果蔬色泽在热加工和非热加工技术中的变化研究进展

色泽是果蔬十分重要的表观属性,与果蔬本身含有的天然色素高度相关,是判断其品质是否发生变化的重要指标之一。热加工以及非热加工技术广泛应用于果蔬产品的加工。传统果蔬加工技术以热力去皮、热烫、碱液去皮、干燥、油炸等热加工技术为主,加工中使用的高温易对果蔬的色泽品质造成不可逆转的影响。近年来,新型热加工和非热加工技术逐渐被探索,酶法去皮、红外线、超声波、脉冲电场、高压处理、低温等离子体等非热加工技术在果蔬加工维持色泽方面起到了积极的作用。然而目前综合两种加工技术对果蔬加工产品色泽影响的讨论和对比研究较少,明确各法的原理、使用条件、工艺参数及优缺点对于加工高质量的果蔬产品具有重要意义。因此该研究概述了各色素的结构特征以及理化特性,归纳和比较了热加工与非热加工技术的关键技术点和对果蔬色泽稳定性的影响,讨论了影响果蔬色泽的关键因素,最后对果蔬在加工过程中的应对的挑战提出了有关建议,以期为热加工与非热加工技术对果蔬的护色应用提供指导。

铸态30CrMnSiNi2A钢的热变形行为与热加工图

目的研究铸态30CrMnSiNi2A钢的热变形行为,并建立热加工图评估出合适的热变形参数。方法在变形温度900~1200℃和应变速率0.01~10 s^(−1)条件下开展热压缩实验,分别构建应变0.2、0.4、0.6、0.8下的热加工图,结合扫描电镜对变形后的微观组织进行分析。结果30CrMnSiNi2A钢在压缩过程中真应力的变化是加工硬化和动态软化协同作用的结果;在低应变速率时(0.01、0.1 s^(−1)),流动曲线在应力值达到峰值应力(σp)后都表现出流动软化现象,而在高应变速率下流动曲线则表现出连续的加工硬化现象。结论根据变形试样的微观组织和塑性流动是否稳定,可将热加工图分为3个区:流动失稳区、不完全动态再结晶区、完全动态再结晶区,在完全动态再结晶区内的晶粒细小均匀,所以将变形温度1100~1180℃、应变速率0.01~0.5 s^(−1)确定为适合于30CrMnSiNi2A钢的加工窗口。

热加工铝5A06材料化学氧化膜的色差控制技术

设计并加工了铝5A06的热处理、氩弧焊以及电子束焊工艺样件。分别对3种样件进行了SEM形貌分析、能谱分析,分析结果表明3种处理方法均在样件表面生成了氧化膜,氩弧焊、电子束焊样件在热影响区、焊缝区形成了第二相。首先采用30%的盐酸去除热处理、氩弧焊以及电子束焊样件表面的氧化膜,然后按照1∶3的比例采用HF酸和HNO_(3)的混合酸对3种样件进行酸侵蚀,最后对其进行化学氧化处理,结果表明3种样件表面的化学氧化膜色泽基本一致。

含氮H13热作模具钢的热变形行为及热加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机,对含氮的H13热作模具钢开展了不同温度以及单道次的单向压缩试验,研究了其在应变速率为0.01~10 s^(-1)、变形温度为900~1250℃条件下的热变形行为,并根据高温应力-应变曲线,运用双曲正弦函数理论建立了该钢的本构模型,并根据动态材料模型确定了其在不同应变下的热加工图。结果表明:高温热压缩变形状态下,含氮H13热作模具钢的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的降低而减小,当变形温度高于1100℃,应变速率小于0.1 s^(-1)时,含氮H13热作模具钢的流变应力曲线表现为动态再结晶特征;含氮H13热作模具钢的热变形激活能为610.23 kJ/mol,适合的热加工工艺范围为1100~1250℃,应变速率0.8~10 s^(-1)。

700℃以上服役涡轮盘用难变形镍基高温合金热加工研究进展

航空发动机推重比的不断提高对涡轮盘材料的高温服役性能提出了更严苛的要求。服役温度超过700℃的涡轮盘用镍基变形高温合金的合金化程度和γ′相含量极高,使其变形抗力大幅提高、热塑性明显下降、热加工窗口变窄,在热变形过程中很容易发生开裂和组织失稳,给其涡轮盘的制备带来了极大的困难。介绍了这类难变形镍基高温合金的热加工工艺流程、摩擦和绝热温升修正及本构模型和热加工图的构建方法,综述了典型难变形镍基高温合金Rene65、U720Li、ЭК151、ЭЛ975、TMW的热变形行为研究进展。展望了这类变形高温合金的研究方向,为其热加工工艺优化提供一定的参考。

