喷雾干燥条件对高铁蛋粉溶解特性的影响

为了提高复合蛋粉的溶解特性,以鲜蛋为原料,硫酸亚铁为铁强化剂,利用喷雾干燥技术制备高铁蛋粉并对溶解特性进行研究。采用三因素二次通用旋转组合试验设计结合响应面法探讨了喷雾流量、进料温度、进风温度对高铁蛋粉溶解特性的影响,建立了高铁蛋粉溶解特性与各因素间的回归模型。综合分析表明,喷雾流量和进风温度对溶解特性的影响显著（p＜0.05）,影响主次顺序为：喷雾流量＞进风温度＞进料温度。最佳工艺参数为：喷雾流量22?mL/min,进料温度39.82℃,进风温度178.21℃,此条件所得高铁蛋粉溶解指数为1.87,水合能力为5.63?mL/g,结块率为24.58?g/100g,综合评分110.18;对比分析鲜蛋与高铁蛋粉主要成分,铁强化量高达77.67%。由此说明,通过三因素二次通用旋转组合试验与响应面法优化得出的喷雾干燥工艺可有效提高高铁蛋粉的溶解特性。     

壳聚糖澄清芦柑果汁工艺条件的优化

为了制备稳定的澄清芦柑果汁,该文基于Box-Behnken试验设计,探讨了壳聚糖浓度、澄清温度、澄清时间对果汁澄清度的影响;建立了二次多项式回归模型,分析模型的有效性与因子间的交互作用,并对壳聚糖澄清芦柑果汁的工艺参数进行了优化。结果表明：壳聚糖澄清芦柑果汁的最佳工艺参数为：壳聚糖浓度0.80 g/L、温度59℃和时间71 min。在此最佳工艺条件下果汁透光率达到97.8%,且试验结果与模型预测值（98.3%）相吻合,所得回归模型拟合情况良好（R2=0.9886）,达到设计要求。进一步对经壳聚糖澄清后的芦柑果汁的相关指标进行测定,发现果汁中可溶性固形物、维生素 C 及总酸含量依次从11.30±0.15%、31.33±3.25 mg/100mL、0.71±0.00 g/100mL略降为9.50±0.25%、21.8±5.28 mg/100mL、0.51±0 g/100mL,而总酚、果胶、蛋白质质量浓度依次从990.3±8.02 mg/L、366±4.70μg/mL、595.53±20.62μg/mL减少为557.87±4.67 mg/L、186.24±44.32μg/mL、26.42±0.30μg/mL 有较明显下降,但澄清后的果汁非生物稳定性很好。该试验用响应面法优选出的澄清工艺合理可行,为芦柑果汁深加工及果汁产品开发提供了理论依据。     

预热处理对甘薯蛋白酶解特性的影响

以碱性蛋白酶（Alcalase）为水解酶,研究了不同预热处理温度和时间对甘薯蛋白酶解特性的影响。采用单因素试验及响应面分析法,对Alcalase水解预热处理条件进行了研究,建立了水解度（DH）及三氯乙酸氮溶解指数（TCA-NSI）与预热处理的回归模型,分析了模型的有效性及因子间的交互作用。结果表明,预热处理对Alcalase酶解甘薯蛋白的DH和TCA-NSI的影响显著（P＜0.05）;甘薯蛋白预热处理的最优工艺参数为：温度92℃,时间13?min。在此条件下,DH与TCA-NSI分别为26.32%和84.33%。与直接酶解天然甘薯蛋白相比,在预热处理的最佳工艺条件下所得到的DH和TCA-NSI分别提高了15.89%和53.37%。     

