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过程参数实时监测的浓香型白酒固态发酵反应器研制及发酵机理研究

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过程参数实时监测的浓香型白酒固态发酵反应器研制及发酵机理研究

作者：潘浩东江苏大学

学位级别：硕士

白酒是我国主要的酒类品种之一,其中浓香型白酒占据白酒市场的50%以上。传统浓香型白酒通过固态发酵工艺在泥窖中封闭发酵60天左右,再经固态蒸馏等环节生产。在整个白酒生产工艺中,固态发酵阶段机理最复杂,且最难实现机械化、智能化、... 详细信息

白酒是我国主要的酒类品种之一,其中浓香型白酒占据白酒市场的50%以上。传统浓香型白酒通过固态发酵工艺在泥窖中封闭发酵60天左右,再经固态蒸馏等环节生产。在整个白酒生产工艺中,固态发酵阶段机理最复杂,且最难实现机械化、智能化、数字化的升级。固态发酵反应器的出现为解决现阶段问题提供重要方向。因此设计一款接近传统生产工艺的发酵反应器,既满足科研需要又满足生产需求,对整个白酒行业的发展有重要的推动作用。本文以设计发酵参数实时监测的浓香型白酒固态发酵反应器和探索浓香型白酒固态发酵机理为目的展开研究,主要研究内容及结论如下:(1)设计了一款浓香型白酒固态发酵反应器,该反应器主体采用食用级不锈钢材料。反应器可以利用自然升温达到正常发酵温度,通过自主设计的横向套筒取样器可以对酒醅进行实时取样,反应器底部设有黄水排水管道,壁上设有氧化还原电位检测管道与温度检测系统,顶盖设有氧气循环检测系统,可以对反应器内部发酵酒醅的环境参数进行多维度实时监测。经实验验证,反应器检测系统可以实现酒醅相关指标的实时监测,反应器生产的基酒与传统窖池基酒风味较为吻合。(2)跟踪浓香型白酒传统发酵窖池,利用垂直取样器对不同发酵时间节点(发酵第0、5、10、15、25、35、45、60天)的酒醅进行取样,检测并总结了酒醅样品的理化、微生物群落和挥发性物质的时空演变规律,并分析了理化指标与优势微生物菌属、关键挥发性物质与优势微生物菌属及酒醅微生物相互之间的相关性。结果发现,○1水分含量、酸度、酒精度基本呈现上升趋势,p H有先上升后下降再缓慢上升的趋势,淀粉、还原糖基本呈现下降趋势,上下层酒醅理化指标存在数值上的差异,但变化趋势相似;○2上层酒醅共检测出40种酯类、13种酸类、24种醇类、15种醛酮类、3种酚类和17种其它类挥发性物质,下层酒醅共检测出38种酯类、13种酸类、23种醇类、14种醛酮类、3种酚类和19种其它类挥发性物质。酯类在发酵后期逐渐积累并成为酒醅挥发性物质中的主要成分;○3细菌属中的乳杆菌属和真菌属中的双足囊菌属随着发酵进行逐渐在酒醅微生物中占主导地位,酒醅中的微生物丰度和多样性随着发酵时间基本呈下降趋势;○4水分含量、酒精度、p H、还原糖、淀粉含量在很大程度上影响着微生物的活动。细菌属的醋杆菌属、芽孢杆菌属、乳杆菌属和真菌属的双足囊菌属、青霉属、假丝酵母属、曲霉属与挥发性物质的联系密切,对整个固态发酵阶段风味物质的形成与积累有重要的作用。酒醅发酵微生物之间大都是正相关关系,推测是窖池微生物在长期驯化后的结果。(3)跟踪固态发酵反应器中物料发酵过程,研究反应器中酒醅的指标变化及指标间的相关性。结果显示:○1反应器中酒醅的水分含量及酒精度与传统窖池对比差异较大,淀粉含量、还原糖、酸度和p H与传统窖池对比略有差异,但整体上变化趋势和变化范围较为一致;○2反应器中检测出的挥发性物质种类相对较少,其中上层酒醅共检测出32种酯类、15种酸类、14种醇类、14种醛酮类、4种酚类和13种其它类挥发性物质,下层酒醅共检测出36种酯类、16种酸类、18种醇类、10种醛酮类、6种酚类和11种其它类挥发性物质,同样在发酵后期,酯类含量逐渐积累并成为酒醅挥发性物质中含量最大的类别;○3优势细菌属和真菌属与传统窖池中的种类相差不大,但具体占比有所差异。同样在发酵后期,细菌属的乳杆菌属和真菌属的双足囊菌属成为占比最大的菌属。微生物种群丰度和多样性同传统窖池一样,随发酵进行逐渐降低;○4反应器中酒醅温度和氧化还原电位同样对微生物菌属有重要影响。反应器中的乳杆菌属、不动杆菌属、芽孢杆菌属、双足囊菌属和根霉属等对酒醅发酵风味的形成有密切联系,酒醅微生物之间大多也是正向交互关系,证明浓香型白酒的固态发酵是复杂的混菌协同发酵过程。值得关注的是反应器中的微生物互作关系没有传统窖池中的复杂,推测可能与窖泥质量及反应器的使用年限有关系。

