库尔勒香梨几何物理参数和采摘挤压因素研究

对库尔勒香梨的几何物理参数和采摘挤压因素进行分析,可以为香梨采摘机器人的机械手设计提供理论依据.统计分析160个成熟期库尔勒香梨的几何物理参数,采用单因素加卸载试验研究机械手采摘过程中抓握挤压因素对力学指标的影响.物理参数研究结果表明:香梨果实平均质量为122.34 g,纵径大于横径,纵横比均值约为1.22,与硅胶材料...     

Mechanical and physical screw withdrawal properties behavior of agglomerated panels reinforced with coir and pejibaye fibers

The screw withdrawal resistance and the mechanical behavior of agglomerated panels reinforced with coir and pejibaye fibers were evaluated using through and non-through screw withdrawal tests. Widespread commercially materials, such as Pinus solid wood, Medium Density Fiberboard (MDF) and plywood, were also tested in order to compare the behavior and results obtained with the lignocellulosic-reinforced agglomerated panels. Among the conventional materials tested, the highest maximum withdrawal load/thickness ratio was measured in solid wood. Panels reinforced with natural fibers showed lower withdrawal resistance than conventional materials. However, panels reinforced with coir fibers reached about 74% of the maximum strength achieved by MDF samples. Panels reinforced with pejibaye showed the worst mechanical performance. Hybridization between pejibaye and coir fibers resulted, however, in a performance improvement of approximately 50% in the maximum withdrawal load comparing with panels reinforced only with pejibaye fibers. The behavior along screw withdrawal was analyzed and could be split into four different steps. Each of these steps was correlated to the screw withdrawal rate, and also with the interactions between the material and the screw. The mechanisms involved in each step are presented and discussed.     

基于CFD的全金属单螺杆泵非稳态流场计算及性能预测

为了得到螺杆泵内非稳态流场特性及间隙泄漏规律,采用CFD的动网格技术,针对油田使用的全金属单螺杆泵进行三维瞬态流场数值模拟,在此基础上预测计算了不同转速、压头和流体黏度条件下螺杆泵的流量、功率及总效率并与试验结果进行了对比.结果显示,螺杆泵在运行中具有显著的非稳态特性,在1个旋转周期内,流量出现的脉动次数与螺杆泵定子转子导程的比值相一致,高压头工况下的泄漏量和流量值的脉动幅度明显大于低压头工况下的情况;在计算高压头螺杆泵输入功率时,机械及容积损失不应忽略.基于CFD的性能预测和实测数据的趋势较为一致,误差在工程允许范围内,表明采用的模拟计算方法是切实可行的.     

Carotenoid composition and antioxidant activity of tortillas elaborated from pigmented maize landrace by traditional nixtamalization or lime cooking extrusion process

Mexican pigmented maize (Zea mays L.) landrace kernels have been scantily evaluated regarding potential as functional food. In this study, eight Mexican pigmented (yellow and red) maize accessions of Tuxpeño, Tabloncillo and Chapalote landraces collected in the northwestern region of Mexico were processed into tortilla to determinate carotenoid profiles, as well as their Oxygen Radical Absorbance Capacity for Lipophilic extract (ORAC-L). The total carotenoid content ranged from 3.66 to 5.56 mg LE/kg DW in the yellow maize and from 1.49 to 3.49 mg LE/kg DW in the red maize among all raw genotypes. Lutein and zeaxanthin were major carotenoids in all pigmented maize, accounting for ∼85% of total carotenoids. The traditional nixtamalization and lime-cooking extrusion process significantly (p < 0.05) decrease total carotenoid and ORAC-L assays when compared to raw kernels. Traditional tortillas retained among 72.0–87.6% and 65.1–78.8% of total carotenoids and ORAC-L levels respectively, compared to 68.8–79.5% and 60.3–75.5% assayed in extruded tortillas. Interestingly, traditional and extruded tortillas maintained more 72.7 and 60%, respectively; of the lutein concentration associated with raw grains. Our results suggest that yellow maize landrace could be considered for the elaboration of nixtamalized food products with nutraceutical potential.     