典型石油热加工技术发展现状及展望

石油热加工技术是在热量作用下使石油及其产物发生热裂化和缩合反应生成不同产品,涉及石油炼制与化工生产的绝大多数加工过程,属于“热化学反应工程”分支之一。随着第三次能源转型持续推进,石油炼制行业正面临“油转化”的重大生产结构调整,促使以热化学反应为核心的石油热加工技术不断发展,包括以重油轻质化为主要目标的减黏裂化、延迟焦化、重油流化热裂化技术以及以低碳烯烃为主要目标的蒸汽裂解技术。为了更为高效地将石油转化为低碳烯烃,将热化学反应进一步与催化反应耦合,发展出含催化热载体的轻油催化热裂解和重油催化热裂解两类热化学-催化耦合热加工技术。本文对上述六种典型石油热加工技术的演变历程、技术特点、发展现状与前景进行了纵向梳理,并从不同维度对其进行横向对比分析。对比发现,热加工中热载体循环再生能够有效解决工艺过程焦炭处理问题,且能与催化反应相耦合,使得重油流化热裂化、轻油催化热裂解和重油催化热裂解等热加工技术在原料适应性、产物灵活性、环保性方面具有突出优势。此外,将电气化技术进一步与蒸汽裂解及以外的其他热加工技术相结合,可有效提升石油热加工领域未来的整体环保性和节能性。

Nb-10Zr合金的热变形行为、组织特征及热加工图

Nb-10Zr合金可作为特种薄膜功能材料应用于太阳能行业。深入理解Nb-10Zr合金的热变形行为是实现该应用的前提,然而国内目前围绕该合金热加工过程的材料加工性能相关研究十分匮乏。建立热材料加工图可实现描述指定条件下的材料可加工性,明确合金的变形窗口,指导材料加工工艺的制定和优化。选用均匀化处理后的电铸熔炼铸锭Nb-10Zr合金,采用热模拟试验机开展了热模拟压缩试验,并基于动态材料模型,通过对应变速率敏感系数m、功率耗散系数η和失稳系数ξ的数据分析,建立了材料不同温度和应变速率条件下的流变稳态区和非稳态区的热加工图。同时,通过微观组织观察,分析和验证了加工图的准确性。研究结果表明,Nb-10Zr合金铸锭在1300℃下经24 h均匀化处理后,未出现Zr元素偏聚所形成的缺陷,也未见裂纹、气孔、疏松和夹渣等其他类型的缺陷。铸态组织中存在粗大晶粒和细小晶粒,晶粒尺寸分别为500—800μm和20—30μm。在应变为0.4和0.6条件下,Nb-10Zr合金存在2个合理的热加工窗口,即变形温度1060—1100℃和应变速率0.01—0.04 s^(-1),以及变形温度1080—1100℃和应变速率0.3—1 s^(-1)。在不同变形条件下,变形后的Nb-10Zr合金均获得了细小的动态再结晶组织。在温度1100℃和应变速率0.01 s^(-1)下,合金晶粒尺寸为80—100μm;而在温度1100℃及应变速率1 s^(-1)下,合金晶粒尺寸为40—60μm。此外,通过不同工艺制备参数下合金组织形貌的观察,证明了所确定加工窗口的合理性。本研究为Nb-10Zr生产过程中的工艺选择和工艺参数的优化提供了理论指导。