关节式蔬菜育苗穴盘播后自动摆放机设计

为解决中国蔬菜育苗播种后人工摆放穴盘劳动强度大的难题,设计了关节式蔬菜育苗穴盘播后自动摆放机,并对机器的关键部件进行了理论分析及设计计算。确定了以关节式机械手作为摆盘执行机构,对其进行了数学建模并得到了摆盘机械手运动学方程。在单因素试验的基础上,进行Box-Behnken Design响应面优化试验设计,探求了穴盘输送高度、输送角度、输送速度3个关键参数对穴盘间距合格率、穴盘摆正率、穴盘排齐率3个评价指标的影响规律,利用Design-Expert软件对试验结果进行方差分析,建立了评价指标与各影响因素的数学回归模型,并进行响应面分析,得到了影响摆盘效果的3个关键参数的最佳组合为：穴盘输送速度为60 mm/s,穴盘输送角度为31°,穴盘输送高度为40 mm。并对优选出的最佳摆盘参数组合进行了试验验证分析,试验结果为：穴盘间距合格率97.6%,穴盘摆正率96.5%,穴盘排齐率95.7%,试验结果与理论预测值的误差绝对值均低于5%,表明摆盘执行机构在最佳工艺参数组合下工作平稳可靠,满足穴盘摆放技术要求。该研究可为全自动化、智能化穴盘摆放机的设计提供参考。     

南极磷虾等径滚轴挤压剥壳工艺优化

该文采用响应面分析法对南极磷虾滚轴挤压剥壳工艺参数进行优化,以剥壳得肉率为试验指标,以滚轴转速、滚轴间隙、旋转圈数为自变量,在单因素试验的基础上进行响应面分析。获得最佳工艺条件为：滚轴转速1.6 r/s、滚轴间隙0.5 mm、旋转圈数1.7 r,预测的得肉率为36.44%,此参数条件下的实测平均得肉率为35.17%。在最佳工艺参数下,试验放置时间与剥壳得肉率的关系,结果表明：随着放置时间的增加,剥壳得肉率逐渐降低;手工剥壳得肉率从35.29%降至29.73%,机器剥壳得肉率从34.71%降至21.08%。机器剥壳得肉率较手工剥壳相对较低,且降幅更为明显。研究结果可为南极磷虾剥壳装备的研制提供参考。     

双螺杆二次挤压法制备方便米饭的工艺研究

该文采用可旋转中心组合设计,综合考查机筒温度、物料湿度和螺杆转速三个变量对挤压方便米饭复水率的影响,推导出描述复水率的二次回归模型,并对变量进行响应面分析,得出最佳工艺条件为:机筒温度为120℃、物料湿度为33%,螺杆转速为200 r/min.在该条件下制得的方便米饭复水3 min后,复水率达285%,硬度和弹性值都达到原料籼米米饭的水平.     

茎点菌属产松脂醇二葡萄糖苷的培养条件优化(简报)

用响应面分析法对一株杜仲内生茎点霉(Phoma sp.)生产松脂醇二葡萄糖苷(PDG)的培养条件进行了优化,获得了PDG产量与各培养条件的回归模型,根据模型确定出PDG的最佳生产条件为：初始pH值8.4,摇床转速193 r/min,装液量100 mL,最佳条件下的PDG产量可达30 mg/L。最佳条件下试验所得值与模型预测值间的偏差小于5%。     

鸡肉-大米膨化食品双螺杆挤压工艺参数的优化研究

以鲜鸡肉和大米为原料，对双螺杆挤压工艺条件进行研究，以期开发出新型鸡肉挤压膨化休闲食品，提高鸡肉的附加值。试验采用可旋转中心组合设计，综合考查物料湿度(X₁)、机筒温度(X₂)和螺杆转速(X₃)三个变量对糊化率(Y)的影响。在此基础上由试验数据推导出描述糊化率的二次回归模型，并对变量进行响应面分析，得出最佳挤压工艺条件为：物料湿度35％、机筒温度123℃、螺杆转速220 r/min。     

