甘薯全粉加工中无硫复合护色工艺优化

为了优化甘薯全粉无硫复合护色工艺,该文通过考察柠檬酸、柠檬酸亚锡二钠、植酸、亚硫酸氢钠和抗坏血酸5种护色剂对甘薯全粉色泽的影响,优选出柠檬酸和抗坏血酸作为甘薯全粉加工合适的护色剂;通过正交试验,得到柠檬酸-抗坏血酸无硫复合护色剂的最佳护色工艺为:将10 mm厚的甘薯切片在质量分数为0.3%的柠檬酸和0.1%抗坏血酸的复合护色液中护色处理30 min,可使制得的甘薯全粉亮度值L*达90.58,多酚氧化酶的抑制率达88.13%.研究发现柠檬酸的添加能显著提高抗坏血酸的热稳定性;酶促褐变产物紫外-可见光谱扫描显示,加入复合护色剂后410 nm处吸收峰明显减弱,表明复合护色剂能有效抑制酶促褐变反应的发生;圆二色谱研究表明多酚氧化酶经复合护色剂处理后,酶蛋白二级结构中α-螺旋减少,而β-折叠结构增多,酶蛋白的分子构象被改变,从而降低多酚氧化酶活力.该文为甘薯全粉加工中的无硫复合护色工艺提供了参考.     

响应面法优化酒糟微波间歇干燥工艺

为了优化酒糟干燥工艺,保证酒糟干燥后品质,选择微波间歇干燥方法进行试验研究。以干燥速率、能耗、品质为目标,利用隶属度的综合评分法对3个目标综合评分。根据响应面中心组合设计理论,用响应面法探讨了微波功率、糟层厚度、脉冲比对酒糟微波间歇干燥工艺的影响,建立了二次多项式回归模型,并对干燥工艺参数进行了优化。结果表明,3个因素对综合分的影响大小依次为：脉冲比＞糟层厚度＞微波功率;酒糟微波间歇干燥的最佳工艺参数为：微波功率为480 W、糟层厚度为2.78 cm、脉冲比为6.625,此时得到最大综合分为0.723。为进一步研究酒糟微波干燥设备及工艺提供了理论依据。     

以马铃薯为辅料的黄酒发酵条件优化

采用响应面方法对以马铃薯为辅料的黄酒发酵条件进行了优化。通过单因素试验、正交试验及中心组合试验优化得到以马铃薯为辅料酿造黄酒的最佳发酵条件为：酵母添加量0.114%(原料量的0.114%)、主发酵温度28℃、麦曲添加量14.0%(原料量的14.0%)、料水比1∶0.7、每100 g原料添加425μL糖化酶、发酵初始pH值4.0。在优化得到的发酵条件下酿造得到的以马铃薯为辅料的成品黄酒，其酒精度、酸度、色、香、味等各项理化指标和感官指标均符合国家黄酒标准GB/T 13662-2000，成品酒的感官品质得到了改善，且所含游离氨基酸含量为7063.4 mg/L，是普通黄酒游离氨基酸含量的1.2～2.5倍。     

超临界CO2萃取南美白对虾虾青素的工艺优化

为提高虾青素萃取物得率和虾青素纯度,采用超临界CO2萃取南美白对虾虾头废弃物中的虾青素,皂化后用高效液相色谱对虾青素含量进行测定。单因素试验确定萃取参数对虾青素萃取物得率和虾青素纯度的影响,然后进一步运用响应面法对萃取工艺参数进行优化。结果表明：超临界CO2萃取工艺参数对虾青素萃取物得率影响不显著（P＞0.05）,但对虾青素纯度影响显著（P＜0.05）;物料粒径40目,质量含水率9%时,响应面理论优化最佳萃取参数为萃取压力403.95 Pa,萃取温度39.95℃,CO2流量1.16 L/min,虾青素纯度为796.3 mg/g。结合实际应用,验证试验在萃取压力400 Pa,萃取温度40℃,流量1.2 L/min时,虾青素纯度为789.61 mg/g。研究结果可为虾青素的提取和纯化提供参考。     

猕猴桃切片微波真空干燥工艺参数的优化

为了提高水果干燥效率、干制品质量和降低干燥能耗,以猕猴桃切片为对象,进行了微波真空干燥试验。通过单因素试验,研究了微波功率、物料厚度、干燥室压力对猕猴桃切片干燥特性的影响。通过3因素5水平的二次回归正交试验,分析了微波功率、物料厚度、干燥室压力与猕猴桃切片干制品复水率、叶绿素含量、维生素C含量及单位耗电量的关系,建立了各指标与试验因素间的回归数学模型,并利用多目标非线性优化方法,确定了猕猴桃切片微波真空干燥最优工艺参数。结果表明：在微波功率为6.54 W/g、切片厚度为6.16 mm、干燥室压力为76.8 Pa的条件下,微波真空干燥猕猴桃切片的能耗最低,同时干制品质量也得到保证。     

