完成后需用水漂冼去掉浮漆，為防止洗出漆的損失而且應(yīng)工藝要求，必須將漆水分離以回收漆。超濾是一種十分理想的回收漆的方法。經(jīng)超濾分離后，漆返回漆槽回收，清水則返回清洗水箱繼續(xù)使用。這樣既提高了漆的利用率由減少污水處理費用。在超濾膜運行中，應(yīng)注意防止霉菌繁殖使膜變質(zhì)，病毒堵塞濾膜，因此應(yīng)定期在濾液中投加適量的防霉劑。

2.2納濾膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

納濾膜的簡介

納濾膜（Nanofiltration membrane，NF）又稱疏松型反滲透膜，它是介于反滲透與超濾之間的一種膜分離技術(shù) 但納濾膜多數(shù)為荷電膜，其對無機鹽的分離行為不僅受到化學(xué)勢梯度控制，同時也受到電勢梯度的影響，其表面由一層非對稱性結(jié)構(gòu)的高分子與微孔支撐體結(jié)合而成，以壓力差為推動力，對水溶液中低分子量的有機溶質(zhì)截留，而鹽類組分則部分或 5

全部透過，從而使有機溶質(zhì)得到同步濃縮和脫鹽的目的。納濾膜在廢水處理中的應(yīng)用 含重金屬廢水的處理

在金屬加工和合金生產(chǎn)廢水中，含有濃度相當(dāng)高重金屬離子。將這些重金屬離子生成氧氧化物沉淀除去是處理含重金屬的廢水一般的措施。采用納濾膜技術(shù)，不僅可以回收90％以上的廢水，使之純化，而且同時使重金屬離子含量濃縮10倍左右，濃縮后的重金屬具有回收利用的價值。如果條件控制適當(dāng)，納濾膜還可以分離溶液中的不同金屬。

造紙廢水的處理

造紙廠沖洗廢水中含有大量污染物，納濾膜可以替代傳統(tǒng)的吸收和電化學(xué)方法高效地去除深色木質(zhì)素和來自木漿漂泊過程中產(chǎn)生的氯化木質(zhì)素。同樣地，用納濾膜處理含有硫酸木質(zhì)素等有色化合物的廢水，既能除去90％以上的COD，膜通量甚至比聚砜超濾膜還要高3倍。高通量可能是由于帶負(fù)電性的納濾膜截留了帶負(fù)電性的硫酸木質(zhì)素。L P Raman等[ ]采用納濾膜技術(shù)對木漿漂白液進行處理，去除氯代木質(zhì)素和90％的色度物質(zhì)。Tomani等[ ]采用陶瓷納濾膜處理造紙廠漂白廢水，實現(xiàn)了造紙廢水的封閉式運行。

化學(xué)工業(yè)廢水的處理

處理化學(xué)工業(yè)廢水的常用方法是濃縮后焚燒或曝氣。而且濃縮時需要除去廢水中的鹽分，因為要是濃縮成高鹽度的廢水，這種廢水會對焚燒爐或暖氣裝置產(chǎn)生更大腐蝕。另外，廢水中含有許多生物不能降解的大分子有機物。這些問胚只有用納濾膜才能有效解決。納濾膜在濃縮水中有機成分的同時，讓鹽分透過，從而達到分級分別處理。經(jīng)濃縮后的已脫鹽廢水可以去曝氣．而透過液則可經(jīng)生化處理成無害的排放維。

石油工業(yè)廢水的處理

在石油開采和煉制過程中，會產(chǎn)生各種含有機物和無機鹽的廢水，成分非常復(fù)雜。采用納濾膜將原油廢水分離成富油的水相和無油的鹽水相．然后把富油相加入到新鮮的供水中再進入洗油工序，這樣既回收了原油又節(jié)約了用水。石油工業(yè)的含酚廢水中酚類物質(zhì)毒性很大，必須脫出后才能排放。采用納濾技術(shù)，不僅酚的脫除率可達95%以上，而且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎳，汞、鈦等重金屬高價離子脫除，其費用比反滲透等方法低得多。

食品工業(yè)廢水的處理

袁其朋等[ ]采用超濾、納濾組合工藝對大豆乳清廢水進行了處理實驗。經(jīng)超濾處理后的乳清廢液，再經(jīng)納濾濃縮10倍后，濃縮液中總糖約有77%被截留，其中功能性地聚糖水蘇糖和棉子糖的截留率高達95%以上，濃縮液中總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)達8.72％，再經(jīng)活性炭脫色和離子交換脫鹽及真空濃縮，即可得到透明狀大豆低聚糖糖漿。該法的優(yōu)點在于既解決了廢水的排放問題，同時又通過回收利用增加了經(jīng)濟效益。另外，納濾膜技術(shù)在生活污水．印染廢水以及酸洗廢液等方面的處理也有廣泛的應(yīng)用。

2.3乳化液膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

液膜及乳化液膜簡介

液膜技術(shù)是60年代中期由美國?？松芯颗c工程公司的黎念之博士提出的一種膜分離方法，直到l 986年奧地利的Marr等科學(xué)家采用液膜法，從粘膠廢液中回收鋅獲得了成功，液膜分離技術(shù)才進入了實際應(yīng)用階段18l。液膜主要由膜溶劑(水或有機溶劑)，表面活性劑

