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真空干燥重组运动发酵单胞菌发酵剂的研制

酿酒科技 2024年第1期 17-23页

作者：张飞飞姜学权胡俊毅汪浩勇湖北工业大学生物工程与食品学院湖北武汉430068

利用重组运动发酵单胞菌制备乙醇发酵剂,研究保护剂、菌泥与保护剂比例、复合保护剂以及真空干燥条件等因素对菌体存活率的影响。实验结果表明,单一乳糖对重组运动发酵单胞菌的保护效果最佳,菌泥与乳糖的最佳配比为1∶1,菌体存活率为83.... 详细信息

利用重组运动发酵单胞菌制备乙醇发酵剂,研究保护剂、菌泥与保护剂比例、复合保护剂以及真空干燥条件等因素对菌体存活率的影响。实验结果表明,单一乳糖对重组运动发酵单胞菌的保护效果最佳,菌泥与乳糖的最佳配比为1∶1,菌体存活率为83.24%。分别以乳糖质量的10%、15%、20%添加全蛋粉、蔗糖、海藻糖以及山梨醇组成复合保护剂,得到乳糖与蔗糖复合保护剂的菌体存活率达到最高为92%。通过对干燥过程中复合保护剂与菌泥比例、温度、真空度优化后得到菌体的存活率进一步提高至95.96%。实验结果表明,复合保护剂对重组运动发酵单胞菌在真空干燥条件下具有很好的保护作用。

关键词：重组运动发酵单胞菌乙醇发酵剂复合保护剂真空干燥

乏燃料干法贮存工艺中真空干燥速率的优化研究

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山西电力 2024年第4期 60-63页

作者：李正阳中核环保产业有限公司江苏连云港222002

随着核电产业迅速发展,乏燃料管理问题已经成为制约核电发展的关键问题之一。乏燃料贮存方法包括湿法贮存和干法贮存,我国目前引进了NUHOMS系统来进行干法贮存工作。乏燃料干法贮存是现将乏燃料装进密封贮存容器中,经过一系列排水、真... 详细信息

随着核电产业迅速发展,乏燃料管理问题已经成为制约核电发展的关键问题之一。乏燃料贮存方法包括湿法贮存和干法贮存,我国目前引进了NUHOMS系统来进行干法贮存工作。乏燃料干法贮存是现将乏燃料装进密封贮存容器中,经过一系列排水、真空干燥、氦气回填、焊接等操作将乏燃料密封在贮存容器中,最后通过转运容器将其推入到水平贮存模块中的一种工艺。介绍了NUHOMS乏燃料干法贮存工艺中的真空干燥过程,着重分析了真空干燥过程中存在的问题,如吹扫效果差、管线布置不合理、硼结晶堵塞管线等,并提出了相应的优化建议和措施。

关键词：乏燃料干法贮存真空干燥 NUHOMS系统

中药浸膏真空干燥过程中表面结壳行为的成因、影响因素与研究策略

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中草药 2022年第2期53卷 619-626页

作者：唐欣李远辉谢好万娜伍振峰王学成杨明江西中医药大学现代中药制剂教育部重点实验室江西南昌330004 创新药物与高效节能降耗制药设备国家重点实验室江西南昌330004

真空干燥是中药浸膏的主要干燥方式之一,但效率低下、干膏质量不佳,已成为中药制药行业的痛点、难点问题。表面结壳是引起该问题的重要原因,但相关研究尚属空白,实践中面对该问题束手无策。首先阐述了表面结壳的成因、探讨了表面结壳行... 详细信息

真空干燥是中药浸膏的主要干燥方式之一,但效率低下、干膏质量不佳,已成为中药制药行业的痛点、难点问题。表面结壳是引起该问题的重要原因,但相关研究尚属空白,实践中面对该问题束手无策。首先阐述了表面结壳的成因、探讨了表面结壳行为影响因素;然后分析了利用质构仪技术建立其表征方法体系的可行性;再基于中药浸膏干燥特性以及多种干燥技术,分析中药浸膏真空干燥过程中表面结壳行为是表面无结壳、表面壳层固化与表面壳层增厚3阶段演变过程;最后根据多种其他干燥技术原理与特点,针对各阶段进行精准调控,推迟表面结壳、延缓壳层固化、优化壳层结构,将有助于提高中药浸膏真空干燥效率,保证干膏质量。

