速冻苹果加工工艺优化研究

为了优化速冻苹果加工工艺,采用正交试验研究抽真空时间、真空度、抽真空介质对速冻苹果硬度和色泽的影响;通过Box-Behnken设计原理,研究载样量、速冻温度、样品中心温度对速冻苹果感官品质的影响,并对变量进行响应面分析。结果表明,速冻苹果抽真空处理的最优条件为抽真空时间20min,真空度0.7MPa,抽真空介质为2%Na Cl+0.3%D-异抗坏血酸钠;在载样量3kg·m-2、速冻温度-30℃、样品中心温度-18℃时,产品的感官品质、硬度和色泽最高,可溶性糖损失率、可溶性蛋白损失率、Vc损失率最低;速冻苹果最优加工工艺参数为载样量2.5kg·m-2、速冻温度-31℃、样品中心温度-19℃,此条件下实际感官评分为91.26。与传统工艺相比,新工艺生产的速冻苹果的感官品质、色泽及质构参数显著升高。本研究增加了苹果产业附加值,并为苹果速冻加工提供了理论依据。     

高压二氧化碳技术速冻双孢菇工艺优化

为解决果蔬速冻加工产品冻结时间长、易发生干耗的问题,该研究采用了高压二氧化碳技术（high pressure carbon dioxide,HPCD）对双孢菇进行了速冻。原料在热烫钝酶的基础上,通过单因素试验和正交试验,结合速冻产品感官评价试验对速冻工艺参数进行了优化。结果表明：HPCD速冻双孢菇最佳工艺参数为处理釜初温6℃、处理釜设定压力7 MPa、卸压时间4 min,且卸压时间为影响速冻产品品质最显著因素。HPCD速冻技术具有良好的工业化前景。     

微波爆玉米花制备条件的优化研究

探讨物料量、时间和调味料与微波玉米爆开率(Y₁)、膨胀率(Y₂)和感官分数(Y₃)的响应曲面关系，模型Y₁、Y₂、Y₃的失拟性检验不显著（p₁＞0.05、p₂＞0.05和p₃＞0.1），无失拟性因素存在；而模型的显著性检验达显著水平（p₁＜0.05、p₂＜0.01和p₃＜0.01），说明模型较好地拟合玉米爆开率、膨胀率和感官分数与各参试因子之间的关系，R²分别为0.8139、0.8737和0.9160。利用期望函数途径，对响应曲面模型进行模拟预测和验证，得到制备微波玉米的优化条件为物料量1.518水平、微波时间0.518水平、调味料比例1.118水平，玉米爆开率、膨胀率、感官分数同时达到最高，分别为97.5%、11.0和7.2。     

双低油菜薹速冻加工工艺简介

双低油菜通过油蔬两用栽培,不仅可获得油菜籽,还可增收一季油菜薹.油菜薹是南方消费者较为喜爱的冬季绿叶蔬菜之一.依照"原料挑选→清洗沥水→烫漂→冷却沥水→整形→速冻→包装→冷藏"流程,简介了在试验的基础上总结出的速冻油菜薹加工工艺.该工艺选取无污染的新鲜油菜薹为原料,加工过程中不加入任何添加剂和防腐剂,最大程度地保留了新...     

香蕉粉喷雾干燥工艺优化

为了改善香蕉粉的喷雾干燥效果,优化喷雾干燥工艺,该文研究了进风温度、助干剂添加量、热空气流量、压缩空气流量的变化对香蕉汁喷雾干燥效果的影响,并采用Box-Behnken响应曲面法优化喷雾干燥条件,分析进风温度、热空气流量、压缩空气流量的变化对出风温度和产品得率的影响规律。结果显示：当进风温度为170.0℃、热空气流量为36.08 m3/h、压缩空气流量为489.70 L/h时,出风温度为76～80℃,产品得率最高,达44.28%,所制备的香蕉粉含水率低于5%,符合固体饮料标准。由此说明,通过响应曲面优化得到的喷雾干燥工艺能有效应用于加工香蕉粉。     

速冻青花菜预处理工艺研究

用响应面方法研究青花菜的不同烫漂温度和时间对青花菜品质的影响。试验中比较了在不同浓度CaCl₂处理后,速冻青花菜叶绿素含量和解冻后质构的变化,对现有的预处理生产工艺进行优化。中心组合优化后得出的速冻青花菜最佳预处理工艺为：烫漂温度96℃、烫漂时间2 min、CaCl₂浓度0.8%。优化前后数值比较：青花菜蕾质构强度提高26.9%;茎质构强度提高16.8%;叶绿素含量提高26.5%;过氧化物酶酶活降低到生产需要;维生素C、蛋白质和水分没有显著的变化。     

