利用CO_2检测法监测大型粮仓储粮的虫霉危害

在装粮高度为6 m的大型粮仓中进行粮堆内CO2气体浓度监测试验,研究小麦自身呼吸及昆虫和霉菌活动产生CO2气体的特点.结果表明,安全水分小麦呼吸水平较低,6个月中检测的CO2浓度最高值仅为0.06%.昆虫活动可显著提高粮堆中的CO2气体浓度,4头/kg昆虫可使粮堆下层的CO2气体浓度升高至2%以上.在粮堆中埋设20 kg水分20%以上的小麦作为模拟霉变品,监测霉菌活动产生的CO2气体浓度,结果发现,1 d后距霉变点上下0.5 m的部位CO2气体浓度分别升高了4.3和3.0倍,3 d后距霉变点水平距离2 m的部位CO2气体浓度升高了2.9倍;与粮堆测温方法相比,当模拟霉变点的温度随着霉菌的活动升高16℃时,水平相距1 m和2m的部位未检测到温度的显著变化(p>0.05).因此,在粮仓中采用测定CO2气体的方法监测虫霉活动可显著提高监测灵敏度.     

储粮中霉菌活动的生理状态与粮堆CO_2浓度变化的相关性

研究了不同生理状态霉菌活动导致粮堆中CO2浓度变化的规律.结果表明:安全水分粮食自身呼吸作用释放CO2的量少且速率恒定;霉菌在粮食中生长一般经历孢子萌发、菌丝生长和子代分生孢子形成阶段,可使粮堆的CO2浓度变化呈现"S"形曲线,其中霉菌在菌丝生长期的CO2产生速率最高.改变粮堆的温、湿度等条件会显著影响霉菌生长速率,但粮堆霉菌生长导致CO2浓度升高的"S"形曲线变化形式不变.因此,可以通过粮堆CO2浓度变化监测结果了解储粮中霉菌活动的生长状态,甄别储粮受霉菌危害的风险程度.     

杂质与不完善粒含量对进口玉米粮堆自发热过程中热量与CO2传递特性的影响

为研究不同杂质与不完善粒含量的进口玉米粮堆局部发热时热量与CO₂的传递特性,在实验室条件下对不同杂质与不完善粒含量(1%+8%,3%+11%,5%+15%)的进口玉米粮堆(湿基水分含量14.0%)中心点加入高水分进口玉米(湿基水分含量20.0%),在20～25℃室内环境储藏40 d。结果表明：各监测点温度均呈现先上升后下降的趋势;随着与中心发热点距离的增加,各监测点温度升高速率降低,最高粮温与最终粮温降低;随着粮堆中杂质与不完善粒含量的升高,中心发热点温度升高速率降低,最高粮温与最终粮温升高,其余监测点的温度升高速率降低,最高粮温也降低,但最终温度升高;粮堆整体CO₂扩散速率由大到小的顺序为中层、下层、上层,随着粮堆中杂质与不完善粒含量的升高,各监测点的CO₂体积分数升高速率变快,最高体积分数升高;储藏40 d后中心发热点的脂肪酸值和霉菌数随着粮堆杂质与不完善粒含量的升高而上升,水分含量反而下降。研究结果可以进一步为粮堆发热点的发现、监测和控制提供基础数据,对进口玉米储藏过程中的异常粮情监控和预防做出指导。     

