高温短时蒸汽处理对玛咖黑芥子酶活性及品质的影响

【目的】为了提高玛咖贮藏和加工后芥子油苷的含量及改善品质,探讨高温蒸汽烫漂在玛咖块根黑芥子酶钝化上的应用效果。【方法】通过单因素试验考察蒸汽压力、蒸汽处理时间和载料量3个主要因素对玛咖块根黑芥子酶活性及芥子油苷含量的影响,在单因素试验的基础上,以黑芥子酶活性以及芥子油苷含量为响应值,进行Box-Behnken中心组合试验。【结果】利用响应曲面法分析优化最佳蒸汽处理工艺条件为：蒸汽压力0.35 MPa,蒸汽处理时间50 s,载料量为240 g,在此条件下玛咖块根黑芥子酶相对酶活性降低到1.96%,且保留的芥子油苷含量达到0.98%。在达到烫漂终点的要求下,高温短时蒸汽处理的最佳工艺与热水烫漂、微波烫漂相比,营养成分保留较多。【结论】高温短时蒸汽处理能有效钝化玛咖块根黑芥子酶活性,且处理后感官品质较佳,与常规烫漂工艺相比,优势较明显。     

用傅里叶数与优化法分析污泥过热蒸汽干燥有效扩散系数

为进一步研究污泥薄层在过热蒸汽干燥中湿分扩散机理与有效扩散系数,根据干燥法测定有效扩散系数计算时往往忽略物料湿含量变化对有效扩散系影响,该文采用傅里叶数法和优化法分别计算2、4、6和10 mm厚度污泥薄层,在120~280℃过热蒸汽温度下的有效扩散系数,分析有效扩散系数与过热蒸汽温度、薄层厚度之间的关系。计算分析结果表明:采用傅里叶数法和优化法得出的有效扩散系数数值基本一致,能更为精确反应污泥薄层过热蒸汽干燥有效扩散系数值及变化特性;傅里叶数法和优化法算得4 mm厚度污泥在120~280℃过热蒸汽干燥有效扩散系数分别为2.52×10-10~2.93×10-9 m2/s与2.75×10-10~3.32×10-9 m2/s;2、4、6和10 mm厚度污泥在160℃过热蒸汽干燥时2种方法计算的有效扩散系数分别为3.84×10-10~2.28×10-9 m2/s与4.40×10-10~2.72×10-9 m2/s;有效扩散系数随着过热蒸汽温度、薄层厚度增大而逐渐增大,并成线性关系。通过多元线性回归得到2种方法计算的有效扩散系数与干燥温度、薄层厚度简化的表达式,决定系数分别为0.9982、0.9956。计算结果可为污泥薄层过热蒸汽干燥湿分扩散过程与有效扩散系数的变化分析提供参考。     

土壤消毒机蒸汽输送装置的设计与数值模拟

土传病虫害严重制约了设施栽培的发展。蒸汽消毒相比于其他土壤消毒方法,具有诸多优点,其利用高温杀死土壤中的病虫草害,提高了土壤的通透性和排水性,且对环境无任何污染。为此,基于脉冲式土壤蒸汽消毒机的总体结构,重点对蒸汽输送装置的注射针头以及蒸汽罩盖、针头间距、针头数目等蒸汽盘关键结构参数进行了设计。利用Fluent软件对土壤传热模型进行了数值模拟,分析了注射针头周围土壤的温度分布云图。结果表明:持续施加蒸汽7min、停止通蒸汽35min后,在半径10cm内、深度21cm范围内,土壤的温度能保持在90℃以上,验证了蒸汽输送装置结构的合理性。     

三七土壤水蒸气消毒针结构设计与试验

针对连作障碍严重制约三七种植可持续发展的问题,设计一种针式水蒸气输出装置,对消毒针的结构参数进行优化,并通过土槽试验进行验证。通过Fluent软件对消毒针内部进行仿真,结果表明,消毒针出口流速、压力增大,出口温度无明显变化。土壤热传导试验表明,在5 min内即可将土壤加热到90℃,土壤加热基本规律为下层土壤加热效率较低、上层土壤加热效率高。为了探究消毒针不同结构参数对土壤升温效果的影响,选取单侧孔口数量、孔口直径和水蒸气出射角作为试验因素,选取土壤升温到90℃所需时间作为试验指标,进行了正交试验,确定消毒针最优结构参数组合为:消毒针单侧孔口数量为4个、孔口直径为2 mm、水蒸气出射角为45°,此时土壤升温到90℃时间最短,为116 s。通过Fluent多孔介质传热仿真得出,消毒针的最佳排布方式为6×6,最佳数量为36根,间距为250 mm。对消毒后的土壤有机质含量及pH值进行检测,表明消毒后土壤环境符合三七生长的环境要求。     

菠萝变温压差膨化干燥前后的理化性质分析

利用变温压差果蔬膨化干燥技术,对菠萝处理前后的理化性质进行了对比分析。结果表明,变温压差膨化干燥处理前后的菠萝脆片,其理化性质发生了变化。膨化产品的硬度、脆度变大,糖浸渍处理对菠萝脆片的护色作用明显,但对膨化产品的微观结构影响不大。     

铸造热锻模具钢表面复合强化

研究了Al-C-Ti、Fe-C-Ti、Fe-Al-C-Ti体系热爆反应形成的组织和结构,并结合传统的铸造工艺在铸造模具钢表面形成颗粒增强复合层.研究结果表明：20% Fe-10% Al-C-Ti是较理想的复合体系,其热爆温度低于30% Fe-C-Ti体系,在1 200 ℃热爆反应可充分进行,获得颗粒尺寸为1～2 μm的TiC和少量FeAl.铸造过程中热爆形成的表层增强颗粒与钢发生相互扩散,实现了较好的融合,复合层的厚度达4 mm,硬度得到提高,并呈梯度分布.     

