Sivells方法在高马赫数低总压喷管设计中的适用性分析

目前高超声速轴对称型面喷管广泛采用Sivells方法进行无黏型面设计,通过求解轴对称的von Kármán动量方程进行边界层修正。该方法在常规高超声速风洞、激波风洞等的高马赫数、高总压条件下已成功应用,但鲜有在高马赫数、低总压条件下的应用研究。在低总压条件下,采用该方法设计了马赫数6、8、10、12的轴对称型面喷管,通过数值模拟分析流场结构,并进行试验验证;模拟了喷管射流流场,通过对射流流场进行结构分析,判断设计方法的适用性。研究结果表明:马赫数6、8喷管流场与设计基本一致,射流流场品质较好,适合开展风洞试验;马赫数10、12喷管流场局部过度膨胀,马赫数高于设计值,其中马赫数10喷管的射流流场品质较好,马赫数12喷管的射流流场品质下降显著且马赫数轴向梯度增大。因此,在高马赫数、低总压条件下,Sivells设计方法仍适用于马赫数6、8喷管,马赫数10喷管处于临界状态,而不适用于马赫数12喷管。

Sewage sludge disintegration by high-pressure homogenization: A sludge disintegration model

High-pressure homogenization （HPH） technology was applied as a pretreatment to disintegrate sewage sludge. The effects of homogenization pressure, homogenization cycle number, and total solid content on sludge disintegration were investigated. The sludge disintegration degree （DDCOD）, protein concentration, and polysaccharide concentration increased with the increase of homogenization pressure and homogenization cycle number, and decreased with the increase of sludge total solid （TS） content. The maximum DDCOD of 43.94% was achieved at 80 MPa with four homogenization cycles for a 9.58 g/L TS sludge sample. A HPH sludge disintegration model of DDCOD= kNaPb was established by multivariable linear regression to quantify the effects of homogenization parameters. The homogenization cycle exponent a and homogenization pressure exponent b were 0.4763 and 0.7324 respectively, showing that the effect of homogenization pressure （P） was more significant than that of homogenization cycle number （N）. The value of the rate constant k decreased with the increase of sludge total solid content. The specific energy consumption increased with the increment of sludge disintegration efficiency. Lower specific energy consumption was required for higher total solid content sludge.

中高氧气调包装对冷鲜鸭肉品质的影响

探究中高氧气比例的气调包装对冷鲜鸭肉品质的影响,以延长冷鲜鸭肉的货架期。采用不同比例氧气(0,50%,70%,80%)和恒定CO_(2)含量(20%)的气调包装对冷鲜鸭肉在4℃下贮藏8 d。结果表明,贮藏期间,中高氧气调包装组的菌落总数显著低于空气对照组(p<0.05),且氧气含量越高,菌落总数越低;在贮藏第6~8天,中氧气含量组硫代巴比妥酸值(Thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)显著低于高氧组(p<0.05),且菌落总数、挥发性盐基氮值(Total volatile basic nitrogen,TVB-N)、色泽与高氧组差异不显著(p>0.05),剪切力维持在较好水平。综上所述,与对照组相比,中高氧气调包装能有效控制冷鲜鸭肉的细菌繁殖,延长其保质期;中氧气含量组(20%CO_(2)+50%O_(2)+30%N_(2))综合保鲜效果较好,满足实际生产需要。

超高压处理对荔枝果汁品质的影响

为了探讨超高压处理对荔枝果汁品质的影响，将荔枝（“淮枝”品种）原果汁在100～500MPa压力、10℃温度条件下处理30min后，测定果汁的细菌总数、过氧化物酶（POD）活性及营养成分（还原糖、蛋白质、氨基酸、维生素C）等几项指标的变化。结果表明：随着压力值的上升细菌总数逐渐减少，400MPa压力下达到商业无菌；POD的活性随压力值上升逐渐下降，在最高压力500MPa下活性下降约55％；100～500MPa的压力范围内还原糖含量没有显著变化，氨基酸和蛋白质的含量均随压力上升有所下降，维生素c含量在400MPa以上的压力下出现下降趋势，500MPa压力下约下降20％，远远小于热处理的损失。超高压处理对于荔枝果汁有很好的杀菌效果，能一定程度地钝化其中的食品品质酶，同时能较好地保持荔枝果汁中的天然营养成分，因此对荔枝加工来说是一种很有前景的冷加工技术。