基于代谢组学的绿茶热加工过程中化学成分变化规律解析

为探究高火功绿茶品质的形成机理,基于超高效液相色谱-四极杆轨道阱质谱代谢组学方法对绿茶加工过程样进行分析,重点关注杀青、干燥和焙火等热加工过程中化学成分差异及变化规律。在绿茶不同热加工过程样中共鉴定出125种化合物,包括10种黄烷醇类、14种二聚儿茶素类、19种黄酮醇-O-糖苷类、5种黄酮-C-糖苷类、8种N-乙基-2-吡咯烷酮取代的儿茶素(N-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ols,EPSF)类、16种氨基酸类、13种酚酸类、4种有机酸类、11种生物碱类、13种脂类、4种香气糖苷类和8种其他类化合物。偏最小二乘判别分析和热图分析结果表明,绿茶热加工过程中内含成分变化明显,筛选出114种具有显著差异的化合物(P<0.05)。在杀青、干燥、焙火等过程中,大部分儿茶素、二聚儿茶素类化合物含量下降,EPSF类、黄酮-C-糖苷类和脂类化合物含量明显上升;香气糖苷类化合物(苯乙醇樱草糖苷、芳樟醇樱草糖苷和芳樟醇氧化物樱草糖苷等)含量在杀青过程中增加了439%~2497%;N-1-脱氧-D-果糖酰茶氨酸含量在干燥过程中增加了820%~1290%;黄酮醇-O-糖苷类化合物(杨梅素-3-半乳糖苷、山柰酚-3-半乳糖苷、山柰酚-3-阿拉伯糖苷、杨梅素-3-葡萄糖苷和山柰酚-3-葡萄糖苷等)含量在焙火过程中明显下降。本研究可为后续进一步提升绿茶品质提供理论参考。

热加工食品中晚期糖基化终产物及其检测技术研究进展

晚期糖基化终产物(advanced glycation end products,AGEs)是食品在热加工过程中生成的副产物,其对人类健康的潜在危害尤其体现在代谢性疾病的风险上,如糖尿病和心血管疾病。因此,AGEs在食品科学和健康领域引发了广泛关注。AGEs主要源于碳水化合物、蛋白质和脂类之间复杂的化学反应,尤其是通过美拉德反应生成,这一反应在高温下尤其活跃。食品热加工中,油炸、烘焙和烧烤等高温处理方式会显著促进AGEs的生成,从而提高食品的AGEs含量。本文综述了AGEs形成的化学机制,并分析了影响AGEs生成的关键因素,包括加热温度、时间、食品成分以及不同加工工艺。为了更好地检测和评估AGEs的存在及含量,本文总结了当前的分析检测方法,这些方法涵盖样品前处理技术和色谱法、免疫学方法、质谱法等,探讨了食品加工过程中减少AGEs生成的可能策略,例如优化热处理温度和时间、添加抗AGEs添加剂以及选择更为温和的加热工艺等,旨在为食品加工行业提供科学的指导。

Zr-2.5Nb合金高温流变行为及热加工图研究

在应变速率0.01~10 s^(-1),变形温度750~880℃(中高(α+β)相区)的条件下,对Zr-2.5Nb合金进行了热变形行为研究,以掌握高温流变行为及热加工稳定性,为Zr-2.5Nb合金锻造和挤压提供依据。

热加工过程中M50轴承钢一次碳化物的形成与演化

针对M50轴承套圈生产过程中的真空感应熔炼、真空自耗重熔、锻造、轧制、辗环五个环节,利用OM、SEM、EDS及X射线三维成像技术分析了一次碳化物在整个生产流程中的演化。结果表明:真空感应熔炼后粗大的一次碳化物M2C和MC沿晶间呈网状析出,真空自耗重熔可减少一次碳化物的析出,自耗锭边缘处析出的一次碳化物尺寸较小,体积分数最少,为2.614%。锻造过程中网状一次碳化物被部分破碎,轧制和辗环可进一步破碎一次碳化物并使其沿加工流线分布,但并不能完全改变一次碳化物分布不均匀的情况。热变形在破碎细化碳化物的同时也会在一次碳化物内部及周围形成孔洞。

Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金的热变形行为及热加工图

通过熔炼铸造制备了Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金,经均匀化处理(525℃×6 h)后,随后在变形温度为360~480℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)条件下对其进行了热压缩实验,确定了合金发生动态再结晶时峰值应变和临界应变的关系,计算了合金的热变形激活能,构建并分析了合金的热变形本构方程和热加工图。结果表明:在热变形过程中合金有明显动态再结晶行为,其发生动态再结晶的峰值应变几乎都是临界应变的2.21倍,且合金的流变应力随着应变速率的升高和变形温度的降低而升高;采用热变形本构方程计算的合金热变形激活能Q为240.039 kJ/mol;合金的最佳加工区间为变形温度为420~480℃、应变速率为0.01~0.049 s^(-1),该区间内的能量耗散率η>30%且不发生失稳。