关键词：中药浸膏真空干燥表面结壳演变规律调控机制

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真空干燥条件对稻米食味品质的影响

农业机械学报 2009年第2期40卷 115-118页

作者：徐泽敏吴文福尹丽妍长春大学生物科技学院长春130022 吉林大学生物与农业工程学院长春130025

通过食味仪测量糙米理化指标数据,借鉴精米模型,利用系数重估法得出糙米主要成分含量与食味值的关系式。采用二次正交旋转组合设计方案,在控制干燥时间直至稻谷含水率达15%左右的基础上,建立了糙米食味值的数学模型。研究表明,干燥温度... 详细信息

通过食味仪测量糙米理化指标数据,借鉴精米模型,利用系数重估法得出糙米主要成分含量与食味值的关系式。采用二次正交旋转组合设计方案,在控制干燥时间直至稻谷含水率达15%左右的基础上,建立了糙米食味值的数学模型。研究表明,干燥温度、初始含水率和真空度是影响稻米真空干燥食味品质的3个重要因素,对食味值的影响从大到小依次顺序为干燥温度、初始含水率、真空度,且前二者与食味值呈负相关,后者与之呈正相关。

关键词：稻谷真空干燥食味品质影响因素

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真空干燥过程中物料质量在线测量设备设计与试验

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农业机械学报 2018年第9期49卷 326-337页

作者：薛令阳王书茂高振江于贤龙林海魏青中国农业大学工学院北京100083 辽宁工程技术大学电气与控制学院葫芦岛125105

针对真空脉动干燥过程中物料质量在线获取易受到机械振动、温度变化和气流短时冲击等多重干扰,导致测量困难、测量精度不高的问题,提出了将固定料架和测量料架分离的测量方案,并选用高精度的测量器件,在经过信号滤波、温度修正和气流干... 详细信息

针对真空脉动干燥过程中物料质量在线获取易受到机械振动、温度变化和气流短时冲击等多重干扰,导致测量困难、测量精度不高的问题,提出了将固定料架和测量料架分离的测量方案,并选用高精度的测量器件,在经过信号滤波、温度修正和气流干扰排除等多种修正手段后,实现了温度变化范围20~45℃、无明显外部剧烈振动、冲击时间小于1 min的正常进抽气条件下总量程1 500 g、去掉料盘后有效量程1 000 g、最大引用误差0.1%的物料质量在线测量。静态测试结果显示,满量程最大引用误差0.06%,物料干燥测试结果显示,干燥终点最大引用误差0.1%,能够清楚反映整个干燥过程中的质量变化情况和干燥速率变化情况,可为研究农产品干燥过程中物料状态变化规律和实现自动干燥工艺调控提供技术支持。

关键词：真空干燥质量在线测量设备设计

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不同真空干燥温度对美味牛肝菌品质的影响

食品科技 2023年第3期48卷 35-44页

作者：李为兰资璐熙徐柠檬黄子芬李晨月郭磊西南林业大学生命科学学院云南昆明650224

为探究不同真空干燥温度对美味牛肝菌品质的影响,以不同温度条件(50、60、70、80、90℃)下干燥的美味牛肝菌为研究对象,采用顶空固相微萃取-气质联用技术分析挥发性风味物质的差异,对主要化学成分及色泽的变化进行检测分析,最后采用主... 详细信息