牛蒡根多酚和黄酮超高压提取工艺优化及体外抗氧化活性

对牛蒡根多酚与黄酮的超高压提取工艺和抗氧化活性进行研究。在单因素试验基础上,用Box-Behnken设计,采用三因素三水平的响应面分析方法优化牛蒡根多酚和黄酮提取工艺。依据数据的模型拟合和回归分析,确定乙醇体积分数和料液比是影响多酚和黄酮得率的重要因素,并最终获得超高压辅助提取牛蒡根多酚和黄酮的最佳工艺条件为:乙醇体积分数75%、料液比1∶28(g/m L)、压力236 MPa、保压时间9 min、室温提取,采取该工艺得到牛蒡根多酚得率为(107.83±1.148)mg/g,黄酮得率为(21.27±0.950)mg/g。体外抗氧化实验结果表明:牛蒡根多酚提取物具有较强的金属离子螯合能力(IC50值为(1.393±0.011)mg/m L)、DPPH自由基清除能力(IC50值为(0.309±0.007)mg/m L)和铁离子还原能力。

软包装榨菜的超高压杀菌工艺研究

采用正交试验设计研究了超高压处理对榨菜杀菌效果以及理化指标的影响。结果表明,超高压工艺对榨菜的脆度影响很小,杀菌的优化工艺条件为:压力300 MPa,保压时间为20 min,中盐(8.5%)可以有效杀灭微生物,防止胖袋并且大肠菌群小于30个。

西瓜汁超高压均质的杀菌效果研究

研究西瓜汁超高压均质处理与微生物存活量的关系。西瓜汁样品在0～150MPa的压力条件下经均质处理后检测各项微生物指标。结果表明:西瓜汁在均质压力150MPa时,菌落总数下降2.1～2.3个对数单位,霉菌及酵母菌菌落总数下降2.0～2.3个对数单位,大肠菌群菌落总数下降3.1～3.5个对数单位,但芽孢菌的数量变化不明显。在初始菌落总数为1.0×104CFU/mL的情况下,经150MPa均质处理1次,可达到国家食品卫生标准,综合感官评估与鲜榨西瓜汁相近。初始菌落较高时,可均质处理多次以达到国家食品卫生标准,但综合感官评估有所下降。

不同处理方式对纯菠萝汁品质的影响研究

以纯天然菠萝汁为主要研究对象,探讨高压、加热、冷冻等处理方式对菠萝汁感官指标以及保藏特性的影响。结果表明:高压、冷冻和加热对纯天然菠萝汁的色泽和外观无显著影响;经过冷冻处理和加热处理的样品在滋味、香味和总体评分几个方面均与未经任何处理的样品无显著差异,而经高压处理的样品则有显著差异。加热和高压处理都能非常有效地降低菠萝汁中的活菌数,冷冻处理在刚开始对菠萝汁中的活菌数没有太大的影响,经过为期7d的存放,菌落总数有较大程度的降低。冷冻对于纯菠萝汁的品质和贮藏都有相对积极的影响,是较为合适的加工方式。

超高压提取刺五加叶中总黄酮的研究

研究了从刺五加叶中超高压提取总黄酮的工艺条件。通过单因素试验确定了各影响因素的较优水平范围,在此基础上采用均匀设计方法进一步优化出最优提取工艺参数为:压力485 MPa,保压5 min,乙醇体积分数40%,固液质量体积比(1∶50)g/mL,在此条件下刺五加叶中总黄酮的提取率可达7.76%。超高压提取时间短、提取率高,是由于高压能够显著地提高溶剂渗透的通量和速率,以及在升压和保压阶段,导致细胞内产生剧烈的涡流扩散的结果。超高压提取法是一种全新的快速有效的提取方法。