脲甲醛合成模型的建立及优化产品对油菜生长的影响

旨在探究脲甲醛的养分控释特性与反应因素的响应关系及其对油菜(Brassica campestris L.)生长的影响,为脲甲醛精准合成和科学施用提供依据。采用响应曲面法中心复合设计建立了缓释有效氮、活性系数与摩尔比、反应温度、反应时间的响应模型,并应用盆栽试验探究了模型优化脲甲醛产品对油菜产量、氮肥利用率及生理性状的影响。结果表明:(1)脲甲醛肥料缓释有效氮和活性系数主要受尿素甲醛摩尔比影响,其次是反应时间。(2)采用响应曲面法建立了脲甲醛缓释有效氮和活性系数的二次多项式数学模型并对其有效性进行验证,均达到了显著水平(缓释有效氮P0.05,活性系数P0.01),最终确定了具有最高AI且缓释有效氮最大的脲甲醛合成的最佳工艺参数为:U/F为1.48,反应温度为45.26℃,反应时间1.71h,在此条件下缓释有效氮可达12.63%,活性系数67.86%。(3)与等量尿素处理相比,优化脲甲醛产品与尿素7∶3掺混显著增加油菜产量23.93%~24.50%,单施全量脲甲醛产量差异不显著;减氮20%条件下,与全量尿素施肥处理比较,优化脲甲醛和尿素掺混处理显著提高油菜产量8.38%。本试验条件下,根据响应模型优化合成的脲甲醛和尿素掺混施用可满足油菜整个生育期的氮素需求,提高油菜产量和氮肥利用率。     

超声波辅助提取黑豆皮色素工艺优化

为了优化超声波辅助提取黑豆皮色素的工艺条件,在单因素试验基础上,采用响应曲面法对影响黑豆皮色素提取效果的3个主要影响因素即超声功率、溶液pH值和液固比进行了优化,建立并分析了各因子与黑豆皮色素提取液吸光值关系的数学模型。结果表明：原料用量0.5 g,在超声功率为80 W、溶液pH值1.5、液固比30 mL/g时,黑豆皮色素提取效果较好,在此条件下色素的提取率达到95.6%。     

冬瓜酸乳饮料生产工艺优化研究

以新鲜冬瓜和鲜牛乳为试验材料,采用单因素试验与响应面试验筛选冬瓜酸乳饮料最佳配比及最优发酵条件.结果表明,冬瓜酸乳饮料最优工艺配方为冬瓜汁添加量10.52％、白砂糖添加量5.72％、复合稳定剂添加量1.33％;制备冬瓜酸乳饮料的最优发酵条件为发酵剂添加量(即发酵菌株或接种量)5.12％、发酵温度41.25℃、发酵时间5...     

文冠果种仁一步法制取生物柴油的工艺优化

为优化文冠果种仁制取生物柴油的工艺,基于中心复合(central composite desig)试验设计方法,采用了文冠果种仁的提取和生物柴油的合成一步完成的工艺。进行了以生物柴油得率为响应值,提取/反应温度、石油醚用量、甲醇用量和NaOH用量为自变量的优化试验,将试验数据拟合建立了数学模型,该模型能够较准确的预测文冠种仁一步法合成生物柴油的得率。结果表明,优化工艺为:提取/反应温度为77℃,石油醚用量为6:1(体积质量比),甲醇用量为文冠果种仁的12%(体积质量比),NaOH用量为文冠果种仁的0.3%(质量比),此时生物柴油得率为65.44%。     

超高压灭活枯草芽孢杆菌(AS 1.140)的参数优化

该文采用响应曲面方法中的Box-Behnken模式,对超高压灭活枯草芽孢杆菌进行了试验优化设计,并进行了实验分析验证。试验结果表明：压力、温度、保压时间是超高压灭活枯草芽孢杆菌的显著影响因子,分析表明其显著度顺序为压力＞温度＞保压时间;在本试验条件范围内建立并验证的超高压杀灭枯草芽孢杆菌的回归模型准确有效;优化得出10组杀灭10⁶ cfu/mL枯草芽孢杆菌工艺参数的取值范围为压力343.79～475.75 MPa,温度27.47～57.44℃,保压时间14.14～19.72 min。     