不同硬度红皮小麦的储藏霉变差异研究

将两种软质红皮小麦和两种硬质红皮小麦调节水分后置于相同的温度和水分条件下进行模拟储藏,以探讨不同硬度红皮小麦在储藏过程中的霉变差异。试验结果表明:在水分含量13.5%、28℃储藏条件下,硬质红皮小麦扬麦16和镇麦10中的霉菌的带菌量增加速率显著地高于软质小麦扬麦15和扬辐麦4号中的带菌量(P0.01),软质红皮小麦对灰绿曲霉的生长具有明显的抑制作用;在水分含量15.0%、28℃储藏条件下,软质小麦对储藏霉菌具有一定程度的抑制作用,其带菌量增速仍明显低于硬质红皮小麦中的带菌量。将干燥小麦置于RH 80%潮湿环境下进行吸湿模拟储藏4周后,硬质红皮小麦中灰绿曲霉的带菌量比软质红皮小麦高出6倍以上。利用显微镜观察小麦籽粒表面发现,小麦中霉菌的生长主要集中在胚部,硬质小麦胚部的霉菌生长明显多于软质小麦胚部。因此,在相同储藏条件下硬质和软质的红皮小麦在储藏过程中霉变的发生具有显著差异,软质红皮小麦籽粒具有较强的抗霉变特性。     

局地气候下不同初始水分稻谷静态储藏的模拟研究

为保证稻谷在储藏期间的品质,对粮堆在不同初始湿基水分条件下静态储藏过程进行研究具有重要意义。基于局部热平衡以及多孔介质热湿耦合理论,建立了仓储稻谷在静态储存条件下粮堆内部传热传质数学模型,通过有限元软件COMSOL Multiphysics模拟了秋冬季和春夏季两个时间段内初始湿基水分为14%、16%、19%条件下中试圆筒粮仓(高度为6 m、直径为3 m)在静态储粮时热湿耦合迁移过程。研究结果表明：对于长时间储藏的粮堆,外界温度以及稻谷自身呼吸对粮堆的热湿传递影响具有累积作用,能对粮堆内部的热湿传递产生持续效应;而外界温度对粮堆温度的影响与粮堆的初始湿基水分又有着有很大关系,初始湿基水分为19%的粮堆在储藏期间温湿度均较高,该工况下稻谷活性相对较大,呼吸散热散湿量多,粮堆始终处于高温高湿的危险储粮状态。在初始湿基水分较高工况下储粮易造成稻谷霉变等变化,进而降低稻谷品质。     

小麦储藏环境中CO2体积分数变化与赤拟谷盗发生的关系研究

为阐明储粮环境中害虫发生与CO2体积分数变化的关系,研究了不同水分含量的小麦感染不同虫口密度(0、2、5、10、20、30头/kg)赤拟谷盗后储藏环境中CO2体积分数变化的情况。结果表明:对于水分含量相同的小麦,储藏环境中CO2体积分数随虫口密度的增加和储藏时间的延长而显著增加。对于水分含量12%的小麦,初始感染虫口密度为30头/kg的储粮环境中CO2体积分数为1.383%,在第30天达到最大值13.187%。对于水分含量14%的小麦,初始感染虫口密度为30头/kg的储粮环境中CO2体积分数为0.920%,在第24天达到最大值,为18.217%。研究结果为通过检测CO2体积分数变化来早期监测粮堆中虫害发生情况提供了可靠信息。     

脉冲磁场下储藏小麦自身呼吸CO2变化分析研究

储粮自身呼吸是陈化和霉变的重要原因之一,为动态了解储藏期间粮食呼吸的效应,开展了小麦自身所产生CO2浓度变化的研究工作.对常规条件下小麦自身呼吸CO2浓度与脉冲磁场中不同强度和脉冲数所对应的试验数据进行分析研究,结果表明:低水分储藏小麦的CO2浓度呈线性恒稳变化,脉冲磁场能抑制小麦的后期呼吸从而延缓小麦的陈化变质进程;而中、高水分的数据严重偏离线性关系,变化幅度较大,在高强度和大脉冲数的磁场中,出现曲线变化的拐点(阈值),其对小麦呼吸作用中CO2浓度变化发生窗口效应,在小麦存储中具有促进作用.     

