表面化学论文范文

2023-09-16

表面化学论文范文第1篇

摘?要:对神华神东煤炭有限公司煤田采煤用硬质合金截齿进行了失效分析,认为该煤田截煤齿的主要失效形式为碎裂、磨损和断裂三种,引起截煤齿失效的主要原因为合金的抗弯强度不够、合金耐磨性较差以及抗疲劳性较差,分析认为可通过提高原料纯度、改变合金成分、优化成型烧结工艺、控制合金晶粒度以及对合金进行热处理等工艺手段提高增强截煤齿的性能,提高使用寿命。

关键词:硬质合金 截煤齿 失效分析

采煤用WC-Co硬质合金截齿由经淬火、回火处理的低合金结构钢刀体上镶嵌、钎焊WC-Co硬质合金刀头组成,是采煤掘进机械中的易损件。截齿性能的好坏,对采煤生产能力的大小、功率的消耗等均有直接影响,从而直接影响掘进机的掘进性能和掘进成本,是决定掘进机经济截割的重要因素[1-3]。

文章对内蒙古神华神东煤炭有限公司煤田采煤用截齿的失效进行了分析,截齿在截割煤层时,截齿以回转方式推进切割,承受高的周期性压应力、剪切弯曲应力、周期性或突发性冲击载荷等[1,4,5];另外,由于截齿与煤岩剧烈摩擦而产生的摩擦热使齿头表面产生600~800℃的高温,使截齿还承受着较大的热应力作用,同时磨损过程中可能还会伴随有接触性疲劳甚至断裂等多种力学行为[2]。在如此复杂的工况条件下工作,截齿很容易发生失效,为有效提高截齿使用寿命,降低采煤成本,首先必须找出截齿失效的主要形式和原因,因此对截齿进行失效分析是相当重要的。

1 失效形式

采煤用截齿在切割煤层时承受高的周期性压应力、剪切弯曲应力、周期性或突发性冲击载荷以及热应力、磨损等作用,虽然煤的硬度不高,但经常会遇到石英、煤矸石等较硬的矿石,截齿在使用过程中发生失效,其主要失效形式有合金碎裂、磨损和断裂。

2 失效分析

对公司煤田采煤用截齿失效后的齿头进行观察分析,齿头硬质合金牌号为YG9C、YG11C和YG13C矿用硬质合金

2.1 合金齿的碎裂

合金齿头在煤层中掘进时,在冲击载荷作用下,表面处于高压应力状态,并且合金齿与煤层并不能完全良好的接触,若遇到煤层中坚硬的矿石,接触不良区域还会增加,在强大的推进力作用下,合金齿刃与煤层接触处承受高的剪切应力和压应力,合金齿头部将承受很高的拉应力,上述应力在交变载荷的作用下极易产生冲击疲劳,疲劳裂纹进一步发展导致大块的掉块,当应力作用超过合金的抗弯强度极限时将发生碎裂现象。

截齿在割煤时是一个周期性的切割过程,半程割煤半程空转。在割煤过程中,截齿在强大的推进力作用下,切割、压碎煤层,合金齿与煤壁产生剧烈的摩擦,齿头温度急剧上升;而在空转过程中,由于空气、喷水等的冷却作用,齿头温度又会迅速下降。这种忽冷忽热的过程使合金齿在承受周期性冲击载荷的同时还承受着周期性拉压交变热应力的作用。由于硬质合金钴相与WC相的热膨胀系数不同,钴相的热膨胀系数约为WC相的三倍,因此当合金齿温度升高时,钴相中将产生很大的压应力;当合金齿温度下降时钴相又会产生很大的拉压力,当热应力接近硬质合金抗弯强度值时,在该应力的循环作用下,将导致合金热疲劳裂纹的产生,随着循环热应力的不断作用,热疲劳裂纹将进一步扩展从而在宏观上表现为合金齿的碎裂[2,6]。

一般来说,矿用硬质合金抗弯强度一般为3200~5000MPa,从硬质合金力学性能上分析认为,合金齿头发生碎裂现象主要是因为合金的抗弯强度值不够高而导致的,另外合金的微观缺陷也易产生应力集中区域从而导致合金的碎裂。

2.2 合金齿的磨损

合金齿齿面在截煤工作过程中与煤岩直接接触相互研磨,由于煤层内常会有磨损性强的石英和煤矸石等杂质的存在,会产生冲击疲劳和磨粒切削,这会对截齿产生磨粒磨损失效。采煤机合金齿在切削煤层时,由于磨擦生热使合金齿表面产生600~800℃的高温,并且温度的升降是交变的,交替变化的温度使得矿用截齿要承受热疲劳磨损;同时合金齿在交变的冲击载荷作用下,齿表面会发生变形,并且逐渐形成显微裂纹,显微裂纹在周期性冲击载荷作用下会不断扩展,同时表层的钴相被优先消耗,WC颗粒会由于失去钴相的粘结作用而脱落,最终表现为合金的颗粒发生大面积剥落,另外在截煤过程中还会发生大颗粒WC碎化而流失的现象[7,8]。

2.3 合金齿的断裂

硬质合金齿中存有一定的孔隙、钴池、表面微裂纹和粗大WC颗粒等缺陷,这些是硬质合金本身固有的缺陷,都可以使应力集中成为合金的断裂源;在采煤过程中,由于反复的冲击、挤压、磨损,造成钴相优先挤出流失,合金中依靠钴相的粘结作用粘结在一起的WC颗粒之间的结合被破坏,WC颗粒发生脱落,同时在发生因冲击载荷作用下造成WC颗粒的碎化脱落处,也会产生应力集中,易诱发裂纹的形成和扩展[9]。