加工番茄果秧分离参数优化及验证

为满足自走式番茄收获机国产化研究不断推进的需要,采用CCD(central composite design)设计与响应曲面分析(response surface methodology,RSM)对果秧分离性能作优化研究。以收获生产率、摇摆器转速、输料链速度为自变量,果秧分离性能(果秧分离率和果实破损率)为响应指标,建立了二者间的多元数学回归模型,探究了因素间的影响规律及最佳水平组合。通过Design Expert 9.0软件对试验参数进行优化,确定了在满足果秧分离率、果实破损率符合番茄收获机作业质量标准(NYT1824-2009)条件下的最优分离参数组合。结果表明:果秧分离率影响因素显著程度顺序为:摇摆器转速收获生产率输料链速;果实破损率影响因素显著程度顺序为:摇摆器转速输料链速收获生产率;最优参数组合为收获生产率34.2t/h、摇摆器转速为409.3r/min、输料链速为0.71m/s;对应的果秧分离率、果实破损率预测值分别为96.27%、2.12%。经验证,应用响应曲面分析法所得到的果秧分离参数是可行的,该研究可为加工番茄果秧振动分离技术的进一步研究提供理论基础和科学依据,亦可为果品振动收获技术参数的优化提供参考。     

考虑工作压力的垂直摇臂式喷头可调结构参数优化与试验

为了使垂直摇臂式喷头运行时处于最优水力性能状态,采用中心复合试验设计与响应曲面分析对喷头的可调工作参数进行优化研究。以配重与旋转中心的距离、工作压力和喷嘴直径为变量,以喷灌变异系数、平均喷灌强度、正方形布置均匀系数和正三角形布置均匀系数为响应指标,建立了不同响应指标与变量的多元回归模型,研究了各因素及其交互作用对不同响应指标的影响。利用回归模型进行单目标与多目标的参数优化,并对其进行试验验证。结果表明:各因素对喷灌变异系数的影响顺序依次是:工作压力、喷嘴直径、配重与旋转中心的距离;对平均喷灌强度的影响顺序依次是:喷嘴直径、配重与旋转中心的距离、工作压力;对正方形布置均匀系数的影响顺序依次是:工作压力、配重与旋转中心的距离、喷嘴直径;对正三角形布置均匀系数的影响顺序依次是:工作压力、配重与旋转中心的距离、喷嘴直径。多目标优化下的最佳组合参数为:配重与旋转中心的距离116 mm、工作压力543 k Pa、喷嘴直径12.6 mm,其对应的喷灌变异系数、平均喷灌强度、正方形布置均匀系数和正三角形布置均匀系数分别为:0.27、6.37 mm/h、87.60%、87.93%,预测值与试验值的误差小于5%,预测回归模型具有较高的可信度。该研究可为垂直摇臂式喷头的设计以及合理调节配重与旋转中心的距离、工作压力和喷嘴直径使喷头运行时处于最优水力性能提供参考。     

蒸汽式扇贝开壳装置工作参数优化

为了得到蒸汽式扇贝开壳装置蒸汽工作参数的最优匹配,提高扇贝深加工的产品品质,以开壳效果感官评分值为考察目标进行单因素试验,明确影响开壳效果的蒸汽喷射时间、喷射距离和蒸汽排量的最佳取值范围。采用Box-Behnken design试验设计方法进行了扇贝开壳组合试验,建立了扇贝开壳效果感官评分值与喷射时间、喷射距离和蒸汽排量之间的数学模型,并采用响应面优化分析法,得到了蒸汽式扇贝开壳装置的最佳工作参数匹配。结果表明:采用蒸汽发生器,压强控制在0.3~0.4 MPa、温度控制在142.92~151.11℃,当喷射时间设定在3.5 s、喷射距离设定在30 mm和蒸汽排量设定6 mm球阀门开度为90°,扇贝开壳率为93.3%,开壳效果感官评分值为94.53分。该研究为即食扇贝加工设备的设计提供参考。     

滴灌梯形迷宫滴头流道水力性能的响应曲面法优化

滴灌滴头水力性能优化是滴灌技术不断发展的需要。采用响应曲面法研究了梯形迷宫滴头流道的流道宽度、长度、深度、转角和流道单元数等5个关键参数对滴头水力性能（流态指数和流量系数）的影响与最佳水平。试验结果表明,所测试梯形迷宫滴头最优流道宽度、长度、深度、转角和流道单元数分别为1.55 mm、2.33 mm、1.55 mm、46.32°和20,优化后滴头的流态指数为0.4993、流量系数为0.4441,较优化前流态指数提高了5.624%,滴头水力性能得到了改善。     

