摘要:目的 研发质量可控、功能明确、安全性高的食品保鲜膜。 方法 以壳聚糖为成膜基质,抗氧化活性单体芦丁 为功效物质,在 20 mg / mL 壳聚糖醋酸(2%)溶液中加入不同质量浓度(0%,0. 05%, 0. 1%, 0. 2% 和 0. 4%)芦丁, 制备复合膜,研究不同浓度的芦丁对复合膜的理化性质、机械性能和抗氧化活性的影响,通过紫外扫描、傅里叶红 外光谱、X-射线衍射、扫描电镜对复合膜进行结构表征,并采用烘箱加速氧化法测试复合膜对植物油的保鲜效果。 结果 芦丁的加入使膜色泽加深,膜的厚度、拉伸强度、含水量和水蒸气透过系数下降,断裂伸长率、不透明度和水 溶解度增加;使壳聚糖结晶形态发生变化,但对壳聚糖薄膜的平整度影响不大;能有效地清除 DPPH 和 ABTS 自由 基,并能有效延缓植物油的氧化酸败。 结论 采用芦丁和壳聚糖可以制备具有良好抗氧化活性且绿色安全的食品保 鲜膜,芦丁质量浓度为 0. 2%的 VP-3 复合膜综合质量最佳,有望开发成抗氧化活性和机械性能良好、质量可控且 绿色安全的食品保鲜膜。

摘要:目的 筛选优良乳酸菌菌株以构建泡菜发酵菌种。 方法 利用稀释涂布法和平板划线法从泡菜盐水中分离乳 酸菌,通过形态学观察法(菌落观察,革兰氏染色法)、生理生化鉴定(EasylD 乳酸菌生化鉴定试剂盒)、16S rDNA 基因测序和系统发育树的构建确定细菌种类并对其耐盐、产酸和抑菌能力测试。 结果 共分离得到 16 株疑似乳酸 菌菌株,菌落成圆形凸起状,颜色多为乳白色或白色,菌体成短杆状或球状且均为革兰氏阳性。 经过生理生化鉴定 排除了 4 株菌株,最终确定了 11 株细菌为植物乳杆菌,其中菌株 4-1、4-2、5-2、5-3 的产酸能力最优,pH 值前 12 h 下降趋势显著;随着盐度的增加,植物乳杆菌生长均受到不同程度抑制,菌株 1-1 的耐渗透压能力最强;11 株 植物乳杆菌的抑菌能力有差异,菌株 3-1、3-3、3-4、3-5、4-2 的抑菌能力显著,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑 制强度最大。 结论 从泡菜盐水中筛选得到的植物乳杆菌发酵特性优良,可进一步作为泡菜工业生产的菌种来源。

摘要:目的 根据混合动物蛋白酶解液的抗氧化性和水解度,探讨其最佳酶解工艺条件。 方法 以水解度、总抗氧化 能力、还原力和感官评分为评价指标,采用主成分分析法探讨酶的种类,加酶量、酶解时间,酶解温度和 pH 值对由 牛肉蛋白、鲫鱼蛋白和猪蹄胶原蛋白组成的混合动物蛋白酶解液的影响,再通过均匀设计试验确定最佳酶解工艺 参数。 结果 研究表明:最佳酶解条件为菠萝蛋白酶、中性蛋白酶和风味蛋白酶复配使用,各酶添加量均为 1 200 U/ g,酶 解温度 43 ℃,酶解 pH 值为 6,酶解时间 6 h,该条件下制得酶解液的水解度为 43. 12%,总抗氧化能力为 0. 079 2 mmol/ g, 还原力为 0. 441 5,感官评分为 32. 15。 结论 结合主成分分析法和均匀设计试验,从多个评价角度探讨混合蛋白的 酶解工艺,最佳工艺所制得的混合动物蛋白酶解液具有良好的抗氧化性和感官滋味;突破了以单一蛋白为底物的 传统酶解模式,对更深入地探索混合蛋白酶解规律和实践应用提供了理论条件。

