食品速冻方法与模拟技术研究进展

随着食品行业的快速发展,食品速冻因可提供较高的食品品质而备受关注。本文介绍了冻结的原理,对比了快速冻结和慢速冻结对食品品质影响的差异,并阐述了食品速冻的传统方法及压力辅助、电磁辅助等新兴的速冻方式的优点和局限性,从提高食品品质和节能的角度而言,这些新兴的辅助速冻方式应用前景广阔。为了优化速冻过程并指导实验研究,总结了食品冻结过程数值模拟方法及其研究进展。

食品液氮速冻技术研究进展

液氮速冻技术能使食品快速穿过冰晶区实现食品的玻璃化或部分玻璃化,提高速冻食品的品质,在食品冷链中广泛应用。本文概括了食品液氮速冻技术的基本原理和经典传热模型,对比了液氮浸渍冻结、冷气循环冻结和喷淋冻结等速冻方式的特点,总结了速冻食品品质评价的研究进展和液氮速冻技术在食品加工中的应用范围,并展望了液氮速冻技术未来的研究方向。

基于遗传算法的双压氢液化流程性能优化研究

由于液氢具有储氢密度高等显著优势,因此氢液化技术是实现氢大规模化应用的关键技术之一。构建了双压Claude循环的氢膨胀制冷氢液化循环流程,调用Refprop软件物性库确保物性数据的准确性,利用遗传算法以总比功耗为优化目标,开展了氢液化流程热力参数设计与优化。优化后流程氢液化率达到6.5 t/d,液氢产品仲氢含量95%,总比功耗为10.53 kW·h/kg,流程(火用)效率为35.72%。给出了低温各部件(除却压缩机和水冷器部分)的(火用)损失分布和各部件(火用)损失占比;可为大型工业级氢液化装置研制提供参考。

CMOS图像传感器单粒子效应及加固技术研究进展

互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)在空间应用时会受到单个粒子辐照影响,这通常会导致CIS采集图像出现异常,严重时会导致器件功能失效。本文从不同粒子的角度:重离子、质子、电子和中子,从CIS容易发生的单粒子效应类型:单粒子瞬态(Single Event Transient,SET)、单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)、单粒子闩锁(Single Event Latchup,SEL)、单粒子功能中断(Single Event Functional Interrupt,SEFI)等方面综述了CIS单粒子效应研究进展。简要介绍了CIS单粒子效应加固技术研究进展。分析总结了目前CIS单粒子效应及加固技术中亟待解决的问题,为今后深入开展相关研究提供理论参考。

空间高温区自由活塞斯特林发电机工作特性试验研究

测试了不同冷端温度下,外负载、运行压力和加热功率对高温区自由活塞斯特林发电机的热端温度、电电效率、输出功率、频率的影响。研究结果表明,在同一冷端温度时,加热功率的增加使发电机的电电效率、输出功率、热端温度上升,而外负载、运行压力的增加则起相反作用;发电机的频率与外负载呈负相关变化,与运行压力、加热功率呈正相关变化。提升冷端温度使发电机的输出功率、电电效率和频率下降,热端温度上升。在三种不同冷端温度下,外负载、加热功率和运行压力对发电机输出特性的影响规律不变。经过测试,发电机在运行温区为495~1058 K时,最大输出功率103.681 W,电电效率20.5%。

间隙密封高频往复运动活塞偏移特性研究

在间隙密封下的高频往复运动活塞组成的热力机械中,活塞平衡位置发生偏移的现象称为活塞偏移现象,这一现象普遍存在。对于线性压缩机和自由活塞斯特林发电机,活塞偏移将导致板簧容易断裂、输出效率下降甚至发生撞缸等严重后果。为研究间隙密封活塞偏移的内部机制以及其影响因素,建立间隙流场的流动泄漏模型,并通过数值模拟验证模型准确性。以百瓦级自由活塞斯特林发电机活塞的密封结构为研究对象,建立热力学和动力学耦合模型,分析间隙和外力对活塞偏移的影响规律。研究表明:一个周期内通过间隙的净泄漏量大于0是导致间隙密封活塞发生偏移的根本原因;在一定条件下,间隙和外力越大,活塞偏移越明显。

空间脉冲管制冷机自适应主动减振控制技术

采用自适应主动减振控制器驱动制冷机压缩机,通过自适应窄带滤波控制算法使脉冲管制冷机50 Hz微振动力由0.21 N减为0.05 N,100 Hz微振动力由0.26 N减为0.04 N,150 Hz微振动力由0.9 N减为0.04 N,200 Hz微振动力由0.97 N减为0.02 N,250 Hz微振动力由0.69 N减为0.0 6 N。测试结果表明自适应主动减振控制对压缩机轴向前五阶具有明显的减振效果。

聚丁二酸丁二醇酯在堆肥条件下的生物降解性能研究

根据ISO 14855的检测方法,研究了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)在堆肥条件下的生物降解性能,结果 表明PBS具有良好的生物降解性,且其形态对其降解速率有显著的影响,降解速率:PBS粉末>PBS片>PBS 颗粒。对堆肥中的微生物进行分离鉴定,在所选堆肥中主要分离出四种菌株:杂色曲霉菌、青霉菌、芽包杆菌 和直杆高温多孢菌,它们对PBS的降解能力各不相同,其中最有效降解PBS的菌株是杂色曲霉菌。

