沈柳杨
- 作品数：11 被引量：65H指数：4
- 供职机构：东北农业大学工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(农业)科研专项国家现代农业产业技术体系建设项目更多>>
- 相关领域：轻工技术与工程农业科学自动化与计算机技术更多>>
- 复合助剂对低温喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响
- 2024年
- 为保证低温喷雾干燥后蓝靛果粉品质,采用黄金分割法研究复合助剂(麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白)对喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响,分析低温进风温度(50~90℃)对蓝靛果粉花青素保留率、集粉率和含水率的影响规律。结果表明,在麦芽糊精、β-环糊精的质量比例为85.4%、14.6%时,集粉率高达37.96%;随进料溶液中麦芽糊精质量比例增加,蓝靛果粉玻璃化转变温度、水溶性指数、堆积密度、亮度L^(*)值、红度a^(*)值和色差值ΔE呈增加趋势,含水率、花青素含量和黄度b^(*)值呈下降趋势;在麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白质量比例为72.9%、12.5%、14.6%时,集粉率达到最高(40.11%);随料液中乳清蛋白质量比例增加,蓝靛果粉含水率、花青素含量呈上升趋势,其玻璃化转变温度、水溶性指数、亮度L^(*)值、红度a^(*)值、黄度b^(*)值和色差值ΔE等指标呈下降趋势;复合助剂显著提高蓝靛果粉集粉率(P<0.05),对其中的花青素起到较强保护作用,其含水率、水溶性指数、堆积密度等理化指标均接近于最优水平。低温喷雾干燥研究发现,随进风温度上升,集粉率和含水率呈负相关,在进风温度90℃时,集粉率最高的配方中可实现较高花青素保留率(89.94%)。低频核磁共振波谱以及质子密度图像信息分析表明,加入的助剂与蓝靛果果汁中水分通过氢键、静电结合力和疏水作用等分子间作用力,形成稳定性高水合物、增强液滴聚结抵抗力,提高料液玻璃态转换温度,从而实现高集粉率和高花青素保留率的蓝靛果果粉低温喷雾干燥;红外光谱分析表明,复合助剂可在蓝靛果果粉中形成分子间氢键,并对花青素等活性物质进行固定包埋保护。研究结果可为蓝靛果粉喷雾干燥加工生产提供理论支撑和参考依据。
- 郑先哲鲁天麟陈启明张雨涵沈柳杨付科森朱海辉柏才宇
- 关键词：理化特性复合助剂蓝靛果花青素
- 发芽糙米微波干燥室内电场强度分布分析被引量：2
- 2018年
- 为提高连续式微波干燥机微波能利用率和发芽糙米干燥品质,运用电磁场仿真软件HFSS,分析磁控管波导安装方式(横式、纵式等)、干燥室内面与面间过渡形式(直角和圆弧)对干燥室内电磁场传递和分布影响规律,优化干燥室内物料输送带安装位置。结果表明,连续式微波干燥机磁控管波导安装方式、干燥室内六条边界面间过渡形式对电场分布均匀性和强度影响显著,磁控管输出波导位置和安装形式对干燥室中输送带上发芽糙米影响最显著。磁控管波导纵向排横列和直棱角微波干燥机干燥室形式,有较高微波能利用率和微波场分布均匀度。研究结果为提高微波干燥发芽糙米均匀性和控制干燥温度提供理论依据。
- 刘成海徐浩秦庆雨付晗宇王辰飞沈柳杨刘钗朱广浩孙井坤郑先哲
- 关键词：发芽糙米微波波导电场强度仿真
- 微波干燥浆果过程中料层电场分布影响能量利用分析被引量：6
- 2021年
- 浆果微波干燥时,果浆料层内部的电场随着温度升高和水分下降产生复杂、多变分布,直接影响微波能量的利用和干燥均匀性。为了解析树莓果浆微波干燥过程中的料层内电场分布影响微波能量利用的规律,通过对连续式微波干燥机设置4种输入功率(12、15、18、21 kW),从而控制干燥腔顶部磁控管开启模式,根据开启磁控管的数量和位置的变化进而解析果浆料层上的电场分布及变化规律;建立料层上电磁、质热传递的耦合模型确定果浆料层内的微波能吸收分布,结合料层内温度和水分的变化特性,探明微波干燥腔内的微波传递和能量利用效率规律。结果表明,不同功率下模拟和实测温度的均方根误差值分别为5.8、4.1、6.7、6.9℃,证明用所建立模型表征果浆物料层内的电场强度和微波能吸收分布具有较高的可信度。微波腔内开启磁控管的位置和数量决定横电场或横磁场的平面波,而平面波的入射角决定微波能转化热能能力。矩形磁控管波导开启模式为平行排列,且在长边方向上中心点间距为1/4微波波长的奇数倍时,高低电场的交错分布提高了整个料层的电场均匀性。高均匀分布的电场强度提高了微波能的吸收和转化效率,并改善干燥后物料的温度均匀性。研究结果可为提高连续式微波干燥机的能量利用效率和干燥均匀性提供理论依据。