(乳化劑)和添加劑組成，按其構(gòu)型和操作方式的不同，可分為乳狀液膜和支撐液膜，其中乳狀液膜更為常用。乳狀液膜可看成為一種。水/油/水”型(W/O/W)或“油/水/油”型(O/W/O)的雙重乳狀液高分散體系，將兩種互不相溶的液相通過高速攪拌或其它方法(如超聲波法、噴管法等)制成乳狀液，然后將其分散到第三種液相(連續(xù)相)中，就形成了乳狀液膜體系。乳狀液膜表面積大，傳質(zhì)速度快，可以有目的地控制其選擇性。乳狀液膜處理廢水的過程分3步進行：

(1)制乳

對不同廢水，需選擇不同的膜溶劑、表面活性劑和內(nèi)保相攪拌后制成的W/O乳液；乳化型液膜的制備較為簡單．直接將優(yōu)選的膜配方材料加入制乳設(shè)備中即可。制乳設(shè)備的工作原理有機械攪拌、膠體磨、超聲波等。(2)傳質(zhì)

將W/O乳液分散到待處理廢水中，形成W/O/W乳液。廢水中的待分離組分，通過選擇性滲透、化學(xué)反應(yīng)、萃取和吸附等作用進入內(nèi)包相，與內(nèi)包相中的特定組分發(fā)生反應(yīng)，從而富集于內(nèi)包相。(3)破乳

W/O/W乳液經(jīng)一段時間傳質(zhì)后，靜置，分層，水層為出水，油層為油相與內(nèi)包相的乳狀液，利用電場或機械力破壞油層乳狀液，使油相與內(nèi)包相分開，油相循環(huán)使用，富集了被分離物的內(nèi)包相進行回收或處理后廢棄。盤塔、攪拌柱等。

破乳的目的是為了回收使用過的乳液內(nèi)相和有機相．破乳效果的優(yōu)良與否。直接關(guān)系到液膜技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟可行性，因此此環(huán)節(jié)十分重要。

破乳方法分為化學(xué)破乳法和物理破乳法。通過調(diào)節(jié)pH值或投加化學(xué)破乳劑使液膜體系失穩(wěn)的方法叫化學(xué)破乳法。通過加熱、離心分離以及高壓電場的靜電引力來使液膜體系失穩(wěn)的方法叫物理破乳法。

乳化液膜在廢水處理中的應(yīng)用 處理含酚廢水舊

液膜法除酚效率高，流程簡單，可處理低濃度，高濃度含酚廢水。華南理工大學(xué)環(huán)境研究所采用液膜法兩段逆流連續(xù)萃取除酚，將LMS-

2、煤油、表面活性劑，氫氧化鈉水溶液混合攪拌制成乳狀液，處理后的工業(yè)含酚廢水中酚含量從1000mg/L降至0.5mg/L。破乳后可從內(nèi)水相中回收酚鈉鹽，油相則循環(huán)利用。目前，我國在液膜處酚技術(shù)方面已進入工業(yè)應(yīng)用階段。

2.3.2.2分離廢水中的有機物、無機酸

美國科羅拉多礦業(yè)大學(xué)的wang研究了用液膜法去除水溶液中的多種有機酸成分。如兩種有機酸溶質(zhì)體系(間甲酚、安息香酚、酚/苯基乙酸)和3種有機溶質(zhì)體系(酚/安息香酚/苯基乙酸)。以總濃度為0.012mg/L的間甲酚/安息香酸溶液的分離實驗為例，隨膜相與外水相接觸時間延長，外水相中間甲酚/安息香酸不斷減少直至平衡，安息香酸可去除95%左右，間甲酚剩余較多。去除重金屬離子

奧地利Graz工業(yè)大學(xué)的Marr等人采用乳狀液液膜分離技術(shù)，對去除牯膠廢水中的Zn2+、Cu2+、Cd2+、Pb2+、Cr3+、Ni2+等重金屬離子傲了大量的實驗。表明除Ni2+外，其它金屬離子的去除率均高于99％．

2.4膜生物反應(yīng)器技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

膜生物反應(yīng)器簡介

膜生物反應(yīng)器(Membrane bioreactor．MBR)廢水處理技術(shù)是把膜分離技術(shù)與廢水處理中的活性污泥工藝相結(jié)合，將生物反應(yīng)器與膜組件聯(lián)用的一項技術(shù)。其流程為：原水進入生物反應(yīng)器與生物相充分反應(yīng)后，再循環(huán)泵的作用下，流經(jīng)膜組件，排放過濾出水，生物相回流人生物反應(yīng)器。膜組件取代了傳統(tǒng)工藝的二次沉淀池，且比之傳統(tǒng)工藝有許多優(yōu)點：(1)膜生物反應(yīng)器中同時進行生物處理和過濾消毒作用，所以其出水水質(zhì)良好；(2)在反應(yīng)器中可獲得較高的微生物濃度，提高處理負(fù)荷；

