真空干燥雪莲果粉玻璃化转变温度与贮藏稳定性研究

采用差示扫描量热法测定了真空干燥雪莲果粉(YP)和按总固形物质量比为1∶1添加麦芽糊精的雪莲果粉(YP-MD)玻璃化转变温度T g,分别采用GAB模型和Gordon-Taylor方程拟合水分吸附和T g数据,构建YP和YP-MD的状态图,探讨添加麦芽糊精(MD)对雪莲果粉临界水分活度和临界含水率的影响。结果表明,雪莲果粉的T g随着含水率升高而降低,YP的湿基含水率由5.95%增加至30.88%时,T g由15.8℃降低至-72.6℃;YP-MD的湿基含水率由5.11%增加至27.66%时,T g由30.5℃降低至-53.5℃。添加MD显著增加了雪莲果粉的T g。温度25℃时,YP和YP-MD的临界干基含水率为0.0455 g/g和0.0723 g/g,临界水分活度为0.12和0.27。因此,添加MD能显著增加雪莲果粉的临界含水率和临界水分活度,从而提高雪莲果粉的贮藏稳定性。     

豌豆种子吸附等温线与热力学性质研究

采用静态称量法测量30、40、50℃时豌豆种子的吸附等温线,对实验数据进行非线性拟合,并通过对净等量吸附热、微分熵、焓熵补偿、扩张压力、净积分焓和净积分熵等热力学性质参数的研究,分析种子吸附特性和进一步揭示吸附机理,为选择和优化种子干燥和贮藏条件提供理论依据。实验结果表明,温度恒定时,平衡含水率随水分活度升高而升高,吸附等温线属于类型Ⅱ且GAB模型拟合效果最佳(R2=0.998 9,误差平方和为4.52×10-5);净等量吸附热和微分熵随着平衡含水率升高而降低的规律符合焓熵补偿理论,该理论反映出吸附过程是非自发反应,属于焓驱动,而当干基含水率达到25%时,净等量吸附热值接近纯水的汽化潜热(43.30 k J/mol);种子吸附过程的扩张压力随水分活度升高而升高,随温度升高而降低,当扩张压力一定时,净积分焓和净积分熵随着平衡含水率升高而降低,净积分熵达到最小值后逐渐升高,此最小值在30、40、50℃温度条件下分别为-137.79、-140.29、-137.74 J/(mol·K),对应的水分活度和平衡含水率分别为0.017、0.045、0.062和2.7%、2.5%、2.4%,这些条件可作为豌豆种子贮藏的最稳定条件。     

冻干扇贝肉玻璃化转变温度与状态图研究

采用静态称量法研究了25℃下冻干扇贝肉(包括纯扇贝肉(PS)和按总固形物质量分数添加5%麦芽糊精的扇贝肉(PS-MD))的吸附等温线;采用差示扫描量热法测定了PS和PS-MD的玻璃化转变温度Tg和冻结点温度TF。分别采用Gordon-Taylor方程和Clausius-Clapeyron方程拟合Tg和TF数据,构建扇贝肉的状态图,探讨添加麦芽糊精(MD)对扇贝肉贮藏稳定性的影响。结果表明,扇贝肉的水分吸附等温线呈J型,描述扇贝肉水分吸附特性的适宜模型为GAB模型。扇贝肉的平衡干基含水率随水分活度aw的增加而增加。aw一定时,平衡干基含水率随MD添加而降低,尤其是当aw0.62时更明显。添加MD降低了扇贝肉的GAB单分子层干基含水率,其值由0.082 2 g/g降低至0.0716 g/g。扇贝肉的Tg随含水率升高而降低,PS湿基含水率由2.81%增加至21.96%时,Tg由-4.25℃降低至-60.92℃;PS-MD湿基含水率由2.11%增加至19.72%时,Tg由1.32℃降低至-51.41℃。扇贝肉的TF随着固形物含量的增加而降低。根据扇贝肉的状态图,PS和PS-MD最大冷冻浓缩溶液时的玻璃化转变温度T'g分别为-70.99℃和-54.58℃,与之对应的溶质含量分别为76.7%和82.0%,非冻结水含量分别为23.3%和18.0%。     