摘要:目的 对商户进行食品安全监测预警是我国食品安全监管中的热点问题,实现高效的食品安全预警与监管。 方法 结合重庆地区食品安全的特点, 采用专家评价的方式得到综合评价指标,提出 AHP-BP 神经网络综合评价, 建立了具有可靠、客观的食品安全综合评价体系,在此基础上,动态挖掘食品安全特征指数,给出食品安全综合画 像,通过建立基于随机森林的重庆食品安全预警监测的模型,并对重庆市江北区等食品安全数据进行仿真验证。 结果 综合评价指标体系更加合理,预测的准确率、运行时间等相较 XGBoost 算法均有明显提升。 结论 机器学习方 法有助于建立更完备、合理的食品安全评价体系,基于随机森林的食品安全预警模型在精确率、AUC、召回率等方 面表现更优, 在商户食品安全监管中不仅精度高,还有很好的鲁棒性。

摘要:目的 “双碳”目标背景下,烟草行业积极寻求替代传统燃煤化石能源的新型烤烟供热能源,以探索一条可持 续的绿色低碳发展之路。 然而,不同供热能源对烟草烤房烘烤环节的碳排放影响仍不清晰。 方法 采用碳排放因子 法和烟气实测法两种方法,对比分析了 4 种不同能源(燃煤、生物质、天然气和电能)烤房烘烤一炕腰部烟叶的 CO2 排放量。 结果 燃煤烤房的 CO2 浓度明显大于生物质烤房和天然气烤房,天然气烤房的 CO2 浓度最低;单位产品 (干烟叶)的 CO2 排放因子从大到小依次为:燃煤烤房>生物质烤房>天然气烤房>电烤房,分别为 3. 31、1. 80、1. 34 和 0. 85;采用生物质能源替代传统燃煤可减少 CO2 排放量 45. 6%。 结论 相比于传统燃煤,生物质能烟草烤房具有 明显的碳减排效果;该成果能够促进我国烟草行业绿色低碳可持续发展,助推我国“双碳”目标按期实现。

摘要:目的 液滴聚结是脉冲电场对乳状液破乳脱水的关键一步,研究脉冲电场中液滴聚结机理、影响因素不清晰 的问题,为后续研究提供指导思路和方向。 方法 通过全面对比分析脉冲电场中乳状液破乳脱水的相关内容,归纳 总结液滴聚结机理和影响液滴聚结的因素。 结果 脉冲电场中液滴的聚结机理主要以偶极聚结、电泳聚结和介电泳 聚结为主,影响液滴聚结的主要因素为电场强度、电场频率和占空比等,且其均存在最优值,使得液滴聚结效果达 到最佳;针对不同物性乳液,在进行电破乳时可对乳状液进行预处理,以获得更佳的聚结效果,操作参数和二次液 滴的形成对液滴聚结效果的影响不可忽略。 结论 采用数值仿真、分子动力学等技术手段对液滴聚结过程进行深入 研究,探索具有普适性的脉冲电场中液滴的聚结机理;同时结合聚结机理采用新兴技术对二次液滴的形成进行深 入系统的探索和拓展。

摘要:目的 含铅废水对人体健康和环境的破坏性影响巨大,吸附是一种成熟的除铅技术,然而,吸附高效去除 Pb 2+仍面临许多挑战,如生物炭吸附剂成本高、吸附容量低等,如何选择吸附材料以及通过改性方法提高吸附效率 至关重要。 方法 通过对餐厨沼渣生物炭进行氮化碳负载改性,在不同的溶液初始 pH 值、吸附时间及 Pb 2+初始浓 度下,研究了氮掺杂沼渣生物炭对 Pb 2+的吸附效果;并结合 SEM、BET、FTIR 和 XPS 等多种表征手段分析探讨吸附 机理。 结果 结果表明:氮掺杂使沼渣生物炭产生更多的介孔或微孔,增大了总比表面积和总孔容;含氧官能团和含 氮官能团的络合作用是 Pb 2+吸附的主要机制;氮掺杂生物炭比原始沼渣生物炭的 Pb 2+吸附效果更好,说明氮掺杂 可以有效提高生物炭对 Pb 2+的吸附能力;Langmuir 吸附等温模型和准二级动力学方程更符合其吸附特性,是单分 子层吸附,化学吸附是主要吸附方式。 结论 氮掺杂是提高沼渣生物炭对铅离子吸附容量的有效方式,具有良好的 应用前景。

