不同介质间采用矩阵量化气单胞菌的交叉污染

为定量描述气单胞菌在不同介质间的转移及变化过程,基于单个细菌在每次转移过程中只能被转移到一个介质表面的假设,采用矩阵方式将气单胞菌的转移路径及被转移的可能性集中于一个二维的数据表格之中,并对不同场景下气单胞菌在不同介质表面的交叉污染水平进行分析。结果表明,采用矩阵方式不仅可用于探究交叉污染对细菌受体表面带菌量的变化,同时可定量分析细菌供体表面带菌量的变化,如在分割冷却猪肉前、后,猪肉中气单胞菌的带菌量平均值分别为3.02 lg CFU/g、1.82 lg CFU/g。对不同场景下各介质带菌量的量化结果证实:分割冷却猪肉后,若及时对被污染的案板、刀具等介质进行清洗或更换,可有效降低交叉污染水平并可预防二次交叉污染的发生。     

案板材质对单增李斯特菌在生熟食品间交叉污染的影响

为定量分析生熟食品中单增李斯特菌在不同材质案板上的交叉污染水平,将1 m L单增李斯特菌初始菌悬液接种于卤猪舌中,模拟食品制备过程,在案板上先后对卤猪舌和生黄瓜进行切片处理,同时,设定4种常见场景,分别测定不同场景下单增李斯特菌从卤猪舌到案板以及案板到生黄瓜的转移率。此外,构建厨房模拟环境下食物经不同操作方式的暴露评估模型,比较消费者食用不同材质案板处理过的污染单增李斯特菌的生熟食品后发病率的大小。结果表明:不同场景下转移率在一定范围内变化,且不同材质案板同场景下转移率差异显著(P0.05)。通过暴露模型证实,食用交叉污染的熟肉制品和生鲜蔬菜存在一定风险,且木质案板风险显著高于塑料和不锈钢案板。     

玉米颗粒粘结模型离散元仿真参数标定方法研究

在CFD-DEM气固耦合仿真中,粘结颗粒模型被广泛用于排种器大颗粒种子模型建立,但该模型受建模方法的限制,与传统球面填充法相比,其表面粗糙度与真实种子的差距更为明显。在应用响应面法对颗粒接触参数进行标定时,会存在因因素零水平值选取不当造成仿真标定参数失真的问题,影响气固耦合仿真精度。针对此问题,本文建立因素标定时零水平值与实测值的线性函数,选取6组不同修正系数求解标定时零水平值,并应用响应面优化法对玉米颗粒粘结模型的种间静摩擦因数和滚动摩擦因数两个关键因素进行标定。将不同修正系数下标定的玉米种子接触参数输入EDEM中进行提升仿真试验,拟合不同修正系数取值时堆积角正切值的线性函数,通过拟合方程求得修正系数取值为0.1977时标定的玉米种间接触参数值最为准确,且标定参数的最佳组合为玉米-玉米静摩擦因数0.031、玉米-玉米滚动摩擦因数0.0039。将最佳参数组合输入EDEM中进行抽板仿真试验和排种过程仿真试验,试验结果分别与真实试验对比,发现标定参数后的仿真试验与真实试验种群分布相近,二者无显著性差异,表明标定后的玉米离散元接触参数是可信的。研究结果可为后续气力式排种器仿真过程标定参数范围选取提供参考。     

基于自适应差分进化算法拟合圆的树干胸径测量方法

提出一种参数自适应的差分进化算法(Adaptive differential evolution,ADE)拟合圆的方法对树干胸径进行测量。采用实验室自制胸径测量平台采集树干胸径数据,对采集到的数据用K-means算法进行聚类,分割出背景与目标。为提高测量精度,采用角度补偿法对树干表面点到激光传感器中心的偏角进行补偿。对补偿后的数据,以激光传感器中心为坐标原点,计算出树干表面点横纵坐标。最后对树干表面坐标点采用自适应差分进化算法拟合圆,拟合过程中,差分进化过程的种群数、进化策略、变异尺度以及交叉概率随着进化过程自适应变化。分别对校园内与人工林地各40棵不同大小的树进行了测量与拟合,其拟合时间为1.41 s,拟合结果与实际值比较分析,RMSE分别为4.996 mm与4.500 mm。并与Levenberg-Marquardt(LM)算法、粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)以及Hough变换拟合圆法测量树干胸径进行了分析与比较,实验结果表明所提方法能更有效准确地测量出树干胸径。     

水射流空化对NiTi形状记忆合金显微组织和超弹性的影响

为了探究水射流空化对NiTi形状记忆合金的显微组织和性能的影响机制,采用水射流空化发生装置在自来水介质中对NiTi形状记忆合金进行不同时间的射流空化试验,并借助SEM,XRD,TEM、显微维氏硬度计、纳米压痕仪、激光共聚焦显微镜对样品的显微组织、物相和性能进行表征.结果表明：在射流空化20 min内,NiTi形状记忆合金表面显微硬度和超弹性均随射流时间的延长而增加;当射流时间为15 min时,NiTi形状记忆合金中出现大量位错,表面显微硬度HV达到最大值340.35(载荷约为0.245 N),与原样相比提高约34%;水射流空化对NiTi合金的影响层深度约为300μm;以纳米压痕能量恢复率来衡量合金的超弹性,在水射流空化15 min内,合金的弹性能量恢复率从38.25%提升至45.70%,表明水射流空化处理可有效提升试样的超弹性;NiTi形状记忆合金中显微硬度和超弹性的提升可归因于合金中的位错增殖.     