响应面法优化酸酶结合提取牛蛙皮胶原蛋白工艺参数

为了充分利用牛蛙皮资源,本试验通过测定羟脯氨酸含量确定了牛蛙皮中胶原蛋白总量为42．58％,绘制羟脯氨酸标准曲线,得出其中胶原蛋白含量为28．32％,牛蛙皮经过预处理后,采用乙酸和胃蛋白酶结合提取,并利用响应面法对提取条件进行工艺优化,结果表明：最佳提取条件为10℃下,以浓度为2．5‰的胃蛋白酶,在1：40料液比中,提取24h。以最佳条件提取胶原蛋白,并经盐析、冷冻干燥得到粉末状胶原蛋白产品。测得其得率为27．98％。对所提取的牛蛙皮胶原蛋白进行紫外分析和氨基酸检测,结果表明所提取的胶原蛋白产品纯度较高。     

超声波辅助液-液萃取结合GC检测单萜化合物工艺优化

为优化超声波辅助液-液萃取(LLE)结合气相色谱(GC)检测酿酒酵母菌株合成单萜化合物的工艺条件,本试验以模拟葡萄汁为原料,研究超声功率、超声时间、NaCl添加量和萃取剂体积对萃取效果的影响,在单因素试验的基础上,采用响应面试验优化超声辅助萃取模拟葡萄酒中单萜化合物的萃取工艺。结果表明,模拟葡萄汁单萜类化合物最佳萃取工艺参数为,超声功率405 W、超声时间15 min、NaCl添加量4.9 g、萃取剂体积15.5 mL,在此萃取条件下结合GC可从模拟葡萄汁发酵酒样中检测出芳樟醇、α-萜品醇、香茅醇、香叶醇4种单萜物质,总含量高达46.29μg·L^-1,进一步证实了酿酒酵母可以从头合成单萜化合物。本研究结果为深入探究酿酒酵母菌株单萜化合物合成代谢机制提供了理论依据。     

银杏花粉抗氧化成分的提取工艺优化

为了开发银杏花粉深加工产品,以银杏花粉为试材,以其提取液的DPPH清除率为指标,研究加热回流法、超声波法、微波法、超声-微波法提取银杏花粉抗氧化成分的效果,并通过单因素和响应面法对微波法提取工艺进行优化。结果表明,4种提取方法中,微波法提取银杏花粉抗氧化成分的效果最好。微波提取的最佳工艺为:乙醇浓度59.38%、料液比1∶30、微波功率109.85 W、微波时间13 min。本研究为银杏花粉抗氧化成分的开发利用奠定了基础。     

响应面法优化盐渍藠头蒜素提取工艺参数

为了获得在自然pH值条件下利用果胶酶提取盐渍藠头中的风味物质蒜素的最佳工艺参数,以浸提温度、时间和果胶酶添加比为试验因子,蒜素含量为响应值,采用三元二次回归正交旋转组合设计进行了试验.结果表明,3个因素对蒜素含量的影响大小依次为提取温度＞保温时间＞果胶酶添加比;边际效应大小为提取温度＞保温时间＞果胶酶添加比;通过典形分析和岭脊分析确定果胶酶提取盐渍菖头中蒜素的最佳工艺参数为:浸提温度47℃、浸提时间3.3 h、果胶酶添加比0.77%,蒜素最高含量为0.274 g/(100 mL).所得回归模型拟合情况良好,达到设计要求.     

基于品质和能耗的杏鲍菇微波真空干燥工艺参数优化

为了提高杏鲍菇干制产品品质,降低干燥能耗,该文应用微波真空技术干燥杏鲍菇。采用三元二次回归旋转组合设计方法进行工艺参数优化试验,考察分析微波强度(X1)、物料厚度(X2)、腔体绝对压力(X3)因素对品质指标色差(Y1)、复水比(Y2)、氨基酸含量(Y3)和单位能耗(Y4)的影响及因子间交互作用对指标的影响;采用线性加权法,将多目标综合优化,确定干燥工艺的最优参数组合。结果表明:微波强度、物料厚度、腔体绝对压力对试验指标色差、复水比、氨基酸含量、单位能耗影响显著,物料厚度是影响色差的主要因素,物料厚度小于2 cm时,产品色泽较差;腔体绝对压力是影响复水比和氨基酸含量的主要因素,较小的腔体绝对压力有利于产品复水和减少氨基酸损失;微波强度是影响单位能耗的主要因素,高的微波强度,能耗较高,高的微波强度与较小的腔体绝对压力组合时,干燥能耗更高;杏鲍菇微波真空干燥高品质低能耗的最优工艺参数组合为微波强度12.5 kW/kg、物料厚度2.4 cm、腔体绝对压力18 kPa,此条件下干燥的产品品质优良,色泽洁白,色差L为78,复水性好,复水比为1.58,氨基酸破坏少,其值为473.1 mg/100 g,单位能耗较低,为9.3 kJ/kg。     