为探究不同真空干燥温度对美味牛肝菌品质的影响,以不同温度条件(50、60、70、80、90℃)下干燥的美味牛肝菌为研究对象,采用顶空固相微萃取-气质联用技术分析挥发性风味物质的差异,对主要化学成分及色泽的变化进行检测分析,最后采用主成分分析对各项指标进行综合评价。结果表明:不同温度下干燥的美味牛肝菌中挥发性物质存在显著差异,含氮化合物是干制后美味牛肝菌中相对含量较高的挥发性成分,在各温度条件下的相对含量均达到15%以上;多酚、黄酮、三萜、蛋白质在70℃的温度条件下提取率最高,分别为2.05%、3.69%、0.18%、10.84%,多糖在60℃时提取率最高,为8.9%,Vc在50℃时含量最高,为1.38 mg/100 g;50℃的温度条件下美味牛肝菌L*值(明度指数)、b*值(黄蓝指数)均较高,外观品质较好;各指标的主成分分析结果表明,温度为60℃时综合评价最好。综合考虑美味牛肝菌的品质特征及加工工艺成本,确定60℃为最佳真空干燥温度。研究结果为美味牛肝菌干燥技术及资源开发利用提供一定的理论基础。

关键词：美味牛肝菌真空干燥顶空固相微萃取-气质联用挥发性风味物质主成分分析

基于响应面法结合AHP-熵权法及指纹图谱的黄芪纳滤浓缩浸膏真空干燥工艺研究

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时珍国医国药 2023年第6期34卷 1375-1379页

作者：癿蕾何红杰冯晓莉刘晓霞魏舒畅冉鑫万玲娟李金田甘肃中医药大学甘肃兰州730000 甘肃省中药制药工艺工程研究中心甘肃兰州730000

目的采用响应面法结合AHP-熵权法及指纹图谱优选黄芪纳滤浓缩浸膏真空干燥工艺。方法以黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、毛蕊异黄酮、芒柄花苷、黄芪多糖、乙醇浸出物的综合评分为响应值,以干燥温度、真空度、物料厚度为自变量,采用Box-B... 详细信息

目的采用响应面法结合AHP-熵权法及指纹图谱优选黄芪纳滤浓缩浸膏真空干燥工艺。方法以黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、毛蕊异黄酮、芒柄花苷、黄芪多糖、乙醇浸出物的综合评分为响应值,以干燥温度、真空度、物料厚度为自变量,采用Box-Behnken响应面试验设计优化黄芪纳滤浓缩浸膏真空干燥工艺,并比较纳滤浓缩液干燥前后的化学指纹图谱相似度。结果黄芪纳滤浓缩浸膏的真空干燥最佳干燥工艺为干燥温度68℃,真空度0.075Mpa,物料厚度6mm。结论优选的黄芪纳滤浓缩浸膏真空干燥工艺稳定、可行。

关键词：黄芪纳滤浓缩浸膏真空干燥指纹图谱 AHP-熵权法

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污泥真空干燥特性及污染物释放规律研究

污泥真空干燥特性及污染物释放规律研究

作者：祝麒翔东南大学

学位级别：硕士

污泥是污水处理厂在处理污水过程中产生的一种副产物,经机械脱水后含水率仍处于较高水平,难以储存和运输,需要对污泥进行干燥进一步去除水分。污泥热干燥设备耗能高、设备费用昂贵及过程产生的干燥尾气及干燥冷凝水含有污染物需要处理... 详细信息