CO2检测法监测小麦储藏微生物活动的研究

研究了不同水分含量小麦在模拟储藏条件下CO2含量变化,及其与霉菌数量、微生物活性值之间的关系.结果表明,安全水分小麦常规储藏期间微生物数量和CO2检测值均没有明显升高;14%水分的小麦储藏10 d后二氧化碳浓度升高达到0.244%,由于二氧化碳浓度检测分辨率高(0.001%),因此,可比带菌量检测能更早、更精确地反映储粮的微生物危害情况,这一特点与微生物活性值检测方法相近.进一步分析结果表明,几种检测方法数据有正相关性,当储藏的小麦水分超出安全水分时,14%水分小麦60 d储藏二氧化碳浓度检测值与带菌量检测值的相关系数为0.95,与微生物活性值检测值的相关系数为0.99;16%水分小麦的检测数据相关性与14%水分小麦相似,分别为0.90和0.99.     

仪器法与菌落计数法检测储粮微生物敏感性的比较

研究了基于酶学原理的微生物检测仪检测法(简称仪器法)及平板菌落计数检测法(简称平板法)用于储粮微生物检测的敏感性.结果表明,仪器法和平板法对于霉菌孢子检测的检测敏感性相似,不同浓度梯度孢子悬液的检测值相关性参数分别为0 9987和0 9849;对粮堆中处于生长或死亡状态的微生物检测,仪器法可测定储粮中包括菌丝、孢子在内的所有微生物生物量变化,平板法只能检测储粮中霉菌个体数量;用两种方法分别跟踪检测加湿至l8%水分,在22℃下储藏的小麦,仪器法可明显测出该小麦储藏2d后的微生物检测值变化,平板法则需8d以上.因此仪器法检测储粮微生物变化的敏感性高于平板法.     

玉米气调储藏品质变化规律的研究

通过对不同水分含量(13.5%、15.0%、17.0%)的玉米,在不同温度(自然温度、18℃、25℃),不同气体(空气、98%N2、40%CO2)条件下建立正交试验并模拟储藏,研究玉米在储藏过程中品质的变化规律,并对相关数据进行回归处理和方差分析.结果表明:随着储藏时间的延长,发芽率的变化呈由高到低的趋势;脂肪酸值和丙二醛含量呈由低到高的趋势;玉米含水量、储藏气体成分、储藏温度及储藏时间对发芽率、脂肪酸值和丙二醛含量有显著性的影响,对发芽率、脂肪酸值和丙二醛含量影响的大小均为:玉米含水量>储藏时间>储藏温度>储藏气体成分;同时,98%N2和40%CO2气调储藏较常规气体储藏有显著的抑制玉米品质降低的效果,且CO2优于N2气调储藏.     

不同玉米象感染度的小麦储存环境中二氧化碳浓度变化研究

在模拟储存环境中研究了小麦感染不同玉米象Sitophilus zeamais Motschulsky后不同时间的二氧化碳浓度变化,试验环境温度分别为20℃和25℃,试验中设置的玉米象成虫密度分别为0头/kg、2头/kg、5头/kg、10头/kg.主要结果为:初始成虫密度为0头/kg的小麦样品中,20℃4个月内二氧化碳浓度从0.046％增长到了0.752％,25℃时二氧化碳浓度从0.44％增加到0.820％;2头/kg的样品中,20 ℃二氧化碳浓度增长到5.638％,25℃浓度增加到7.505％;5头/kg成虫密度的样品中,20C二氧化碳浓度增长到8.702％,25℃时浓度增加到10.474％;害虫密度为10头/kg的样品中,20℃二氧化碳浓度增长到17.381％,25℃时浓度增加到18.244％.主要结果显示:对于感染害虫的粮食环境,二氧化碳的累积浓度明显随时间增加而上升,且同比条件下,温度为25℃的环境中二氧化碳浓度显著大于20℃时的环境.密闭无害虫感染的粮食中,粮食及微生物也能使二氧化碳浓度有很小变化.当小麦中有害虫感染后,密闭10 d后即可检测到明显的二氧化碳浓度增加,且增加速率与害虫密度、环境温度和储存时间呈正相关.试验结果表明,在密闭的储粮环境中,二氧化碳浓度变化可在一定程度上反映储粮害虫的发生状态.     

