论文幼嫩玉米胚芽提取设备技术，该文是技术研究方面有关论文参考文献范文和胚芽和幼嫩和玉米有关毕业论文提纲范文.
河南农业大学机电工程学院 田辉 李英杰 苏笑禄 范明杰 房宝成 梁博宇
玉米是我国重要的农作物之一,是食品、饲料、药品和工农业产品的重要原材料,玉米生产在国家粮食生产和粮食安全中占有重要的战略地位.在玉米的品种研究、幼胚食用和精加工环节都涉及到对玉米幼胚的提取.特别是在对玉米进行转基因技术遗传改良的过程中,玉米幼胚是目前使用最多、诱导率最高的外植体.
目前,提取玉米幼胚的主要方法是在无菌条件下,用70%酒精对玉米籽粒进行表面消毒后,人工剥离玉米籽粒中部的幼胚.但这种方法的提取效率低、工作周期长、经济效益差,难以应用到大规模的玉米幼胚提取工作中.玉米育种研究和其他相关行业迫切需要能够将该工序机械化操作.
玉米籽粒的胚形,是指玉米种胚部果皮的形态、面积的大小及其形状.玉米籽粒的胚形在遗传上具有相对稳定性,是玉米品种的主要特征之一.基于对玉米特征的分析,河南农业大学机电工程学院设计了一种简单、高效、可靠的玉米幼胚提取设备,笔者现将该设备的技术研究介绍如下.
一、玉米穗特征数据采集及参数分析
(一)玉米穗特征数据采集
试验选用了郑单958、浚单29、伟科702、中单909玉米品种.各个玉米品种均选择授粉后8~12?d的玉米穗10穗,共计40穗玉米作为实验样本.在测量之前,首先,分别对玉米穗进行剥皮处理,清理掉玉米花丝；其次,切除玉米穗柄部分；最后,对其穗粗、穗长、行粒数等所需特征数据进行采集.
穗粗和穗长采用手工测量的方式,先使用纤维皮尺测定穗中部粗度即为穗粗,再测量玉米穗柄到顶部的距离为穗长.要求按照皮尺的正确使用方法,在测量过程中不得破环玉米籽粒的完整性.行粒数直接用人工数数的方式采集.
(二)特征参数的分析
4个玉米品种的特征参数平均值如表1所示,但是根据实际情况,授粉后8~12?d的玉米穗顶部玉米籽粒并不能提供玉米幼胚,故在实际的提取过程中需要将顶部约4?cm的无幼胚部分切去.
二、设计原理与整机结构
(一)设计原理
本设计首先通过切削刀具切除籽粒顶端种皮,破坏籽粒种皮的完整性,然后利用高压水从玉米籽粒顶端朝向幼胚冲洗,将玉米胚乳和幼胚从种皮破损处冲出,以得到完整的玉米幼胚.
(二)整机结构
玉米幼胚提取设备如图2所示.为了避免冲胚过程中水的喷溅损坏设备.将设备的动力源、电路尽可能地设计在机器的上部；传动零件分布在机器上部和外部；为玉米旋转提供动力的12 V微型直流电机放置在电机套筒中.
六自由度机械臂抓取玉米穗,将玉米穗竖直静置在下卡爪与上卡爪的中间,机械臂向下移动,直到玉米穗下端接触下卡爪；玉米穗位置摆放好以后,由42步进电机提供动力,通过丝杆传递动力,带动上卡爪向下运动.当上卡爪接触到玉米穗时,触动安装在上卡爪中的微动开关,微动开关发出信号,随后上卡爪向下运动10?mm,使上下卡爪夹持住玉米,夹持系统工作完成.六自由度机械臂松开玉米,返回到初始位置.
玉米的夹持工作完成以后,由57步进电机提供动力,通过丝杆传递动力,带动承重板逆时针旋转120?°.安装在承重板上的3个夹持装置按顺序更换位置.玉米穗从进出料区转动120?°到切削区,由12 V微型直流无刷电机提供动力,带动上卡爪转动,使玉米做自转运动.玉米穗到达指定切削位置后,切削刀具自下而上运动,配合玉米穗的自转,进行切削过程,并被控制系统记忆切削刀具的运动参数；与此同时,进料区继续进料.
切削完成后,重复上述旋转运动,玉米穗从切削区逆时针转动120?°到冲胚区；移动到顶端的切削刀具在承重板旋转的过程中快速返回到底部,准备开始下一次的切削过程.玉米穗移动到冲胚位置后,开启高压水泵,喷头按照切削刀具的运动参数开始冲洗幼胚.冲胚区冲取的幼胚落入滤网中,取出滤网便能得到玉米幼胚.水从排水口排除,与外接水泵形成水循环系统.
综上所述,玉米幼胚提取设备首先完成对玉米穗的自动夹持.夹持完成后开始切削,切削系统完成削去玉米籽粒顶端的种皮的工作；然后冲胚系统利用高压水完成对玉米幼胚、胚乳的分离.再经过滤网的筛选,最终完成玉米幼胚的提取工作.
三、结论
玉米幼胚提取设备能较好地提取幼胚,该设备在提取幼胚的过程中也会破坏少量的玉米幼胚,但是相较于目前使用的人工剥离方法依然具有很大的优越性.无论是从工作效率、成本、还是操作难度等方面都能胜过人工剥离的方法.玉米幼胚提取设备的加工工艺性将是进一步研究的另一个要点.同时,应尽量控制设备的油污、噪音等对实验室的污染.
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