脉冲电场预处理马铃薯片微波干燥工艺研究

以马铃薯片微波干燥单位时间降水率和收缩率为试验指标,进行了3因素（脉冲频率、电场强度和微波功率密度）2次回归正交试验。试验结果使用SPSS统计软件进行回归分析,得到各指标回归方程;并采用MATLAB软件编程对指标进行综合优化,得出最优工艺组合（41.67Hz,2.0kV／cm,1.0W／g）。将其中2因素固定在最优水平上,逐个分析另1因素对各指标的影响,结果表明马铃薯片微波干燥单位时间降水率随电场强度的增大先增大后减小,随微波功率密度的增大而增大;马铃薯片微波干燥收缩率随脉冲频率和微波功率密度的增加先减小后增大。在最优工艺组合下,马铃薯片微波干燥单位时间降水率为0.881％／min,收缩率为0.545mm／mm。     

响应面法优化HPEF杀菌工艺研究

为了弄清高压脉冲电场(HPEF)的杀菌作用,研究高压脉冲电场对培养液中枯草芽孢菌(Bacillus subtilis,简称B.subtilis)的杀灭效果.以枯草芽孢杆菌为模式菌株,采用高压脉冲电场处理,在单因素实验基础上,响应曲面法考察了高压脉冲电场强度、脉冲频率和杀菌时间对杀菌的效果的影响.通过回归方程求解和响应曲面分析,得到了二次多项式提取回归模型,并通过模型求得高压脉冲电场的杀菌试验的最优解.通过验证,实验值与模型预测值拟合性良好,能较好地反应高压脉冲电场对液体物料中枯草芽孢杆菌的致死效果.得到杀菌最优工艺条件为:电场强度为25.4 kV/cm,脉冲频率为797.0 Hz,脉冲处理时间为120.0 s,致死率为95.24％.     

微波流化床中稻谷的干燥模型

采用自制的微波流化床设备对稻谷进行了干燥。实验测定了不同的热风温度(50～90℃)、微波功率密度(0～1.375 W/g)条件下稻谷微波流化床干燥曲线,并确定了干燥动力学模型。结果表明:微波功率密度越大、热风温度越高,所需干燥时间越短,水分扩散系数越大。干燥过程符合扩散模型,在实验条件范围内水分扩散活化能随着微波功率密度P的增加呈指数关系减小。随着微波功率密度的升高,Ea可降低2.3%～3%,干燥时间减少18%～24%。该模型可以很好地模拟不同条件下干燥过程中稻谷水分随时间变化规律。     

脉冲电场处理对酿酒酵母细胞膜的影响

应用脉冲电场(pulsed electric field,简称PEF)连续式处理系统对酿酒酵母进行了灭菌实验,并推测了PEF对酵母细胞致死作用与细胞膜结构改变之间的关系.结果显示,电场强度达到10 kV·cm-1时,电场能使酵母细胞显著失活(P＜0.05),并随电场强度的增大和作用时间的延长灭菌效果越好.采用紫外分光光度计法和荧光偏振法分别检测了PEF处理对酿酒酵母细胞膜通透性和细胞膜流动性的影响.结果显示,电场强度仅达到5 kV·cm-1时,细胞膜的通透性和荧光各项异性值已显著增加(P＜0.05),膜通透性随电场强度增大而增大,膜流动性随电场强度的增大和作用时间的延长而减小.这些现象表明,PEF对酿酒酵母作用时细胞膜是一个关键位点,细胞膜通透性增加和细胞膜流动性减小导致的细胞膜破坏是PEF致死酿酒酵母的主要原因.     

高压脉冲电场对淀粉和肌原纤维蛋白混合凝胶强度的影响

以肌原纤维蛋白为研究对象,将不同质量分数的葛根淀粉添加其中,混合溶液经高压脉冲电场预处理后,再经水浴加热处理形成混合凝胶,测定其凝胶强度。单因素试验和正交分析试验表明,在场强30kV/cm、脉冲数6的条件下,经高压脉冲电场预处理后,肌原纤维蛋白(质量分数5%)和葛根淀粉(质量分数5%)混合溶液在80℃水浴加热30min,可以形成较好的混合凝胶。各因素对混合凝胶强度影响程度由大至小依次为电场强度、脉冲数、葛根淀粉质量分数。研究结果表明,高压脉冲电场预处理能够促进肌原纤维蛋白和葛根粉形成良好的混合凝胶。     