添加剂对气体水合物蓄冷过程影响的实验研究

对R1 41b水合物在添加不同比例的次氯酸钙或苯磺酸钠的结晶生成过程进行了实验研究 .实验表明 ,适当比例的添加剂使水合物生成过冷度明显减小 ,3 / 1 0 0 0 0的苯磺酸钠可以使过冷度减小 0 .78℃ ;水合物生成速度显著提高 ,8/1 0 0 0 0的次氯酸钙可以使水合物平均生成速度增加 0 .2 g/s.蓄冷装置实现了稳定高效的蓄冷密度和蓄冷效率 ,加入 3 / 1 0 0 0 0的苯磺酸钠时 ,蓄冷量为 4 .74MJ,蓄冷密度为 2 0 6.0 7MJ/m3,满足了实际蓄冷空调工程应用的要求 .

聚(苯乙烯-alt-马来酸酐)-b-聚苯乙烯亲水/亲油嵌段共聚物在溶液中的聚集行为研究

采用RAFT方法合成了由马来酸酐/苯乙烯和苯乙烯组成的交替序列两嵌段共聚物P(MAnaltSt)bPSt。将其中的马来酸酐用PEO进行水解,得到了支化的亲水亲油两嵌段共聚物。通过HNMR和IR对共聚物的结构组成进行表征。以二甲基氨基黄酮化合物为荧光探针,测定了形成共聚物胶束的临界浓度(CMC)。用TEM和SEM观察不同酸碱条件下所得纳米材料形貌,并对其形成机制进行了讨论。

三种碳基电极材料的电化学性质对比研究(英文)

对硼掺杂纳米金刚石(BDND),硼掺杂微米金刚石(BDMD)和玻碳(GC)电极的电化学性质做了对比研究.利用扫描电子显微镜表征了BDMD和BDND电极,其表面粒子大小分别为1-5μm和20-100nm.利用Raman光谱对两种金刚石薄膜的成分进行了表征,结果表明利用热丝化学气相沉积法得到了高质量的BDND和BDMD薄膜.采用0.5mol·L-1H2SO4溶液测定了三种电极的电化学窗口,BDND和BDMD电极的电化学窗口分别为3.3和3.0V,远比GC电极(2.5V)的要宽.[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-溶液的循环伏安和交流阻抗测定表明,在BDND、BDMD和GC电极上的峰间距(△Ep)分别为73、92和112mV,且其电子传递电阻(Ret)分别为(98±5)、(260±19)和(400±25)Ω.我们也研究了0.1mmol·L-1双酚A在三种电极上的电化学氧化行为.上述的电化学测定结果表明,两种金刚石电极均比GC电极表现出了更宽的电化学窗口、更好的电化学可逆性质、更快的电子传递速度和更高的电化学稳定性,更为重要的是与BDMD相比BDND的电化学性质有进一步的提高.

新型深紫外非线性光学晶体RbBe_2BO_3F_2的研究

采用固相合成法制备了纯相RbBe2BO3F2(RBBF)粉末,并采用高温助熔剂自发成核生长出大块高质量RBBF单晶。利用X光单晶衍射法确定RBBF的空间群是R32;晶胞参数a=b=0.44341(9)nm,c=1.9758(5)nm,Z=3。其紫外截止边是160nm,双折射率约为0.075。

新型非线性光学晶体设计及预测研究进展

非线性光学晶体材料作为激光技术及光电子技术核心材料之一,在激光存储、激光通信、激光制导、激光惯性约束核聚变等领域具有重要的应用。随着计算机技术快速发展,材料设计和预测日益成为“自上而下”靶向性新材料研发的一种辅助手段。本文介绍了我们团队近年来在无机非线性光学晶体材料中,关于倍频效应和双折射率的分析方法、材料设计以及结构预测等方面的研究进展。

助熔剂法生长RbBe_2BO_3F_2晶体及热性能研究

本文采用自发成核助熔剂法生长深紫外非线性光学晶体RbBe2BO3F2(RBBF)。研究了不同助熔剂体系的黏度对自发成核的影响,采用Rb2O-NaF-B2O3体系获得了厚度超过2.5 mm的大块透明RbBe2BO3F2晶体。研究了晶体的热学性能,包括熔点、比热、热膨胀系数和热导率,并与KBBF同族晶体进行了比较。在30～300℃温度范围内,RBBF晶体比热是0.70～0.95 J/g·K,大于CBBF晶体。测得RBBF晶体沿c轴的热膨胀系数是z=47.16×10-6K-1,在298 K时沿c轴的热导率是3.04 W/m·K。

低电压驱动的微室型彩色电子纸显示研究

为研究电泳式微杯型电子纸的显示原理,通过掩膜光刻法构造微室结构与图形电极,高分子分散剂将复配的二氧化钛与染料分散,并以光固化法实现微结构的封装。材料易得、工艺简便,所得到的电泳显示器件具有优良的性质:低电压彩色显示(2~10 V,响应时间500μs,红、绿、蓝、白多色显示)。