糖类对南美白对虾肉玻璃化转变温度与状态图的影响

为提高南美白对虾肉(PV)的贮藏稳定性,研究了蔗糖、菊糖和海藻糖对PV玻璃化转变温度(Tg)与状态图的影响。采用静态称量法研究了25℃下PV和按虾肉质量添加10%蔗糖(PV-S)、10%菊糖(PV-I)和10%海藻糖虾肉(PV-T)的吸附等温线。采用差示扫描量热法分析了PV、PV-S、PV-I与PV-T的Tg和冻结点温度(TF)。分别采用Gordon-Taylor方程和Clausias-Clapeyron方程拟合Tg与TF数据,构建了虾肉的状态图,探讨了添加糖类对PV的Tg与状态图的影响。结果表明,PV、PV-S、PV-I与PV-T的水分吸附等温线呈III型,GAB模型为描述PV、PV-S、PV-I与PV-T水分吸附特性的最适模型。PV、PV-S、PV-I与PV-T的平衡含水率随着水分活度aw的增大而增大。aw一定时,平衡含水率随着糖类添加而降低。添加糖类降低了PV的单分子层含水率。PV、PV-S、PV-I与PV-T的Tg随着含水率增加而降低。相同aw时,Tg值高低顺序依次为PV-I、PV-T、PV-S、PV。根据状态图,PV、PV-S、PV-I和PV-T的最大冷冻浓缩溶液时的玻璃化转变温度T'g分别为-71.35、-64.76、-58.36、-59.36℃,与之对应的溶质含量分别为73.2%、73.4%、72.6%、73.4%,即非冻结含水率分别为26.8%、26.6%、27.4%、26.6%。添加糖类尤其是菊糖与海藻糖能显著提高南美白对虾肉的贮藏稳定性,延长其货架期。     

磺胺嘧啶在不同类型土壤中的吸附研究

通过静态吸附试验,研究了不同类型土壤对磺胺嘧啶的吸附行为,考察了温度、溶液pH值和土壤粘土矿物含量对磺胺嘧啶吸附的影响.结果表明,3种土壤对磺胺嘧啶的吸附等温线均能较好地符合Freundlich吸附模式;粘土矿物含量是影响磺胺嘧啶土壤吸附的最重要因子;25℃时磺胺嘧啶有机质吸附常数平均值为0.10257,吸附Gibbs自由能函数变为4.771～6.440kJ/mol.温度升高和pH值过高或过低均不利于磺胺嘧啶的吸附.     

油茶籽热风干燥动力学研究

为研究油茶籽热风干燥特性,探讨热风温度、初始干基含水率对油茶籽干燥速率的影响,在不同初始干基含水率、不同热风温度条件下分别对油茶籽进行干燥,并比较了9种数学模型在油茶籽热风干燥中的适用性。结果表明,油茶籽热风干燥过程并没有出现恒速干燥段,干燥主要发生在降速干燥阶段。物料初始干基含水率、温度是影响干燥的主要因素,初始干基含水率越低、干燥温度越高,干燥到目标含水率所用时间越短。干燥过程中,有效水分扩散系数随温度升高而增大,热风温度从50℃升高到80℃,其有效水分扩散系数由1.3132×10-9m2/s增大到3.9223×10-9m2/s,油茶籽的干燥活化能为33.6193kJ/mol;通过比较决定系数R2、均方根误差eRMSE以及卡方检验值χ2得出,Lewis模型为描述油茶籽热风薄层干燥的最优模型,预测值与试验值的均方误差为1.36%,最大相对误差小于4%,表明模型预测的干燥曲线和试验干燥曲线一致性较好。     

水分管理及生物质炭对稻田土壤含水率及pH值的影响

【目的】我国亚热带地区为典型的双季稻种植区,水分管理多采用长期淹水和间歇灌溉2种方式,灌溉方式的不同会影响土壤含水率的差异,势必会影响土壤酸碱性的改变。添加生物质炭可改变土壤性质。探明稻田淹水灌溉和间歇灌溉条件下添加生物质炭对双季稻田土壤水分及酸碱性的影响。【方法】采用田间小区试验,研究水分管理方式(长期淹水(CF)和间歇灌溉(IF))及生物质炭施用量(0、24 t/hm~2(LB+IF)和48 t/hm~2(HB+IF))对亚热带双季稻田土壤含水率及pH值的影响。【结果】与长期淹水相比,早稻季和晚稻季间歇灌溉的土壤含水率并没有显著降低。生物质炭添加并未显著影响早稻季和晚稻季土壤含水率,但在休闲季生物质炭处理的土壤含水率有所降低。研究期间,CF、IF、LB+IF和HB+IF处理的土壤含水率周年均值分别为47.35%、39.58%、36.81%和39.02%,与长期淹水相比,间歇灌溉降低了全年的土壤含水率,降幅达16.41%,而生物质炭对间歇灌溉稻田土壤含水率影响不大。与长期淹水相比,早稻季和晚稻季间歇灌溉处理的土壤pH值分别显著降低了0.22和0.57个单位,休闲季不同水分管理方式之间的土壤pH值差异不显著。由于生物质炭本身呈碱性,添加到土壤后可增加土壤pH值,且随着生物质炭添加量的增加而增加。与IF处理相比,早稻季和晚稻季生物质炭处理的pH值分别增加了0.23～0.68个单位和0.17～0.60个单位。【结论】水分管理可影响双季稻田土壤含水率和pH值。间歇灌溉降低了亚热带地区双季稻酸性土壤的pH值。生物质炭添加,尤其是高量生物质炭添加,可在一定程度上缓解间歇灌溉对酸性土壤pH值的降低作用。     