污泥是污水处理厂在处理污水过程中产生的一种副产物,经机械脱水后含水率仍处于较高水平,难以储存和运输,需要对污泥进行干燥进一步去除水分。污泥热干燥设备耗能高、设备费用昂贵及过程产生的干燥尾气及干燥冷凝水含有污染物需要处理且具有产生二次污染的风险,降低了污泥循环利用的效果和经济性。真空干燥技术发展成熟,可利用废热在低温下蒸发水分,并可收集尾气进行集中处理。但国内外对于污泥真空干燥的研究寥寥无几,本文开展污泥真空干燥特性及污染物释放规律的研究,对于利用低品位热源、污染物释放少的污泥干燥技术的研发具有一定的工程指导意义。本文设计并搭建了实验室规模的污泥真空导热干燥实验装置,开展污泥静态真空导热干燥实验,结果表明:污泥静态真空导热干燥全为降速干燥过程,一次降速和二次降速阶段的临界含水率约为0.6-1.0g/g处;污泥厚度越薄,热壁温度越高,污泥平均干燥速率越大;不同污泥厚度条件下真空度对污泥平均干燥速率的影响不同,污泥厚度小于6.8mm时,平均干燥速率在真空度为-0.08Mpa时最低,在-0.09Mpa达到峰值;污泥厚度大于10.2mm时,真空度越高,平均干燥速率越慢;污泥厚度为6.8mm、10.2mm和13.6mm时干燥速率最快的真空度分别为-0.09Mpa、-0.07Mpa及-0.06Mpa;Page模型是最适合用来预测污泥静态真空干燥过程,平均相对误差为4.52%;通过Page模型拟合计算得到的有效水分扩散系数在6.31×10-2.30×10m/s间。利用工业相机及远红外温度检测仪对污泥干燥过程表面形态及表面温度变化进行记录,使用可视化的方法对污泥真空干燥机理进行研究,结果表明:污泥厚度是影响污泥静态真空导热干燥速率的主要因素,真空抽吸引起的表面收缩快速结壳、主裂纹率低是真空抑制水分扩散的主要原因;污泥厚度较薄时（污泥厚度小于6.8mm）,真空度从-0.06Mpa升至-0.08Mpa时,真空抽吸作用下污泥表面收缩形成的致密结壳层越厚,阻碍了内部水分的扩散,主裂纹率下降16.0%,平均干燥速率均值减少了29.3%,到真空度至-0.08Mpa后结壳厚度到达加热热壁,热流的强烈作用使得污泥底部表面开裂,表面硬壳在热壁处形成了较大裂缝,内部水分通过裂缝向外扩散,平均干燥速率提高了33.47%;污泥厚度较大时（污泥厚度大于10.2mm）,真空度到达-0.09Mpa时,真空抽吸作用下污泥表面收缩形成的致密结壳层仍小于污泥厚度,没有形成污泥底部表面开裂现象,真空度的提高对干燥的抑制效果越大;为提高污泥真空干燥速率,在实际工程中,可通过设置刮板尽量减少加热面上污泥的厚度,刮板与加热面间距离应小于10.2mm。通过3因素4水平的正交实验对污泥真空干燥过程中污染物释放特性进行了研究,干燥时长是导致干燥冷凝水化学需氧量和氨氮浓度上升的主要因素,热壁温度达到140℃时氨氮浓度显著提高。化学需氧量释放最少的工况为污泥厚度3.4mm、热壁温度80℃、真空度-0.06Mpa,氨氮释放最少的工况为污泥厚度3.4mm、热壁温度80℃、真空度-0.08至-0.09Mpa;污泥厚度是干燥尾气恶臭浓度高的主要因素,污泥厚度越小,释放的恶臭气体量越大,恶臭释放最少的工况为污泥厚度13.6mm、热壁温度120℃、真空度-0.07或-0.08Mpa;真空度-0.06Mpa时干燥尾气内氨气峰值较低,真空度升至-0.07至-0.09Mpa时达到300 mg·m左右,远超过短时间接触容许浓度30 mg/m3;硫化氢的释放量处于较低水平,浓度峰值仅为1.62 mg/m。基于真空耙式干燥机对污泥进行真空干燥中试实验,研究了物料填充率、热壁温度及干燥机转速对污泥干燥特性、能耗及污染物释放的影响,实验结果表明:干燥速率与物料填充率、热壁温度及干燥机转速成正比,污泥量（污泥厚度、物料填充率）及热壁温度对干燥速率的影响规律与实验室结果一致;干燥至10%及50%含水率时,单位质量水的干燥能耗分别为0.31、0.17元/千克,干燥速率越快时,能耗越低;冷凝水中总磷、氨氮、固体悬浮物、氯离子浓度和电导率均达到国家一级排放标准,COD浓度约400-500mg/L,基于干燥速率及污染物释放得到的最佳工艺条件为物料填充率70%、热壁温度145℃和干燥机转速12rpm。本研究成果对于污泥真空圆盘式干燥机的开发应用具有一定的参考价值。

