微波干燥吸湿性多孔材料过程表征

微波干燥吸湿性多孔材料具有干燥时间短和节能高效的优势。然而干燥的不均匀和干燥品质不高的问题制约了微波干燥吸湿性多孔材料的广泛应用。微波干燥吸湿性多孔材料具有多物理场耦合、多时间尺度、多相态变化的特点。文章给出了微波干燥多孔材料传热传质过程涉及的连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程,从而为数值仿真计算获得微波干燥过程温度变化和湿分的迁移情况提供基础。     

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。     

介电解冻过程中食品介电特性变化的研究进展

解冻是冻结的逆过程,是影响冷冻食品最终品质的重要因素之一。介电解冻因其解冻时间短、节能高效等优点逐渐成为冷冻食品加工的首选方法。综述了介电解冻技术,介绍了介电特性,探讨了介电解冻过程中食品介电特性的变化,并对介电解冻过程中存在的现有问题和日后研究发展方向提出了新的认识和见解。     

蛋白基多孔材料的制备及其表征

本文以自组装小麦醇溶蛋白颗粒(GP)稳定的Pickering高内相乳液(HIPEs)为模板制备具有开孔结构的多孔材料并进行相关表征。通过反溶剂法制备GP,混合丙烯酰胺、聚乙二醇为连续相,正十二烷为分散相制备稳定Pickering HIPEs,研究不同蛋白浓度及油相体积对高内相乳液模板及多孔材料相关性质的影响。在p H 4时,GP浓度为1.5%、2.0%和2.5%及油相分数为75%、80%和85%均能以HIPEs为模板制备出稳定的亲水性多孔材料。GP浓度从1.5%增加至2.5%时,HIPEs中乳液粒径减小,材料内部结构孔壁变厚,表观密度增大,压缩模量从15.16 MPa增至18.01 MPa,2.0%GP浓度制备的多孔材料具有较好的持水能力,吸水率可达10.18 g/g;随着油相体积从75%增加至85%,乳液粒径分布更为均匀,材料的孔洞的D3,2由19.94μm增至23.59μm,表观密度下降,压缩模量由22.58 MPa下降到14.67 MPa。通过以GP稳定的HIPEs模板,成功制备出具有开孔和良好力学性质的亲水性多孔材料,对于多孔聚合材料在食品、生物医药上的应用具有重要意义。     

电致动介电高弹聚合物材料研究进展

介电高弹聚合物是一类活性软材料,被广泛应用于转换器。文章介绍了介电高弹聚合物材料的工作原理、工作模式,以及介电高弹聚合物材料的几种失效行为,总结了介电高弹聚合物的国内外应用现状。     

食用植物油介电特性的研究进展

近年来,我国食用植物油生产和消费量明显增长,对油的品质检测也越来越受关注。目前,介电特性用于食用植物油品质检测越来越受人们的重视。本文分析了食用植物油介电特性机制和介电特性测试原理,综述了目前出现的几种有关食用植物油介电特性的测试方法和测试系统以及与食用油介电特性相关的如频率、温度等因素,介绍了基于食用油介电特性研究方法上的其它食品的介电特性研究。     

食用植物油介电特性的研究进展

近年来,我国食用植物油生产和消费量明显增长,对油的品质检测也越来越受关注。目前,介电特性用于食用植物油品质检测越来越受人们的重视。本文分析了食用植物油介电特性机制和介电特性测试原理,综述了目前出现的几种有关食用植物油介电特性的测试方法和测试系统以及与食用油介电特性相关的如频率、温度等因素,介绍了基于食用油介电特性研究方法上的其它食品的介电特性研究。      

食用油和脂防酸的介电特性

研究了食用油和脂肪酸的介电特性.油脂和脂肪酸的介电常数ε′在频率100Hz～500kHz之间显示了稳定性和最大值,从500kHz～1MHz显示了显著降低的趋势.脂肪酸的ε′随着双键的数量或分子链长度的增加而增加.油脂的ε′主要取决于C18不饱和脂肪酸的影响.结合偏最小二乘法(PLS)分析,介电分光图谱可以预测油脂中主要的脂肪酸成分.油脂的ε′随着温度增加而减少,随着水分含量的增加而增加.     