- 王磊沈柳杨刘成海刘钗郑先哲
- 关键词：浆果电场分布能量利用
- 微波技术在食品和农产品加工中应用研究进展
- 2024年
- 微波加热技术具有速度快、可控性高等特点,在食品和农产品的热加工过程中具有较强的应用潜力。该文在分析微波加热原理的基础上,从技术应用、设备研制和仿真研究等方面介绍微波加热应用现状,如在农产品干燥、杀菌、萃取和膨化等方面进行深入研究和应用。指出微波加热在机理解析、工艺局限性、加热不均匀性和能量利用低等问题,尤其是微波场对物料内极性成分作用机制的研究深度、微波加热时在物料内温度和水分分布的不均匀性规律定量表征等方面,严重影响产品质量稳定性和能量充分利用。从揭示微波在加热腔体内传递和物料内吸收的机理,提高微波加热均匀性和改善加工质量,以及研制智能化工业用微波加工设备等方面,指出微波加热技术在食品和农产品加工中应用热点研究方向。针对微波加热技术在农产品和食品加工中科学问题、技术需求和设备现状,为发挥技术优势、拓展应用领域,该文提出微波加热理论研究与技术应用的发展趋势,以期提高微波热加工技术工业化应用适用性、保证产品质量和能量利用率。
- 郑先哲张雨涵刘成海沈柳杨赵兴隆薛亮亮
- 关键词：微波食品农产品均匀性能耗
- 基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺研究被引量：12
- 2020年
- 为保证稻谷干燥后品质、提高干燥效率,基于不同含水率稻谷的玻璃化转变温度,提出变温热风干燥工艺。采用三因素五水平中心组合试验方法,以稻谷温度、初始含水率和热风风速为影响因素,以稻谷爆腰指数、整精米率和干燥时间为评价指标,研究稻谷玻璃化转变温度、恒温和变温干燥特性,模拟解析稻谷干燥过程中传热传质规律,以5、10、15℃的变温幅度进行变温干燥试验。结果表明,稻谷玻璃化转变温度与其含水率呈负相关,恒温干燥最佳工艺参数为稻谷温度47℃、初始含水率22.0%、热风风速0.50 m/s,干燥后稻谷爆腰指数70、整精米率57.67%、干燥时间195 min;与恒温干燥相比,以5℃和10℃为变温幅度的变温干燥工艺,干燥后稻谷爆腰指数分别降低了20和10,整精米率提高12.6、7.7个百分点,干燥时间缩短30 min和60 min。研究表明,基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺明显改善了稻谷干燥后品质,提高了干燥效率。
- 郑先哲刘辉沈柳杨王金武王磊朱勇
- 关键词：稻谷热风干燥玻璃化转变变温
- 立体苗盘管理机器人的机械臂参数优化与试验被引量：9
- 2017年
- 为使立体苗盘管理机器人的机械臂能够在植物工厂狭窄的作业环境下,灵活、高效地完成目标工作空间的所有搬运和喷洒动作任务需求,同时尽量减小机械臂的操纵空间和结构尺寸,采用理论与试验相结合的方法对机械臂参数进行了优化设计。首先采用D-H法建立了机器人的运动学模型,然后通过工作空间分析确定出优化参数的工作空间约束条件。在此基础上,以"距离最短"和"结构紧凑"为性能指标建立目标优化函数,并利用遗传算法求解出最优的大臂杆长648 mm、中臂杆长472 mm和小臂杆长396 mm,最优机械臂关节转角极限值为96°、68°和126°。最后进行机器人样机的搬运和喷洒运动规划试验,并借助高速摄像系统标记机械臂末端运动轨迹坐标。试验结果表明:优化后的机械臂能够到达目标工作空间的所有极限位置及其他特征位置点,最大绝对定位误差为9.8 mm,最大相对定位误差为0.98%,在允许的误差范围内,能够满足机械臂工作空间对目标工作空间的有效包容。
- 权龙哲彭涛沈柳杨安思宇季忠良孙涛
- 关键词：机械臂植物工厂遗传算法
- 气流改善泡沫树莓果浆微波干燥均匀性提高能量利用率被引量：4
- 2019年