(3)水力停留時間與污泥齡完全分離，使生物處理過程易于控制且具有更高的可 靠性和靈活性；

(4)可以截留短時間難于降解的大分子有機物；(5)設(shè)備緊湊，占地少。

膜生物反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用 城市污水處理及回用

l968年美國人smith首次提出膜生物反應(yīng)器的概念并用其處理生活污水，引起了廣泛的關(guān)注。90年代中期，日本有39座這樣的MBR處理廠在運行，最大處理能力可達500m3/d，并且有100多處的高樓采用MBR將污水處理后回用于中水道。據(jù)報道，這些系統(tǒng)的出水已達到深度處理的標(biāo)準(zhǔn)，而且系統(tǒng)占地小。管理方便，產(chǎn)泥量很小。l997年，英國wassex公司在英國的Porlork建立了當(dāng)時世界上最大的MBR系統(tǒng)，日處理量達2000m3。1999年又在Dorset的Swanage建成了l 3000m3/d的膜生物反應(yīng)器污水處理廠。膜生物反應(yīng)器同時硝化與反硝化作用成功的去除污水中的氮，污泥停留時間相當(dāng)長，可以截留生物系統(tǒng)中的緩慢生長的硝化菌。糞便污水處理

糞便污水中有機物含量很高，傳統(tǒng)的反硝化處理方法要求有很高污泥濃度，而且固液分離不穩(wěn)定，影響了三級處理效果。MBR很好地解決了這一問題，并且使糞便污水不經(jīng)稀釋而可直接處理。到1994年，F(xiàn)j本已有l(wèi)200多套MBR系統(tǒng)用于處理4000多萬人的糞便污水。工業(yè)廢水處理

20世紀(jì)90年代以來，MBR的處理對象不斷拓寬，在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用也得到了廣泛關(guān)注，如處理食品工業(yè)廢水、水產(chǎn)加工廢水，養(yǎng)殖廢水、化妝品生產(chǎn)廢水、染料廢水．石油化工廢水，均獲得了良好的處理效果。90年代初，美國在Ohio建造了一套用于處理某汽車制造廠的工業(yè)廢水的MBR系統(tǒng)，處理規(guī)模為15lm3/d，該系統(tǒng)的有機負(fù)荷達6.3kgCOD/m3/d，COD去除率為94%，絕大部分的油與油脂被降解。某玉米加工廠采用厭氧消化超濾膜生物反應(yīng)器處理玉米加工廢水，COD去除率達到97%，膜透過液中COD的質(zhì)量濃度可降低到100mg/L以下。90年代初，美國通用汽車公司采外置錯流管式超濾膜生物反應(yīng)器處理工業(yè)和生活混合廢水，系統(tǒng)出水COD和BOD5的質(zhì)量濃度分別低干400mg/L和100mg/L。

第三章 結(jié)語

總之,膜技術(shù)在水處理方面有著廣泛的用途,城市污水回用對緩解城市供水不足,節(jié)省珍貴的水資源,減輕水污染和改善水環(huán)境的作用是非常顯著的,大量的實踐證明了污水回用的可行性和經(jīng)濟性,隨著人們環(huán)境意識的增強和生活水平的提高,對污水回用要求也會越來越高,由于膜技術(shù)的特點,技術(shù)的不斷進步以及處理成本的不斷下降,膜技術(shù)在污水回用領(lǐng)域今后更將大有用武之地,發(fā)揮更大的作用.特別是隨著膜技術(shù)的發(fā)展,其潛在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)粩鄶U大,這門新興的膜技術(shù)將會在今后的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中大顯身手,發(fā)揮更大的作用,為我們創(chuàng)造一個優(yōu)良的生活環(huán)境.參考文獻

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第四篇：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

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物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)，是將所有物品通過各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別裝置、基于光聲電磁的傳感器、3S技術(shù)、激光掃描器等各類裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理，并通過操作終端，實現(xiàn)智能化識別和管理[1]。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)，不過用戶端不僅局限于個人電腦，而是延伸到任何需要實時管理的物品和物品之間。物與物之間，小的如手表、鑰匙，大的如汽車、樓房究竟通過什么方式和電腦網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)呢？其實，最關(guān)鍵的技術(shù)就是“物”里內(nèi)嵌微型感應(yīng)芯片，把它變得智能化，讓它可以“開口說話”。再借助無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人就可以和物體“對話”了，物聯(lián)網(wǎng)就是傳達“聲音”的媒介。

農(nóng)業(yè)作為關(guān)系著國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。其信息化、智慧化的程度尤為重要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研中的引入與應(yīng)用，將是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)依托新型信息化應(yīng)用上邁出的一大步?？梢愿淖兇址诺霓r(nóng)業(yè)經(jīng)營管理方式，提高動植物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，從而引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展[2]。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用現(xiàn)狀