摘要:目的 气溶胶作为 COVID-19(Coronavirus Disease 2019)的主要载体,使用随机纤维过滤器可以有效阻隔病 毒传播。 但非织造随机纤维过滤器由于结构复杂,难以建立符合真实情况的三维模型,从而无法对其进行模拟分 析来指导过滤器的设计与生产。 方法 基于随机算法建立不同参数的纤维过滤器三维模型,对比传统规则模型,采 用多种经验计算式验证该方法的优势和有效性,分析随机纤维过滤器在特定工况下对气溶胶颗粒物的过滤性能, 使用欧拉-拉格朗日离散相模型对随机纤维过滤器的压力损失和气溶胶颗粒捕集效率进行模拟计算。 结果 仿真 试验结果表明:流体速度为 0. 04 m / s 和 0. 112 m / s 的纤维过滤器对所选气溶胶颗粒物具有较为稳定的过滤效率, 处于 84. 43% ~95. 28%之间;流场压力损失呈分层现象,在较慢的流体速度下可以获得更为良好的过滤性能。 结论 该方法所建随机排列的纤维集合体模型对比传统方法更接近真实的纤维材料,为理解和改进过滤技术提供数据与 结论,有助于设计更好的防护措施,阻碍病毒传播。

摘要:目的 为了研究化工园区火灾蔓延情况,建立一个可靠的仿真系统,模拟火势的扩散过程。 利用系统可以对 不同条件下的火灾蔓延进行模拟和预测,为化工园区火灾的防控提供科学依据和有效手段,同时,该系统也可以用 于火灾事故的应急响应和演练,提高应对火灾事故的能力和水平。 方法 利用元胞自动机、经验蔓延概率以及组合 模型进行火势蔓延仿真。 运用火势蔓延模型结合元胞自动机理论,基于实际火灾蔓延过程中的经验和数据制定状 态转移规则,综合考虑地形、风速、坡度、湿度等多种因素对火蔓延的影响。 结果 可以模拟不同条件下火势蔓延情 况,如火源位置、风向、风速、温度等因素的影响;经过多次实验得到火灾重要数据—平均燃烧速率,与实际火灾的 燃烧速率进行范围对比,具有 93%的准确性。 结论 仿真系统将模拟结果以三维的形式呈现出来,更直接清楚;实 验数据准确度高,可以更好地评估火灾事故的危害和预测火势发展趋势;可以对不同条件下的火灾蔓延进行分析, 为研究火势蔓延机理和制定火灾防控措施提供理论依据和技术支持。

摘要:目的 针对桁架式桥梁在实际载重情况下的抗震性能问题,提出了基于正交试验法的桁架式桥梁模型优化 框架,得出了桥梁快速经济合理的设计方法。 方法 基于传统桥梁模型,首先,该方法建立了简化的桁架式桥梁有限 元模型,并选取桥面宽度、桥面厚度和建造材料作为试验因素,设计了三因素三水平的正交数值模拟试验。 其次, 对有限元仿真结果的各项数据进行方差分析和回归分析,研究了各桥梁构造参数对抗震性能指标的敏感性。 最后 通过静力学和动力学分析,验证了优化后桥梁模型的准确性。 结果 在对正交试验数据进行方差分析和回归分析后 表明:桥面宽度对最大应力的影响程度最为显著,其次为桥面厚度,而材料密度的影响较为次要。 通过有限元计算 分析了在受力状态下的结构变形和桥梁结构的振动特性,验证了桥梁结构在受力和振动方面的结构可行性。 结论 正交试验法与仿真软件的结合应用能够快速而有效地了解各因素对桥梁性能的影响,同时为桁架结构抗震性能提 升提供了理论依据,有望促进桥梁高效设计和优化方法提升。