桃的介电特性和品质关系

以‘秦光2号’油桃为研究对象,对果实的电特性进行研究,同时测定果实的品质指标。结果表明：在测试电频率1MHz条件下,油桃果实的复阻抗(Z)、并联等效电感(Lp)、硬度、可溶性固形物、可滴定酸含量和含水率在室温(25℃)条件下随着贮藏时间的延长不断降低,而并联等效电容(Cp)不断上升。‘秦光2号’油桃果实的电参数(Z、Cp、Lp)和品质参数(硬度、可溶性固形物、可滴定酸和含水率)之间的相关性达到显著水平(P＜0.05,P＜0.01),对其建立了有效的预测模型(相关系数都达到显著水平),表明可采用介电参数反映桃果实的品质特性。     

米饭热物性和介电特性研究

设计一种含加热丝的稳压电路,并结合在线测温的方法测定样品的导热系数。采用程序控温的方法,研究温度对米饭热物性和介电特性的影响,并进行相关性分析。结果表明：温度对米饭的比热和介电损耗影响显著,而对导热系数和介电常数影响较小;米饭比热随温度升高呈指数上升,当温度到达15℃以后,比热不再随温度变化(cp=2.930kJ/(kg·℃));用温度的二次多项式可以很好的反映米饭介电损耗的变化规律(R2=0.998)。穿透深度是介电性质的函数,与温度呈正相关。     

基于介电特性的草莓品质预测

为了探讨基于介电特性的草莓品质预测的可行性,利用LCR平行板测试仪测试分析了630.96 k Hz(10~(5.85) Hz),707.95 k Hz(10~(5.90) Hz),891.25 k Hz(10~(5.95) Hz)和1000 k Hz(10~6 Hz)4个较佳测试频率下的?'动态变化规律;研究了贮藏过程中草莓呼吸强度、可溶性固形物和失重率的变化规律;建立了品质指与?之间的二次拟合关系;并运用支持向量机(SVM)法建立了品质指标预测模型。研究结果表明,4个较佳测试频率下的?'与草莓品质指标间有较强的相关性。草莓呼吸强度、可溶性固形物、失重率的SVM模型决定系数R~2分别为0.943、0.924和0.807;验证模型的R2分别为0.951、0.932、和0.830。基于介电特性的草莓品质预测是可行的。     

不同类型蛋白质水溶液的介电特性

为了解不同类型蛋白质水溶液的介电特性,为液态食品的蛋白质掺假提供新的检测方法,本实验采用同轴探头技术,研究了室温25℃、20~4 500 MHz频率范围内不同质量分数(0%~4.63%)的蛋白质(大豆蛋白、乳清蛋白和卵蛋白)水溶液的相对介电常数ε’和介质损耗因数ε"的变化规律。结果表明,随着频率的增大ε’逐渐减小,而ε"先减小后增大;当蛋白质质量分数相同时,大豆和乳清蛋白水溶液的ε’和ε"值均比较接近,与卵蛋白水溶液之间存在明显差异;在特定的频率段内,蛋白质水溶液的ε’(160~600 MHz和1 400~4 500 MHz)和ε"(20~1 400 MHz)与蛋白质质量分数间存在较好的线性相关性,其相关系数分别达到0.90和0.99。研究表明,不同类型和质量分数的蛋白质水溶液介电特性的变化规律不同,这使得基于介电特性检测蛋白饮料中蛋白质的类型及其质量分数成为可能。     

脂肪酸含量对植物油介电特性的影响

为了提供植物油在微波和射频等介电加热技术和通电加热技术中的应用基础数据,考察脂肪酸含量对植物油介电特性的影响,分别利用LCR阻抗测试仪和网络分析仪(同轴探针法)测量了4种植物油(橄榄油、自制橄榄油、橄榄调和油、大豆油)和5种脂肪酸(棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸)在低频段(1 000 Hz~2 MHz)和高频段(300~10 000 MHz)的介电特性。结果表明:低频下,植物油的介电常数比较稳定,其均值为(1.56±0.02),介电损耗随着频率的增加而下降,其中0.7 MHz时橄榄油具有最大的介电常数(1.67±0.00)和介电损耗(7.31±0.02);高频下,植物油的介电特性随着频率的上升而缓慢下降,4种植物油之间的介电特性的差异不显著(p0.05);低频下,在植物油中加入油酸后,植物油的介电常数和介电损耗呈现先上升后下降的趋势,而添加亚油酸呈现相反的趋势。添加脂肪酸会加快油脂的氧化反应。     

介电特性在食品品质检测中的研究进展

随着现代食品工业的快速发展,食品品质的检测技术越发重要。利用介电特性对食品品质检测、分级筛选等方法的优化已显示出其特殊的优越性。介电特性与食品原料的新鲜度及腐败程度、农作物种子的活性、煎炸用油的劣化程度等存在密切关系,介电参数在适当的频率范围内,可以较好地用于评价食品的品质。综述了介电特性的基本理论、影响因素、测定方法以及在食品无损检测中的应用,为建立食品的介电特性与品质指标之间的相关性研究方法及相关食品的可食安全性提供理论依据。     

