基于FLUENT的动态高压微射流内部孔道流场的数值模拟

 以动态高压微射流振荡反应腔内部孔道流场为研究对象,建立了反应腔内部孔道的几何模型和网格模型,选择SIMPLEC算法和RNG k-ε模型,运用FLUENT软件对流场进行数值模拟,以揭示流场内各位置上的静压和速度分布。计算结果表明：高速射流撞击增加了流场内的撞击作用力,流速的急剧增加使速度梯度迅速加大,剪切应力极大增强,保证了微射流均质机极佳的作用效果;由于反应腔内部孔道流场的静压与速度变化相反,静压的急剧变化使空穴效应及压力释放效应极大增强,空穴作用力得以强化,对微射流均质机反应腔内的材料产生“腐蚀”作用。设计反应腔内部孔道时,在保证撞击区速度的前提下,应适当减小进料速度和分流管进口拐角角度,并选用较短的出料管。     

动态高压微射流对玉米直链淀粉结构的影响

以玉米直链淀粉为研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射及红外光谱研究了动态高压微射流(DHPM)不同压力处理(80～200MPa)对直链淀粉结构的影响。结果表明,扫描电镜显示玉米直链淀粉经DHPM处理后,其表面形貌发生改变,颗粒结构被破坏,有团聚现象;原子力图像显示处理后的淀粉分子相互交联缔合,排列成紧密的网状结构;X射线衍射和红外光谱分析得出处理后的直链淀粉晶型未改变,结晶度随压力增大而减小,这为DHPM对淀粉改性提供了理论基础。     

发酵与动态高压微射流对豆渣膳食纤维理化特性的影响

采用乳酸菌发酵结合动态高压微射流(Dynamic High Pressure Microfluidization,DHPM)技术,对豆渣进行改性,探讨其对膳食纤维组成、水化性质、持油力、胆汁酸结合能力及阳离子交换能力的影响。结果表明:乳酸菌发酵和DHPM均可有效提高豆渣中可溶性膳食纤维的含量,并降低不可溶性膳食纤维的含量,使可溶性与不可溶性膳食纤维含量的比值最大达到1∶2.6;乳酸菌发酵和DHPM能明显改善膳食纤维的水化性质和持油力,但对阳离子交换能力的影响不显著;乳酸菌发酵使豆渣膳食纤维结合胆汁酸的能力下降,而DHPM则使之升高。乳酸菌发酵和DHPM可以作为提高膳食纤维生理功能的有效途径。     

动态高压微射流改性可溶性大豆多糖对大米淀粉理化性质的影响

为考察改性可溶性大豆多糖(MSSPS)对大米淀粉(RS)理化性质的影响,采用动态高压微射流技术,分别在80、120、170MPa的改性压力下,对可溶性大豆多糖(SSPS)进行了改性,得到了MSSPS。向多组RS中分别添加不同质量分数(5.0%,7.5%,10.0%和20.0%)的MSSPS和SSPS,研究其理化性质。结果表明:与SSPS组相比,MSSPS组RS的膨胀力、溶解度和透明度均有所提高;多糖改性压力对RS溶解度和透明度的影响尤为明显,当压力达到120MPa后,溶解度显著提高(P0.05),改性压力为170MPa、质量分数为5.0%的MSSPS组,RS透明度可达6.1%,提高近33%;析水率和凝胶硬度则随着添加量和改性压力的增大而显著下降(P0.05),表明MSSPS能显著提高RS的冻融稳定性,及改善储藏过程中RS的硬化等质构品质。用扫描电镜观察添加MSSPS前、后,4℃下老化7d的RS冻干样品,显示其结构变化为:中空腔壁变薄,空腔变大,类似蜂窝状的结构增多,故从微观结构上证明了MSSPS能降低RS析水率,提高冻融稳定性。研究结果表明:MSSPS对RS理化性质有显著影响,可通过提高冻融稳定性、透明度等,改善淀粉的外观、可接受度和质构品质。     

中红外仿生复合微纳结构减反射表面研究

利用原子层沉积技术共形生长的特点,同时利用自组装掩模刻蚀技术,在单晶硅基底上制备了具有低深宽比和满占空比特点的Al₂O₃-Si复合微纳结构表面。光谱反射率测试结果表明,在底端满占空比、微结构深宽比接近1:1的情况下,入射角在8°时复合微纳结构表面在3～5μm谱段的平均反射率小于3.5%。纳米压痕测试结果表明,Al₂O₃-Si复合微纳结构表面的弹性恢复率较单一硅基底结构增加10.14%,证明沉积氧化铝薄膜具有提升抗反射微纳结构力学性能的作用。     