超高压杀菌技术对牛乳品质的影响

本实验研究了超高压(UHP)冷杀菌技术对牛乳品质的影响。在350～600MPa的超高压下对牛乳采用连续加压、交变加压方式及栅栏技术处理一定时间后,测定其微生物指标和理化性质的变化情况,并与巴氏杀菌技术进行比较。结果表明:压力越高,保压时间越长,交变次数越多,杀菌效果越好;采用栅栏技术对牛乳中的微生物具有更有效的杀菌作用,其中相同浓度的(终浓度100mg*L)ε-聚赖氨酸较Nisin具有更强的杀菌效果;利用SDS- PAGE电泳研究了不同杀菌方式对牛乳总蛋白的影响,发现经UHT、巴氏和500MPa交变处理的牛乳与鲜牛乳相比其总蛋白电泳图谱靠近负极方向第一条谱带消失,第二条谱带颜色变浅,由此推测经上述处理后牛乳中有一些蛋白质的亚基发生了解离,而经400MPa交变处理的牛乳与生鲜牛乳的总蛋白电泳图谱相似;超高压处理过的牛乳营养成分与鲜牛乳相比,苏氨酸、VA、VC在超高压处理中受到的破坏明显比巴氏杀菌小得多,特别是苏氨酸和VA几乎完全被保留下来,而VC含量也要比巴氏奶高出25%以上,对于VB_1、VB_2,检测数据也表明,超高压灭菌对其破坏要比巴氏灭菌小,其含量分别比巴氏杀菌牛乳高出9.5%和2.6%:与巴氏杀菌乳相比,超高压杀菌有助于延长牛乳的保质期,扩大牛乳的销售半径。

超高压微射流对石榴汁品质的影响

以石榴汁为原料,研究超高压微射流对石榴汁中总酚、粒径、色泽、花色苷含量、可滴定酸及可溶性固形物的影响。结果显示,在不同压力下处理的石榴汁的总酚含量、平均粒径、色差值、花色苷含量有显著差异(P<0.05)。然而,在40 MPa下处理果汁的可溶性固形物含量变化不显著,在120 MPa和200 MPa下有显著差异(P<0.05)。而经超高压微射流处理的石榴汁的可滴定酸含量变化不显著(P>0.05)。结果表明,超高压微射流可以改善石榴汁的品质,如增加总酚含量和对色泽的改善,为消费者提供更好质量的果汁。

枇杷叶总黄酮超高压提取及抗氧化活性

为研究超高压提取的枇杷叶总黄酮的抗氧化能力,选用L9(34)正交实验对枇杷叶总黄酮的提取工艺条件进行优选,以总黄酮获得率为指标,考察乙醇浓度、超高压压力、超高压提取时间、固液比g/mL对总黄酮获得率的影响,并且测定了总黄酮对DPPH自由基的清除作用。结果表明:总黄酮提取最佳工艺条件为:乙醇浓度50%、超高压压力400MPa、超高压提取时间4.5min、固液比1:18。该条件下总黄酮的获得率可达0.693%,总黄酮浓度和对DPPH自由基的清除作用呈现线性相关。超高压提取的总黄酮具有较强的抗氧化能力,具有较高的应用价值。

高压CO2处理对西瓜汁的影响

以海南麒麟西瓜为原料,榨汁后进行HPCD(高压CO2)杀菌处理,处理温度为25℃,压力为20 MPa和30 MPa,处理时间分别为10、30和60 min,测定HPCD处理后西瓜汁的主要理化指标、细菌总数和PME酶(果胶甲基酯酶)活性变化。结果表明:HPCD处理后西瓜汁pH值降低0.3～0.7、可溶性固形物无明显变化、颜色更红、浊度增加,细菌总数降低可达到2个对数,果胶甲基酯酶活性可降低50%。

海虾超高压灭菌的试验研究

以新鲜海虾（Fenneropenaeus chinensis）为对象，研究了重复加压对超高压灭菌效果的影响。采用正交试验设计方法考察了不同工艺参数（处理压力、保压时间、加压次数）对海虾中微生物存活量的影响。确定超高压处理海虾的最佳工艺奈件。试验结果表明，当处理压力为300～400MPa，保压时间为10～20min，加压2～3次时，对海虾中各种微生物杀灭作用显著。在重复3次加压，压力为400MPa，保压时间为15min的条件下，可以杀灭海虾中99．3％的微生物。