- 为满足浆果低能耗、高品质的生产过程的需要,采用理论分析、数值模拟与台架试验相结合的方法,研究气流与微波协同作用对泡沫果浆干燥均匀性和微波能利用率的影响规律。结果表明:在气流与微波协同干燥中由于物料的介电特性指标及表观导热、气体渗流、气相导热、液相导热等系数变化,从而影响泡沫果浆料层中传热、传质过程。泡沫果浆传热及传质系数变化,影响泡沫果浆内部热传导及水分传递,温度及含水率直接影响泡沫果浆介电特性指标,进而影响物料微波能吸收。气流在料层边界热对流量及料层内的热传导量是表征气流、微波协同作用的主要指标,当料层边界热对流量与内部热传导量比值低于27.79时,气流与微波协同作用产生正向效应,提高微波能利用率;当料层边界热对流量与内部热传导量比值高于27.79时,此协同作用产生负向效应,降低微波能利用率;气流携带泡沫果浆中蒸发出的水蒸气,降低物料表层湿空气压力,导致泡沫果浆气泡的产生和破裂,强化传热传质过程,进而提高料层内温度及含水率分布均匀性。当气流速度小于1.5m/s时,气流速度与干燥均匀性呈显著正相关;当气流速度大于1.5m/s时,气流速度对物料干燥均匀性影响不显著;在气流速度为1.5m/s时,干燥时间短,微波能利用率最高,相比无通风时提高了17.57%,微波能吸收量、温度及含水率分布的均匀度分别提高了20%、19%及27%,符合低能耗、高品质的浆果干燥生产要求,研究结果为浆果微波泡沫干燥工艺优化提供依据。
- 郑先哲秦庆雨王磊朱勇沈柳杨付晗宇
- 关键词：均匀性能量利用
- 响应面法和遗传算法-神经网络模型优化微波萃取蓝莓中花青素工艺被引量：31
- 2018年
- 采用单因素和Box-Behnken试验,考察微波强度、萃取时间、乙醇体积分数和料液比对蓝莓中花青素萃取率的影响,并分析花青素萃取特性。采用响应面法和遗传算法-神经网络模型2种方式对微波辅助萃取蓝莓中花青素的工艺条件进行优化。结果表明:各因素对花青素萃取率影响均呈现先增加后降低的趋势。响应面法和遗传算法-神经网络模型法相对误差、决定系数R2值分别为2.71%、0.877 3和1.43%、0.904 4,说明遗传算法-神经网络模型比响应面法具有更强的预测和优化能力。最终采用遗传算法-神经网络优化获得微波萃取蓝莓中花青素最佳工艺条件:微波强度155 W/g、萃取时间53 s、乙醇体积分数56%、料液比1∶30(g/mL)。在此条件下,花青素萃取率为85.12%,并且高于响应面优化值83.32%。本研究结果可为食品加工过程中工艺参数优化提供一种有效方法。
- 薛宏坤刘成海刘钗徐浩秦庆雨沈柳杨郑先哲
- 关键词：微波萃取蓝莓花青素响应面神经网络
- 微波复热方便米饭温度均匀性研究被引量：1
- 2019年
- 为改善微波复热方便米饭温度均匀性,通过单因素试验研究4种不同高度规格(4.0,4.5,5.5,7.0 cm)矩形盒对方便米饭在微波复热过程中温度分布及均匀性的影响。利用3因素5水平正交试验方法,以微波作用次数、微波作用时间(单次)和间歇比(微波作用时间/间歇时间)为变量,温度均匀性系数为指标,优化微波间歇复热方便米饭最佳工艺参数。结果表明,矩形盒装方便米饭存在边角聚焦效应,边角处出现热点,中心区域出现冷点,米饭底层温度最高,表层次之,中层温度最低;温度均匀性随矩形盒高度的增加而降低,在高度为4.5 cm时温度均匀性较好;微波作用次数对温度均匀性影响较大,间歇比对温度均匀性影响较小;微波间歇复热方便米饭最优工艺参数为微波作用1次,单次微波作用时间180 s,间歇比13,温度均匀性提高30.77%。研究结果可为方便食品微波复热工艺及品质改善提供参考。
- 郑先哲朱勇沈柳杨王晓蕊张友朋刘钗刘成海高明
- 关键词：微波方便米饭温度均匀性
- 基于果实颜色特征的蓝靛果忍冬花青素含量预测被引量：1
- 2023年
- 为了实现对蓝靛果忍冬果实品质无损检测,以蓝靛果忍冬果实作为研究对象,采集果实表皮颜色图像信息并提取颜色特征参数,测定不同采收时间蓝靛果忍冬果实花青素含量,探究颜色变化与花青素含量变化相关性,建立颜色与花青素含量之间的回归预测模型。依据蓝靛果忍冬果实颜色特征参数,采用高斯算法建立花青素含量预测模型。结果表明,自蓝靛果忍冬果实生长的第四阶段半转色期Ⅱ开始,花青素含量快速升高,在第七阶段成熟期达到最高,在此过程中果实颜色由红色明显转为紫黑色;在蓝靛果忍冬果实生长和成熟过程中,以果实三原色和颜色饱和度的单一分量及其算术运算得到组合分量构成了21个颜色特征参数,这些参数与花青素含量有显著相关性(P<0.01);基于果实原色中绿色和蓝色值归一化处理的差值建立花青素含量最优高斯模型,有准确度高(R^(2)_(c)=0.993)、误差低(C_(RMSE)=4.752 mg/100g)、需用参数少(1个)的特点,适用于预测蓝靛果忍冬果实的花青素含量。研究结果可为蓝靛果忍冬生长期间的花青素含量无损检测提供模型依据。
- 郑先哲赵兴隆刘成海霍俊伟杨昊刘钗沈柳杨
- 关键词：无损检测浆果花青素高斯模型