片状食品微波干燥特性及温度和水份变化模拟

为掌握片状食品物料微波干燥规律并为生产应用提供参考 ,选择土豆为实验材料 ,在不同微波能水平 (2 .2～ 3.6W/g)和切片厚度 (2～ 6mm)下进行微波干燥实验 ,测定了微波干燥过程中物料温度和湿含量的变化。基于热量平衡方程和扩散方程建立相应的模型并采用有限差分法求解 ,实验结果与模型计算结果基本吻合。片状物料微波干燥经历预热、恒温、快速升温 3个阶段 :在预热阶段物料脱水少 ;在恒温阶段物料失去大部分水份 ,温度随切片厚度和微波功率 /质量比增大而增高 ;在快速升温阶段物料干燥速率减小 ,其温度快速上升。干燥速率不受物料切片厚度变化影响 ,但随微波功率 /质量比增加而增大。     

高压纳秒脉冲电场消融黑色素瘤细胞实验研究

为了研究高压纳秒脉冲电场(nsPEF)消融恶性肿瘤的关键影响参数,基于火花开关和传输线变压器(TLT)技术,自主研制重频高压纳秒脉冲电场(RnsPEF)发生系统,可以稳定输出纳秒级脉宽的指数脉冲,证实了高压纳秒脉冲电场杀伤肿瘤细胞的效果和可控性. 以贴壁生长于六孔板中B16黑色素瘤细胞为对象,研究脉冲次数、峰值电压、重复频率和电极针对间距对肿瘤细胞消融效果的影响. 以电极杯中B16肿瘤细胞悬液为研究对象,结合CCK-8检测法开展脉冲处理后细胞活性的研究. 结果发现,高压脉冲电场和脉冲能量注入密度是影响纳秒脉冲电场消融肿瘤细胞的关键因素,重复频率对消融效果的影响不大. 结果显示,自制RnsPEF系统消融B16肿瘤细胞的阈值电场强度为6.8 kV/cm,注入能量密度的阈值为11.4 J/cm³和最佳消融次数为500次脉冲.     

闪锌矿的微波干燥规律研究

研究了利用微波加热干燥闪锌矿的新工艺,对微波干燥闪锌矿的失水特性进行了研究,实验证实微波干燥闪锌矿全过程分为加速、恒速和降速三个阶段;通过对试验数据的回归分析,获得了微波干燥闪锌矿的数学模型,采用Boltzmann模型拟合最佳,同时对该模型的参数进行了分析和讨论,结果表明干燥速率先逐渐增加;然后逐渐减少,与根据试验数据分析出的结果相吻合.     

用高压脉冲电场技术快速提取苹果渣果胶

将高压脉冲电场技术用于提取苹果渣中的果胶。通过单因素试验和正交试验得出了提取苹果渣果胶的最佳工艺参数:电场强度为15 kV/cm、pH值为3、脉冲数为10、料液比为1∶19、温度为62℃,该条件下苹果渣果胶得率最高为14.12%。将该技术与酸提取法、草酸铵法、超声波提取法、微波提取法进行了对比研究,发现高压脉冲电场方法是最为有效的提取果胶的方法。     

N_2负流柱放电过程仿真(英文)

采用粒子连续性方程耦合泊松方程构建氮气放电流体模型,使用有限元法对该模型求解,获得窄间隙(5 mm)氮气放电过程粒子动力学特性.由仿真结果可知:在均匀电场中,流柱头部粒子密度随放电过程的发展不断增大;流柱头部电子密度及电场强度随初始电子密度的增加而逐渐增大;初始电荷分布直径大小直接影响流柱的发展速度;另外,对于负流柱放电,粒子密度梯度及电场分布随外电场增大而增大.     

高压脉冲电场对鲜榨胡萝卜汁的品质和内源酶活力影响

对比研究了高压脉冲电场（PEF）处理和高温短时巴氏杀菌（HTST）对鲜榨胡萝卜汁品质和内源酶活力的影响．两种杀菌处理方式对胡萝卜汁的pH值、总酸度、可溶性固形物含量、还原糖含量影响不显著．在PEF（30kV／cm,500μs）条件处理下,胡萝卜汁色泽、黏度均未发生显著变化,而总酚和类胡萝卜素总量均有所提高．在HTST（98℃,21s）条件处理下,胡萝卜汁会发生褐变,黏度显著变大,总酚含量显著下降．结果表明PEF处理后的胡萝卜汁理化性质、营养成分比高温短时巴氏杀菌更接近新鲜胡萝卜汁．随着脉冲场强增加至30kV／cm和PEF处理时间延长至800μs,胡萝卜汁中的脂肪氧化酶（LOX）和过氧化物酶（POD）相对酶活（RA）最低分别降至23．22％和46．97％,LOX对PEF参数变化更为敏感．经HTST处理后,LOX和POD相对酶活分别降至19．21％和48．08％．     