摘要:目的 光伏电池在实际应用中接收的光照可能会被遮挡,光伏阵列会在局部遮阴条件下运行,造成光伏系统 输出功率出现多峰值的情况。 针对传统最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法全局追踪能 力弱,以及难以兼顾追踪速度和精度的问题,提出了猎人猎物优化算法(Hunter-Prey Optimization,HPO)与变步长 扰动观察法(Improved Perturbation and Observation,IP&O)的结合算法。 方法 首先利用 HPO 算法,初始化种群之后 得到光伏系统的初始最大功率,并将其定义为整个算法的全局最优值;之后每次更新输出功率都要与最优值比较, 保留功率较大的作为全局最优值;当满足算法切换条件时,认为 HPO 算法已经追踪到最大功率点附近,切换到 IP&O 算法在最大功率点附近扰动,直至输出最优值;当光伏系统接收到光照发生变化时,可以通过重启条件快速 重启 HPO-IP&O 算法。 结果 为验证所提算法的可靠性,在 MATLAB / Simlink 中建立光伏系统仿真模型;在不同的 光照条件下,分别将粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)、鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA) 和所提算法对比;仿真结果表明: HPO-IP&O 算法不会陷入局部极值,同时其追踪精度也优于 WOA 算法,但是与 PSO 算法相差不大;在追踪速度上,HPO-IP&O 算法均快于 WOA 和 PSO 算法,且功率越大,HPO-IP&O 所用时间 越短。 结论 HPO-IP&O 算法解决了传统 MPPT 算法易陷入局部最优值、无法兼顾追踪速度和精度的问题,通过仿 真实验验证了所提算法在不同光照条件下的可行性和可靠性。

摘要:目的 随着光伏发电的大规模应用,工作于自然环境下的光伏阵列故障频发,为了能准确预测光伏阵列的状 态,提高光伏发电系统的运行安全性和发电效率,提出灰色关联分析与 FCM 融合的方法。 方法 首先,通过建立光 伏阵列的数学仿真模型,实现 I-V 曲线仿真数据和测量数据的灰色关联分析,进而计算出光伏阵列的健康指数,并 划分出健康、亚健康、异常和故障四种健康等级。 然后,针对亚健康或异常等级下且健康指数相近的光伏阵列,采 用模糊 C 均值聚类算法对相应的光伏阵列数据进行聚类得到聚类中心,利用聚类中心与测试数据代入高斯隶属度 函数,从而判断出该光伏阵列的状态类型。 结果 利用仿真与实验对该方法进行验证,结果表明:灰色关联分析与 FCM 融合的方法不仅减少了对光伏阵列运行数据的需求和计算难度;同时能够准确地判断出光伏阵列所处的状 态。 结论 灰色关联分析与 FCM 融合的方法,解决了灰色关联分析不能精确判断光伏阵列状态的问题,而且减少了 模糊 C 均值聚类算法对光伏阵列运行数据的需求量和对光伏阵列所处状态判断的工作量。

摘要:目的 针对光伏发电功率波动、单相全桥并网变换器二倍频功率波动,以及超级电容系统平抑光伏发电功率 波动时,其端电压大范围波动造成的越限等问题,提出一种基于超级电容的光伏并网功率波动平抑方法。 方法 首 先,通过在控制环路中串入陷波滤波器将系统二倍频功率分离,将波动功率作为超级电容响应的参考值,减少单相 全桥变换器的并网功率波动对电能质量的影响;然后,在超级电容控制环路中并入端电压瞬态恢复调节控制,实现 超级电容在动态响应后及时恢复能量,为后续功率波动平抑储备能量;其次,针对直流母线电压的高频波动,在超 级电容控制环路占空比中直接并入电压高频波动平抑控制,进一步提高直流母线电压的电能质量。 结果 通过建立 并网系统仿真模型,验证功率波动平抑方法的有效性和可靠性。 结论 试验结果表明:并网功率波动平抑控制方法 不仅实现了波动功率的合理分配,同时有效避免了超级电容端电压的越限,且提高了直流母线电压的电能质量。 关键词:光伏;超级电容;功率分配策略;陷波滤波器