不同水分条件下增施CO2对日光温室内番茄生长的影响

试验设置4个CO2浓度（温室内未增施的CO2浓度约450μmol/mol,低、中、高CO2增施浓度分别为（700±50）、（1000±50）、（1300±50）μmol/mol）和3个水分条件（低、中、高基质含水率分别为基质饱和含水率的35%~45%、55%~65%、75%~85%）的交互处理。结果表明,增施1000、1300μmol/mol CO2能提升番茄叶片的净光合速率并可促使植株提早6~11d开花;中水条件下,CO2增施组比未增施组的表观量子效率（AQY）、表观羧化效率（ACE）显著上升,光补偿点显著降低;高CO2浓度下,中水、高水组植株的最大净光合速率和表观量子效率显著高于低水组,同时光补偿点和CO2补偿点低于低水组;低水条件下CO2增施组植株叶片的丙二醛（MDA）含量降低,表明增施CO2可以在一定程度上缓解不利水分条件对番茄植株造成的氧化损伤;增施CO2条件下低水组比未增施条件下中水组植株的开花时间提前3~7d、第一穗果鲜质量增加18%~44%,1000、1300μmol/mol CO2增施条件下中水组比未增施条件下高水组植株的开花时间分别提前8、10d,第一穗果鲜质量分别增加42.8%、34.0%,表明CO2增施能提高番茄第一穗果鲜质量水平上的水分利用效率。     

芜菁干燥特性及收缩动力学模型研究

为提高芜菁的品质、缩短干燥持续时间,研究了芜菁在单层干燥中不同温度(50,55,60,65℃)和切片厚度(3,5,7mm)下干燥特性曲线和体积收缩的变化规律。结果表明:干燥温度和切片厚度对芜菁干燥持续时间有较大影响,芜菁干燥水分有效扩散系数在1.3212×10~(-11)～6.1905×10~(-11 )m~2/s之间;干燥温度及切片厚度均对芜菁收缩率有较大的影响,较低的温度、较高的切片厚度能提高收缩率,降低收缩;对比发现,Weibull对芜菁收缩动力学模型曲线及拟合效果较优;根据阿伦尼乌斯公式计算出芜菁的收缩活化能和干燥活化能为58.833kJ/mol和39.482kJ/mol,发现芜菁收缩所需的能量高于干燥所需的能量。本研究可为芜菁在干燥加工生产中体积收缩和水分迁移提供一定的理论依据及技术指导。     

不同添加剂油茶壳炭粉成型性能与燃烧特性研究

以油茶壳炭粉为原料,纤维素和氧化淀粉为添加剂,采用万能试验机研究成型温度、成型压力、原料含水率对燃料成型品质的影响。研究发现,成型温度在60~100℃时成型燃料的品质较好,提高成型温度对燃料的松弛密度影响不明显,但比能耗增加,对径向抗压强度影响与添加剂种类有关。提高成型压力,成型燃料的松弛密度、比能耗和径向抗压强度都随之增大,成型压力在6~8 k N时成型燃料品质较好。提高原料含水率对降低能耗有显著作用,但原料含水率过大不利于成型,原料含水率在15%~20%时成型燃料品质较好。对成型燃料燃烧特性研究发现,纤维素和氧化淀粉的加入,着火温度能分别降低至362.5℃和324.5℃,添加氧化淀粉后燃料品质和燃烧特性最好;添加纤维素的混合成型燃料热值降低更少,且品质受成型因素影响较小。