超高压杀菌对鲜榨猕猴桃汁中Vc含量变化的影响

探讨了超高压杀菌过程中压强变化对鲜榨猕猴桃汁中Vc含量的影响。实验结果表明,经超高压处理后猕猴桃汁中的总Vc保存率在85%以上,还原型Vc在83%以上,保存率远远高于热力杀菌技术。

响应面法对三七总皂苷超高压提取工艺的优化

为了优化超高压提取三七(Panax notoginseng)总皂苷的提取工艺,利用Box-Benhnken中心组合设计原理和响应面分析法,在单因素基础上,以三七总皂苷提取率为响应值,选取乙醇体积分数、提取压力、料液比和提取时间4个因素,研究各因素及其交互作用对总皂苷提取率的影响。结果表明,优化的提取条件为乙醇体积分数71%、提取压力403 MPa、料液比1∶71(g∶m L)、提取时间5 min。在此条件下三七总皂苷实际提取率为11.82%,与理论预测值(11.91%)的相对误差仅为0.76%。

超高压处理对鸡腿菇菌落总数的影响

以鸡腿菇为材料,菌落总数为研究对象,采用中心组合设计响应面分析法研究了超高压处理对鸡腿菇菌落总数数量级的影响。建立了以温度、压力和保压时间为参数的超高压影响鸡腿菇菌落总数死亡数量级的二次多项式数学模型,理论分析了模型的预测能力较强,验证试验相关性分析证实了模型的准确性和可靠性。最优影响参数组合为:温度25.0℃、压力268.1 MPa、保压时间14.3min。

超高压处理对海参污染副溶血弧菌及细菌的影响

研究超高压处理对海参中主要致病菌——副溶血弧菌及细菌总数的杀灭作用。以压力、时间及温度为主要因素,分别利用正交试验设计和响应面试验设计优化超高压杀灭副溶血弧菌及海参超高压灭菌的最佳工艺条件。结果表明:50℃条件下,150MPa、3min及45℃条件下,150MPa、5min能将细菌浓度为104、105、106、107、108CFU/mL的副溶血弧菌全部杀灭;利用Design-Expert软件分析超高压处理使海参无菌的最优条件为300.72MPa、30.7min、55.16℃,灭活率预测值为98.111%,经实验验证细菌总数灭活率为100%。

超高压处理时间对鲜榨番茄汁品质的影响

以热处理(100℃,处理时间5 min)作为对照,评价超高压处理在压力400 MPa,温度25℃条件下处理时间10,20和30 min对鲜榨番茄汁品质的影响。结果显示,超高压处理(在25℃和400 MPa压力下,处理时间20 min以上)可以使鲜榨番茄汁菌落总数小于100 CFU/mL,达到商业无菌;超高压处理降低鲜榨番茄汁的颜色变化,其风味比热处理更加接近于番茄的原有香气;超高压处理保留鲜榨番茄汁中总酚和VC含量,其总酚保留率比热处理组提高约35%;超高压处理可以钝化多酚氧化酶和过氧化物酶活性,其中在400 MPa和25℃条件下处理时间20 min或更长时间,钝化多酚氧化酶活性效果更佳明显。因此,在25℃和400 MPa条件下,处理时间20 min以上有利于维持鲜榨番茄汁的品质。

超高韧性粉煤灰基地聚合物的研制及性能

以粉煤灰为主要原材料设计研制超高韧性粉煤灰基地聚合物(FA-EGC),确定其最优配合比,并研究养护龄期、预加拉伸应变和反应温度对FA-EGC抗压强度、表观密度、拉伸性能及微裂纹特征的影响.结果表明:在水灰比为0.35,水玻璃模数为1.5且掺量为6%(以Na 2O质量计),以及聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数为1%时,试件可产生明显应变硬化特性,且最大拉伸应变达到4.7%;随着养护龄期的延长,FA-EGC的拉伸强度不断提高,但养护龄期的延长对其最大拉伸应变有不利影响;当预加拉伸应变相同时,随着龄期的延长,FA-EGC的裂纹总数增加,平均裂纹宽度减小;当龄期相同时,随着预加拉伸应变的增加,FA-EGC的裂纹总数和平均裂纹宽度均增加;在高温反应环境下,FA-EGC的抗压强度、初裂强度和拉伸强度分别提高了6%,60%和10%,但最大拉伸应变和表观密度有所下降.