物物互聯(lián)在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化領(lǐng)域已經(jīng)有了初步應(yīng)用，如：傳感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用、智能化專家管理系統(tǒng)、遠程監(jiān)測和遙感系統(tǒng)、生物信息和診斷系統(tǒng)、食物安全追溯系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，通過實時傳感采集和歷史數(shù)據(jù)存儲，能夠摸索出植物生長對溫、濕、光、土壤的需求規(guī)律，提供精準(zhǔn)的科研實驗數(shù)據(jù)；通過智能分析與聯(lián)動控制功能，能夠及時精確地滿足植物生長對環(huán)境各項指標(biāo)的要求，達到高幅度增產(chǎn)的目的；通過光照和溫度的智能分析與精確干預(yù)，能夠使植物特別是名貴花卉的花期完全遵循人工調(diào)節(jié)，目前，關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展項目有很多。比如：土壤養(yǎng)分、墑情監(jiān)測，為作物選擇和耕種方式提供指導(dǎo)；糧情信息監(jiān)測，為監(jiān)管部門科學(xué)決策保護糧食安全提供有效數(shù)據(jù)；農(nóng)業(yè)大棚溫室監(jiān)控、田間自動化管理,通過連續(xù)監(jiān)測土壤濕度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多點同時滴灌補水；二維碼動物溯源，通過食品追溯標(biāo)簽使消費者全面了解產(chǎn)品信息，確保食品安全。

1.1 農(nóng)副食品安全

我國食品安全方面事故頻發(fā)，其中一個很重要的原因是從生產(chǎn)到銷售缺乏監(jiān)管。加大對農(nóng)副產(chǎn)品從生產(chǎn)到流通整個流程的監(jiān)管，則可以將食品安全隱患降至最低，而物聯(lián)網(wǎng)則可在這方面發(fā)揮重要的作用。根據(jù)對物聯(lián)網(wǎng)事件追蹤，國內(nèi)已有多個地區(qū)把食品安全監(jiān)管作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的突破口。

目前，國內(nèi)已出現(xiàn)“食品安全追溯系統(tǒng)”。以豬肉安全為例：進入農(nóng)貿(mào)市場的豬肉安裝上電子芯片，以跟蹤豬肉產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、批發(fā)以及零售等各個環(huán)節(jié)。具體來說即在農(nóng)貿(mào)市場的豬肉經(jīng)營店配備電子溯源秤，消費者在購買豬肉時可索取含有食品安全追溯碼的收銀條，憑借收銀條上的追溯碼查詢生豬來源、屠宰場、質(zhì)量檢疫等多方面信息[3]。這種做法目前在成都、青島等地區(qū)已經(jīng)展開。1.2 農(nóng)業(yè)信息傳送

天氣預(yù)報是重要和首要的農(nóng)業(yè)信息之一，但現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要更多支持因素。應(yīng)為農(nóng)民打造更寬廣的農(nóng)業(yè)信息渠道，所包含的信息內(nèi)容也應(yīng)從天氣預(yù)報到施肥選擇，從種子遴選到病蟲害防治，從幼苗培育到收割入庫等方面。所包含信息范圍也應(yīng)涵蓋廣義農(nóng)業(yè)的各個方面，包括畜牧業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)以及漁業(yè)[4]。目前，在黑龍江部分地區(qū)已實現(xiàn)把測土配方施肥數(shù)據(jù)傳輸?shù)睫r(nóng)戶手機上的業(yè)務(wù)功能，在山東日照部分地區(qū)啟用了“真?zhèn)潍F藥短信查詢舉報系統(tǒng)”讓養(yǎng)殖戶和獸藥經(jīng)營戶參與獸藥監(jiān)督。這種農(nóng)業(yè)信息傳送不僅僅可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，而且可為電信運營商提供更多拓寬業(yè)務(wù)的選擇。1.3 智能化培育控制

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的一個突出表現(xiàn)是智能化培育控制。通過在農(nóng)業(yè)園區(qū)安裝生態(tài)信息無線傳感器和其他智能控制系統(tǒng)，可對整個園區(qū)的生態(tài)環(huán)境進行檢測，從而及時掌握影響園區(qū)環(huán)境的一些參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)變化適時調(diào)控諸如灌溉系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施，確保農(nóng)作物有最好的生長環(huán)境，以提高產(chǎn)量保證質(zhì)量[5]。2 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用展望

物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用鏈上的其它環(huán)節(jié)，如電信運營商以及終端商應(yīng)充分發(fā)掘潛在市場，為各自在物聯(lián)網(wǎng)版圖上占有一席之地未雨綢繆。為監(jiān)管部門提供食品安全追溯的行業(yè)解決方案，并進一步將方案發(fā)展到奶制品、畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和漁業(yè)等方面；整合農(nóng)業(yè)信息資源，為農(nóng)民提供具有針對性的信息服務(wù)；與有關(guān)行業(yè)協(xié)會、統(tǒng)計部門展開合作，為農(nóng)戶提供有用的農(nóng)作物產(chǎn)銷信息，為溫室、系統(tǒng)和芯片生產(chǎn)企業(yè)提供行業(yè)信息；在芯片生產(chǎn)上應(yīng)具有針對性，開發(fā)適合特定業(yè)務(wù)（如信息溯源）的芯片；加大對芯片應(yīng)用的配套設(shè)備的研發(fā)[6]。

農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)來提高工作效率。在種植和培育階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)分析實時的土壤信息，來選擇合適的農(nóng)作物；在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)一個廉價的信息采集, 從而在種植收獲階段進行更精準(zhǔn)的測算。3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我市農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的措施與建議

