基于能量密度的PEF灭菌实验研究

介绍了高压脉冲电场灭菌系统的组成,阐述了高压脉冲发生器的设计原理及食品处理室的结构.提出了单个脉冲下处理室能量密度的概念,并以此概念对脉冲电压幅度、脉冲电容器电容量及处理室容积对液体试品细菌残活率的影响进行了统一说明.实验结果表明:细菌残活率随单个脉冲下处理室能量密度的增大而降低.     

同轴圆柱形电极用于脉冲高电压灭菌的研究

采用同轴圆柱形电极系统对含大肠杆菌或沙门氏菌的生理盐水样品进行了脉冲高电压灭菌处理,根据实验结果,讨论了电极结构、脉冲电压幅值、脉冲次数、脉冲电容对灭菌效果的影响及原因。     

脉冲高电压灭菌的研究

本文介绍了用脉冲高电压对含大肠杆菌的生理盐水样品进行灭菌处理的实验方法和结果，采用了三种不同的电极系统，并分别讨论了它们在灭菌处理中的机理和特点。     

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.     

低场强脉冲电场杀灭水中大肠杆菌的实验研究

采用高频低场强脉冲电场系统对水中的大肠杆菌进行灭菌研究,探索反应器结构、电气参数及水质参数等对脉冲电场灭菌效率和能量效率的影响.圆筒式反应器体积为500mL,平均脉冲场强为3~12kV/cm,脉冲频率可以高达20kHz.最佳高压电极结构为6层均匀分布的直径为40mm的网电极.脉冲电场的杀菌效率和能量效率随着脉宽和场强的增大而提高,水的电导率影响波形和单脉冲能量的变化,从而影响杀菌效果,当初始细菌密度降低时有利于彻底杀光.脉冲频率对杀菌无明显影响,但高频率能够大幅缩短处理时间.当脉冲电压为6kV,脉宽为30μs,水的电导率为2.5μS/cm,细胞初始密度为103~106 cfu/mL时,在消耗能量<200J/mL,水温<40℃的前提下,脉冲电场处理后细菌密度下降了1、2个对数.当细菌初始密度低于1 250cfu/mL时,细菌被全部杀光,实现了非热低温灭菌.     

脉冲电场对微生物细胞作用机理的研究

利用微生物细胞介电模型,讨论细胞膜介质的极化时间常数.根据法拉第定律、高斯定律和电荷守恒定律,建立脉冲电场作用下微生物细胞跨膜电压的Laplace方程,分析脉冲电场作用下细胞跨膜电压的变化规律.证明脉冲电场的非热效应强于静电场、指数衰减波脉冲电场和震荡衰减波脉冲电场,为脉冲电场食品处理技术等脉冲电场非热技术提供理论依据.     

气动阀控微液滴产生系统的优化

为了提升气动阀控微液滴产生系统的液滴产生频率,研究了腔体结构和电磁阀控制对系统最高稳定液滴产生频率的影响.该系统主要部件包括腔体、腔体底部微米直径喷嘴、以高速电磁阀和放气管为核心的气路,以及液滴拍照装置.该系统利用高速电磁阀短暂导通在储液腔内产生气体压强脉冲,迫使储液腔内液体从喷嘴喷出,形成微液滴;气体随后经放气管排出,恢复储液腔内气压平衡.研究发现,缩小储液腔体体积和缩小电磁阀开启电压脉冲宽度,可以大幅度提高该系统最高稳定液滴产生频率.基于优化后的微液滴产生系统,研究了不同液滴产生频率下液滴速度.液滴初速度具有随液滴产生频率增加而加快的趋势,但是伴有较大的非单调涨落.随着电磁阀开启电压脉冲宽度的缩短,液滴直径有较大幅度的缩小,可有效提高该系统用于样品施加的控制精度.     

脉冲等离子体射流杀灭表面和水中的细菌

利用双极性高频脉冲电源和自制等离子体反应器,形成了直径为6 mm、长3～5 cm的氩气等离子体射流.当脉冲电压为2～5 kV,脉冲频率为1～3 kHz,氩气体积流量为33 L/min时,等离子体射流的功率为1～6 W.等离子体处理琼脂平板表面的大肠杆菌1~3 min后,产生直径为2～5 cm的杀菌斑.用来处理酶标板小孔内的250 μL大肠杆菌菌液时,05～20 min内可将大肠杆菌细胞密度下降6个对数.等离子体射流的灭菌效率随着处理间距的减小、脉冲电压和频率的增大而提高,但本质上取决于等离子体功率和能量密度.     

汽化过氧化氢除残设备的研发与设计

过氧化氢灭菌运用广泛,在实际灭菌完成后,处理残留的过氧化氢仍需要花费大量时间.现有除残设备虽然可以利用风机将被灭菌空间的残留物输送到含有催化器的设备进行分解,但依然存在分解效率低、耗时长等问题.设计了一种汽化过氧化氢除残设备,该除残设备能喷射还原剂在灭菌空间内与过氧化氢反应,且其喷口可以调整喷射方向,通过AnsysFl...     