关键词：浓香型白酒固态发酵反应器风味检测微生物多样性相关性分析

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基于深度特征融合的通用目标检测算法研究

基于深度特征融合的通用目标检测算法研究

作者：潘浩东东华大学

学位级别：硕士

通用目标检测一直是计算机视觉和数字图像处理中最为基础和最具挑战性的问题之一,在自动驾驶、人脸识别、图像检索和工业检测等领域都具有广泛的应用前景。传统的通用目标检测算法主要依赖于人工设计的算子提取特征。然而这种特征的泛... 详细信息

通用目标检测一直是计算机视觉和数字图像处理中最为基础和最具挑战性的问题之一,在自动驾驶、人脸识别、图像检索和工业检测等领域都具有广泛的应用前景。传统的通用目标检测算法主要依赖于人工设计的算子提取特征。然而这种特征的泛化性和鲁棒性较弱制约了传统的通用目标检测算法的进一步发展。近年来随着大数据和计算机硬件的发展,深度学习凭借其强大的特征提取能力在通用目标检测领域取得了巨大的成功。本文以通用目标的检测为研究对象,分析了现有通用目标检测算法的不足之处,提出了一种基于深度特征融合的通用目标检测算法,在满足实时检测要求的同时取得了很高的检测精度。本文的主要研究内容可以分为以下几个方面:(1)SSD算法研究与分析。详细研究了基于深度学习的通用目标检测算法SSD(single shot multibox detector),指出SSD算法在检测多尺度目标时效果并不理想,对小目标容易出现漏检和误检。通过分析SSD的框架结构,发现这种现象的原因是浅层的特征图缺乏用于目标分类的语义信息,而深层的特征图缺乏用于目标定位的边界信息。(2)多尺度目标问题分析。通过分析数据集的组成,指出多尺度目标检测的难点在于目标实例之间的尺度变化大和小目标实例的比例较高。同时分析了现存的图像金字塔和特征金字塔方法的优缺点。(3)自适应密集特征金字塔网络算法(ADFPNet)设计。该算法是在SSD的基础上引入一种新提出的ADFP模块得到的。ADFP模块由两部分组成:密集多尺度和感受野子模块(DMSRB)和自适应特征校准子模块(AFCB)。具体来说,DMSRB子模块通过具有不同扩张率的扩张卷积以密集的方式提取丰富的语义信息;AFCB子模块通过校准密集的特征来保留贡献较大的特征并且抑制贡献较少的特征。(4)搭建实验环境并进行实验。通过比较各种深度学习框架,说明了选择PyTorch实现所提出算法的原因。描述了实验环境,并从组成和评价标准等方面分析了三个广泛使用的数据集Pascal VOC 2007,VOC 2012和MS COCO。在三个数据集上进行大量的实验,详细描述了训练超参数并对实验结果进行了定性和定量的分析。与其他算法相比,该算法在三个数据集上都取得了良好的检测性能。(5)消融性实验与分析。通过消融性实验验证所提出的ADFP模块、ADFP模块、AFCB子模块和更多先验框的有效性。此外,通过对比实验也证明了ADFPNet保持了较快的检测速度。

