基于准静态同轴探头模型的土壤复介电测量方法

末端开路同轴探头法测量土壤复介电值用于表征土壤含水率具有准确、快捷的优点。针对目前土壤介电同轴探头集总测量模型没有充分考虑探头的参数以及土壤体积对测量结果影响等问题，基于电磁场理论，对末端开路同轴探头建立了准静态数学模型，适用于土壤的复介电常数准确测量。通过全波软件仿真和模型计算结果对比，以无水乙醇介电实测值和理论值对比，验证模型的准确性。采用本文介电测量模型对不同含水率的黄绵土进行测量计算，复介电常数实部与实测土壤含水率二阶多项式拟合决定系数大于0.965，表明本文所提土壤介电测量方法适用于土壤复介电常数和含水率的测量。     

鲜枣片组合干燥技术研究

分别采用真空微波干燥、变温压差干燥和二者组合方式对鲜枣片进行干燥处理。研究不同功率、不同真空度下真空微波干燥的特性,确定鲜枣片真空微波干燥的适宜干燥参数为:功率4 kW,真空度0.05 MPa。研究不同温度、不同真空度和不同物料含水量下变温压差干燥的特性,确定鲜枣片变温压差干燥的适宜参数为:温度60℃,真空度0.05 MPa,含水量16%。以产品色泽、复水比、收缩比、硬度、脆度等品质特性为评价指标,比较真空微波干燥、变温压差干燥和组合干燥3种干燥方式对鲜枣片品质的影响,结果表明组合干燥相比单一干燥可明显提高枣片品质。     

基于土壤微波辐射布儒斯特角反演土壤含水率

在利用被动微波遥感技术进行裸露地表土壤含水率(Soil Moisture Content,SMC)的反演中,土壤粗糙度是制约反演精度的最关键因素。该研究利用改进的积分方程模型(Advanced Integral Equation Model,AIEM)进行地表多角度微波发射率的模拟,探索地表微波辐射多角度信息用于提高地表SMC反演精度的可行性。基于不同SMC和不同粗糙度地表多角度V极化发射率数据的变化趋势提取土壤介质布儒斯特角,结果表明,土壤布儒斯特角对SMC具有较高的敏感性,C波段(6.6 GHz)不同含水率土壤的布儒斯特角分布在60°～80°范围内。基于AIEM模拟数据的分析发现,土壤布儒斯特角正切值与SMC具有较好的线性关系,线性拟合决定系数为0.94,均方根误差为0.027cm~3/cm~3,并得到了基于布儒斯特角的裸露地表SMC反演算法。基于模拟数据的算法验证结果表明,算法的SMC预测值与理论值的决定系数为0.95,均方根误差为0.024 cm~3/cm~3。算法在不同土壤粗糙度自相关函数下均表现出稳健的特性,SMC预测精度最大均方根误差为0.027 cm~3/cm~3,最小为0.023cm~3/cm~3。基于布儒斯特角的SMC反演算法利用的是多角度土壤发射率的相对变化而非其绝对数值,该研究为SMC的多角度被动微波遥感提供了一种不同的研究思路。     

微波处理条件对蛋清结构和IgG结合能力的影响

为探究降低蛋清致敏性的新方法,在不同的微波条件下处理蛋清蛋白,通过SDS-PAGE(十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳)分析分子量变化、圆二色光谱分析二级结构变化、紫外光谱分析三级结构变化、外源性荧光光谱分析疏水性变化、间接ELISA(酶联免疫吸附试验)分析IgG(免疫球蛋白G)结合能力的变化,研究微波对蛋清的影响。研究证实,微波处理降低蛋清蛋白的潜在致敏性,其中400 W/30 s处理后的蛋白显示出最低的IgG结合能力,所有条件下处理后的蛋清蛋白的二、三级结构均发生显著改变。80 W的微波功率下,蛋白质的结构先折叠,该条件下处理30 s后,蛋白结构又展开;当微波功率达到640 W时,处理时间较长的蛋白分子产生堆叠。蛋白质分子的结构变化导致了其抗原性的变化。     

木质地热地板导热效能影响因素研究

为探讨不同结构型式、厚度、密度和含水率的地板对导热效能的影响,揭示影响木质地热地板导热效能的因素及规律,进而为地采暖环境下如何选用木质地热地板提供科学指导,本文通过对5种类型12款地板的导热效能指标进行测试,其结果表明:5种结构型式地板导热效能依次是:浸渍纸层压木质地板>实木地板>三层实木复合地板>多层实木复合地板>框架式实木复合地板;地板导热效能随着地板厚度的增加而降低;地板密度越大导热效能越大;地板导热效能随着含水率的升高而降低。     