大孔树脂精制苦荞总黄酮工艺条件的优化研究

为了研究DM-2型大孔树脂精制苦荞总黄酮的优化工艺条件，以树脂对苦荞总黄酮的吸附率、解吸率为评价指标，采用响应曲面法(response surface methodology，RSM)建立树脂法精制苦荞总黄酮的二次多项回归模型方程，对精制苦荞总黄酮吸附解吸工艺条件进行优化。结果表明吸附最佳工艺条件为吸附速率2 mL/min，pH值2，上样液浓度2 mg/mL。解吸最佳工艺条件：乙醇浓度71.05%，pH值8.76，解吸速率1 mL/min。该方法简单可行，精制效果好，适合于工业化生产。     

响应面法优化玉米秸秆蒸汽爆破预处理条件

在木质纤维素利用研究领域,高浓度还原糖的获得是实现其能源转化的基础。基于Box-Behnken试验设计,选取维压时间、蒸汽压强和碳酸氢铵浓度为主要影响因素,采用响应面分析法优化了玉米秸秆蒸汽爆破预处理的工艺条件,并建立了工艺数学模型。结果表明：最佳蒸汽爆破预处理条件维压时间227?s,蒸汽压强3.08?MPa,碳酸氢铵2.11%。爆破后的物料经48?h糖化,还原总糖浓度达到60.04?g/L,糖化率达到理论值（71.7%）的83.7%,并验证了数学模型的有效性。试验结果表明蒸汽爆破预处理可以有效提高还原糖浓度。     

半开式叶轮离心泵气液两相条件下内部流动特性分析

半开式叶轮离心泵输送气液两相流时,其性能经常随入流含气率（α）的增加而下降,主要由内部的气液两相不稳定流动造成。为解决传统欧拉双流体模型不能考虑气泡直径变化及气泡形变的问题,采用一种群体平衡模型（Musig模型）数值计算了某设计比转速为88.6的半开式叶轮离心泵在不同入流含气率下的内部流场,并进行了试验验证。研究结果表明：模型泵在1 000 r/min可输送液体的最大入流含气率为4.6%;α>3%以后,Musig模型由于能表征气泡形态及破碎与聚合过程等气液两相流演化规律,其外特性计算结果比欧拉-欧拉双流体模型准确,且与可视化试验流型测试结果较为吻合;α=4%时扬程系数和效率与试验结果的最大误差分别为1.6%和5%;随着入流含气率的增加,叶轮和蜗壳流道内逐步出现均匀泡状流、聚合泡状流、气穴流和分离流等流型分布,设计流量下α≤1%时以均匀泡状流为主,α=3%时以聚合泡状流为主,α=4%时以气穴流为主,α≥4.2%时出现分离流并逐渐堵塞流道;叶顶间隙是影响泵内气液两相流型分布的重要原因,叶轮流道中存在大尺度漩涡和出口回流现象,且随着含气率的增大越发明显,进而在高含气率区域引发较大的湍动能分布,加剧了泵内部的不稳定流动,最终导致α≥4.6%后的泵空转。该研究可为综合分析离心泵内部不稳定流动规律提供一定参考。     

点胶-纸带式小粒径种子蔬菜精密播种机设计与试验

针对目前蔬菜机械化播种精度低的问题,该研究设计了一种点胶-纸带式小粒径种子蔬菜精密播种机。通过对蠕动泵胶装置、棘轮点胶装置、排种装置的机构分析,确定了各机构的结构参数,并以导种管长度、导种管截面角度以及窝眼轮转速为试验因素,结合Box-Behnken试验方案进行导种管优化试验。结果表明,当导种管长度为56 mm,截面角度为35°、排种轮转速为30 r/min时,纸带上有效区种子占比达57.23%。以泵胶装置辊子转角和预胶化淀粉与水混合物质量比为试验因素,对直径为1.5～2.0 mm的上海青605种子进行粘附试验。结果表明,当辊子转角为10°,预胶化淀粉与水混合物质量比为1:6时,单粒种子粘附率达97.4%。开展整机对不同品种小粒径蔬菜种子的适应性试验,结果表明,在0.5～1.5 m/s作业速度下,上海青605和四季小白菜的播种单粒率均大于95%,株距变异系数均小于10%。与现有电控锥盘式蔬菜播种机相比,单粒率提高了3.53%,工作效率提高了50%,满足NY/T1143-2006规定的精密播种性能指标要求,该研究可为小粒径种子蔬菜精密播种机的结构设计和优化提供参考。     