关键词：目标检测深度学习卷积神经网络特征融合 SSD

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高货架库房中货架与库房的整体设计

工业建筑 2003年第9期33卷 87-88页

作者：张益华赵佩修潘浩东河南科技大学建工学院洛阳471000 机械部第四设计研究院洛阳471000

在传统设计中 ,高货架库房与货架是两个相互独立的体系 ,浪费材料且结构整体性差。通过库房与货架的整体设计 ,节省了库房柱及其基础 ,充分利用了新材料 ,大大节省了费用。

关键词：高货架库房基础设计轻钢结构

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妈妈的歌谣

音乐创作 2013年第3期 44-45页

作者：薛晓燕潘浩东

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一体化包覆药柱缠绕应力的数值计算

固体火箭技术 2021年第4期44卷 498-505页

作者：潘浩东王瑞舒慧明尹艳华北京理工大学北京100081 西安近代化学研究所西安710065

固体火箭推进剂应用广泛,基于一体化包覆纤维缠绕工艺,对药柱缠绕过程进行数值模拟应力计算。利用ABAQUS建立有限元模型进行数值计算,对药柱各节点应力进行分析。基于实际工况列出预紧力、药柱位移速度、药柱旋转速度、纤维带宽四个工... 详细信息

固体火箭推进剂应用广泛,基于一体化包覆纤维缠绕工艺,对药柱缠绕过程进行数值模拟应力计算。利用ABAQUS建立有限元模型进行数值计算,对药柱各节点应力进行分析。基于实际工况列出预紧力、药柱位移速度、药柱旋转速度、纤维带宽四个工艺参数,对缠绕过程进行动态仿真模拟,同时通过静态模拟多层缠绕工况。计算结果表明,单圈缠绕结束后药柱主体应力在0.060~0.120 MPa内,最大应力为0.202 MPa;预紧力和纤维带宽对于缠绕应力的影响较大,预紧力越大,应力越大,而纤维带宽越宽,应力越小,药柱移速和转速对缠绕应力影响较小;多层缠绕时药柱应力大小会随着缠绕层数的增加而上升,上升速度越来越慢,16层时最大应力可达0.338 MPa,研究结果及数据对于带药纤维缠绕工艺具有支撑借鉴意义。

关键词：推进剂药柱带药纤维缠绕一体化包覆工艺应力

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改性双基推进剂剪切压延过程的数值模拟

固体火箭技术 2020年第4期43卷 497-505页

作者：英飞薛晓俊潘浩东尹艳华北京理工大学化学与化工学院北京102488

剪切压延机在改性双基推进剂加工过程中的应用,解决了传统工艺生产间断,生产效率低,产品成品率低以及产品质量差的弊端,可以实现自动化、连续化生产,并且大大提高了混合效率和塑化性能。将计算流体动力学方法(CFD)方法引入到对改性双基... 详细信息

剪切压延机在改性双基推进剂加工过程中的应用,解决了传统工艺生产间断,生产效率低,产品成品率低以及产品质量差的弊端,可以实现自动化、连续化生产,并且大大提高了混合效率和塑化性能。将计算流体动力学方法(CFD)方法引入到对改性双基推进剂剪切压延过程的研究中,使用Pro/Engineer软件建立剪切压延机的几何模型,使用HyperMesh软件对几何模型进行有限元网格划分,使用POLYFLOW软件建立该过程的数值模型并进行模拟计算,分析该过程的速度、压力、剪切速率、粘性生热、温度、混合指数等参数的分布规律,为实际设备和工艺的选择优化提供参考。根据数值模拟计算结果分析:改性双基推进剂药料在剪切压延机的辊隙区域受到两个辊筒旋转产生的较大的剪切挤压作用,该区域的压力、剪切速率、粘性热、混合指数明显高于其他区域;药料的最大混合指数可达0.88左右;药料的速度分布和剪切速率分布的均匀性较好,有利于提高产品成型质量,忽略进出口效应后,平均速度在0.376 m/s附近波动,最大剪切速率在25~30 s-1范围内波动;药料在一定温度和压力下完成塑化过程,剪切压延过程中温度和压力的变化较平稳,没有出现突变,工艺的安全性较高。

