黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应

基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了锂离子(Li+)、钠离子(Na+)和铯离子(Cs+)在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在土壤/水界面的扩散距离与表面电化学参数。结果表明:(1)Li+、Na+和Cs+在黄壤颗粒表面吸附仅存在一级动力学过程并存在明显的离子特异性差异,这种差异随着电解质浓度降低而增大;(2)离子非经典极化与体积效应的共同作用决定了离子在固/液界面的扩散距离,在较高浓度电解质中,Na+和Li+的离子体积和极化效应基本平衡,导致Na+和Li+离子间差异不显著,但Cs+由于强烈的非经典极化作用,扩散距离表现为:Cs+Na+≈Li+;在低浓度电解质中,离子非经典极化作用占主导,扩散距离表现为:Cs+ Na+ Li+,表明离子扩散距离在低浓度下差异大,而高浓度下差异不显著;(3)离子扩散距离的差异导致固/液界面电位的不同,Stern电位、电荷密度和电场强度均受到离子扩散距离的影响,表面电位(绝对值)在各个浓度下均表现为:Li+ Na+ Cs+,说明表面电位仅受非经典极化作用的影响。本研究将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。     

10 kV浇注支柱式电流互感器电场有限元分析及结构优化设计

浇注支柱式电流互感器是电力系统中用于测量、控制和保护的重要设备.以LZZBJ9-10B型浇注支柱式电流互感器为例,通过ANSOFT Maxwell软件对互感器内部进行三维电场仿真分析.研究结果表明,互感器内部电场集中分布区域在一次绕组的4个端角和二次绕组的左右两端,对一、二次绕组电场进行局部二维分析,得到绕组电场强度最大值和最小值的分布点的位置,提出通过改变绝缘挡板的厚度避免主绝缘材料因电场分布不均匀而发生局部放电的有效措施,并运用ANSOFT Maxwell软件进行电场分析得到验证.研究结果为10 kV浇注支柱式电流互感器的结构优化设计和安全运行提供了依据.     

高压脉冲电场对调理牛肉杀菌效果的研究

为了探究高压脉冲电场(PEF)对调理牛肉的杀菌效果,以调理牛肉为研究对象,微生物致死率为主要指标,在单因素试验的基础上,通过响应面法优化了PEF处理调理牛肉的参数,并对比分析了PEF处理前后调理牛肉的感官品质、色度、蒸煮损失率及剪切力。结果表明,调理牛肉的PEF处理最佳参数为:脉冲频率30.5 kHz、占空比2.3%、处理时间7 min、电场强度45 kV·cm^-1,此条件下PEF对调理牛肉中微生物致死率达到了87.33%(R²=0.986,Radj2=0.972),调理牛肉的货架期延长了2 d,且其感官品质无显著降低。本研究结果为PEF在调理肉制品的杀菌保藏中的应用提供了参考。     

基于颗粒塑料的摩擦式静电分离器整体性能的废旧电气和电子设备改进

指出了2010年获得专利的双输送电极部落-气动-静电分离器设计用于在流化床中对绝缘材料的颗粒混合物进行分选,所述流化床经受垂直于流化空气方向的电场。原型已证明其分离≤2mm绝缘颗粒的效率,获得优异的回收率。对于较大的颗粒(2～5mm),其性能不令人满意。为评估该装置结构的3种改进,以便通过控制颗粒获得的电荷和电场强度来增加每小时的产量并提高产品的纯度。数值模拟能够优化分离器活性区的电场分布,并进行了实验研究,以确定通过部落电效应进行颗粒充电的最佳条件。通过使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的混合物进行电极系统的4种配置的测试,所述混合物源自研磨不使用的计算机外壳,典型的颗粒尺寸为2-5mm。该实验方法验证了流化床相对于输送电极的位置的变化,以增加颗粒材料的停留时间,并因此增加每个颗粒获得的电荷量。为了加强电场,测试并验证了两种解决方案:在高压电极附近添加接地电极;垂直放置高压电极。对于测试材料,电极的垂直排列提供了最佳的每小时生产率和分离产品的纯度。     

空间电场对豆芽生长的影响

在2016—2017年,在浙江爱之季农业科技有限公司进行了利用30、50、90 kV的空间电场生产豆芽技术试验。结果显示,与非空间电场条件比,在30、50、90 kV的空间电场条件下,豆芽产量增幅分别达28.7%、22.1%、16.4%;豆芽长度减少幅度分别达36.4%、34.3%、31.9%;豆芽根占比减少幅度分别达3.9、9.4、14.7百分点;豆芽下胚轴最粗处的直径增加幅度分别达82.1%、75.7%、77.6%;对豆芽炭疽病的防效分别达74.0%、76.0%、77.2%;还能提高豆芽白度、松脆度,抑制豆芽侧根生长。这些结果表明,空间电场对豆芽有较好的增产、提质、防病作用,30 kV的空间电场在豆芽生产上有较大推广应用价值。     

