甘薯渣同步糖化发酵生产酒精的工艺优化

为了综合利用甘薯淀粉工业废渣,本研究以甘薯渣为原料发酵生产酒精,并对其同步糖化发酵工艺(SSF)进行优化。研究同步糖化发酵时影响酒精发酵工艺的9个因素,采用Plackett-Burman试验设计筛选出显著因素,并在筛选结果的基础上,用最陡爬坡途径逼近最大响应区域,然后利用响应面分析法确定其最佳参数。结果表明,影响酒精发酵工艺的显著因素为糖化酶、接种量和发酵温度。酒精发酵优化最佳参数为:α-淀粉酶8U/g,液化时间1.5h,液化温度90℃,硫酸铵质量分数0.15g/100g,pH值4,发酵时间36h,糖化酶151U/g,接种量0.3%,发酵温度36℃。在此条件下,验证试验得到的酒精体积分数达到17.15%,接近理论预测值16.95%。优化后的工艺可为甘薯渣同步糖化发酵生产酒精提供技术参考。     

低胆固醇发酵牛肉香肠工艺参数的优化

为了降低牛肉香肠中的胆固醇含量,采用饱和D-最优试验设计方法优化香肠的工艺参数,以胆固醇降解率和感官评定为指标值,通过回归分析建立目标函数的数学模型,从而确定最优加工工艺参数为:啤酒酵母菌、植物乳杆菌配比为1︰2,接种量为0.9%,发酵温度为28℃,发酵时间为24h。在此条件下生产出的发酵牛肉香肠中胆固醇比原含量降低了34.98%。     

固定化酵母发酵甜高粱茎秆汁工艺参数对酒精得率的影响

以甜高粱茎秆汁为原料，在摇瓶和反应器上对固定化酵母发酵甜高粱汁制取酒精过程中温度、pH值及固定化酵母粒子填充率三个主要工艺参数对酒精得率的影响进行了试验研究。摇瓶单因素试验结果表明：固定化酵母发酵甜高粱茎秆汁液制取酒精过程中，较优的温度、pH值和粒子填充率分别为34℃、4.5和25%。摇瓶的验证试验结果表明，总发酵时间为6h，发酵结束时酒精得率和总糖利用率分别为95.15%和88.65%；反应器放大验证试验结果显示，总发酵时间10 h，发酵结束时，酒精得率和总糖利用率为96.72%和99.86%。该研究为甜高粱制取酒精技术提供了有益的参考。     

汽爆棉秆的微生物降解及发酵工艺优化

为了解汽爆棉秆的微生物降解情况,研究了棉秆的微生物降解周期和发酵工艺参数。首先通过酶活曲线的构建确定了汽爆棉秆的微生物降解周期,再在单因素试验的基础上通过正交试验优化了发酵工艺参数。结果表明,汽爆棉秆的微生物降解启动较快,发酵第4天,CMC酶活和FPA酶活均达到最高值,因此将降解周期控制在4 d左右。氮源种类、发酵温度、发酵起始pH值和接种量对CMC酶活和糖化率的影响均达到极显著水平;氮源种类对FPA酶活和纤维素降解率的影响极显著,发酵起始pH值对纤维素降解率的影响显著,其余因素的影响不显著。综合各因素对微生物产酶、汽爆棉秆糖化和纤维素降解的影响,得出最优的工艺条件为：氮源为麸皮汁,发酵温度30℃,起始pH值6.5,接种量1.0%。该研究结果为棉秆的进一步开发利用提供了技术参考。     

酵母营养素对酒精发酵的影响

该文探索了酵母营养素对山葡萄酒精发酵的影响.在供试的3个处理中,1.0g/kg葡萄的使用量效果较佳.酵母营养素可加快山葡萄酒精发酵进程,发酵比较彻底,还可降低挥发酸的生成量,但总酸含量稍有增加.     

植物乳杆菌ST-Ⅲ脱脂乳的发酵工艺优化

为研发富含植物乳杆菌ST-Ⅲ新型益生菌发酵乳制品,该试验尝试用植物乳杆菌ST-Ⅲ和嗜热链球菌共发酵,并对植物乳杆菌ST-Ⅲ发酵乳的工艺进行了优化研究。通过单因素试验分析了大豆多肽添加量、葡萄糖酸锰添加量、嗜热链球菌的接种量和发酵温度对发酵乳的pH值和植物乳杆菌ST-Ⅲ活菌数的影响。通过响应面法优化并确定了最佳工艺条件:大豆多肽添加质量分数11 g/kg;葡萄糖酸锰添加质量分数11 mg/kg;嗜热链球菌的接种量106 CFU/g;植物乳杆菌ST-Ⅲ的接种量106 CFU/g;发酵温度为37℃。在此优化最佳工艺条件下,发酵乳的植物乳杆菌ST-Ⅲ的活菌数为1.88×109 CFU/mL,有效地提高了发酵乳中植物乳杆菌ST-Ⅲ的活菌数。研究结果可为拓展植物乳杆菌ST-Ⅲ在乳制品领域的应用提供参考。     