蒸汽爆破过程麦秆木质纤维素的转化

采用低压蒸汽爆破技术处理小麦秸秆木质素。通过单因素试验,考察蒸汽爆破过程汽爆压力、液固比、物料粒度、维压时间对木质纤维素降解的影响,木质素的降解率达到22.67%。设计L9(34)正交试验,上述因素影响主次顺序为汽爆压力>液固比>维压时间>物料粒度,优化条件为汽爆压力0.6 MPa,液固比为20︰1,维压时间为30 min,物料粒度为20～60目,且对优化结果进一步验证。红外光谱分析表明,经汽爆后麦秆木质素结构受到了一定程度的破坏;扫描电镜观察,麦秆的纤维束受到了破坏,发生了断裂,且出现了多孔的结构。     

蒸汽爆破对烟梗色度及内在品质的影响

【目的】探索蒸汽爆破条件对烟梗品质的影响,以提高烟梗在卷烟生产中的可用性。【方法】以制丝线上膨胀前烟梗（汽梗）为研究对象,设定维压压力为0.8,1.0和1.2 MPa,保持时间为30,60,和90 s,采用两因素三水平完全试验设计进行蒸汽爆破处理,测定蒸汽爆破处理（T1~T9）后烟梗的常规化学成分、总细胞壁物质、致香物质含量,检测烟梗色度和膨胀度,分析不同汽爆条件对烟梗色度和内在品质的影响。【结果】经蒸汽爆破处理后,烟梗还原糖和总糖含量降低,而烟碱含量增加,其中T5、T6处理烟梗的糖碱比和两糖比接近于优质烤烟质量,氮碱比相对较低,含氮化合物转化及化学协调性较好,其果胶质含量较汽梗分别降低7.71%和14.59%,半纤维素含量较汽梗分别降低23.95%和18.46%,总细胞壁物质和木质素含量相对较低。与汽梗相比,蒸汽爆破后烟梗的亮度（L）、黄度（b）明显降低,红度（a）和色差值（ΔE）均显著增加,饱和度（C）总体降低,其中T1、T3、T4、T5、T7处理烟梗色度同烟叶较为接近;蒸汽爆破后烟梗芳香族氨基酸降解产物、西柏烷类降解产物和类胡萝卜素降解产物显著降低,而美拉德反应物、叶绿素降解产物和中性致香成分总量明显升高,其中T5处理烟梗致香物质总量最高,促进了美拉德反应物的产生,烟梗膨胀度较高（达到153.02%）,膨胀效果较好。相关性分析表明,蒸汽爆破维压压力和维压持续时间与烟梗主要内在品质具有显著相关性,色度与部分化学品质具有显著相关性。【结论】蒸汽爆破维压压力为1.0 MPa,维压时间为60 s时,烟梗膨胀度达到153.02%,汽爆后烟梗的色度和内在品质相对较好。     

蒸汽爆破处理的玉米秸秆饲料饲用安全性的研究

经急性毒性试验、小鼠骨髓细胞微核试验、小鼠骨髓细胞染色体畸变试验及鼠伤寒沙门氏菌营养缺陷回复突变试验研究了蒸汽爆破处理的玉米秸秆饲料的饲用安全性。结果表明：蒸汽爆破处理的玉米秸秆饲料产品安全无毒。同时采用纤维素酶对蒸汽爆破处理后的玉米秸秆进行酶解处理，共获得了11．52％可作为动物饲料益生素成分的可溶性寡糖。     

木质纤维生物量一步法(SSF)转化成乙醇的研究(Ι)——木质纤维原料蒸汽爆破预处理的研究

该研究采用蒸汽爆破法 ,以速生毛白杨为原料 ,在爆破时间都为 4min ,爆破压力分别为 1.5 ,2 .0 ,2 .5 ,2 .7MPa的压力条件下 ,研究比较了不同爆破压力对原料得率、产酶活力和纤维素酶解糖化的影响 .研究结果表明 :①在相同条件下 ,随着爆破压力由 1.5MPa升至 2 .7MPa ,原料得率由 84%逐渐降低至 5 1% ;②以不同爆破压力获取的毛白杨原料配合麦麸作为纤维素酶产酶培养基 ,随着爆破压力的增加 ,酶活性也随之增加 ,但也与爆破后原料的纤维素含量有关 .只有爆破后毛白杨原料的纤维素含量高时 ,酶活性才大 .每克干曲酶活力高达 139.3U/ g ;③将经过不同爆破条件预处理的毛白杨木粉进行酶解实验 ,随着爆破压力的增加 ,酶解糖化率也随之增加 ,最高爆破压力 (2 .7MPa)处理过的木粉可使酶解糖化率高达 6 5 .0 % ,比对照提高了 4.0倍 .