花生种子带式清选设备关键作业参数优化

针对带式清选设备清选花生种子合格率低、带出率高,关键作业参数研究空白的现状,该文结合花生种子物理特性,研究了整粒花生在带式清选设备帆布带的滚动摩擦角及半粒花生在帆布带的静摩擦角,并运用中心组合试验设计理论开展关键作业参数优化,重点分析了带式清选设备的纵向倾角、横向倾角、帆布带转速对清选合格率、带出率的影响规律,并以合格率、带出率为响应指标进行优化。首先对主产区山东的典型品种花育33物理特性进行研究,并探明了以带式清选设备帆布带为摩擦面的整粒花生滚动摩擦角、半粒花生静摩擦角,然后采用二次正交旋转组合试验方法设计试验并用Design-Expert进行数据处理,建立合格率、带出率的回归数学模型并进行方差分析,分析得出影响花生种子带式清选合格率与带出率的主次因素均依次为:帆布带带速纵向倾角横向倾角。通过响应曲面方法分析各因素交互作用对合格率、带出率的影响,并根据优化目标的重要程度(合格率较带出率更重要)对回归模型进行多目标优化,得出花生种子带式清选设备关键作业参数的最优组合为:纵向倾角23.22?,横向倾角25.21?,帆布带带速0.70 m/s,在该条件下合格率、带出率分别为97.20%、2.73%。将优化参数在花生种子清选加工生产线上进行验证及批量化流水加工作业,流水加工作业合格率达95.8%、带出率3.9%,作业质量大幅提升,达到行业标准优等品设备作业性能。该研究可为提升花生种子带式清选设备作业质量提供参考。     

柿果醋醋酸发酵工艺参数优化研究

为了探索柿子原浆果醋的发酵规律,给柿果醋的生产提供理论依据.以水柿为原料,采用响应面法对柿果醋醋酸发酵过程的工艺参数(发酵温度、醋酸菌接种量和发酵时间)进行优化.结果表明,醋酸菌接种量、发酵时间对柿果醋醋酸含量有极显著影响(P＜0.01),发酵温度对后者影响不显著.优化出最佳工艺参数为发酵温度33.1℃,醋酸菌接种量0.56‰,发酵时间110 h,在此工艺条件下柿果醋醋酸含量可达4.928 g/(100 mL).多元回归分析结果显示,发酵温度、醋酸菌接种量、发酵时间与醋酸含量之间回归模型高度显著,可用于实际生产预测.     

基于响应面法的电磁阀响应时间优化

为了缩短喷雾植保用电磁阀的响应时间,提高变量喷雾的精准性,该文引入响应面法优化改进型脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)控制参数。试验采用Box-Behnken设计方法,选取电磁阀驱动电压(10、12和14 V)、PWM延迟时间(15、40和65 ms)及PWM占空比(5%,15%和25%)作为考察因素,以电磁阀开启响应时间、电磁阀闭合响应时间和电磁阀响应时间为响应值,获取了关于3个响应值的二次多项回归模型,并对其进行了验证。经响应面法分析得出,在参数优化区间内,使电磁阀响应时间最短的参数条件为电磁阀驱动电压12 V、PWM延迟时间15 ms以及PWM占空比5%,与试验测量结果差异极小。与普通PWM控制方式相比,使用改进型PWM控制信号并优化控制参数可有效缩短电磁阀响应时间。该研究为合理选择PWM控制参数提供了参考。     

大豆联合收获机作业参数优化

现阶段国内大豆联合收获机收获作业时由于脱粒、清选系统作业参数调整不当而导致大豆机收损失率、破碎率、含杂率较高。为解决这一问题,该文对影响大豆机收作业质量的相关参数开展田间试验研究,探索各参数对大豆机收作业质量的影响规律,探寻最佳作业参数组合。以机收损失率、破碎率、含杂率为目标,选择脱粒清选系统对作业质量影响较大的前进速度、滚筒转速、脱粒段脱粒间隙、分离段脱粒间隙、导流板角度、分风板角度、风机转速、上筛前部开度、上筛后部开度共9个因素,利用Box-Behnken中心组合试验方法,进行九因素三水平响应面试验,使用Design-Expert对试验结果进行响应面分析,探索各因素对试验指标的影响规律,并构建相关数学模型。试验结果表明:对大豆收获损失率影响较为显著的因素为风机转速、脱粒段脱粒间隙、前进速度、脱粒滚筒转速;对破碎率影响较为显著的因素为脱粒滚筒转速、脱粒段脱粒间隙、前进速度、导流板角度;对含杂率影响较为显著的因素为导流板角度、风机转速、分风板角度、上筛后部开度。通过多目标参数优化,确定最佳工作参数组合为前进速度6 km/h、脱粒滚筒转速450 r/min、脱粒段脱粒间隙25 mm、分离段脱粒间隙20 mm、导流板角度26?、风机转速1 260 r/min、分风板角度11.5?、上筛前部开度19 mm、上筛后部开度11 mm,此时损失率为0.24%、破碎率为0.90%、含杂率为0.14%,田间试验实测损失率、破碎率和含杂率平均值分别为0.24%、0.90%和0.14%,与优化值相对误差分别为0、4.7%和7.7%。研究结果可为大豆联合收获机结构改进和作业参数控制提供参考。