二氧化碳在水中扩散系数的实验测定和计算

当二氧化碳注入海底后,液体二氧化碳或者二氧化碳水合物能否稳定存在,其中重要的参数之一就是不同情况下二氧化碳在液体中的扩散系数。在水温4～30℃,压力为1MPa下,用自制的实验设备测量了二氧化碳的扩散系数。结果表明,在高压条件下,扩散系数是一个与浓度有关的量。根据短时间内扩散量与时间平方根之间存在着线性关系,引入不定函数描述与浓度有关的扩散过程,得到了二氧化碳-水体系与浓度相关的扩散系数的数据,并拟合得到了所研究情况下二氧化碳的扩散系数与温度、浓度等因素之间的计算式。     

CO2在多孔介质中扩散系数的测定

为了研究注CO2开采原油时CO2在地层中的扩散系数,采用一维扩散的数学模型,利用一维菲克第二定律和连续性方程推导出了CO2扩散系数的计算公式,设计了多孔介质采用露头砂填充,实验模型装置水平放置而消除了＂对流扩散＂的影响,室内测定CO2扩散系数的双测压点的1 m长的物理模拟装置,得出了在60℃时不同压力下的扩散系数,实验条件更符合矿场实际,研究规律可用于矿场CO2驱过程中的参数优选。     

三段炭层吸附床联合脱除烟气污染物的实验研究

利用秸秆活性炭颗粒在三段炭层的吸附床反应器中进行了燃煤烟气脱硫、脱氮、脱汞的联合脱除实验研究。首先对实验所用炭（包括新炭和再生后炭）进行了活性炭品质分析,并讨论了烟气流经3段炭层吸附床时,脱硫脱氮段工作温度对脱硫、脱氮和脱汞效率的影响特性。实验结果表明,在所选三种工作温度中,90℃时脱硫层内以物理吸附为主,脱氮层吸附还原NOx的同时具有脱硫副反应,总脱硫效率可达98％,脱氮效率可达60％;经过冷却的烟气达到脱汞炭层时温度降到50℃,由氯化锌浸泡处理的炭层内同时发生催化氧化脱汞及汞的物理吸附,下层炭工作温度在130℃时,总脱汞效率达55％。该结果可指导干法烟气污染物的防治。     

Study on drying and combustion process in grate-CFB incinerator

The drying and combustion process in the combined grate and circulating fluidized bed (grate-CFB) municipal solid waste (MSW) incinerator was investigated experimentally and mathematically. The drying grate bed was simulated by a muffle furnace, which could be controlled at a constant temperature level. The kind of wastes, thickness of waste layer fed and temperature were chosen as the adjustable parameters to study their effect on the drying process. The experimental results indicated that the hydrophilic wastes were more difficult to be dried than the hydrophobic wastes. The higher the temperature is the easier the waste is to be dried. The thinner waste layer is favorable to drying the waste. The pyrolysis experiment in the furnace showed that the higher temperature level could reduce the conversion rate of carbon to carbon monoxide. The semi-empirical mathematical model that included the bed material distribution submodel, volatile matter release submodel, carbon particle combustion submodel and so on was proposed. A 260 t/d grate-CFB incinerator was modeled and the model predicted bulk density agreed with the measured value from industrial field test. The predicted flue gas (e.g. CO₂, CO) concentration deviated slightly from the industrial test data. The parameters and variables used in the model were determined by the experiments or practical field test. This model can be used to design the grate-CFB incinerator and guide its operation. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50776007)     

Structure change of 430 stainless steel in the heating process

The microstructure analysis was employed for the ferrific stainless steel （SUS430） with the carbon content from 0.029wt% to 0.100wt% under the simulated heating process condition. The higher carbon sample （430H） contains the duplex phase microstructure at the temperature of 1150℃; on the other hand, the lower carbon content sample （430L） does not touch two phase area even at the temperature of 1450℃ and has the single phase ferritic microstructure. The carbon content need be well controlled for the 430 ferritic stainless steel since it can significantly affect the heating process curve, and the heating process may not be done in the two phase area due to the uncontrolled carbon content. With the low carbon content and the proper soaking time, the grain size is not sensitive to the heating process temperature and the soaking time. In the present heat treatment experiments, the soaking time is about 10 min, and the processing parameters can be chosen according to the requirement of the gross energy, the efficiency and the continual forming. 2008 University of Science and Technology Beijing. All rights reserved.     