基于三文鱼介电特性的模拟食品研发

基于三文鱼的介电特性,以乳清蛋白粉为主要原料,研发适用于三文鱼微波巴氏杀菌的模拟食品。采用同轴探针法测定了20～110℃,频率300～2 500 MHz三文鱼的介电特性,分析模拟食品介电特性随乳清蛋白含量的变化,以此匹配三文鱼的介电特性。结果表明,温度一定时,三文鱼的介电常数和介电损耗均随频率的升高而减小;频率一定时,介电常数随温度的升高而减小,介电损耗随温度的升高而增大。乳清蛋白粉含量增加,模拟食品的介电常数和介电损耗均减小。模拟食品配方(质量分数)为10%乳清蛋白粉,1%结冷胶,1%D-核糖,1%L-赖氨酸,0. 3%CaCl_2,86. 7%蒸馏水时,在433、915、2 450 MHz频率下介电特性曲线和三文鱼接近,可以用于三文鱼微波巴氏杀菌温度分布和冷热点位置的确定,为三文鱼微波巴氏杀菌工艺开发提供了理论基础。     

黑胡椒颗粒的介电特性混合方程研究

通过介电混合方程对黑胡椒颗粒的介电特性进行推算,对比模拟值与实验值以验证介电特性混合方程的适用性。以黑胡椒颗粒为研究对象,测定压缩黑胡椒粉的介电特性,并运用介电特性混合方程-CRIME方程、LLLE方程、BE方程计算获得胡椒颗粒的介电特性,随后运用COMSOL Multiphysics软件建立静电场-热传导双向耦合模型对射频加热仿真,并通过27.12MHz,12 k W的平行极板式射频系统进行加热实验验证。采用CRIME方程获得的胡椒颗粒介电特性运用在仿真中与试验结果温度分布为最接近。作者证明了通过压缩胡椒粉末介电特性代入CRIME方程能够有效获得黑胡椒颗粒的介电特性,这有助于工业生产中颗粒物料射频加热工艺的研发。     

介电特性在粮食水分检测中的应用

针对介电特性在粮食水分检测中的广泛应用,全面介绍了影响粮食介电特性的5个因素,包括粮食含水率、空气湿度、测试频率、温度和容重,其中含水率影响介电特性的变化最大,这是以介电特性作为检测粮食水分的主要原因;另外分别介绍了这些影响因素对介电特性的影响情况。系统地阐述了国内外对介电特性在粮食水分检测研究中的发展现状,介绍了介电特性在非常规条件下——如粮食真空干燥中的应用,并指出目前粮食介电特性在水分检测研究中存在的问题和今后的发展趋势。     

基于介电特性预测苹果的损伤体积

水果的介电特性与其损伤密切相关,可利用其对苹果的损伤程度进行快速评价。用万能实验机对红富士苹果施加不同大小的压力,在常温(22±1) ℃贮藏29 d的过程中测试其损伤体积和介电参数。结果表明:受伤苹果的损伤体积和相对介电常数随贮藏时间的延长而增大,且受压力越大其损伤体积和相对介电常数越大;受伤苹果在贮藏期间的损耗因数呈波动变化,且不同程度压伤果ε″差异不显著,用损耗因数不能预测伤果的损伤体积。伤果的相对介电常数和损伤体积间呈显著正相关(r=0.921),用相对介电常数对损伤体积进行预测的方程为V_B=-1.374＋0.227ε'(R²=0.848)。对方程的验证发现,预测结果与测定结果间的平均偏差为23.37%。为快速评价水果的受伤程度提供检测方法,也将为利用介电特性法评价水果品质奠定基础。     

黑豆与红芸豆介电特性比较研究

应用网络分析仪和同轴探头技术,分析比较含水率约为12%、32%的黑豆与红芸豆在频率300 MHz~4 500 MHz,温度25℃~55℃下的介电性能。结果表明:两种豆类的介电常数和介电损耗因子均随频率升高而降低,随温度和含水率的增加而增大。微波在豆中的能量穿透深度随水分、温度和频率的升高而降低,适于处理薄层物料。对于两种豆类,红芸豆的介电特性随温度变化更为明显。     

基于介电特性的鸡蛋品种无损鉴别

为更合理有效实现鸡蛋品种分类,研究一种介电特性无损鉴别鸡蛋品种方法。本实验以4组不同品种鸡蛋(江苏镇江洋鸡蛋、江苏镇江草鸡蛋、安徽老南沟草鸡蛋、江苏东台草鸡蛋)为研究对象,采用平行极板法测量4组鸡蛋在10~200 k Hz条件下的介电特性参数,并利用支持向量机(support vector machine,SVM)算法建立鸡蛋品种鉴别分类检测模型。研究不同核函数(线性核函数、多项式核函数、RBF核函数和Sigmoid核函数)、不同参数寻优算法(网格搜索法、遗传算法和粒子群算法)选择对分类模型准确率的影响。结果表明,以线性核函数为SVM核函数、粒子群算法为SVM参数寻优算法时,建立的鸡蛋品种SVM分类模型的性能最优,其训练集正确率为95.83%,测试集正确率为95.83%。利用介电特性无损检测技术结合SVM算法,取得了很好的分类效果,为鸡蛋品种鉴别提供了一种新的快速有效的方法。