关键词：改性双基推进剂剪切压延 HyperMesh POLYFLOW

探究市政道路施工中沥青混凝土路面摊铺技术的应用

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第8期 70-73页

作者：潘浩东蓉源(赣州)城市投资有限公司江西赣州341000

市政道路是城市发展建设中的基础工程,要想满足城市居民的出行需要,为车辆行驶提供安全的道路环境,则应在施工阶段做好基础质量管控工作。沥青混凝土路面是一种较为常见的路面形式,路面施工中涉及到的作业环节比较多,其中摊铺作业是关... 详细信息

市政道路是城市发展建设中的基础工程,要想满足城市居民的出行需要,为车辆行驶提供安全的道路环境,则应在施工阶段做好基础质量管控工作。沥青混凝土路面是一种较为常见的路面形式,路面施工中涉及到的作业环节比较多,其中摊铺作业是关系到市政道路使用性能的重要施工内容,要了解施工期间影响路面摊铺质量的关键因素,明确施工期间容易出现的质量问题,在按照施工流程进行有序路面摊铺的同时,还应制定提高沥青混凝土路面摊铺质量的有效措施,提升市政道路沥青混凝土路面摊铺效益,为市政道路工程有效运用打下基础,延长路面的使用寿命。

关键词：市政道路沥青混凝土路面摊铺技术

市政道路预应力混凝土连续桥梁施工中的关键技术与质量控制研究

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第12期 168-171页

作者：潘浩东赣州蓉江新区蓉盛工程管理有限公司江西赣州341000

在城市化进程推进的背景之下,市政道路建设逐渐成为了城市发展的重要基石,而运力混凝土连续桥梁由于具有良好的承载力及耐久性,在市政道路发展的过程中扮演着十分重要的角色。预应力混凝土连续桥梁的施工会涉及到很多技术环节,这对于保... 详细信息

在城市化进程推进的背景之下,市政道路建设逐渐成为了城市发展的重要基石,而运力混凝土连续桥梁由于具有良好的承载力及耐久性,在市政道路发展的过程中扮演着十分重要的角色。预应力混凝土连续桥梁的施工会涉及到很多技术环节,这对于保障桥梁的安全性能尤为重要。本文主要围绕市政道路预应力混凝土连续桥梁施工中的关键技术以及质量控制展开探究,希望能够为相关从业人员提供参考。

关键词：市政道路预应力混凝土连续桥梁关键技术质量控制

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带药缠绕壳体固化对药柱结构完整性的影响

弹箭与制导学报 2021年第5期41卷 100-105页

作者：舒慧明潘浩东尹艳华西安近代化学研究所西安710065 北京理工大学化学与化工学院北京100081

基于固体推进剂一体化包覆技术工艺流程,研究带药缠绕壳体固化对药柱结构完整性的影响。提出了6种推进剂药型结构,利用有限元软件Ansys构建了数学模型和几何模型,对各药型结构在40℃恒温固化下的应力应变场进行了计算,分析了在固化过程... 详细信息

基于固体推进剂一体化包覆技术工艺流程,研究带药缠绕壳体固化对药柱结构完整性的影响。提出了6种推进剂药型结构,利用有限元软件Ansys构建了数学模型和几何模型,对各药型结构在40℃恒温固化下的应力应变场进行了计算,分析了在固化过程中药柱的热应力状态以及各药型固化应力场的区别;对其中一种药型进行了20~60℃不同温度固化计算以及常温20℃的样机实验对比。计算结果表明,药柱在固化过程中主要应力产生于复合缠绕层,主要应变产生于隔热层;药柱与封头硬接触处有较大的应力集中,最大值达到15 MPa,而封头延伸并留有一定空隙可以有效控制此应力,最大应力值可减小为4.8 MPa;花芯尺寸和药柱长短对于固化应力有较小影响,实际工艺过程中可结合成品要求微调尺寸。

关键词：固体推进剂包覆工艺药型结构树脂基复合材料热应力