12Cr1MoV/304不锈钢焊接接头高温时效碳迁移现象

针对高温环境下异种钢焊接接头在服役过程中出现碳迁移,进而导致脱碳层在服役中失效的问题,采用电弧堆焊方法研究了12Cr1Mo V低合金耐热钢和304不锈钢焊接接头在不同时效时间下的碳迁移问题.研究表明,经高温时效后,焊态区域的组织并未受到影响;在过热粗晶区形成的碳过饱和的上贝氏体和粒状贝氏体组织则发生退化,转变成回火索氏体组织.形成的脱碳层组织以铁素体为主,里面夹杂少量的颗粒状渗碳体,特别是在增碳层出现大量的碳化物,形成类似于马氏体的复杂的不规则组织.经菲克定律推导出的扩散方程计算后,证明碳扩散的理论曲线与实际曲线较为接近,可用于研究碳扩散的迁移机制.     

Q345R钢在模拟地热水环境中的腐蚀与结垢

针对地热资源利用过程中钢管材料出现的腐蚀结垢问题,模拟某处地热水的环境条件,探讨了Q345R钢在30、60、90℃下的腐蚀和结垢规律。实验结果表明,随着温度上升,材料的腐蚀电位逐渐下降,极化曲线的斜率变大,腐蚀电化学速率增加,耐腐蚀性随温度升高而下降;在60℃的模拟地热水溶液中,试样表面生成了致密的Fe3O4保护膜,阻碍了金属腐蚀;而在90℃的模拟地热水溶液中,试样表面生成的Fe2O3膜结垢稀疏,对试样保护作用较弱;在30℃的模拟地热水溶液中,试样表面产生大量的CaCO3垢层;而在60℃的模拟地热水溶液中,试样表面产生的CaCO3垢层最少;腐蚀后的试样的力学性能比原始试样略有下降,但程度不大,并且温度越高,试样力学性能越差。     

二氧化锡中氧空位浓度与气敏性能关系的研究

用氢气还原二氧化锡,通过控制还原时间得到不同氧空位浓度的二氧化锡气敏材料,对其进行了XRD、XWS和SEM分析及比表面测定,讨论了二氧化锡气敏材料的氧空位浓度与其气敏性能的关系,提出通过控制氧空位浓度可以达到提高二氧化锡气敏材料性能和其特性稳定的目的.     

Evolution of carbides and carbon content in matrix of an ultra-high carbon sintered steel during heat treatment process

DTA, thermal expansion, XRD, and SEM were used to evaluate the effect of quenching temperature on the mechanical properties and microstructure of a novel sintered steel Fe-6Co-1Ni-5Cr-5Mo-1C. Lattice parameters and the mass fraction of carbon dissolved in the matrix of the steel quenched were investigated. It is discovered that the hardness of the steel increases with quench-ing temperature in the range of 840-900℃ and remains constant in the range of 900 to 1100℃. It decreases rapidly when the tem-perature is higher than 1100℃. The mass fraction of carbon dissolved in the matrix of the steel quenched at 840℃ is 0.38, but when the quenching temperature is increased to 1150℃, it increases to 0.98. The carbides formed during sintering are still present at grain boundaries and in the matrix of the steel quenched at low quenching temperatures, such as 840℃. When the quenching temperature is increased to 1150℃, most of the carbides at grain boundaries are dissolved with just a small amount of spherical M23C6 existing in the matrix of the quenched steel.