鼠尾草酸对热加工菜籽油品质特性的影响

本研究以菜籽油为原料,通过添加不同浓度的(0、200、400、700 mg/kg)鼠尾草酸和200 mg/kg特丁基对苯二酚对比分析,系统研究菜籽油热加工过程中(180℃,0、8、16、24、32 h)的色度、酸价、过氧化值、生育酚、黏度、脂肪酸组成与极性组分等的变化规律,以揭示鼠尾草酸对热加工菜籽油品质特性的影响规律。结果显示,鼠尾草酸添加量为700 mg/kg时表现出最优作用:延缓了菜籽油色度的劣变和抑制了油脂黏度的增大;热加工32 h后,酸价增幅最小,由0.280±0.030 mg/g升至0.757±0.020 mg/g,过氧化值较其余添加量低,为0.138 g/100 g;在热加工过程中α-生育酚损耗率与γ-生育酚损耗率均最低,分别为95.51%±0.96%与83.37%±0.39%;在热加工32 h时的极性组分含量为26.62%±0.03%,使菜籽油的热加工寿命得到延长。鼠尾草酸在热加工菜籽油中的使用可更好地实现对风险因子的控制,减少油脂浪费。

GH4698合金热加工图及微观组织演化

针对GH4698合金进行了热变形行为研究,分析了其在变形温度为960~1160℃、应变速率为0.001~10 s^(-1)下的微观组织演化规律和热加工性能。绘制了GH4698合金的动态再结晶(DRX)图来分析微观组织演化机制。此外,构建了DRX晶粒的平均晶粒尺寸图,分析了DRX对微观组织的影响,构建了3D失稳图和3D功率耗散图来评估热加工性能,获得了最优的热加工区间。结合DRX程度以及DRX晶粒平均尺寸进一步优化了热加工区间,优化后的变形温度为1017~1065℃、应变速率0.001~0.005 s^(-1),以及热变形温度为1087~1160℃、应变速率0.017~0.115 s^(-1)。同时,利用电子背散射衍射技术表征了材料的微观结构。结果表明:材料的组织对应变速率较为敏感,DRX体积分数与应变速率成反比。不连续动态再结晶(DDRX)是GH4698合金的主要变形机制。具体为:低应变速率下主要是DDRX,中应变速率下主要是连续动态再结晶(CDRX),高应变速率下是CDRX+DDRX;低温时DRX的机制为CDRX+DDRX,高温时DRX的机制主要为DDRX。

不同热加工工艺下花椒主要苦味物质的鉴定

花椒作为重要的香辛料,其苦味成分的存在对食品的整体风味具有显著影响。为了深入探究花椒苦味成分的形成机制及其影响因素,本研究以苦味强度为指标,利用感官评价对花椒在水煮和油炸时的工艺条件进行单因素优化。进一步地,通过有机溶剂萃取、固相萃取和制备型高效液相色谱技术,从花椒水和花椒油中分离并富集了苦味馏分。随后,利用滋味稀释分析评估了这些苦味馏分对食品感官特性的贡献。此外,采用高效液相色谱-质谱联用技术,对花椒水和花椒油中的苦味成分进行了成分鉴定。研究结果表明,在水煮过程中,花椒用量的增加和水煮时间的延长会增强苦味,而花椒的苦味在油炸过程中会随着温度升高、时间延长和用量增加而增强。推荐花椒水和花椒油的食用、加工条件如下:花椒水推荐在100℃下煮制5 min,花椒用量控制在2 g以下,以减少苦味。而花椒油建议在105~120℃的油炸温度下炸制10~30 min,花椒用量可适量添加,以保持较低苦味。花椒水中主要的苦味物质可能是槲皮素-3-鼠李糖龙胆二糖苷、槲皮素-3,7-二-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-槐糖和荷叶碱,而花椒油中主要的苦味物质是羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素。本研究为花椒的加工利用、品质调控以及除苦抑苦等提供数据参考和理论依据。

基于修正流变应力的6013铝合金本构方程和热加工图

基于6013铝合金热压缩原始真应力-应变曲线,在摩擦、温度双修正基础上建立应变修正后的Arrhenius本构方程,并对模型进行误差分析。根据动态材料模型理论和Prasad失稳判据,建立6013铝合金变形温度为530~575℃、应变速率为0.001~0.1 s^(-1)条件下的热加工图。研究结果表明:经过摩擦和温度双修正后的应变修正Arrhenius本构方程预测精度更高,流变应力预测值和实验值之间的相关系数为0.997,平均绝对误差为0.3 MPa,平均相对误差仅为3.06%。在整个变形过程中没有失稳现象,功率耗散效率η在0.3以上,主要的软化机制为动态再结晶。随着功率耗散效率η从0.32增加到0.36,晶粒的形貌由扁平状转变为等轴状,晶粒平均等效圆尺寸逐渐减小。考虑细化合金的晶粒,变形温度为560~575℃、应变速率为0.03~0.1 s^(-1)是较合适的工艺参数。

