偏高温大曲发酵过程中可培养细菌群落研究

采用经典微生物学方法和16S rDNA基因系统发育分析的方法,对偏高温大曲发酵过程中的细菌类群及其演替情况进行分析。结果显示:在偏高温大曲发酵过程中,细菌数量从拌料的1.0×107个/g快速上升到最大值4.0×108个/g(第一次翻曲,4d),最后降低到1.5×107个/g;可培养的细菌类群从最开始的5属9种增加到9属26种后减少至第一次翻曲时(4d)的7属23种,随后多样性持续下降,到收曲时仅检测到1属6种。同时发现在整个发酵过程中Bacillus为绝对优势属,在整个发酵环节均存在。

偏高温大曲发酵过程中B.licheniformis和B.subtilis动态变化和生产特性

对偏高温大曲发酵过程中Bacillus licheniformis和Bacillus subtilis主要酶活及对部分理化因子耐受性进行分析。31株供试菌中,能够在65℃、体积分数7%乙醇和3.8mmol/mL酸度条件下生长的菌株分别为77.4%、83.9%、71.0%;能够产淀粉酶、脂肪酶、蛋白质酶的菌株分别占87.1%、96.8%、90.3%,其中高产菌株分别占48.4%、35.5%、38.7%;所有菌株在生理生化特征、耐受性和产酶能力上均不完全相同,表明该2个种的菌株在偏高大曲发酵过程中呈现种间多态性和生长代谢的复杂性。

不同小麦生产偏高温大曲的研究

分别以"宜麦"7号小麦和普通小麦为原料制作偏高温大曲,研究两个小麦品种对大曲质量的影响。通过分析两种小麦成分、制曲过程中,理化指标和微生物指标变化趋势以及成品大曲的质量,结果表明,"宜麦"7号小麦生产出的大曲优质率比普通小麦高8.1%。在酿酒生产中",宜麦"7号小麦生产的大曲使得粮食出酒率比普通小麦高6%,原酒优级品率提高7%。在本实验条件下,"宜麦"7号小麦比普通小麦更适宜于生产偏高温大曲。

小麦品种对偏高温大曲发酵动态影响的研究

本研究分别以白小麦和花小麦为原料制作偏高温大曲,比较两个品种的小麦曲块在发酵培菌过程中品温变化、水分散失、淀粉消耗和酸度形成等影响曲质指标所存在的差异。研究结果表明:在发酵培菌时,花麦曲块与白麦曲块相比,花麦曲块的温度能满足"前缓、中挺、后提"的工艺要求,曲心水分能及时排出,淀粉消耗适度,形成的酸度适中。因此,在本实验条件下,花麦比白麦更适宜于生产偏高温大曲。

偏高温大曲中一株嗜热细菌的分离与鉴定

从四川宜宾叙府酒业偏高温大曲中分离筛选得到一株嗜热细菌,其最适生长温度为57～67℃,最高耐受温度为72℃。经生理生化分析和16SrDNA系统发育分析,初步鉴定属于Lysinibacillus属。表明多粮浓香型白酒生产过程中存在一些极端微生物,同时亦为分析多粮浓香型白酒酒体形成原因奠定了一定的理论基础。

小麦品种对偏高温大曲质量的影响

选取白麦和花麦两个小麦品种为原料,分别以100%白麦和100%花麦制作偏高温大曲,以100分进行综合评分法评价两个小麦品种对成品大曲质量的影响。结果表明,两个小麦品种对成品曲的感官指标、理化指标和微生物指标均有不同程度的影响,其中花麦曲为一等曲,白麦曲为二等曲。在本实验条件下,花麦比白麦更适宜于制作偏高温大曲。

中偏高温机制与人工大曲主要生物理化指标比较研究

为研究人工与机制中偏高温大曲微生物群落结构与理化差异,采用高通量测序与理化检测对储存6个月的人工和机制曲进行分析。结果表明,人工曲具有更高的糖化力、液化力、水分,机制曲的酸度、发酵力更高。微生物在门水平上,两种大曲样品中变形菌门、厚壁菌门为绝对优势细菌门;毛霉门与子囊菌门为优势真菌门,在人工曲中两者分布均衡,机制曲中子囊菌门占90%以上;在细菌属中,人工曲以肠杆菌属为主,其次是链球菌属、葡萄球菌属、魏斯氏菌属,机制曲以不动杆菌属为主,肠杆菌属、乳杆菌属、假单胞菌属为辅;真菌属中,人工曲以毛霉属、伊萨酵母属、根霉属、曲霉属、假丝酵母属为主,机制曲以伊萨酵母属、嗜热真菌属、毛霉属为主;不同的是人工曲霉菌种类多且丰度大,机制曲真菌主要为酵母属,霉菌含量少。韦恩图显示机制曲拥有比人工曲更多的细菌OTU数,真菌OTU数比人工曲少。研究表明,人工曲与机制曲微生物在属水平上有较大差异,理化方面各有优势,推测造成其差异的原因为机制曲水分含量低,不利于霉菌的生长,“穿衣”效果差,导致其糖化力及液化力不如人工曲,后期机制曲应适当提高含水量,注重保温保湿。