依托政府、專業(yè)協(xié)會、相關(guān)研發(fā)機構(gòu)和企業(yè)，建立物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用推廣聯(lián)合中心?；趥鞲芯W(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)融合的新應(yīng)用，首先在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中進行示范應(yīng)用，通過在溫室內(nèi)布置光照、溫度、濕度等無線傳感器、攝像頭和控制器，使得園區(qū)管理者可以隨時隨地通過3G手機或電腦，進行遠程監(jiān)測、遠程控制澆灌和開關(guān)卷簾等設(shè)備，并可實時查看到農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的溫度、濕度等信息。實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)大棚的自動化管理，提高工作效率。

3.1 示范應(yīng)用研制智能化監(jiān)控、人工輔助管理技術(shù)

適用于一般經(jīng)濟條件的農(nóng)戶提高溫室栽培管理水平，即對智能化實時監(jiān)控及動態(tài)決策方案通過人工管理加以實施。其關(guān)鍵技術(shù)主要包括溫室綜合環(huán)境變量監(jiān)控系統(tǒng)，各種溫室作物智能化管理決策系統(tǒng)，系列傳感器、計算機芯片與機電一體化系統(tǒng)。可以根據(jù)用戶需求，隨時進行處理，為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測、對環(huán)境進行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。通過模塊采集溫度、濕度等信號，經(jīng)由無線信號收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對大棚溫濕度的遠程控制。3.2 研制智能化監(jiān)控、自動化管理技術(shù)

適用于經(jīng)濟條件較為富裕的農(nóng)戶、設(shè)施農(nóng)業(yè)企業(yè)以及示范展示，提高溫室栽培管理水平，即對智能化實時監(jiān)控及動態(tài)決策方案通過綜合環(huán)境控制與電動執(zhí)行器自動實施。其關(guān)鍵技術(shù)包括溫室控制模式和計算機監(jiān)控系統(tǒng)。其中，計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用由中心控制計算機、現(xiàn)場控制機、系列傳感器、電動執(zhí)行器和局端總線型數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)等組成的分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在溫室生產(chǎn)中大量采用無線傳感器管理、調(diào)控溫度、濕度、光照、通風(fēng)、二氧化碳補給，營養(yǎng)液供給及PH值、EC值等，使栽培條件達到最適宜水平，以合理利用資源，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。同時具有綜合環(huán)境控制、肥水灌溉決策與控制、緊急狀態(tài)處理和信息處理等功能。

運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化溫室是集農(nóng)業(yè)科技上的高、精、尖技術(shù)和計算機自動控制技術(shù)于一體的最先進的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施。比較人工的控制來說，智能控制最大的好處就是能夠相對恒定的控制大棚內(nèi)部的環(huán)境，對于環(huán)境要求比較高的植物來說，更能避免因為人為因素而造成的生產(chǎn)損失。相對生產(chǎn)來說，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到大棚生產(chǎn)以后，產(chǎn)量與質(zhì)量比人工控制的大棚都有極大的提高。3.3 農(nóng)產(chǎn)品物流和安全管理與溯源

在生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通方面，需要對儲運環(huán)境的溫度和農(nóng)產(chǎn)品的水分進行控制，環(huán)境溫度過高可能會發(fā)生大批農(nóng)產(chǎn)品的腐爛，水分不足品質(zhì)會受到影響，在這個環(huán)節(jié)要借助物聯(lián)網(wǎng)的幫助。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)畜禽產(chǎn)品從養(yǎng)殖、屠宰刀運輸銷售的全過程質(zhì)量控制，并實現(xiàn)質(zhì)量溯源，可實現(xiàn)畜禽生產(chǎn)檔案管理（畜禽信息、飼料信息、疾病防疫等），實現(xiàn)FID標(biāo)簽和條碼間信心的轉(zhuǎn)換，條碼標(biāo)簽的打印，基于網(wǎng)站、電話和手機短信的畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全細細的溯源查詢功能。結(jié)束語

盡管設(shè)施農(nóng)業(yè)在我國已經(jīng)取得一定成績，但是相比國外先進國家仍存在很大差距，平均單位產(chǎn)量低于國外的30％，單位產(chǎn)量成本大于國外的50％，由于不合理的使用農(nóng)藥，產(chǎn)品質(zhì)量遠低于國外水平。其落后的主要原因是資金缺乏、設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備落后；沒有獲取專家指導(dǎo)的途徑，大多沿襲傳統(tǒng)的種植方法，生產(chǎn)管理粗放，造成設(shè)施的智能化水平低[8]。

物聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展也必將深刻影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的未來。農(nóng)機企業(yè)要抓住物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重大歷史機遇，做到早學(xué)習(xí)、早認(rèn)識、早研究、早部署、早見效，切實加強科學(xué)研究部署，積極探索物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應(yīng)用的結(jié)合點，確立研究及應(yīng)用方向。

參考文獻

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第五篇：擠壓膨化技術(shù)在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用