基于机器学习的离心泵气液两相压升预测

针对离心泵气液两相压升难以准确预测的问题,该研究构建了基于机器学习的离心泵压升预测模型.通过试验获得入口体积含气率、转速和液相流量对离心泵两相压升性能的影响规律,建立气液两相运行条件下离心泵性能基础数据库.根据试验结果,确定以入口体积含气率、转速和液相流量作为输入特征,构建基于线性回归、BP神经网络、支持向量机和随机森...     

大型低扬程泵装置优化设计与试验

为了对配置肘形进水流道和虹吸式出水流道的立式泵装置进行深入的研究,得到一种高效的立式泵装置,在肘形进水流道和虹吸出水流道型线数学模型基础上,开发了基于流道设计参数的优化设计软件,能快速进行流道型线的绘制,使流道的型线自动符合一维流速渐变的原则,并对虹吸出水流道的最优驼峰位置进行了理论分析。结合计算流体动力学技术,对待建的某大型低扬程泵站进行了肘形进水流道和虹吸出水流道的优化设计,得到了水力性能优良的进出水流道型线方案。根据泵装置水力模型比选试验,优选出了效率高、高效运行范围宽、无不稳定运行区、汽蚀性能好的高比转数导叶式混流泵211-80模型,在配置优化了的进出水流道的基础上使泵装置在扬程 5.4 m时模型装置效率达到了79.62%。该泵装置的优化设计方法与试验结果对相同装置型式的大型低扬程泵站建设具有重要的参考价值。     

离心泵内部流动高速摄像测量及误差分析

为了提高离心泵内部流动测量的精度,阐述离心泵内部流动高速摄像系统,研究主要拍摄参数的确定方法,分析速度误差产生的原因以及泵内速度误差的大小,提出控制误差的方法,对离心泵内部流动进行了高速摄像测量。结果表明,选择合适的拍摄距离和拍摄频率,提高图像的分辨率和判读点的识别精度,能有效控制速度误差。分析叶轮和蜗壳内的流动时,应选择合适的图像判读间隔,以协调点输入造成的误差和弧弦差造成的误差,当拍摄频率为2 000帧/s,判读间隔为6幅时,可达到最小误差0.41%;分析泵进口和出口直管段内的流动时,可忽略弧弦差造成的误差。叶轮半径从0.125 m减小到0.02 m时,测量误差从0.41%增加到2.48%,随着叶轮半径的减小,测量误差增大。在分析不同叶轮半径位置处的速度时,为了减小测量误差,应选择不同的图像判读间隔。研究结果可为提高旋转机械内部流动测量精度提供参考。     

基于拉瓦尔效应的超音速喷嘴雾化性能分析与试验

为提高喷嘴的雾化性能,得到理想的雾滴粒径和均匀的雾云分布,该文首先对超音速雾化喷嘴的雾化原理进行了分析,应用拉瓦尔喷管超音速原理,对雾化喷嘴内部阀芯的锥形结构作了改进,结合Fluent流体动力学软件,分析了拉瓦尔式阀芯结构内部流场速度分布规律,然后通过喷雾试验对比分析了改进前后喷嘴的雾化效果,并探究了不同运行参数对拉瓦尔式结构喷嘴雾化性能的影响规律。数值仿真结果表明,拉瓦尔式阀芯能够产生超音速气流,对增大气液两相速度差具有显著效果;试验结果表明,改进后的拉瓦尔式喷嘴在雾化性能和效果上优于原锥形式喷嘴,气压和气液压力比的增大以及水压的减小均有利于雾滴粒径的减小,其中气液压力比在0～3区间内,雾滴粒径下降幅度高达90.56%,当气液压力比为6时,雾滴粒径达到最小值18.52μm。该文研究内容可为超音速雾化喷嘴进一步研究以及新型喷雾设备的研发提供参考。     