摘要:目的 对锂电池荷电状态的准确估计在新能源汽车领域具有重要意义,基于此,提出一种双无迹卡尔曼滤波 算法(FOUKF-FOSUKF),即分数阶球形无迹卡尔曼滤波算法和分数阶无迹卡尔曼滤波算法联合估计电池荷电状 态的方法。 方法 先用自适应遗传算法离线辨识电池模型的参数;再用分数阶无迹卡尔曼滤波算法(FOUKF)进行 在线参数辨识,实时估计并更新锂电池分数阶模型中的各个参数;最后利用所提出的联合算法 FOUKF-FOSUKF 对 锂电池的荷电状态进行估计,在动态应力测试和 US06 两种工况下与传统整数阶球形无迹卡尔曼滤波算法(SUKF) 和分数阶球形卡尔曼滤波算法(FOSUKF)进行精度验证对比。 结果 在估计荷电状态的过程中,FOUKF-FOSUKF 的 SOC 误差和电压误差均远低于传统的 SUKF 与 FOSUKF,该算法可以有效估计电池模型中的参数,降低端电压 估计的误差,提高估计荷电状态的精度。 结论 FOUKF-FOSUKF 在估计锂电池荷电状态方面对比 SUKF 和 FOSUKF 算法具有精度更高,误差更小,适用性更强,收敛性更好的优点。

摘要:目的 由于锂离子电池的容量受温度影响较为严重,为了确保其在宽温度下安全高效的运行,需要准确估计 其宽温度范围内的荷电状态(SOC)。 方法 对宽温度范围内锂离子电池的各项特性进行分析,然后基于二阶 RC 等 效电路模型,搭建具有温度补偿的电池模型,并采用自适应遗忘因子递推最小二乘法(AFFRLS)对电池模型进行在 线参数辨识,同时结合自适应平方根容积卡尔曼滤波(ASRCKF)算法对宽温度范围内的电池在不同工况下进行 SOC 估计,并与容积卡尔曼滤波算法的 SOC 估计结果进行对比。 结果 AFFRLS-ASRCKF 联合算法的收敛速度更 快,收敛误差更小,在两种不同的工况下,宽温度范围内 AFFRLS -ASRCKF 联合算法的均方根误差均能保持在 0. 4%以内,表明 AFFRLS-ASRCKF 算法收敛性好,精度高,鲁棒性更好。 结论 该联合算法满足在宽温度下锂离子 电池 SOC 的估算精度,为锂离子电池安全高效运行提供了保障,并且可以进一步在实际电池组中研究因单体状态 不一致、单体电池之间相互影响或者电池组散热吸热等因素导致的电池内外温度发生变化从而影响电池组 SOC 估计的现象。

摘要:目的 针对传统冷凝除湿系统能耗较大的问题,提出使用环绕式回路热管除湿系统提高除湿能效的方法,并 探究进口空气状态参数对该除湿系统的性能影响。 方法 首先,在恒温恒湿实验室中,搭建环绕式回路热管除湿系 统实验测试台架;其次,通过环绕式回路热管除湿系统的预冷实验,分析其在除湿过程中的节能作用;最后,分析进 口空气风速、干球温度和相对湿度等状态参数对环绕式回路热管除湿系统除湿性能的影响。 结果 实验结果表明: 环绕式回路热管除湿系统可以对进口空气起到预冷作用,随着进口空气温度的增加,预冷温度与节能量逐渐增大, 表明预冷作用降低了除湿过程中的系统总能耗;另外,该系统的单位输入功率除湿量随着进口空气风速的增加呈 现先增加后减少的趋势,随着进口空气干球温度和相对湿度的增加而增加。 结论 环绕式回路热管除湿系统可以在 除湿过程中通过预冷作用起到良好的节能效果;在其他参数不变的条件下,进口空气干球温度或相对湿度的增加 都会提升除湿系统的除湿能效;同时,为保证除湿系统具有较高的除湿能效,需要控制进口空气风速在 1. 5 ~ 2. 0 m / s 区间内。