偏高温大曲发酵过程中芽孢杆菌的演替

采用经典微生物学方法和16S rRNA基因系统发育分析的方法,对偏高温大曲发酵过程中的芽孢杆菌类群及其演替情况进行了分析。结果表明,在偏高温大曲发酵过程中,芽孢杆菌数量从拌料的6.0×105个/g曲快速上升到最大值3.2×107个/g曲(第一次翻曲,4 d),最后降低到1.1×106个/g曲;芽孢杆菌类群从最初的3种增加到10种后减少至第一次翻曲时(4 d)的9种,随后多样性持续下降,到收曲时仅检测到6种。同时发现,在整个发酵过程中Bacillus licheniformis为绝对优势种,在整个发酵环节中均存在。Bacillus产芽孢的特性保证了其种群的延续性。

通风收虫装置在偏高温大曲储存过程中的应用研究

以偏高温大曲为研究对象,利用通风收虫装置对传统曲药储存室进行改造,对比分析了大曲在储存过程中损耗率和各项理化指标的变化规律。结果表明,改造后的曲药储存室储存6个月曲药损耗率由传统储存室的15.48%降低到5.23%,降低10.25个百分点,表明对曲虫的防治和降低曲药损耗效果显著。通过理化指标数据的分析,改造前后大曲的理化指标变化趋势基本一致,储存3~6个月最适合白酒生产。该方法对白酒行业有着较高的推广应用前景。

中温偏高温大曲生产工艺研究

在原有中温曲生产工艺的基础上对培曲的最高温度进行调整,结果表明,在制曲过程中,曲块入房5～7 d温度达到59℃左右。经第一次、第二次翻曲后,即将多房(5～7房)曲块进行合房,可以把顶火温度保持在60～63℃,顶火时间达到9～11 d,可使曲块中产酯酵母菌增多,其液化力、蛋白质分解力得到提升,曲块具有香气较浓、表皮上霉好、曲心香味浓的特点,同时也使曲块具有一定糖化力。

动态高温反偏应力下的SiC MOSFET测试平台及其退化机理研究

为研究SiC MOSFET在动态漏源应力下的退化机理,开发了一种具有dVds/dt可调功能、最高可达80 V/ns的动态反向偏置测试平台。针对商用SiC MOSFET进行动态高温反偏实验,讨论高电压变化率的动态漏源应力对SiC MOSFET电学特性的影响。实验结果显示,器件的阈值电压和体二极管正向导通电压增加,说明器件JFET区上方的栅氧层和体二极管可能发生了退化。通过Sentaurus TCAD分析了在高漏源电压及高电压变化率下平面栅型SiC MOSFET的薄弱位置,在栅氧层交界处和体二极管区域设置了空穴陷阱,模拟动态高温反偏对SiC MOSFET动静态参数的影响。

SiC MOSFET高温栅氧可靠性研究

碳化硅SiC(silicon carbide)具有优良的电学和热学特性,是一种前景广阔的宽禁带半导体材料。SiC材料制成的功率MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)非常适合应用于大功率领域,而高温栅氧可靠性是大功率MOSFET最需要关注的特性之一。通过正压高温栅偏试验和负压高温栅偏试验对比了自研SiC MOSFET和国外同规格SiC MOSFET的高温栅氧可靠性。负压高温栅偏试验结果显示自研SiC MOSFET与国外SiC MOSFET的阈值电压偏移量基本相等,阈值电压偏移量百分比最大相差在4.52%左右。正压高温栅偏试验的结果显示自研SiC MOSFET的阈值电压偏移量较小,与国外SiC MOSFET相比,自研SiC MOSFET的阈值电压偏移量百分比最大相差11%。自研器件占优势的原因是在SiC/SiO2界面处引入了适量的氮元素,钝化界面缺陷的同时,减少了快界面态的产生,使总的界面态密度被降到最低。

碳化硅MOSFET器件高温栅偏特性的实验分析

为了评估不同电热应力和时间周期下碳化硅（Si C）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的高温栅偏特性,搭建了具备施加高温栅偏应力和测量器件静态特性以及两者快速切换的实验平台。从施加高温栅偏应力、去除应力后室温下短期恢复和长期恢复3个不同阶段研究了SiC MOSFET静态参数对高温栅偏应力的敏感度,以及不同时间周期范围内阈值电压的恢复能力。实验结果表明,高温栅极正偏压和高温环境存储都会导致器件阈值电压的正向漂移,室温施加栅极正偏压,器件阈值电压几乎不发生漂移。此外,长时间高温栅偏后,室温条件下器件的导通电阻和泄漏电流都表现出十分优异的稳定性。然而,高温栅偏后器件阈值电压的漂移程度还取决于恢复时间,恢复时间越长,阈值电压漂移程度越小。