可调行距插秧机秧箱调节机构丝杠疲劳寿命预测

为预测可调行距高速水稻插秧机秧箱调节机构梯形丝杠的使用寿命,应用相关疲劳理论和方法,推导梯形丝杠螺纹牙的疲劳寿命计算公式。利用Adams软件和Ansys软件建立调节机构的刚柔耦合模型并仿真,得到梯形丝杠最大轴向载荷为53.8 N,并在Ansys软件中建立螺纹牙的有限元模型,通过静力学分析得出最大范·米塞斯应力为188 MPa,小于材料的屈服极限。以静力学分析结果为初始条件,利用Ansys/fe safe软件进行螺纹牙疲劳分析,得出梯形丝杠工作寿命为3 598 h,满足插秧机工作性能要求。     

挤压膨化对金针菇-发芽糙米复配粉的消化特性及挥发性物质的影响

【目的】通过研究金针菇-发芽糙米复配粉的淀粉、蛋白质和挥发性物质在挤压前后的变化,探讨挤压膨化工艺对金针菇-发芽糙米复配粉的消化特性和风味的改善影响,为膨化产品的消化特性及风味分析提供参考。【方法】将金针菇-发芽糙米复配粉原料进行挤压膨化加工,利用扫描电镜、聚丙烯酰胺凝胶电泳、红外光谱以及体外消化等方法对淀粉和蛋白质的颗粒微观结构、蛋白质分子量和二级结构、淀粉和蛋白质的消化率等进行分析,探讨挤压膨化对金针菇-发芽糙米膨化产品消化特性的影响,并通过气相色谱-质谱联用法对风味成分进行对比分析。【结果】金针菇-发芽糙米复配粉原料经挤压膨化后,产品中淀粉颗粒由典型的大米颗粒外貌变为无规则形状,淀粉含量降低8.26%,还原糖和可溶性糖含量分别上升了1.35倍和18.45%,淀粉体外消化率提高30.68%。而金针菇-发芽糙米膨化产品中蛋白质颗粒也由膨化前的棱角圆滑的多面体型变为无规则形状,蛋白质含量降低1.00%,蛋白质体外消化率提高25.57%。金针菇-发芽糙米复配粉挤压膨化前,蛋白质分子量主要分布在50、36、33、22、19和13 kD左右,经过挤压膨化后,蛋白质分子量50 k D左右的谱带消失,而分子量36 k D以下的蛋白质谱带没有明显变化。金针菇-发芽糙米膨化前后及发芽糙米膨化产品蛋白质光谱整体相似,但在1 645 cm~(-1)和1 544 cm~(-1)处的吸收峰强度差别较大。与膨化前物料相比,金针菇-发芽糙米膨化产品中醛类、醇类、吡嗪类分别增加了18.93%、44.17%、77.64%,酮类物质增加了1.56倍。发芽糙米原料中含量较高的醛类和醇类物质经过挤压加工后均呈现降低趋势,而在金针菇-发芽糙米复配粉原料中这些物质经挤压加工后均表现出升高趋势,说明添加金针菇对膨化产品风味有增强作用。【结论】挤压膨化可提高金针菇-发芽糙米膨化产品的消化特性,并且添加金针菇能够丰富和增强膨化产品的风味。     