高静压和热处理对蘑菇多酚氧化酶的钝化动力学分析

研究了高静压处理HHP(100～1 600 MPa,0.2～25 min)和热处理(55～80℃,0.2～20 min)对双孢蘑菇多酚氧化酶(polyphenoloxidase,简称PPO)的钝化效果,并分析了钝化动力学。随着处理压力、温度的升高和处理时间的延长,钝化效果增强。在600 MPa以下压力处理后,PPO活性残存率均大于88%,表明600 MPa以下处理压力对PPO的钝化效果较差。而800、1000、1200、1400和1600 MPa压力下处理25 min,PPO活性残存率分别下降到66.42%、52.83%、27.20%、2.20%和0.01%,表明800 MPa以上压力能有效钝化蘑菇PPO。应用一级动力学模型拟合热处理对PPO的钝化动力学,各温度条件下拟合的决定系数R2都在0.960以上,表明PPO的热钝化符合一级动力学模型;应用两段式模型对HHP钝化蘑菇PPO的动力学进行拟合,决定系数R2均大于0.982,HHP钝化蘑菇PPO符合两段式钝化动力学。     

叶菜精量直播部件气力式窝眼排种器设计

针对叶菜类种子粒径小、播量大、形状不规则，传统排种器难以实现精密播种的现状，设计一种叶菜精密播种的关键部件气力式排种器。排种器采用正负气压组合式排种原理，可简化播种机排种器结构与数量，提高排种器工作效率与工作质量。性能测试结果表明，在吸嘴吸种时间为1.0 s、气吹吸嘴时间为0.3 s、气针清嘴时间为0.3 s时，生产率、重播率及空穴率综合性能最优，分别为12 800穴/h、3.98%、3.95%。      

灌溉杀菌用旋涡螺旋式臭氧混合泵装置

现有臭氧混合泵是在普通开式旋涡泵的吸入流道处增加了一个臭氧进气管而制成的,它利用了开式旋涡泵的气液混输特性和反复强制旋涡实现气液混合.主要存在臭氧与水接触时间短、接触面积小、混合效率低、臭氧利用率低、臭氧水浓度低和臭氧水制取成本过高等问题,造成臭氧水灌溉杀菌技术难以普及推广.为解决臭氧水灌溉和灌溉杀菌中臭氧水制取成本过高这一关键问题,将正反螺旋式静态混合器叶片的正反表面制有部分圆球状凹坑(即蜂窝),制成蜂窝螺旋静态混合器,再将其正反螺旋叶片依次置于开式旋涡泵的出口流道内.利用开式旋涡泵较好的气液混输特性,在进水口加装进气管制成臭氧混合泵,实现臭氧与水的强制混合,提高了臭氧的利用率.再利用置于开式旋涡泵出口流道内的正反螺旋叶片表面的蜂窝产生微漩涡,使臭氧与水再次混合,进一步提高臭氧与水的混合效率,再次提高臭氧水浓度,进一步降低臭氧水制取成本,为臭氧水在农业、植保、环保和水处理等行业推广应用,奠定坚实技术基础.     

苹果汁中鲁氏接合酵母早期污染的电子鼻识别研究

通过电子鼻(Electronic nose,EN)检测苹果汁气味,探索电子鼻识别苹果汁中鲁氏接合酵母早期污染的可行性。利用线性判别分析(LDA)研究电子鼻对不同污染时间苹果汁的区分能力。运用载荷分析研究各传感器对电子鼻早期识别鲁氏接合酵母污染的贡献。同时对苹果汁进行感官评定分析,作为验证电子鼻检测性能的参考。运用偏最小二乘回归(PLSR)分析电子鼻信号与酵母菌浓度之间的相关性,以期建立定量检测模型。结果表明实验菌株污染苹果汁12 h后,对应的酵母浓度小于200 CFU/m L,电子鼻能够识别污染样品,而感官评定人员在这个条件下无法区分污染样品与空白样品。载荷分析表明S1、S2、S6、S7和S8传感器在电子鼻识别鲁氏接合酵母早期污染中起到重要作用。PLS结果表明电子鼻信号与酵母浓度之间有很好的相关性,决定系数R2分别为0.97(校正集)和0.93(预测集),预测标准误差分别为0.28(校正集)和0.26(预测集)。上述结果表明利用电子鼻对苹果汁中鲁氏接合酵母早期污染进行识别预警是可行的,有望在食品微生物快速检测领域得到广泛应用。     

点源时间序列数据缺失值的估值不确定性分析——以小流域气象和水文数据为例

【目的】对普遍存在的时间序列缺失值进行有效估值,进而改善时间序列数据的质量。【方法】以亚热带典型小流域长期定位观测的气象(最低气温、最高气温、太阳辐射)及水文(降水量、地表径流量)数据为样本并利用计算机模拟的方法,比较了线性内插法、K-最近邻插值法、多项式插值法、样条插值法和核密度估值法5种估值方法的性能差异,分析了不同取样时间步长(日和月)及不同数据缺失量(1%、5%、10%、15%、20%)条件下对缺失值进行估值的不确定性。均方根误差(RMSE)、绝对值平均误差(MAE)和Pearson相关系数(r)3个交叉验证指标用于评估5种估值方法的性能优劣。【结果】①5种方法估值性能较好,Pearson相关系数为0.62～0.99(P<0.05),且以核密度估值法和多项式插值法的估值性能为优;②数据缺失量和取样步长增加降低了5种估值方法的估值精度;③数据集的变异系数(CV)与估值评估指标(RMSE、MAE及r)显著相关(P<0.05)。【结论】核密度估值法和多项式插值法的估值结果相对更可靠,变异系数是影响估值不确定性的重要因素。