玉米酒精发酵前提取超氧化物歧化酶的研究

该文研究了在不影响玉米制取燃料酒精的情况下,先从玉米中提取超氧化物歧化酶(SOD)的工艺,从而提高了玉米综合利用的价值。试验表明：提取SOD时玉米浸泡的最佳条件为添加玉米质量2倍的0.05 mol/L磷酸盐缓冲液(pH 7.8),在40℃浸泡36 h。SOD提取浸提工艺采用0.05 mol/L磷酸盐缓冲液(pH 7.8),以液料比2∶1(v/m)加入,粉碎,浸提1 h。浸提液离心后添加硫酸铵至40%饱和浓度去除杂蛋白,再添加硫酸铵至90%饱和浓度盐析,得到SOD粗酶制剂,比活为168.3 U/mg。     

人工接种发酵倒笃菜工艺优化

为提高倒笃菜的品质,缩短其生产周期,本试验将传统方法制得的倒笃菜中分离出的优势菌植物乳杆菌d-1作为发酵菌种,采用三因素三水平试验,建立各因素和响应值之间的数学回归模型。结果表明,倒笃菜的最优发酵条件为:加盐量5.20%,p H值4.60,接种量5.00%。此条件下制得的倒笃菜亚硝酸盐含量低,品质优良。本研究可为人工接种发酵倒笃菜的工业化生产提供技术支持。     

玉米淀粉质原料生料酒精发酵的研究

进行了玉米免蒸煮生料酒精发酵试验,对影响其发酵的主要因素进行正交试验研究,结果表明:玉米生料酒精发酵在发酵剂添加量占原料的0.7%、料水比1∶4、起始pH 5.5、35°C条件下发酵4~5 d,原料淀粉利用率和酒精产率分别可达到81.4%和46.22%。     

二氧化碳辅助发酵葡萄的干制和发酵工艺优化

为了开发经发酵前处理的新型葡萄干产品,该文以新鲜葡萄为原料,以发酵后葡萄总酚质量浓度与平均干燥速率为指标,在单因素试验基础上,利用正交试验设计对发酵葡萄的最佳发酵工艺条件进行了优化。利用福林酚法测定总酚质量浓度,用热风干燥箱进行干燥并测定平均干燥速率。结果表明:二氧化碳发酵葡萄的最佳工艺条件为:压强0.14MPa、温度36℃下发酵72h。该条件下的葡萄总酚质量浓度和平均干燥速率综合值可达最大,分别比不经处理的葡萄高48.3%和44.6%。说明二氧化碳发酵葡萄干是一种富含高总酚含量的新型产品,二氧化碳发酵后再干燥也是一种具有应用价值的新型干制工艺。     

切割厚度可调甜菜切顶机构的分析与参数优化

针对现有甜菜切顶机构在切顶过程中切割厚度不能随甜菜青顶大小自动调节问题,提出一种新的切顶机构。对其工作原理进行分析,建立其运动学模型,推导机构各关键点的（角）位移、（角）速度和（角）加速度方程。基于Visual Basic 6.0编写机构的运动学仿真与优化软件,利用该软件分析链轮传动比、齿轮节圆半径、摆臂长度、仿形轮半径等主要参数对切刀切顶轨迹和甜菜青顶切割厚度的影响,并通过人机交互优化方法得到一组较优的机构参数,其对应的切顶轨迹曲线能满足甜菜切顶的农艺要求。基于Matlab语言编程,采用遗传算法对仿形轮线速度和牵引速度进行了分析与优化,优化结果优于经验值。最后,根据优化所得机构参数建立了切顶机构三维模型,通过ADAMS虚拟样机进行试验验证,虚拟试验结果与理论分析结果一致。     

