高浓度臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌效果及动力学模型

采用新型螺旋切割器作为气液分散装置制备的高浓度臭氧水作为杀菌剂,以年糕等米制品中难以杀灭的巨大芽孢杆菌作为研究对象,分析不同初始浓度、不同温度以及不同pH值的臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌效果。试验结果表明:初始浓度为10 mg/L,温度为15℃,pH为5,杀菌时间为6 min时,臭氧水对巨大芽孢杆菌的杀菌数值可高达5.63 lg CFU/g。应用Weibull模型、Dose-response模型、一级动力学Linear模型对臭氧水在不同初始浓度下杀菌所得的试验数据进行拟合,并运用独立试验数据验证模型的准确度因素Af、偏移因素Bf、根平均方差RMSE和决定系数R2。通过对这三种模型的拟合参数的比较,结果表明在臭氧水初始浓度低于5 mg/L时适宜使用Weibull模型,在臭氧水初始浓度高于5 mg/L时使用Dose-response模型更合适。     

牛顿型黏性物料转盘离心雾化成粒特性

针对转盘离心雾化器,研究松香—石蜡混合物的成粒特性,分析工艺参数对纤维数量、纤维直径、界面波波长和颗粒粒径的作用机理,建立无量纲预测模型。结果表明:纤维数量由韦伯数与稳定数决定,低黏度物料的纤维数量主要受表面张力影响。因离心拉伸,纤维断裂的界面波波长为纤维直径的3.56倍,但其断裂仍为短波模式。完全纤维状成粒的纤维数量维持不变且与流量无关,流量的增加主要通过纤维直径和长度的延伸来体现。颗粒粒径主要由纤维直径和界面波波长决定,高转速时液膜与转盘间切向速度滑移增大,颗粒粒径不再明显减小,可以采用如增大转盘直径或者改善转盘表面拓扑结构等途径调控颗粒粒径,而非无限加大转盘转速。     

芋头的介电特性

利用矢量网络分析仪和末端开路的同轴探头,测量了30~3 000 MHz频段内含水(以质量分数表示)分别为25%、40%、55%、70%、85%的芋头片在20、40、60℃和80℃下的介电特性。研究表明:介电常数与介质损耗因子随频率的增加而降低,介电常数随着含水率的增大而增大;介电常数与介质损耗因子都随着温度的升高而减小;915 MHz下介电常数与介质损耗因子的数学模型的显著水平均小于0.000 1,可预测芋头的含水率;同一含水率与温度的芋头片穿透深度随频率的增加而降低,一定频率下的芋头片的穿透深度随温度的增加而增加。     

高剪切均质机转子齿变形的可靠性研究

目前高剪切均质机转子系统转速有不断提高的趋势,这对均质设备工作的可靠性提出了新的挑战。课题组以转子系统为研究对象,提出了高速转子齿径向位移的数学力学模型,在此基础上结合机械结构可靠性设计理论,以均质机转子的工作转速、齿全高、底厚和齿厚为变量,导出了转子最外层齿顶径向位移变形的可靠度计算函数。实例分析结合有限元计算结果表明该位移可靠度公式是正确的,实践也验证了该型号的高剪切均质机具有良好的工作可靠性。所得结论同时也为新型高剪切均质设备转子的设计与优化提供一定的参考依据。     

微波辐射-蛋白酶耦合循环催化蛋白质反应器及工艺

研究了木瓜蛋白酶在微波辐射下对蛋白质的水解率及水解时间的影响与常规不加微波的水解率及水解时间进行比较,为以后酶解的工业化提供了技术和设备支持。实验室自备一套微波辐射-蛋白酶耦合反应器,先用甲醛滴定法测试单因素和多因素水解液中氨基酸的含量分析得出最佳工艺条件,再用高效液相色谱法分析氨基酸的组成及氨基氮总量分析;高效液相色谱分析表明常规酶解反应300 min游离氨基酸总量为0.519 101 6 mg/mL, 480 W微波循环酶解(微波辐射功率密度4 W/g)水解60 min,游离氨基酸总量0.616 339 3 mg/mL,微波酶解能缩短酶解时间和提高蛋白质水解率。     

细胞破壁对螺旋藻藻蓝蛋白提取效果的影响

螺旋藻细胞破壁是藻蓝蛋白提取的关键工序。采用溶胀法、超细剪切法、超声波法、反复冻融法、溶胀—超细剪切法和溶胀—超细剪切—超声波法对螺旋藻细胞进行破壁处理;通过对比分析破壁后提取液中的藻蓝蛋白得率来评价破壁方法的优劣。结果表明,溶胀法、超细剪切法、超声波法、反复冻融法、溶胀—超细剪切法、溶胀—超细剪切—超声波法得到的最高藻蓝蛋白得率分别为8.90%,7.38%,8.00%,8.26%,9.22%,8.88%。综合考虑,溶胀—超细剪切法相对其它5种破壁方法而言,其操作简单便捷,破壁效果更加显著,藻蓝蛋白得率高;溶胀—超细剪切法最佳的提取工艺为:溶胀时间12h,剪切时间5min。     

微波真空干燥胡萝卜片过程中收缩变形的数学模型研究

研究胡萝卜片微波真空干燥过程中物料的收缩变形,利用正交试验,得出各因素对胡萝卜片干燥变形的影响程度大小及因素之间的相互影响关系,通过数学回归,得到胡萝卜片微波真空干燥过程收缩变形的数学模型方程,并对方程的显著性检验以及参数进行了综合优化,提出了胡萝卜收缩变形较小的微波真空干燥工艺参数的最佳组合.     

胡萝卜远红外真空干燥试验参数的研究

在自行设计制造的远红外真空干燥试验设备上对胡萝卜进行干燥.采用正交试验设计的方法,研究了远红外真空干燥中3个主要因素(功率密度 2～4 W/g,真空度 0～0.07 MPa,辐照距离 135～180mm)对胡萝卜的干燥效果的影响规律.得出了比较好的参数组合.     

基于响应面法对一种连续型矩形微波反应器加热效果的模拟优化

为了提高连续流微波反应器的物料温升以及加热均匀性,设计了一种具有特殊形状管道的连续流动矩形微波反应器,运用多物理场耦合计算的方式,探究了物料流速、馈口功率、馈口高度与管道高度对反应器的加热效果和加热均匀性的影响规律。研究结果表明：当管道与馈口平面相近时,物料有较高的温升,但加热均匀性较差;而当2者相距较远时,物料温升较小,但均匀性较好。通过运用响应面分析法对反应器结构进行优化：最高温升率可以达到24.28%;加热均匀性最佳的的管道高度为-38.88 mm,馈口高度为32.81 mm。     

微波真空干燥高粘度的灵芝浓缩液

热敏性、高粘度物料的干燥仍是现代干燥技术中的一个难题。灵芝水提后，由薄膜蒸发器浓缩至含水量70％左右，然后采用微波真空干燥（真空度3000Pa）至水分含量10％左右，改用传统的电热真空干燥（55～60℃）至含水量6％～7％。对干燥产品的主要生物活性成分——灵芝多糖和三萜酸进行了分析检测并与其它干燥方法进行了比较。结果表明：利用微波真空干燥的灵芝产品其灵芝多糖和三萜酸的保留率与冷冻干燥产品十分接近。而比传统真空干燥（60—65℃）的产品要高得多，此外采用微波真空干燥的干燥时间要短得多。