电场对[100]cub切型PMN-PT单晶电畴组态的影响

采用偏光显微镜观察了电场作用下[100]cub切型PMN-PT弛豫铁电单晶电畴组态的变化.结果表明：在正向电场作用下,当电场强度超过2.45 kV/cm时,平行于电场方向小畴条带慢慢消失,当电场强度升高到7.15 kV/cm时,原畴壁逐渐消失,在接近电极附近试样上优先出现了垂直于电场方向的新电畴;在反向电场作用下,电场强度超过2.05 kV/cm时,电畴条带沿电场方向扩展,当电场强度升到7.15 kV/cm时,平行于电场方向电畴消失,而出现许多垂直于电场方向电畴;在交流电场驱动下,电畴以低于50 Hz的频率做周期性振动.     

不同电极结构处理腔下的脉冲电场灭菌对比

对同轴电极处理腔和细管组-板电极处理腔内的牛初乳进行了动态脉冲电场灭菌(PEF)处理,研究了稍不均匀电场与极不均匀电场下的灭菌效果.分别比较了两种电极结构下试品流速相同和高于临界场强区域内脉冲个数相同时的灭菌率.试验结果表明:在脉冲个数相同情况下,细管组-板电极结构处理腔灭菌效果始终好于同轴电极处理腔.     

500kV交流输电线下工频电场对人体的影响

采用有限元分析软件ANSYS建立了近似人体的二维仿真模型,分析计算了在500 kV交流输电线路下工频电场对人体的影响,得出了人体感应电场及总感应电流的分布情况.仿真结果表明,无论人体接地与否,人体最大感应电流密度和人体内部最大电场强度均小于国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）规定的安全限值.     

采用高压脉冲放电技术降解采油污水

利用高压脉冲放电技术,开展降解采油污水并提高其可生化性能的实验研究;对处理前后水样中有机污染物进行GC—MS分析以研究其可生化性提高的机理。结果表明,利用高压脉冲放电技术可短时间内显著提高采油污水可生化性能,10min内可将BOD5／COD从0．066提高至0．33;对于本试验装置,最佳操作条件为脉冲电压峰值±26kV,曝气量为0．50m。／h,脉冲频率150Hz。GC—MS分析表明,经过高压脉冲放电处理,采油污水中大量存在的稠环类物质、长链烷烃类以及芳香族化合物被降解为易生物降解的相对分子质量小的物质。     

反射式小型光学电场传感器

为了同时实现对直流电场、交变电场和瞬态电场的测量,通过琼斯矩阵计算,建立基于泡克尔效应的反射式光学电场传感探头的理论传感模型,分析铌酸锂晶体长度、晶体切型、温度以及封装应力对探头传感性能的影响. 制备尺寸Φ5 mm×80 mm,理论电场测量范围为±439.2 kV/m的反射式小型光学电场传感探头,搭建相关的电场传感系统并表征传感探头在10~5000 Hz交变电场、直流场、8.2~12.4 GHz高频微波场下的传感性能. 实验结果表明,该光学电场传感器在直流?12.4 GHz电场频率范围内具有较好的电场响应,在无外加电场时长时间内信号漂移量小于0.08‰,分辨力至少为3 V/m,实际可测量范围为10^?3~10² kV/m,有望应用于高功率微波探测和电力系统领域的直流、ms级及ns级暂态电场监测.     

用高电压脉冲电场促进牛骨可溶性钙快速溶出

以柠檬酸和苹果酸的复合物作为混合酸,采用高电压脉冲电场(PEF)技术对牛骨中钙盐的溶出进行了研究。结果表明:该技术与传统方法相比,具有溶钙量高,速度快的特点。建立了场强、脉冲数、加酸量对溶出可溶性钙影响的数学模型,确定了最佳工艺参数:电场强度23 kV/cm,脉冲数12,混合酸量3.881 g,该条件下溶出的钙离子含量高达12.90 mg/mL。