低压段DHPM作用对木瓜蛋白酶结构影响的荧光光谱分析

以荧光光谱为检测手段研究了低压段(60～100 MPa)动态高压微射流作用(DHPM)对木瓜蛋白酶(Papain)分子结构的影响。结果显示,在60～100 MPa下经DHPM处理后,Papain,Tyr残基和Trp残基荧光强度均有不同程度降低,且随着处理压力的增加,Papain,Tyr残基和Trp残基的荧光强度逐渐增大,Papain,Trp残基荧光发射峰的位置分别从未处理时的334和277.5 nm逐渐红移至100 MPa处理后的335和278.5 nm;在0～4 ℃放置24 h后,Papain,Tyr残基和Trp残基的荧光光谱均基本保持了0 h时的变化趋势。表明低压DHPM处理后,Papain中Trp残基逐渐暴露出来,并形成了较为稳定的新分子构象。     

动态高压微射流技术对木瓜蛋白酶活性的影响(英文)

研究了动态高压微射流技术对木瓜蛋白酶活性的影响,并以荧光光谱为检测手段对木瓜蛋白酶的分子构象进行表征。结果显示,动态高压微射流处理(120~180 MPa)后,木瓜蛋白酶酶活降低。经180 MPa处理1次,木瓜蛋白酶相对酶活降至90.04%。随着处理压力的增加,木瓜蛋白酶分子、酪氨酸残基、色氨酸残基的荧光发射峰位置分别从对照组的334、285、277.5 nm红移至140 MPa处理组的335.5、285.5、278.5 nm,然后回移至180 MPa处理组的334、285、278 nm。在0~4℃放置24 h后,酶活进一步降低,木瓜蛋白酶和酪氨酸残基的荧光强度出现波动(降低、上升然后再降低),表明动态高压微射流处理(120~180 MPa)改变木瓜蛋白酶分子构象的效果较为明显,形成的新构象稳定性低。     

高压对溶液中聚左旋乳酸单晶生长的影响

采用高压技术实现了500 MPa下聚左旋乳酸(PLLA)在稀薄二甲苯溶液中的单晶生长,采用透射电子显微镜、拉曼光谱和红外光谱对样品的结晶形态和结构进行了表征,考察了高压对聚左旋乳酸单晶生长行为的影响。结果表明,在相同的结晶温度和时间下,高压结晶PLLA的单晶仍为α-型晶体,但单晶尺寸明显大于常压样品;高压环境下PLLA分子链在晶核两端的生长扩散速率不同,容易形成非对称的菱晶形态;高压影响PLLA晶体中分子链的构象分布;在单晶生长期,高压诱导有利于PLLA晶体成核,但不利于单晶生长。     

热电材料PbTe1-xSex的高压制备及电学性能研究

 利用高温高压技术,制备了热电材料PbTe和PbSe的固溶体合金PbTe_1-xSe_x,在室温下对其结构及电学性质进行了研究。X射线衍射（XRD）测试结果表明：PbTe_1-xSe_x具有NaCl结构;晶格常数随着Se含量（x）的增加而减小;PbTe_1-xSe_x的电阻率和Seebeck系数的绝对值随x的增大而减小;功率因子随x的增大先增大而后减小,当x=0.1时功率因子最高,达到21.7 μW/(cm·K²),比相同条件下制备的PbTe高20%。     

西瓜汁的超高压杀菌效果研究

 研究了西瓜汁常温超高压处理后的微生物存活量与杀菌压力、脉动施压之间的关系,并用VITEK 32型细菌鉴定仪对耐压菌种进行了鉴别。实验杀菌压力范围在100~500 MPa之间、保压时间为10 min、以“加压—保压（10 min）—卸压－停顿（5 min）”为一个脉动施压循环,对西瓜汁样品进行多次循环高压处理。结果表明：在30 ℃、处理压力达到或超过400 MPa时,西瓜汁中微生物含量达到国家食品卫生标准要求;随着脉动施压次数的增加,微生物存活量减少;西瓜汁中残存耐压菌以革兰氏阳性菌为主,达70%,此外还残存有少量革兰氏阴性菌和霉菌。     

高压下制备的累托石/酚醛树脂复合材料微结构和热性能研究

 采用物理方法在高压下制备了酚醛树脂（PF）/累托石（REC）纳米复合材料,用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）及热分析（DSC/TGA）等方法,研究了复合材料的物相、显微结构以及热学性能。结果表明,不通过层间高分子聚合反应,不预先对累托石进行有机化处理,在高压下,由聚合物分子插入粘土层间,可以形成剥离型树脂/粘土纳米复合材料,并且其热学性能发生了较大的改变。