热加工方式对雪花梨汤品质的影响

比较两种热加工方式制备的雪花梨汤营养品质和挥发性物质的差异。以雪花梨为材料,采用炖制和烤制两种方式制备雪花梨汤,分析其感官品质、理化特性、抗氧化能力和挥发性物质成分。结果表明,烤制梨汤得率为67.24%,感官评分、固酸比和羟自由基清除率较高,褐变度和浊度较小;炖制梨汤得率为74.41%,色泽鲜亮,L^(*)值和a^(*)值较高;两种梨汤的可溶性糖组分、总酚、总黄酮含量和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率无显著性差异。电子鼻检测结果显示,两种梨汤的气味能完全分离;电子舌检测结果显示,酸味、苦味、涩味、咸味和甜味对滋味的区分起主要作用;两种梨汤中共检测到挥发性成分52种,包括酯类8种、醛类11种、醇类9种、烷烃类19种、酮类2种、其他类物质2种及α-法尼烯,其中烤制梨汤挥发性物质种类较多(43种),总含量较高(38.00μg/mL)。两种热加工方式制备梨汤的感官品质、理化特性、功能性及活性成分均有一定差异,且风味特征和挥发性成分明显不同。

铸态Cu-1.16Ni-0.36Cr合金热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500型热模拟试验机,研究了Cu-1.16Ni-0.36Cr合金在变形量为50%、变形温度为750~950℃、变形速率为0.01~10 s^(-1)下的热压缩变形行为,建立该合金热变形的本构方程和热加工图。结果表明:Cu-1.16Ni-0.36Cr合金在700~900℃的变形温度下以动态回复为主,在950℃下发生完全的动态再结晶。通过真应力应变曲线得到了该合金热变形的本构方程和热加工图。根据应变对流变应力的影响对本构方程进行修正,通过修正后的回归方程对流变应力进行模拟,模拟结果与实验结果吻合。热加工图表明,该合金适宜的热变形工艺参数为900~950℃和0.1~1 s^(-1),其中950℃和1 s^(-1)变形条件下组织状态最佳,为晶粒细小均匀的等轴晶。

AlMg_(4.5)MnZr合金热变形行为及热加工图研究

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行了热模拟压缩试验,对AlMg_(4.5)MnZr合金在变形温度300~500℃、应变速率0.01~10 s^(-1)、变形量60%条件下进行了高温流变行为和组织演化分析,建立了AlMg_(4.5)MnZr合金的热变形本构方程和热加工图,并采用电子背散射衍射技术对热加工后AlMg_(4.5)MnZr合金的微观组织进行了验证分析。结果表明,该合金具有正的应变速率敏感性,在一定范围内,变形温度越高、应变速率越小,合金的动态再结晶特征越明显;运用建立的Arrhenius本构方程对该合金不同变形条件下的流变应力值进行了预测,预测值与实验测试值吻合较好;AlMg_(4.5)MnZr合金的热加工图中仅存在1个失稳区,可加工区间较大,其中最佳加工区域参数为:变形温度440~500℃,应变速率0.01~0.1 s^(-1)。

EB态TA10钛合金高温变形行为及热加工图

以电子束冷床(EB)炉单次熔铸的TA10钛合金扁锭为研究对象,利用Gleeble−3800热模拟试验机开展高且宽应变速率范围(0.01~30 s^(−1))下的等温压缩试验,研究该合金在800~1000℃下变形60%时的高温力学行为及铸态组织演变特征,建立基于峰值应力的高温塑性本构方程,绘制考虑应变的热加工图,深入讨论能量耗散效率因子与宏观、微观组织、力学响应间的关联关系。结果表明:随着变形温度升高或应变速率降低,TA10钛合金流变应力减小;变形温度高于或低于相变点时,峰值应力与变形温度均呈线性相关。Arrhenius方程能较好地预测该合金变形抗力与工艺参数间的变化规律。该合金不适合单道次大变形,较为适合变形量中等且较慢应变速率下的成形方式,可尝试开展高速率多次小变形的方式成形。该合金在两相区慢应变速率下热变形时的流变软化机制为动态球化或塑性流动局部化,而高应变速率下应力塌陷现象的主要原因为宏观失稳,且其在单相区的软化机制以动态回复为主。