擠壓膨化技術(shù)在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要：擠壓膨化水產(chǎn)飼料是一種低污染、浪費少、高效率、高轉(zhuǎn)化率的優(yōu)質(zhì)環(huán)保型飼料。采用擠壓膨化飼料是生產(chǎn)高質(zhì)量安全型動物產(chǎn)品，確保人類健康的重要手段，也是未來飼料工業(yè)發(fā)展的趨勢。也是當(dāng)前乃至今后以綠色環(huán)保為主題的水產(chǎn)飼料業(yè)發(fā)展的必然趨勢。文章就水產(chǎn)膨化飼料加工工藝中的影響因素及膨化水產(chǎn)飼料的特點做一簡要概述 關(guān)鍵詞：擠壓膨化；水產(chǎn)飼料

隨著科技的不斷發(fā)展和人類生活水平的日益提高，新的養(yǎng)殖業(yè)將由現(xiàn)在的數(shù)量型向質(zhì)量型發(fā)展。水產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)化將是新世紀(jì)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必然，采用擠壓膨化飼料是生產(chǎn)高質(zhì)量安全型動物產(chǎn)品、確保人類健康的主要手段，也是未來飼料工業(yè)發(fā)展的趨勢。

目前，在歐洲的許多國家和地區(qū)已經(jīng)形成了以膨化飼料為主流的加工與養(yǎng)殖新模式。近幾年來，隨著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的不斷增加，對飼料的要求也越高。飼料要依據(jù)不同魚類的攝食習(xí)性，具有不同的性質(zhì)——浮性、沉性或慢沉性；同時又能在水中完整地保持一定的時間，以便動物有足夠的攝食時間。而要達到這些性質(zhì)只有應(yīng)用擠壓膨化技術(shù)。

1擠壓膨化加工技術(shù)原理

膨化是利用膨化機內(nèi)的螺桿和螺桿套筒對物料的擠壓、剪切作用使其升溫、加壓，并將高溫、高壓的物料擠出?？?，使之因驟然降壓實現(xiàn)體積脹大的工藝。膨化可分干、濕兩種加工方法，干法膨化加工無需在原料中添加水分，原料在進入膨化腔以前不進行調(diào)質(zhì)處理，膨化過程中產(chǎn)生的熱量全部由原料在機械能作用下通過螺桿、剪切板和膨化腔內(nèi)壁產(chǎn)生。濕式膨化機的結(jié)構(gòu)比干式膨化機更復(fù)雜，原料進入膨化腔以前先進行調(diào)質(zhì)，以提高熟化程度，為了加強對熟化過程的控制，膨化腔外還附有導(dǎo)入蒸汽和加水的裝置，以輔助加熱或降溫。

典型的膨化過程是：將粉碎、混合后的物料送到調(diào)質(zhì)器中給予一定的水分和溫度。調(diào)質(zhì)后的混合物料被送入膨化倉，物料在高速旋轉(zhuǎn)的螺桿的推動下通過不同的區(qū)域，由于摩擦使物料的溫度、壓力逐漸增加，區(qū)域之間的壓力控制鎖又進一步調(diào)節(jié)壓力。膨化溫度，壓力在膨化機頭的錐型螺旋出處達到最大，物料的溫度升致135～160℃，壓力15～40個大氣壓，這時雖然水的溫度高于100℃，但壓力也遠遠高于一個大氣壓，避免了沸騰現(xiàn)象的發(fā)生。最后當(dāng)物料通過環(huán)?？走M入大氣壓環(huán)境時，壓力突然減少，蒸汽迅速逸出，從而使物料猛烈膨脹。

目前較先進的濕法膨化屬于高濕、短時膨化工藝(HTST)，被認(rèn)為特別適合處理在動物飼料中廣泛應(yīng)用的植物蛋白、淀粉、谷物類產(chǎn)品。HTST 膨化優(yōu)于其它加工工藝，因為在其加工過程中有效地破壞生長抑制因子及殺滅原料中有害微生物，而原料中的營養(yǎng)成分受破壞程度最大。

2影響膨化飼料加工質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)

2.1產(chǎn)品加工質(zhì)量控制側(cè)重點 膨化飼料在擠壓前關(guān)注的重點是營養(yǎng)指標(biāo)是否達標(biāo)、篩選除雜工作是否做到位、粉碎粒度和混合均勻度是否達標(biāo)、交叉污染防控情況，以及調(diào)質(zhì)熟化度是否達標(biāo)等；而擠壓后關(guān)注重點偏向于營養(yǎng)指標(biāo)變化情況、顆粒均勻度、比重/浮水率、軟化/耐水時間、軟化后顆粒粘彈性、含粉率和外觀色澤等方面。2.2加工質(zhì)量影響環(huán)節(jié)分析 2.2.1 原料配方

原料的理化特性、物料預(yù)處理和配方成分均會影響膨化料加工質(zhì)量。具體來講，原料膨化品質(zhì)系數(shù)影響飼料膨化效果和膨化成本，物料是否除雜、粒度是否達標(biāo)、有沒有進行前調(diào)質(zhì)處理都會影響膨化效果；而飼料配方的淀粉、油脂和粗纖維含量都在一定程度上決定了飼料膨化的最終效果好壞。2.2.2工藝設(shè)備