牛蒡微粉加工工艺参数试验研究

在对牛蒡微粉加工中影响因素进行单因素试验及分析的基础上，采用二次回归正交试验设计，研究了球磨机转速、研磨时间、粉碎介质填充率和物料填充率等因素对粉体粒度、单位粉体耗能等指标的影响，建立了各指标与试验因子间关系的回归数学模型。利用多目标非线性优化方法，确定了优化指标的工艺参数组合为：行星球磨机转速为272 r/min，研磨时间为85 min，介质填充率为12%，被粉碎物料填充率为13%，此时最低耗电量为0.002 kW·h/g。研究所确立的牛蒡微粉加工优化工艺参数对牛蒡微粉加工具有指导意义。     

自吸泵启动过程气液两相流动的数值模拟

自吸泵的自吸过程是一个十分复杂的瞬态气液两相流动过程,自吸过程中气水混合及分离效果的好坏,是决定自吸泵自吸性能的关键。该文运用VOF多相流模型结合滑移网格技术,加载试验所获得启动过程中叶轮的转速变化曲线及泵出口压力变化曲线,模拟了启动过程中气液混合现象及气液分离现象,获得了气液分离室进口、回流孔、蜗壳各断面及叶轮内监测点的含气率变化曲线。结果表明,叶轮外缘出现了明显的气液混合层,气液分离室进口回流现象明显,启动过程初期泵运行的不稳定,使气液分离室进口及蜗壳隔舌处含气率出现明显的振荡,气泡在叶轮中不断地生成及溃灭是造成叶轮上监测点含气率振荡的原因。该文采用的模拟方法能够较好地模拟自吸泵启动过程内部气液两相流动,为进一步研究自吸泵内部气液混合及分离提供参考。     

Numerical simulation on gas-liquid two-phase flow of self-priming pump during starting period

自吸泵的自吸过程是一个十分复杂的瞬态气液两相流动过程,自吸过程中气水混合及分离效果的好坏,是决定自吸泵自吸性能的关键。该文运用VOF多相流模型结合滑移网格技术,加载试验所获得启动过程中叶轮的转速变化曲线及泵出口压力变化曲线,模拟了启动过程中气液混合现象及气液分离现象,获得了气液分离室进口、回流孔、蜗壳各断面及叶轮内监测点的含气率变化曲线。结果表明,叶轮外缘出现了明显的气液混合层,气液分离室进口回流现象明显,启动过程初期泵运行的不稳定,使气液分离室进口及蜗壳隔舌处含气率出现明显的振荡,气泡在叶轮中不断地生成及溃灭是造成叶轮上监测点含气率振荡的原因。该文采用的模拟方法能够较好地模拟自吸泵启动过程内部气液两相流动,为进一步研究自吸泵内部气液混合及分离提供参考。     

圆环型压电蠕动泵的结构设计与仿真

为了进一步探索压电技术在蠕动泵中的应用,使蠕动泵进一步向着体积小、质量轻、结构简单方向发展,并应用于更广泛的领域中,该文在现有机械蠕动泵结构基础上,结合压电驱动技术提出一种圆环周向行波驱动流体的圆环型压电蠕动泵结构。该蠕动泵的压电振子为一圆环型结构,在其外圆环壁面上贴有压电陶瓷薄片,以环面周向行波产生的蠕动,加之外圆环与内圆环的配合,代替机械蠕动泵中电机驱动偏心泵实现蠕动。依据弹性力学和振动理论推导出圆环振子的振动方程,利用有限元分析软件建立圆环振子模型,并对其周向振动模态及驱动机理进行了有限元分析,由此确定圆环型压电蠕动泵驱动振子的振动模态,设计出圆环型压电蠕动泵的整体结构,对其结构及工作机理进行了仿真分析。结果表明该压电蠕动泵同时具有机械蠕动泵和压电泵的优点。