圆盘式甜菜挖掘装置性能参数的优化

为了提高圆盘式挖掘装置的工作性能,解决收获过程易壅堵等问题,该文结合圆盘式挖掘装置的结构及工作原理,从理论上分析了挖掘装置的参数关系及运动机理,建立了挖掘圆盘刃口的运动方程,得到了甜菜的运动轨迹,确定了圆盘式挖掘装置的关键性能参数,并以圆盘的张角、偏转角和挖掘深度为试验因素,甜菜的粘土率、折断率和损伤率为性能评价指标进行三因素三水平的正交试验。试验结果表明:作业深度对甜菜的粘土率和折断率的影响较大,张角和作业深度共同影响着甜菜的折断率,偏转角对这2个指标的影响均不明显;损伤率受张角、偏转角和作业深度的影响不大,可以忽略不计。综合考虑各评价指标,通过综合评分法得较优的参数组合。即当张角为15°,偏转角为30°,挖掘深度为120 mm时,甜菜收获的粘土率为12%,折断率为0,损伤率为0,加权综合指标为3.6%,整体收获效果相对较好。     

圆盘式甜菜收获机自动导向装置的参数优化与试验

为了提高圆盘式甜菜收获机的对行收获质量,该文结合导向装置的结构及工作特点,分析了导向机构的受载及运动特性,得到了导向机构在运动过程中的加速度方程,并确定了影响导向对行效果的关键参数。采用响应面优化设计方法,建立了关键参数与导向损失率之间的数学模型,确定了较优的参数组合(弯角为145°,安装角为8°,水平长度为240 mm)。田间试验表明:导向装置可实现甜菜收获机的自动导向对行收获,收获损失率为5.12%,且满足甜菜收获机收获质量的行业标准(NY/T 1412-2007)。研究结果可为同类甜菜收获机的研发和单株块根作物的导向对行收获研究提供参考。     

玉米秸秆厌氧产氢工艺参数优化

为解决玉米秸秆结构致密导致秸秆发酵难于直接降解的问题,首先分别采用0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的HCl溶液对其进行预处理,以厌氧活性污泥为接种物进行中温(38℃)发酵产氢试验。结果表明,玉米秸秆的累积产氢量和产氢速率随着盐酸质量分数的增大先增加后降低,0.6%HCl处理效果最佳,单位累积产氢量和产氢速率分别为87.90 m L/g和3.05 m L/(g·h)。再以0.6%HCl溶液预处理的玉米秸秆为底物进行发酵产氢的单因素和正交试验,研究了秸秆粒径、底物浓度、初始p H值对玉米秸秆厌氧发酵产氢过程的影响。结果表明:玉米秸秆粒径越小越利于发酵产氢;适度增加底物浓度可增加产氢量;适宜的发酵初始p H值有利于产氢细菌的生长繁殖;得到较佳的工艺参数组合为秸秆粒径150μm、底物浓度15 g/L、初始p H值为7,此时累积产氢量为112.87 m L/g。     

中心支轴式喷灌机喷头配置方法及其数学模型

以中心支轴式喷灌机结构尺寸为约束条件,以单位时间灌水深度和机组运行角速度为初始参数,对喷头配置方法进行了系统研究,建立了喷头配置数学模型,并开发出喷头配置软件。利用该方法和数学模型可确定中心支轴式喷灌机的最佳喷头配置方案,同时得出与该方案相匹配的机组入机流量和入机压力。该喷头配置模型和软件通用性强,可方便地用于各种长度的中心支轴式喷灌机,对于提高中心支轴式喷灌机的灌水均匀度,发挥机组及配套水泵的最佳性能具有重要意义。     

立柱式深松铲受力数学模型及试验分析

为优化深松铲的结构参数,对立柱式深松铲进行受力分析,并建立工作状态的受力数学模型,通过改变参数研究其受力状况的变化,找出各个参数对工作阻力的影响程度,优化深松铲的设计参数。通过田间试验,对受力数学模型进行了验证,结果表明,影响其工作阻力的主要参数是耕作深度、深松铲起土角、铲柄工作宽度及前进速度。该数学模型与深松铲的受力状况基本相符。     

基于数字高程模型和数学规划的土地平整工程设计优化

应用数字高程模型（DEM）与数学规划（MP）方法,研究土地平整工程设计中田块的划分、土方量计算和土方量调配的优化方法,为土地平整工程设计提供综合、系统和精确的方法,节约投资费用。该文以南京市江宁区湖熟镇土地平整项目工程为例,采用ArcGIS9.3软件建立大比例尺DEM,划分了土地平整区域和耕作田块,基于DEM计算了现状高程、土方量、土方运输重心,采用数学规划求解了设计高程和土方调配的最优方案。研究表明：该方法合理确定了田块的规模、定量计算了优化设计高程、总土方量比原设计方案减少了9.37%,且制作了最优土方调配路径图。