大豆和膨化大豆主要抗营养因子分析

【目的】大豆含有丰富的营养物质,除了作为食品原料外也是重要的饲料原料,但大豆所含抗营养因子限制了其在食品及饲料行业中的应用。挤压膨化工艺能够在基本保持大豆营养成分的基础上,降低其抗营养因子的含量,从而减小对人和动物健康的负面作用。调查分析市售大豆和膨化大豆中主要几种抗营养因子的差异,分析挤压膨化加工工艺对大豆中主要抗营养因子的消除降解作用,并对这几种主要抗营养因子的含量及活性给出置信范围,为膨化企业实际生产应用中选择优质原料及优化加工工艺提供参考,并对动物饲料的配方设计提供指导。【方法】采集市场上不同地区及厂家的大豆20批次和膨化大豆19批次,检测其中胰蛋白酶抑制因子、抗原蛋白（包括大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白）、低聚糖（包括水苏糖和棉籽糖）等抗营养因子的含量和脲酶活性,并与在膨化加工企业采集的2批次大豆原料和在不同加工条件下制备的8批次膨化大豆中相应抗营养因子的含量进行比较分析。其中胰蛋白酶抑制因子和抗原蛋白采用酶联免疫法测定;低聚糖采用高效液相色谱法（HPLC）测定,示差检测器检测。同时通过提取方式、活性炭用量、提取液浓度、料液比单因素试验,对苏糖和棉籽糖两种低聚糖的提取方法进行优化。综合分析检测结果,研究挤压膨化工艺对大豆主要抗营养因子含量或活性的影响。【结果】优化后的提取方法如下：称取一定质量的样品以料液比1﹕25加入体积分数为70%乙醇水溶液,微波辅助提取,离心浓缩,定容至25 mL,涡旋混匀,取2 mL离心检测。膨化大豆中胰蛋白酶抑制因子、抗原蛋白的含量及脲酶活性均显著低于大豆原料,而大豆和膨化大豆中的低聚糖含量没有显著差异。膨化大豆中脲酶活性基本为0,比大豆的脲酶活性低99%以上,胰蛋白酶抑制因子含量比大豆约降低66%,大豆球蛋白的含量约降低67%,β-伴大豆球蛋白含量降低90%以上,水苏糖和棉籽糖的总含量基本保持不变。推断市场上大豆原料中的胰蛋白酶抑制因子的含量范围为32.5-89.6 mg·g^-1,大豆球蛋白含量范围为91.0-143.1 mg·g^-1,β-伴大豆球蛋白的含量范围为161.1-268.7 mg·g^-1,棉籽糖含量范围为3.3-8.78 mg·g^-1,水苏糖的含量范围在21.4-34.16 mg·g^-1,脲酶活性范围为3.6-9.42 U·g^-1;膨化大豆样品中胰蛋白酶抑制因子含量范围为10.7-31.1 mg·g^-1,大豆球蛋白含量范围为17.7-64.5 mg·g^-1,β-伴大豆球蛋白含量范围为9.3-57.5 mg·g^-1,棉籽糖含量范围为4.25-10.21 mg·g^-1,水苏糖的含量范围为17.68-34.15 mg·g^-1 ,脲酶活性范围为0.00-0.02 U·g^-1。【结论】挤压膨化过程能显著降低大豆中主要抗营养因子的含量,从而减少这些因子带来的不良反应,并能提高大豆营养物质的利用率。     