高压脉冲电场在食品杀菌中的应用

利用高压脉冲电场杀灭液体食品中的有害微生物是近年来发展起来的一项新技术,它具有杀菌时间短、能量使用率高、基本上不破坏食品风味物质和营养物质等特点,能避免食品加热处理带来的不良影响。介绍了高压脉冲电场杀菌机理、杀菌装置的基本结构、影响杀菌效果的基本参数以及有待解决的关键技术。     

脉冲电场预处理马铃薯片微波干燥动力学研究

采用自制脉冲电场(Pulsedelectricfield:PEF)装置,研究了不同脉冲频率和电场强度预处理对马铃薯片微波干燥特性的影响.设计了3因素(脉冲频率、电场强度、微波功率密度)2指标(脱水速率和厚度比)二次回归正交组合试验.对试验结果采用 SPSS软件进行回归分析,得出PEF预处理后马铃薯片微波干燥动力学方程和2指标回归方程.结果证明,经 PEF预处理后马铃薯片微波干燥速率快于未经预处理的马铃薯样品;马铃薯微波干燥方程分段适用 Page模型;试验验证了干燥动力学方程和回归方程的预测性都较好(p<0.05).采用 MATLAB软件对2指标回归方程进行综合优化,得到可供参考的脉冲电场预处理马铃薯片微波干燥工艺参数,即脉冲频率、电场强度、微波功率密度分别为30Hz、1.0kV/cm、1.0W/g     

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％．     

太阳能电动汽车车身设计及阻力研究

针对初期的电动汽车车身空气阻力较大的设计缺陷,利用Fluent软件研究太阳能电动汽车在水平路面行驶时的空气阻力特性及其与速度的关系,分析空气阻力计算结果,对车身模型重新进行优化设计,并对车身优化前后的空气阻力进行对比研究。计算结果表明,压差阻力是汽车所受空气阻力的主要成分,所占比例随行驶速度的增大而增加;空气阻力增大的幅度随行驶速度的增大而增大;行驶速度越快,减阻优化效果越明显;空气阻力的大小与进气口、车身后部的外形关系最大。     

原油脱气对低渗透油藏有效驱替压差的影响

地层原油脱气导致渗流阻力增大,严重影响低渗透油藏的开发效果。以卫城某油藏为例,通过稳态法水驱油实验,研究了原油黏度变化对油水两相启动压力梯度的影响,进而研究了启动压力梯度变化对低渗透油藏有效驱替压差的影响。研究表明,地层原油脱气后,随着原油黏度的增大,启动压力梯度增大,导致井间有效驱替压差减小,当注采压差较小时,将难以建立有效驱替;提出了针对这一问题的应对措施。研究成果对于低渗透油藏注采井网设计及后期的治理调整具有指导意义。     

The cluster size transformation model of molten alloy under pulse electric field

Based on the electric dipole theory, the coupled field distribution of pulse electric field (PEF) with electric dipole field around the cluster in superheated molten alloy is simulated under the effect of PEF. For the difference of electro-migration, the atom of solute and solution will accumulate around the cluster, and then the smaller cluster may reorganize and grow up under the action of the coupled field. We also apply the electrostatic induction theory to analyze the bearing behavior of the half side of the cluster. The bigger the cluster is, the stronger the electrostatic force is, therefore, the bigger cluster’s stability is weak apparently. The study indicates that the cluster in the superheated molten has the homogeneous tendency under the effect of PEF. Supported jointly by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50674054), and the College Key Laboratory Open Fund of Liaoning Province (Grant No. 200516203)     

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。     

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。     

高压脉冲电场食品杀菌装置控制系统的设计

高压脉冲电场食品杀菌装置的设计是高压脉冲电场杀菌技术研究的关键问题之一．本文从理论上系统地阐述了高压脉冲电场杀菌装置控制系统的研制．设计出低成本矩形脉冲电源．并且能宽范围调节电场参数．实验表明此控制系统性能稳定．     

环境条件对离心式喷嘴雾化性能的影响

以离心式压力雾化喷嘴为研究对象，对不同环境条件下喷嘴雾化特性的影响进行了数值模拟研究，获得了不同环境压力和环境温度对油膜厚度和雾化锥角等雾化特性参数的影响规律。利用FLUENT软件，在喷油压力4.0 MPa、燃油温度100 ℃的条件下，对环境压力由0.1 MPa升至3.0 MPa、环境温度由-50 ℃升至400 ℃过程中的燃油雾化特性进行了数值计算。结果表明，当环境压力一定时，环境温度增加，气体密度减小，燃油蒸发作用加剧，气相燃油比例增大，雾化效果增强；当环境温度一定时，环境压力增加，气体密度增大，油膜厚度增大，液相燃油比例增大，不利于燃油雾化。