紊动剪切流中气核振荡对空化的作用

为了解压力脉动对泡动力学和空化现象的作用，可将压力脉动的不同随机量与气核在流场中的动态响应联系一起进行分析。结果认为：在水流强烈的紊动下，由于压力脉动的影响，气核交替地膨胀和收缩，脉动负峰值可使瞬时压力降低。气核发育时间明显缩短，促使空化提前发生。     

涡流空化对大豆分离蛋白黏度的影响

为了丰富水力空化技术在食品工业中的应用,本文通过涡流空化装置处理不同浓度的大豆分离蛋白(soy protein isolates,SPI)溶液,研究涡流空化对SPI黏度的影响。结果表明:不同浓度的SPI溶液经涡流空化处理后黏度均降低,其中SPI浓度越大,其黏度下降越明显;与未处理的SPI溶液相比,经空化后的SPI溶液黏度随温度变化不明显;浓度为70 g/L的SPI溶液经不同出口压力空化处理后,其黏度随转速增加而增加,与空化前变化趋势相反,其他浓度的SPI溶液空化前后均随转速的增加而增加;随着空化处理时间的延长,SPI溶液黏度持续降低,其中在处理10 min内,下降更明显。说明涡流空化可以降低SPI溶液黏度,有利于低黏度型的SPI广泛应用于碎肉食品生产中。      

涡流空化改善大豆分离蛋白溶解性的分子间作用机制

为了解涡流空化改善大豆分离蛋白溶解性的作用机制,通过比较涡流空化处理前后大豆分离蛋白中离子键、氢键、疏水相互作用、二硫键和非二硫共价键含量的变化,来探讨涡流空化引起的大豆分离蛋白分子间作用力的变化与溶解性改善之间的关联。结果表明:大豆分离蛋白在涡流空化处理过程中,离子键含量随着处理压力的增加和时间的延长而增加;氢键含量和疏水相互作用在压力为0.6 MPa时随着处理时间的延长而降低,而在压力为0.2 MPa和0.4 MPa时则先增加后降低;二硫键含量随着处理压力的增加和时间的延长而降低;与未处理组相比,非二硫共价键含量在压力为0.2 MPa时变化不显著(P>0.05),而在压力为0.4 MPa和0.6 MPa时有所降低。相关性分析结果表明,大豆分离蛋白溶解性的变化与其离子键含量呈极显著正相关(r=0.754)(P<0.01),与疏水相互作用和二硫键含量均呈极显著负相关(P<0.01),相关系数分别为-0.714、-0.839。可见,在涡流空化处理过程中,大豆分离蛋白溶解性的改善与离子键的形成、疏水相互作用的破坏和二硫键的断裂有关。     

超声强化过氧化氢-维生素C体系糖汁脱色的研究

研究超声强化过氧化氢-维生素C复合脱色剂体系对糖汁脱色的规律,考察了超声功率、复合脱色剂用量、超声温度和时间对糖汁脱色率的影响。试验结果表明:超声空化强化过氧化氢-维生素C对糖汁具有良好的脱色效果,当处理糖汁量为100 mL,超声功率为260 W,过氧化氢与维生素C的用量均为1.6 mL,空化温度为70℃,超声时间为6 min时,脱色率达到53.4%。通过正交试验分析,得到各个因素对糖汁脱色率影响的主次关系为:超声功率>复合脱色剂用量>超声时间>空化温度。     

水力空化对大豆分离蛋白谷氨酰胺转氨酶促凝胶行为的影响

利用基于涡流的水力空化处理大豆分离蛋白,通过比较处理前后大豆分离蛋白在谷氨酰胺转氨酶的催化作用下形成凝胶的质构特性、持水性、流变学性质、分子间作用力、微观结构和二级结构的变化,来研究大豆分离蛋白经水力空化处理后其酶促凝胶行为的变化规律及机制。结果表明,与未经水力空化处理的大豆分离蛋白相比,大豆分离蛋白经水力空化处理30 min后形成的酶促凝胶强度（P＜0.05）、持水性（P＜0.05）和储能模量增加;凝胶形成的分子间作用力发生变化,离子键、氢键及疏水相互作用相对含量显著降低（P＜0.05）,而二硫键和非二硫共价键相对含量显著增加（P＜0.05）;扫描电子显微镜观察到经水力空化处理后的大豆分离蛋白形成的酶促凝胶孔洞较小,微观结构更加致密和均匀;红外光谱分析结果表明凝胶的二级结构也发生了改变,β-折叠、β-转角相对含量显著增加（P＜0.05）,而α-螺旋、无规卷曲相对含量显著降低（P＜0.05）。可见,水力空化处理在一定条件下可以改善大豆分离蛋白谷氨酰胺转氨酶促凝胶的性能,可作为一种有效的方法应用于食品工业。     

超声空化处理对冷金属过渡焊接过程的影响

为了解决6061铝合金冷金属过渡(CMT)焊接过程中,因其表面的一层致密氧化膜而在焊接时产生焊渣与气孔缺陷的问题,课题组对此进行了研究,发现超声空化处理后的6061铝合金表面氧化膜厚度明显减小,可显著改善CMT焊接熔池的流动过程,减少焊渣缺陷。同时,超声空化处理可以减少熔池中的氧化膜颗粒,促进孔隙非均质形核向均质形核转变,减缓孔隙形核速率,降低孔隙形成直径。此外,寻求最佳的脉冲电流,控制熔池的温度梯度分布,减小熔池内部的洛伦兹力和熔池表面张力梯度引起的剪应力,可以获得更好的焊缝连接。实验结果表明:超声空化处理焊缝组织性能达到最佳时,脉冲电流较大,极限抗拉强度从158.7 MPa提高到208.7 MPa,组织性能明显优于普通焊缝。     

基于滚筒摩擦和超声振荡的蚕丝含胶率测试方法研究

针对现有蚕丝含胶率测试方法所存在的缺陷,设计了蚕丝含胶率快速测试仪器,该仪器主要的脱胶机构为滚筒和超声振荡器,滚筒内壁呈凹凸状,上面均匀分布着小孔,在滚筒旋转过程中,蚕丝与滚筒内壁反复摩擦,加速丝胶与丝素的分离。利用超声波空化作用对蚕丝进行快速高效脱胶,最终使丝胶丝素彻底分离,进而测试蚕丝含胶率。经实践证明:测试仪器设计合理、结构简单,实验操作简便,测试结果准确、可靠,可以替代现有的蚕丝含胶率的测试仪器和方法,应用及推广价值高。     

声场对糖浆气浮分离作用的研究

本文分别研究了声场及声场与ＰＡＭ协同对糖浆气浮分离作用的影响。结果表明：在不加ＰＡＭ的情况下，声场空化作用对气－固结合有负面影响；在ＰＡＭ存在下，声场空化表现了声场凝聚效应，显著提高糖浆气浮清净效率，同时减少絮凝剂用量。     

声模态对超声破碎空化场的影响

以20 kHz浸入式超声破碎装置为研究对象,将声场分析与有限元方法相结合,分析了超声破碎料腔在不同声场条件下（液位高度、声源位置）的声模态特性,并对超声场内的空化分布和平均声能密度的变化规律进行探讨,最后应用声学测量方法和图像采集试验进行了验证。结果表明：超声空化的空间分布与料腔中声场的声模态特性相关;料腔半径一定,当液位达到料腔声场的谐振液位时,场内平均声能密度较高,空化效应显著增强,空间分布与场内声压分布一致。在谐振液位时,声源位置的布放对平均声能密度和空化增强影响显著。