高压脉冲电场对鲜榨梨汁的杀菌效果及其对产品品质的影响

为了采用非热杀菌技术以生产高质量的果汁,研究了高压脉冲电场(PEF)对梨汁的杀菌效果及其对产品品质的影响.结果表明,当电场频率、电场强度和处理时间、温度分别为200Hz、30kV/cm和240μs、10μC时,梨汁中接种的大肠杆菌、酿酒酵母的数量分别下降4.6、2.7个数量级.温度具有辅助杀菌效应,相同频率和场强下处理时间200μs,当样品温度从10℃上升致40℃时,大肠杆菌致死率提高了1.4个数量级,酿酒酵母致死率提高了2.0个数量级,未接种鲜榨梨汁的细菌致死率提高了2.0个数量级,霉菌酵母致死率提高了1.0个数量级.PEF处理后梨汁理化性质、营养成分比热处理更接近原样.气相色谱-质谱(GC-MS)对梨汁风味物质进行检测的结果表明,梨汁中含量最多的挥发性风味物质为酯类,与传统热处理相比,PEF处理对梨汁风味物质的影响较小.因此脉冲电场不仅有较好的杀菌作用,并且最大限度地保证了梨汁的品质.     

频率及电压对高压脉冲电场提高陈年棉种活力的影响

为研究不同频率脉冲电场对陈年棉种活力的影响,该文利用高压脉冲电源和弧形电极-平板组成的电场系统在极间距离为50 mm、电压分别为16和20 kV条件下对陈年棉种在不同频率(1、5、10、20、50 Hz)下进行了电场处理,处理时间为40 s。结果发现,频率为10 Hz时,陈年棉种的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等指标与不做电场处理对照相比都有明显提高,且都达到极显著差异(P0.01),16比20 kV条件下的处理效果更好,达到显著性差异(P0.05)。试验结果表明,电场频率对棉种活力指标的影响是存在的,且对各指标的影响趋势是一致的,即在一定处理条件下(电场强度与处理时间)可以找到一个较优频率范围,对种子活力提高达到最大,且该试验研究结果能够为后续种子电场处理提供参考。     

脉冲电场降解葡萄酒醪有机磷农药残留的研究

[目的]旨在探讨脉冲电场处理对葡萄酒加工过程中有机磷农药残留的影响。[方法]以红葡萄酒醪中的马拉硫磷(Malathion)、氧乐果(Omethoate)、毒死蜱(Chlorpyrifos)为研究对象,采用响应面法研究脉冲电场的电场强度、脉冲宽度、脉冲个数对有机磷农药残留的作用效果。[结果]脉冲电场处理后,马拉硫磷、氧乐果、毒死蜱的降解率最大值分别为62.42%、67.75%、75.70%;当降解率最大时脉冲3个参数(电场强度、脉冲宽度、脉冲个数)分别为:马拉硫磷(2 886V·mm~(-1)、75.26μs、61);氧乐果(2 672V·mm~(-1)、75.63μs、65);毒死蜱(2 811.47V·mm~(-1)、104.29μs、80);综合3种农药在国标中允许的最大残留,经过工艺优化后得到的最终参数为2 877.15V·mm~(-1)、78μs、63,此条件下对应马拉硫磷降解率为52.30%,氧乐果降解率为59.80%,毒死蜱降解率为63.10%。[结论]脉冲电场处理能有效降解红葡萄酒醪加工过程中3种有机磷农药残留,为脉冲电场在葡萄酒加工过程中的应用和推广提供了理论依据和实际参考。     

新型种子包衣机静电雾化装置的研究

种子包衣技术普遍存在对种子呈凹凸形状的脐部覆盖不足的问题,严重影响种子的发芽率。提出将静电雾化技术应用到种子包衣中,以此解决种子包衣不足的问题。静电雾化技术的核心是使喷洒出的雾滴携带电荷,因此研究携带电荷的雾滴成为研究静电雾化技术的关键。通过静电喷雾实验及雾滴参数测试,得出在喷雾压力0.4 MPa,充电电压25 k V时,雾滴平均半径0.072 mm,拌种剂雾化效果最佳;并利用低频有限元软件Ansoft Maxwell对不同数量的荷电雾滴与平板接地导体之间的空间电场进行模拟仿真,采集不同情况下的电场强度数据,分析荷电雾滴所产生空间电场的分布规律;最后对雾滴群与更接近种子形状的球形导体之间的空间电场进行模拟仿真,从仿真结果得出雾滴群所产生的电场可以完全包围球形导体,这有利于拌种剂全面覆盖种子,特别是呈凹凸形状的脐部,提高种子包衣质量,从而得出将静电雾化技术运用到种子包衣上是可行和有效的方法。