金针菇复配发芽糙米挤压膨化工艺及产品品质特性

【目的】研究挤压操作参数对金针菇复配发芽糙米膨化产品营养品质、理化性质以及挥发性风味物质变化的影响,优化金针菇复配发芽糙米挤压膨化的工艺条件,为复合型功能休闲食品的开发及质量评价提供理论依据。【方法】金针菇与发芽糙米的复配粉经过双螺杆挤压膨化机在不同的物料含水量、挤压膨化温度、螺杆转速的条件下挤压得到复合型膨化产品,分析挤压操作参数对产品γ-氨基丁酸（GABA）含量、可溶性膳食纤维（SDF）含量、可溶性蛋白质含量和径向膨化率变化的影响,对比分析金针菇复配发芽糙米膨化产品与未添加金针菇的发芽糙米膨化产品的氨基酸含量的变化以及挤压膨化产品的硬度、容积密度、吸水性指数、水溶性指数、色差等理化特性的变化,并利用电子鼻对最终产品的挥发性风味物质进行对比分析。【结果】金针菇复配发芽糙米膨化产品的品质特性随挤压操作参数的改变而变化,其中,GABA含量随物料含水量的增加呈先降低后升高的趋势,随膨化温度的升高而显著降低,随螺杆转速的增大先升高后降低;SDF和可溶性蛋白含量随物料含水量、膨化温度和螺杆转速的升高呈先升高后降低的趋势;径向膨化率随物料含水量、膨化温度的升高而降低,随螺杆转速的增加呈先升高后降低的趋势。根据单因素试验确定金针菇复配发芽糙米挤压膨化的最优工艺为物料含水量17%、挤压膨化温度140℃、螺杆转速150 r/min,此时产品中GABA含量为（210.44±0.39）mg·kg^-1,SDF含量为（0.735±0.028）g·100 g^-1,可溶性蛋白含量为（1.23±0.01）mg·g^-1,径向膨化率为2.67±0.02。与膨化前物料和未添加金针菇的发芽糙米膨化产品相比,金针菇复配发芽糙米膨化产品的氨基酸总量分别增加了1.7%和2.9%,必需氨基酸总量与未添加金针菇的发芽糙米膨化产品相比增加了2.8%,其中精氨酸和赖氨酸的含量分别增加了6.6%和5.7%,表明添加金针菇能显著提高发芽糙米膨化产品中氨基酸的含量。金针菇复配发芽糙米膨化产品与未添加金针菇的发芽糙米膨化产品相比,径向膨化率、糊化度、水溶性指数和L*值显著降低,a*、b*和△E值显著升高,表明金针菇复配发芽糙米膨化产品的褐变程度较大。电子鼻分析表明,金针菇复配发芽糙米膨化产品与未添加金针菇的发芽糙米膨化产品的挥发性风味物质存在显著差异,通过电子鼻分析可以准确快速的反映不同样品的整体风味轮廓。【结论】经挤压膨化优化工艺,金针菇复配发芽糙米产品营养全面、口感良好、风味独特,挤压膨化技术可作为提高发芽糙米营养品质、改善口感风味的有效技术手段。     

虫草复合米的研制

以粳米为主要原料,辅以虫草培养基,通过双螺杆挤压技术制备富含虫草素的粳米复合米。选取虫草培养基含量、含水量、套筒温度、螺杆转速4个技术参数为主要因素,制得糊化度较低的富含虫草素的粳米复合米(简称虫草复合米),确定最佳参数。通过快速黏度仪(RVA)、差示量热扫描仪(DSC)等测得品质指标。最佳工艺参数为:虫草培养基含量30%、含水量50%、套筒温度80℃、螺杆转速250 r/min。检测数据显示虫草复合米的蛋白质、脂肪以及虫草素含量明显高于粳米。     

海上漂浮2-HUS/U并联平台动力学分析

针对小型化、灵活投放海上漂浮平台的平衡稳定控制需求,提出了一种具备空间二维稳定的2-HUS/U并联平台,其HUS支链为驱动支链,U为恰约束从动支链,采用滚珠丝杆驱动机构。设计的2自由度无冗余结构,为平台的快速稳定平衡提供保证,采用螺旋理论分析验证了2-HUS/U并联平台自由度;根据平台的约束方程导出了位置逆解和Jacobian矩阵,分析了平台的速度、加速度特性和可达工作空间,利用刚体的拉格朗日方法对该平台进行了动力学分析。通过数值算例对并联平台的运动学和动力学分析结果进行了数值求解。结果表明,该平台具备三级波浪10°/s波频的调平能力,满足三级波浪10°波倾角的稳定需求;在45°波倾角和10°/s的波频下,负载需求驱动力为15 000 N,满足海上漂浮平台高负载的驱动需求。通过系统整体的分析,表明所提出的海上平台满足三级海洋环境的需求。