长江下游农区金花菜叶蛋白提取工艺优化及关键参数特征

为改进和优化金花菜(Medicago polymorpha)叶蛋白提取的工艺环节,并提高叶蛋白提取率及提取物纯度等参数指标,本研究选择长江下游农区广泛种植的金花菜为原料,通过设置较为合理科学的料液比、提取温度、加热时间、pH以及提取剂(酸)种类进行叶蛋白提取单因素试验。结果表明:各单因素试验最佳参数分别为料液比1∶3、提取温度70℃、加热时间15 min、pH 4、提取剂(酸)为盐酸。基于清洁安全生产角度,选择了单因素试验中提取指标同样较高的柠檬酸作为提取剂,设置了料液比、pH及提取温度的3因素3水平响应面试验,发现影响叶蛋白提取率的因素依次为pH、提取温度、料液比。得到最佳提取工艺:料液比1∶3、pH 4.1、提取温度72℃,相应的叶蛋白提取率为49.63%,提取物纯度为56.87%。本研究优化的技术工艺及相关参数指标可为农区豆科草类植物多元化利用及叶蛋白工业化生产提供一定的技术支撑和相关借鉴。     

微波真空干燥对铁皮石斛品质特性影响的研究

本研究以新鲜铁皮石斛为原料,采用微波真空干燥方法干燥,通过测定铁皮石斛的多糖含量、色泽、多酚氧化酶（PPO）、水分分布状态、组成氨基酸以及多酚的DPPH?和?OH清除率,研究微波真空干燥对铁皮石斛品质特性的影响。结果表明：相比于新鲜样品,当微波强度为9 W/g,干燥后样品的多糖含量最高可达52.21%;氨基酸分析仪分析结果表明,微波真空干燥后铁皮石斛的总游离氨基酸和风味氨基酸含量显著提高。在微波强度9 、12 、15 W/g下,微波真空干燥的铁皮石斛的PPO活性分别在干燥16、12、6 min后不再存在,表明微波真空干燥能够在较短时间内钝化铁皮石斛的PPO活性,且微波强度越大时间越短。干燥过程的非酶促褐变主要由Maillard反应引起。低场核磁共振结果表明,自由水驰豫时间T₂₃和A₂₃均显著降低。自由基清除能力研究结果表明,铁皮石斛多酚仍具有较强的羟基自由基清除能力。通过观察干燥后样品的微观结构发现,随着微波功率密度的增大,样品孔状结构受到更严重破坏,微波强度越大,铁皮石斛的复水特性越好。     

Using vibrational molecular spectroscopy to detect moist heating induced carbohydrates structure changes in cool-climate adapted barley grain

There is limited research to study how moist heating affects internal structure of barley grain on a molecular basis. The objectives of this study were to use vibrational molecular spectroscopy: 1) to determine the moist heating induced changes of barley carbohydrate (CHO) structure on a molecular basis, 2) to study the effects of moist heating on CHO chemical profiles, Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) subfractions, in situ rumen degradation, and predicted intestinal carbohydrate supply of barley grain; and 3) to reveal the association between molecular structure spectral features and CHO related metabolic characteristics. Barley samples (CDC cowboy) were collected from Kernen Crop Research Farm (Saskatoon, Canada) during two consecutive years. Half of each sample was kept as raw barley and the other half underwent moist heating (autoclaving at 120 °C for 60 min). The molecular spectroscopy (attenuated total reflectance-fourier transform infrared, ATR-FTIR) was used to detect the barley CHO related molecular structure spectral features. Moist heating did not affect carbohydrate related chemical profiles and CNCPS subfractions but it decreased rumen degradable carbohydrate. Rumen undegradable and intestinal digestion of CHO subfractions were not affected by moist heating. The advanced vibrational molecular spectroscopy can be used to detect carbohydrate molecular spectral features. Nutrient utilization prediction using molecular spectral characteristics is warranted and further investigation is encouraged.     

多线圈薄板电磁加热的均匀性及可控性

以矩阵式多线圈结构电磁加热方式为研究对象,采用数值模拟仿真和对比研究的方法对薄板温度均匀性和可控性进行了分析,设计并优化多线圈电磁加热模型。首先,对加热薄板进行有限元分析与数值模拟,并在涡流损耗与模型尺寸相同条件下,对矩阵式线圈结构与蜂窝式线圈结构进行仿真结果比较;其次,分析电流强度以及线圈间距离对薄板温度均匀性影响;获得气隙尺寸与频率对温度的影响关系。结果表明:等温度区间,矩阵式多线圈结构在薄板温度均匀性以及可控性方面优于蜂窝结构;在电流密度一定条件下,薄板加热的径向温度梯度与电流呈正相关;适当调整相邻线圈的间距,薄板表面温度的均匀性得到改善;薄板表面温度,与气隙长度呈负相关,与频率呈正相关。     

日光温室冬季基质加温效果及对番茄生长和品质的影响

采用控温电伴热加热系统对根系直接进行加温，设置基质加热温度分别为22、28、34 ℃，研究不同加热温度下根系温度场的分布以及对无土栽培番茄生长和品质的影响。结果表明，当使用椰糠作基质时，22、28、34 ℃的加热温度可在夜间使基质内中心位置平均温度分别提高到22.4、29.8、35.2 ℃； 与不加温对照相比，22 ℃和28 ℃加温处理能显著提高番茄单株产量，株高、茎粗、叶片数、根系干质量和鲜质量以及可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白、可滴定酸等品质指标显著提高；22 ℃加温处理中番茄植株的单株能耗为11.33 kWh，明显低于28 ℃处理的14.86 kWh，节能效果最优。