主機結(jié)構(gòu)（選用單軸還是雙軸、D：L 值大小、螺旋組態(tài)的分布），工藝設(shè)備配置（粉碎、篩選、干燥和噴涂）以及擠壓?？讌?shù)（單孔結(jié)構(gòu)和模孔面積）都會影響膨化料質(zhì)量。2.2.3 擠壓操作

水和蒸汽的添加量會影響產(chǎn)品粒徑和外觀色澤；考慮到工廠的產(chǎn)能需求和實際產(chǎn)量，在螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時要注意充填度和物料滯留時間控制；而膨化溫度和膨化壓力的控制直接決定了淀粉糊化度和膨化度大小。2.2.4 其他方面

膨化機設(shè)備磨損和老化情況以及操作員是否新手都會一定程度影響膨化產(chǎn)品質(zhì)量。這需要我們針對新手上崗前進行操作培訓(xùn)并制定標(biāo)準(zhǔn)化操作手冊供參考，同時定期跟蹤螺旋、襯套和模具的磨損情況來決定后期維護和更換。

3原料理化特性對擠壓加工的影響

3.1粉碎粒度

粉碎粒度對于擠壓膨化加工工藝相當(dāng)重要。粗的物料粉碎顆粒會使產(chǎn)品膨化系數(shù)減少，容易堵模；影響前調(diào)質(zhì)和擠壓混揉效果；對擠壓機磨損大、機械能耗高；還會使產(chǎn)品顆粒外觀粗糙。因此，需要依據(jù)產(chǎn)品級別和擠壓要求，確定最經(jīng)濟的粉碎粒度。3.2淀粉含量

合理而稍偏高的淀粉含量會增加膨化系數(shù)，提高浮水率；使擠壓操作寬度變大，容易穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)；淀粉含量稍高會加大物料流動性能，有利于飼料成粒，有助于改善顆粒外觀質(zhì)量。較好的淀粉類原料有高筋面粉、玉米粉和馬鈴薯淀粉。3.3粗脂肪含量

對于單軸機而言，如果擠壓前原料的粗脂肪含量超過8%，擠壓時會出現(xiàn)物料均質(zhì)差，品質(zhì)不穩(wěn)定，產(chǎn)品粘性減小，耐水性降低；影響擠壓溫度壓力，膨化力減小，產(chǎn)品浮水率降低。因此，當(dāng)膨化浮水飼料擠壓前總脂肪含量超過8%時，超出部分油脂應(yīng)改在外噴涂添加，減小對擠壓加工的影響。經(jīng)生產(chǎn)實踐證實，高油脂原料有利于提高油脂水平，最小均勻外噴油量同顆粒粒徑大小、表面光滑程度相關(guān)，顆粒越小越易均勻。3.4粗蛋白

原料粗蛋白來源和含量對于擠壓膨化效果有很大影響，一般而言，動物蛋白膨化性能差異較大，植物蛋白膨化性整體較好。在一定范圍內(nèi)，粗蛋白含量升高，磨擦系數(shù)小，設(shè)備磨損降低，產(chǎn)品組織化好，粘彈性增加。3.5皮毛殼類原料

皮毛殼類原料如棉粕、椰籽粕、菜粕等原料在配方中的比重越大，物料越難粉碎，粉碎效率直線降低。皮毛殼類原料不規(guī)則的外形也很難進行精篩選，容易導(dǎo)致堵模、生產(chǎn)故障率增加。含殼類原料多的產(chǎn)品，在加工時產(chǎn)生的氣泡容易破裂，產(chǎn)品顆粒外觀較差。

4膨化水產(chǎn)飼料的特點

4.1膨化水產(chǎn)飼料的優(yōu)點 4.1.1 便于飼養(yǎng)管理

水產(chǎn)膨化飼料能較長時間懸浮于水面(或水中)，投飼時不需專設(shè)投飼臺，只需定點投飼即可。魚采食時需出水面，能直接觀察魚的采食情況，及時調(diào)整投飼量，并能及時了解魚類的生長情況和健康狀況，因此采用水產(chǎn)膨化飼料有助于進行科學(xué)的飼養(yǎng)管理，既節(jié)約大量時間，又能提高勞動生產(chǎn)率。4.1.2 防止飼料浪費

水產(chǎn)膨化飼料在水中穩(wěn)定性很好，一般2 小時內(nèi)（有的長達10 多個小時）不溶解，因而能避免飼料中營養(yǎng)成份在水中溶解散失和飼料沉入泥中，而且殘餌也容易撈起曬干，能最大限度防止飼料浪費。據(jù)試驗表明一般采用水產(chǎn)膨化飼料比粉狀或硬顆粒飼料可節(jié)約飼料10%左右。4.1.3 降低水質(zhì)污染

水產(chǎn)膨化飼料在水中不溶解、不下沉，因而能避免飼料在水中殘留發(fā)酵，降低了水中有機物的耗氧量，從而有效地降低水質(zhì)污染。4.1.4 飼料利用率高