响应面法优化酶促脂肪酸甲酯化工艺条件

为了获得菜籽油脂肪酸酶促甲酯化合成生物柴油的最佳反应条件,首先采用Plackett-Burman法对影响酯化率的5个因素进行筛选,发现酶质量分数、反应温度、摇床转速和反应时间4个因素显著影响酯化率。基于该4因素的最陡爬坡试验、Box-Behnken设计及响应面分析结果表明：反应温度是影响酯化率的最显著因子,反应时间的作用效果相对较弱,反应温度和摇床转速具有明显的互作效应。在优化条件下,醇/脂肪酸摩尔比1.25∶1、酶质量分数11.5 g/kg脂肪酸、反应温度42.2℃、摇床转速199 r/min,反应6 h后,酯化率可达95.67%,与响应面拟和方程的预测值（96.52%）吻合良好。     

4UZL-1型甘薯联合收获机薯块交接输送机构设计

为了解决4UZL-1型甘薯联合收获机作业过程中损失率大、伤薯率高等问题,该研究在分析4UZL-1型甘薯联合收获机整机结构的基础上开展薯块交接输送机构设计。以薯块交接输送过程中伤薯率和损失率为主要评价指标,在单因素试验基础上运用Box-Benhnken试验方法,以挖掘输送机构角度、刮板链输送角度、挖掘输送机构速度、刮板链输送速度为试验因素,对4UZL-1型甘薯联合收获机薯块交接输送机构工作参数进行四因素三水平试验研究,建立了评价指标对各因素的多元回归模型,分析了各因素对作业质量的影响,并得到了最优结构和作业参数。试验结果表明：各因素对损失率从大到小的影响顺序为刮板链输送角度、挖掘输送机构速度、刮板链输送速度、挖掘输送机构角度;各因素对伤薯率从大到小的影响顺序为挖掘输送机构速度、挖掘输送机构角度、刮板链输送速度、刮板链输送角度;当机器前进速度为1 m/s,挖掘输送机构角度为20°、刮板链输送角度为68°、挖掘输送机构速度为1.2 m/s、刮板链输送速度0.67 m/s时,薯块损失率为1.12%、损伤率为0.94%,与预测值相比,误差分别为3.4%和1.1%。研究结果可为甘薯联合收获机的结构完善和作业参数优化提供参考。     

甘薯联合收获机高度自适应集薯装置设计与优化

甘薯收获是甘薯生产中用工量最多、劳动强度最大的环节。为了解决甘薯联合收获机集薯环节存在伤薯率高、自动化程度低等问题,该研究开展了高度自适应集薯装置的机械结构设计与控制系统搭建。系统及结构设计充分考虑物料物理性状及作业过程中的运动学与力学特性,通过新的集薯方式以满足落薯高度自适应、集薯装筐和自动卸料换筐等作业要求。通过落薯高度自适应功能减小并控制薯块下落的高度达到有效减少甘薯伤薯率与破皮率的目的。在单因素试验分析结论的基础上,以清选平台转速、落薯机构转速和落薯设定高度为试验因素,开展三因素三水平Box-Benhnken试验,以伤薯率、破皮率、微破率和损伤率为试验指标建立多元回归方程并进行响应面分析。回归模型进行多目标优化后获得装置最优工作参数组合为：清选平台转速108.07 r/min、落薯机构转速74.75 r/min、落薯设定高度18.15 cm。对优化结果进行验证试验,试验结果为：伤薯率0.39%、破皮率0.54%、微破率22.93%和漏薯率0.54%,各评价指标与模型预测值相近。研究结果可为甘薯联合收获机高度自适应集薯装置进一步设计与优化提供参考。     

嫁接机钢针顶起穴盘苗过程EDEM模拟验证及参数优化

针对该课题组自主开发研制的ZGM-7自动化穴盘苗嫁接机中出现的钢针顶起穴盘苗失败现象,该文在EDEM离散元分析软件中利用ECM粘结力弹塑性接触模型作为颗粒接触模型并建立多种不同材料属性的复杂颗粒模型来模拟真实的育苗基质,进而研究钢针与育苗基质的作用关系。并以顶起过程中的穴盘苗基质底面最大顶起高度作为指标参数,分析了不同钢针长度、不同钢针径粗、不同顶起速度条件下顶起穴盘苗的工作情况。利用响应曲面法设计并执行仿真和实际试验,仿真分析结果与试验结果得到了很好地验证,变化趋势基本一致,数值结果误差在0.7%~7.2%;钢针直径和顶起速度对指标参数影响显著,且存在显著的交互作用。以育苗基质底面竖直成功顶起的理论最大顶起高度144 mm为优化目标,利用Design_expert软件得到仿真优化参数结果:钢针直径2.28 mm,钢针长度12.28 mm,顶起速度0.09 m/s。仿真优化参数下进行试验,顶起机构顶起穴盘苗成功率高达95.3%,优化效果显著。该研究结果极大地提高了钢针顶起穴盘苗的运行效果,同时为钢针顶起离散基质等类似问题提供参考。