类KBe_2BO_3F_2结构硼酸盐深紫外非线性光学材料的研究进展

利用非线性光学(NLO)晶体材料和变频技术,可以把波长范围有限的激光光源扩展到紫外、深紫外区,这已成为深紫外光源的热点研究方向.然而,目前限制深紫外全固态激光器发展和应用的关键问题是缺乏能够在该波段进行频率转换并且产业化应用的NLO晶体材料.因此,该领域的各国科学家都在积极探索并发展新一代的深紫外NLO晶体材料.目前仅有KBe_2BO_3F_2 (KBBF)晶体能够实现Nd:YAG的直接六倍频深紫外激光(波长为177.3 nm)输出.然而, KBBF晶体存在严重的层状生长习性,并且其原料氧化铍有剧毒,从而极大地制约了其商业化生产和应用进程.根据阴离子基团理论,以BO_3基团为基本结构单元形成的类[Be_2BO_3F]层状结构特征仍然是目前最有利于产生深紫外谐波的适宜结构之一,因此,基于KBBF层状结构进行分子工程设计,并开发类KBBF结构的硼酸盐可能是探索新材料的优选策略.本文通过回顾类KBBF结构硼酸盐深紫外NLO晶体的发展历程,系统梳理该类晶体材料层状结构特点、不同层间连接方式和光学性能,分析限制深紫外NLO晶体发展的主要因素,讨论目前发展类KBBF结构硼酸盐深紫外NLO晶体材料的主要矛盾和解决策略,以期对未来新材料的创新探索提供借鉴.

复方刺山柑胶囊的质量标准研究

目的建立复方刺山柑胶囊的质量控制标准。方法采用TLC法对制剂中川西獐牙菜、大黄、黄芪、木香、诃子进行定性鉴别;采用HPLC法对制剂中大黄素、大黄酚进行定量测定。结果薄层色谱主斑点清晰、特征明显、专属性强;大黄素线性范围为0.768～3.840μg/mL(r=0.9996,n=5),平均回收率为100.00%(RSD=1.18%);大黄酚线性范围为2.04～16.32μg/mL(r=0.9993,n=5),平均回收率为100.62%(RSD=0.38%)。结论检测方法简便、可靠、重复性好,可作为复方刺山柑胶囊的质量标准控制方法。

热声系统中回热器特征阻抗与传播常数的研究

针对本实验室一台声驱动热声系统 ,采用传递函数法研究声驱动系统中回热器的特征阻抗和传播常数。通过调节谐振管长度 ,改变回热器表面的阻抗 ,从理论上分析了回热器网络传输方程中的声传播常数、特征阻抗与系统网络元件中的阻抗、导纳和流的关系。并且进一步讨论有无换热器以及不同的加热功率对回热器网络参数的影响。结论有利于进一步量化回热器的网络参数。

基于SOI结构的辐照传感器的辐照响应特性研究

绝缘体上硅埋氧层(Silicon-On-Insulator Buried Oxide,SOI BOX)P型金属氧化物半导体场效应晶体管(Positive channel Metal Oxide Semiconductor,PMOS)是用于新型高灵敏度辐射探测仪的一种关键器件。通过试验研究了SOI BOX PMOS的辐照响应特性,包括辐照偏置对SOI BOX PMOS的辐射响应灵敏度的影响、不同辐射剂量率环境下的SOI BOX PMOS的灵敏度响应差异、辐照后的SOI BOX PMOS的退火特性及其对辐射响应敏感度影响,以及SOI BOX PMOS沟道宽长比与其灵敏度的关系等,并对试验结果进行了必要的理论分析。实验结果表明:正偏置辐照的器件对电荷的收集响应灵敏度明显高于零偏置辐照的器件;阈值电压的辐照变化几乎不受退火效应影响;相比于宽沟道器件,窄沟道器件的阈值电压漂移更为明显。实验研究为新型辐射剂量探测仪的研制打下了基础。

水滴在超疏水植物叶片上的沉积方法和机理研究进展

自然界中有很多超疏水植物叶片,水滴撞击在这些表面时极易产生溅射和反弹,造成农用化学品喷雾施药时药物的大量损失,利用率低下,从而重复喷洒施药.农用化学品过度使用将造成食品安全、农药残留、水资源浪费及环境生态污染等问题.因此,增加水滴在超疏水植物叶片表面的沉积效率对提高农药利用率尤为重要.本文从分析水滴在超疏水表面的撞击动力学特征开始,结合添加助剂后液滴的物理化学性质,系统阐述了水滴在超疏水植物叶片上的沉积方法和机理,并提出筛选助剂和研究机理不仅要考虑助剂性质还要结合基底结构、撞击动力学特征等因素,而且还要考虑单水滴尺寸大小、基底运动和弹性及环境因素等对沉积的影响.本文对农药喷洒及生物医学、机械工程、涂料喷涂和油墨打印等领域均有指导意义和应用价值.