膨化時高溫處理，使淀粉糊化、脂肪穩(wěn)定，并破壞和軟化纖維結(jié)構(gòu)和細胞壁，從而提高各營養(yǎng)成份的利用率，擠壓膨化可顯著降低棉籽及棉籽粕中游離棉酚的含量，對菜籽粕中的芥子苷、蓖麻籽粕中的有毒蛋白等，也有較好的脫毒效果。同時膨化過程也破壞了豆粕中的抗胰蛋白酶等有害物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子，從而提高了原料的適口性和消化率，因此水產(chǎn)膨化飼料較粉狀和顆粒飼料的利用率高。4.1.5 飼料保存期長

水產(chǎn)膨化飼料由于經(jīng)過烘干處理，水分含量較低，顆粒較硬，顆粒粉化率降低，并且膨化過程中大多數(shù)的微生物和菌蟲被殺死，因此其保存期較長，便于貯藏和運輸。4.1.6 防止疾病發(fā)生

飼料經(jīng)膨化瞬時的高溫處理，能有效地殺死大腸桿菌、沙門氏菌等病菌，而且膨化飼料吸水(油)性強，便于防病藥物的添加。從而可以防止飼料的不潔而引發(fā)各類消化道疾病。4.1.7 提高飼料能量

硬顆粒飼料難以提高油脂添加量，而膨化飼料能夠根據(jù)水產(chǎn)動物的營養(yǎng)需要，通過添加油脂，使油脂均勻分散在飼料中，提高能量水平，以充分滿足水產(chǎn)動物生長的需要。4.1.8 適應(yīng)多種需求

由于膨化機的膨化工作溫度及壓力是可調(diào)控的，所以既能生產(chǎn)浮性飼料（針對上層魚類、蛙類）、慢沉性（針對中下層魚類）和沉性（針對蝦蟹類）；同時亦能滿足一些特定要求，如低水分飼料、高纖維飼料等。4.2 膨化水產(chǎn)飼料的缺點 4.2.1 生產(chǎn)成本較高

膨化飼料的加工工藝比一般顆粒飼料復(fù)雜，設(shè)備投入多，電耗高，產(chǎn)量低，因而成本較高，一般比顆粒飼料的成本要高20%左右。4.2.2 營養(yǎng)成分損失

蛋白質(zhì)和氨基酸損失。膨化過程中的高溫使原料中的一部分還原糖與游離的氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，降低了部分蛋白質(zhì)的利用率，加熱最易受損失的是賴氨酸，其次是精氨酸和組氨酸。

維生素?fù)p失。溫度、壓力、摩擦和水分都會導(dǎo)致維生素的損失。據(jù)美國學(xué)者報道，在膨化飼料中，維生素A、維生素D 和葉酸損失11%，單硝酸硫錢素與鹽酸態(tài)錢素的損失率為11%與17%，維生素K和維生素C 的損失率為5%，而同樣在硬顆粒飼料中損失則減半。而且溫度越高，時間越長，這種維生素破壞就越多。

酶制劑損失。由于酶是一種蛋白質(zhì)，膨化加工的過程對酶制劑的活性有著不利的影響。一般酶的適宜溫度為35～40℃，最高不超過50℃，而膨化制粒過程中溫度通常都高于100℃，并伴有高壓，因此酶制劑的活性將受到很大的損失。

微生物制劑損失。目前飼料中應(yīng)用較多的微生物制劑主要有乳酸桿菌、酵母、芽抱桿菌等，這些微生物制劑對溫度尤為敏感，當(dāng)膨化制粒溫度超過85℃時其活性將全部喪失。

5結(jié)束語

膨化加工應(yīng)用于人的食品制造業(yè)已有50 多年的歷史,該項技術(shù)于20 世紀(jì)60 年代中期推向畜禽養(yǎng)殖業(yè), 70 年代初在寵物食品的應(yīng)用達到高峰, 但由于種種原因在飼料加工的應(yīng)用進展很慢。最近5～ 6 年, 由于膨化設(shè)備的巨大進步, 膨化機價格大幅度下降, 以及就膨化加工對飼料理化性質(zhì)和營養(yǎng)價值影響的深入研究, 有力地推動了膨化技術(shù)在飼料中的應(yīng)用。目前許多水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū)在大量使用膨化水產(chǎn)飼料。在美國鮭魚、虹鱒魚、鰻魚、龍蝦、羅非魚、錦鯉的飼料均普遍使用膨化技術(shù)生產(chǎn), 90%的斑點叉尾用膨化飼料喂養(yǎng)。近幾年我國的膨化水產(chǎn)飼料越來越受到重視, 一些專業(yè)的膨化水產(chǎn)飼料生產(chǎn)廠家已建成投產(chǎn)。膨化飼料在月鱧、青蛙、鱸魚的養(yǎng)殖中被廣泛接受,斑點叉尾鮰、羅非魚、草魚對膨化飼料的使用不斷增加。海水養(yǎng)殖膨化飼料的應(yīng)用也有一定的進展。

加工與營養(yǎng)的關(guān)系越來越引起人們注意, 以膨化為代表的新一代飼料加工工藝將在本世紀(jì)扮演著重要角色, 膨化加工在未來的水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)應(yīng)用中將發(fā)揮更大的作用, 它將保證我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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