提高功率开关晶体管高温反偏能力的研究

影响大功率开关晶体管高温反偏能力的主要因素是表面沾污。从大功率开关晶体管表面沾污的主要来源、杂质类型上分析了半导体功率器件高温反偏的失效机理。为了改善高温反偏条件下功率晶体管的性能,结合实验室现有的条件,从SiO2的生长工艺和芯片表面钝化技术这两个方面出发,找到了有效的工艺路线。采用C2HCl3掺Cl氧化工艺和聚酰亚胺表面钝化工艺,有效地减轻和消除了芯片制造过程中的表面沾污,提高了产品的质量和在高温环境下的可靠性。

碳化硅MOSFET的高温栅偏特性

针对碳化硅(SiC)MOSFET存在的栅氧可靠性问题,对其展开高温栅偏(HTGB)试验研究。以阈值电压(V_(TH))和体二极管通态压降(V_(SD))作为特征参数,设计搭建应力及测试试验平台,研究SiC MOSFET在高温栅偏应力下的特征参数退化特性,并对短期恢复下特征参数的不稳定现象以及长期恢复对特征参数的影响进行了分析。试验结果表明,SiC MOSFET的VTH和VSD均受负向和正向高温栅偏的影响,并能够产生相反方向的参数漂移。撤去应力后存在恢复现象,使电参数受可恢复部分偏移量的影响具有不稳定性,且经过长期室温储存后仍存在进一步的恢复。

高压大功率器件用高温栅偏测试装置研制

为准确评估硅IGBT和碳化硅MOSFET等高压大功率器件不同电应力及热应力条件下的栅极可靠性,研制了实时测量皮安级栅极漏电流的高温栅偏(high temperature gate bias,HTGB)测试装置。此外,该测试装置具备阈值电压在线监测功能,可以更好地监测被测器件的状态以进行可靠性评估和失效分析。为初步验证测试装置的各项功能和可靠性,运用该测试装置对商用IGBT器件在相同温度应力不同电应力条件下进行分组测试。初步测试结果表明老化初期漏电流逐渐降低,最终漏电流大小与电压应力有良好的正相关性,栅偏电压越大,漏电流越大。该测试装置实现了碳化硅MOSFET器件和硅IGBT器件对高温栅偏的测试需求且适用于各种类型的封装。

高压大功率器件用6 kV/180℃高温反偏测试装置研制

高温反偏测试(high temperature reverse bias,HTRB)作为功率器件可靠性测试的重要环节,其测试装置的精度和功能决定了对被测器件老化程度判定的准确性。针对高压大功率器件对测试装置空间、精度以及可靠性的需求,自主研制出了电压等级6 kV、环境温度180℃的高温反偏测试装置。此外,该测试装置还集成了温度-漏电流关系曲线自动测量及失效期数据高频采集等功能,更为准确灵活地监测被测器件的状态,进行可靠性评估与失效分析。为验证该测试装置的各项功能及可靠性,使用该装置对商业IGBT器件进行了测试,初步测试结果表明:温度与漏电流呈指数关系,集射极漏电流随着老化的进行逐渐增大。该装置符合高压大功率半导体器件对高温反偏测试的需求且适用于不同封装的IGBT器件。

传声器管的高温反偏试验

近年来，驻极体传声器发展很快，对于传声器管的电参数要求更高，尤其高温反偏试验更为严苛。多年来，对此项试验发现与以前有关资料中的结果存在某些差异，给予补充说明。

功率器件高温高湿高压反偏测试研究综述

户外工况下,功率器件寿命受高湿环境中的水汽侵蚀缩短。用于考核湿度可靠性的传统高温高湿反偏测试最大值80V偏压已不能满足高压大功率器件加速老化测试需求,高温高湿高压反偏测试(highvoltage high humidity high temperature reverse bias test,HV-H3TRB)近年来得以开展。然而,相关研究进展慢、存在的关键问题不明等使得研究发展方向不甚明朗。首先从基本原理出发,详细论述水汽侵入功率器件、腐蚀芯片表面的机理。进一步地,针对研究对象与方法、器件失效分析、电气量老化特征等3个方面对已有研究现状进行论述与总结。最后,根据老化前后器件结构变化,总结芯片层终端、钝化层、封装材料的抗湿优化设计,并指出相关研究后续发展方向。

VDMOS高温反偏漏电流稳定性技术攻关

VDMOS产品在高温反偏试验过程中,经常出现耐压和漏电流失效或不稳定的现象。对Si-Si O2系统中四种基本形式的电荷或能态以及高温反偏主要失效机理进行了分析,同时针对200V塑封VDMOS器件高温漏偏试验过程中漏源漏电IDSS增大且不稳定的现象,通过器件终端结构设计的改进,解决了此问题。终端改进后的产品在150℃、1000小时的高温漏偏试验过程中未发生漏源漏电IDSS增大的问题,试验后常温测试产品漏源漏电IDSS在90n A左右。