关键词：市政污泥真空干燥干燥特性干燥机理污染物释放

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厨余垃圾真空干燥特性研究

厨余垃圾真空干燥特性研究

作者：段彤云南大学

学位级别：硕士

通常来说,如何及时有效地去除厨余垃圾中含量较高的有机质及水分,是避免其发酵产生垃圾渗滤液、恶臭气味和微生物对环境造成二次污染,提高垃圾处理效率的关键,也是“双碳”倡议下垃圾分类行业亟需解决的难题。然而,当前大多数国家仍采... 详细信息

通常来说,如何及时有效地去除厨余垃圾中含量较高的有机质及水分,是避免其发酵产生垃圾渗滤液、恶臭气味和微生物对环境造成二次污染,提高垃圾处理效率的关键,也是“双碳”倡议下垃圾分类行业亟需解决的难题。然而,当前大多数国家仍采用直接焚烧法进行厨余垃圾处理,但在不添加任何辅助剂的条件下,厨余垃圾较低的热值使其难以单独燃烧。相关研究表明,对厨余垃圾进行干燥脱水预处理能够有效降低其含水率并消灭部分微生物,减轻后续处理工艺的负荷,改善燃烧工况,大幅提高厨余垃圾的处理效率。目前,有关厨余垃圾干燥处理的研究多集中在热风干燥、微波干燥等方面,有关真空干燥的研究成果相对较少。基于此,本文选择萝卜和西瓜皮作为厨余垃圾典型单组分,并添加猪肉、牛肉等配制厨余垃圾混合组分作为试验材料,首先对垃圾组分在不同真空度下的干燥特性开展系列试验研究,其次借助薄层干燥模型对试验结果进行理论拟合,最后对其干燥过程进行动力学分析,主要研究内容及结论如下:(1)采用真空干燥箱开展多组干燥试验,研究温度、真空度、铺设厚度及混合比例等因素对垃圾典型单组分和混合组分干燥特性的影响。试验结果表明:提高干燥温度、真空度,并减少垃圾组分铺设厚度,可有效缩短垃圾组分干燥时长,提升最大干燥速率。其中温度对垃圾组分含水率的影响主要出现在高温区,影响幅度随温度上升而下降,垃圾组分混合比例对干燥特性无明显影响。在所有试验工况下混合组分及典型单组分干燥结束后的干基低位热值均高于我国大部分垃圾焚烧的燃烧最低热值限度,说明在不添加辅助燃烧剂的情况下垃圾组分可达到单独燃烧的标准。(2)基于六种常见薄层干燥模型(Lewis模型、Modified PageⅠ模型、Modified PageⅡ模型、Henderson and Pabis模型、Two term模型、Quatratic equation模型)对厨余垃圾典型单组分及混合组分在不同真空度下的干燥试验结果进行拟合,发现在任一试验工况下无论是混合组分还是典型单组分,Modified PageⅡ模型对干燥试验结果的拟合效果较好,可用来较为准确地描述垃圾组分干燥过程。(3)对厨余垃圾典型单组分及混合组分的干燥过程进行动力学分析,运用Fick扩散模型计算得到在真空度为0 MPa和0.04 MPa的条件下,干燥温度从90℃上升至140℃时干燥物料有效水分扩散系数的变化范围在4.3546×10m/s～2.1637×10m/s之间。根据Arrhenius方程建立干燥温度与有效水分扩散系数的线性关系,得到厨余垃圾混合组分及典型单组分在0 MPa和0.04 MPa条件下,干燥温度从90℃上升至140℃时干燥活化能的变化范围在20.58 k J/mol～40.26k J/mol之间。综上可知,采用真空干燥的方式进行厨余垃圾干燥处理能够有效降低干燥活化能,减少干燥过程所需能耗,且经真空干燥的厨余垃圾能够达到独立燃烧的标准。因此,在厨余垃圾焚烧前对其进行真空干燥处理能有效改善其燃烧工况,提高厨余垃圾处理效率。

关键词：厨余垃圾真空干燥干燥特性模型拟合动力学