3 提高合金齿性能的措施

通过分析文章认为硬质合金齿失效的主要原因有以下三点:①合金的抗弯强度不够,合金在工作时瞬时的冲击载荷很容易就达到甚至超过合金的抗弯强度值;②煤层中的石英和煤矸石对合金的磨损;③周期性和突发性冲击载荷以及合金齿与煤层剧烈摩擦时产生的摩擦热从而造成的冲击疲劳和热疲劳裂纹。

因此为了提高硬质合金截齿的使用效率,在制备合金时就应尽量提高其抗弯强度、耐磨性,提高合金的疲劳抗性,同时在使用过程中应加大冷却齿头力度,尽量减小合金齿的冷热循环,延长合金齿使用寿命。

3.1 提高合金齿强度、韧性

硬质合金中的孔隙度、WC晶粒大小及分布、合金上下密度差等是影响抗弯强度、韧性最主要的因素。

目前人们多通过制备非均匀结构硬质合金、粗晶粒矿用合金、梯度结构硬质合金、添加微量元素改性粘结相以及利用新型的成型、烧结工艺等手段来提高硬质合金的强度和韧性,从而延长了合金的使用寿命[10-12],美国Smith公司在一份关于矿用钻头的专利中[13],在适当降低了合金钴含量的前提下,采用平均晶粒度5.8μm的WC生产硬质合金,并与普通硬质合金进行对比,认为:用粗晶粒WC和低Co量生产出来的硬质合金齿,其抗弯强度、韧性都得到了提高,也就是说,粗晶粒合金在有高耐磨性的同时,其强度和韧性也得到了提高。

3.2 提高合金齿耐磨性

硬质合金耐磨性由合金微观结构和化学成分所决定,目前硬质合金截齿合金为了保证其具有良好的强度和韧性,一般含钴量都偏高。人们多通过研究硬质合金微观组织结构、调整合金化学成分、控制合金机械物理性能(如强度、硬度、韧性等)来提高合金的耐磨性,有文章[14-16]指出通过尽量减少合金缺陷的发生、生长,阻止fcc-Co向hcp-Co转变,添加适量稀土元素等方法可有效提高合金的耐磨性能。

3.3 提高合金齿的抗疲劳性能

钴含量和WC晶粒度是影响硬质合金抗疲劳性能的主要因素:热疲劳裂纹的产生、扩展深度与扩展速度均随着合金钴含量的提高或WC晶粒的增大而逐渐减小,此外,合金中WC晶粒的增大也将使钴相的平均自由程增大,从而提高合金的抗疲劳性能。郭圣达[17]认为可通过控制合金显微组织结构、调整化学成分、减少合金残余应力、强化粘结相、加大粘结相的平均自由程、增大合金热导率、阻止fcc-Co向hcp-Co转变、增加合金应力功吸收能力等方法来阻止和延缓裂纹扩展,可有效提高截齿抗疲劳性,延长截齿使用寿命。

4 结语

对内蒙古神华神东煤炭有限公司煤田用废的硬质合金截煤齿进行了失效分析,得到以下结论:①硬质合金截煤齿失效的主要形式有碎裂、磨损和断裂三种;②合金齿失效的主要原因为合金的抗弯强度不够;耐磨性较差;抗疲劳性较差;③可通过提高原料纯度、改变合金成分、优化成型烧结工艺、控制合金晶粒度以及对合金进行热处理等工艺手段提高硬质合金截煤齿的使用寿命。

参考文献

[1] 周建华,卢伟民.新型矿用截齿(G413)的开发与应用[J].超硬材料工程,2009,621(3):17-20.

[2] 谭永生,蔡和平,刘忠侠,等.硬质合金截齿齿头的失效分析[J].稀有金属,1998,22(6).

[3] 姬玉媛.怎样选好矿用截齿的刀体材料及热处理方式[J].现代零部件,2007(2):8-9.

[4] 高彩云,赵运才.矿用截齿失效原因及对策探讨[J].矿山机械,2000(2).

[5] 赵运才,唐果宁.采煤机截齿齿体材料及工艺分析[J].矿山机械,1999(2).

[6] 张国栋.优质强力截齿的研制[J].煤矿机电,2005(5):29-32.

[7] 王新.提高掘进机截齿可靠性的途径[J].煤矿机械,2010(5).

[8] 高英.煤矿用截齿失效研究现状及发展趋势[J].装备制造技术,2010(9).

[9] 王新,阴磊.截齿研究发展概况[J].科技情报开发与经济,2008(4).

[10]张国栋.提高矿用截齿性能的技术途径[J].煤矿机械,2006,27(5):827-829.

[11]郭圣达,羊建高,陈颢.粗晶粒WC-Co类硬质合金研究现状[J].粉末冶金工业,2011.8,21(4):58-62.

[12]黄莉玲,张正富.钻岩用硬质合金韧性和断裂机理的研究现状[J].材料导报,2008(2):428-431.

表面化学论文范文第2篇

表面氢钝化技术在Si器件领域已经非常成熟, 它通过湿法化学处理 (如沸水、氢氟酸等) 可以很容易的实现。SiC作为新一代半导体, 应用前景宽广, 其表面氢钝化工艺意义重大, 近年来以引起国内外学者的普遍关注。但是SiC与Si有着不同的表面结构, 传统的湿法化学处理方法对SiC并不适合, 必须寻找新的表面钝化工艺, 如氢气高温退火、等离子氢处理等, 以满足表面钝化的需要。

1 氢钝化的原理

1.1 SiC表面的结构

SiC存在不同的晶格结构, 如3C、4H、6H等。3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC其硅面结构与Si (111) 面结构类此, 唯一不同的是由于其C原子的排列使得3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC存在极性键。这使得SiC很难产生一个结构平整、化学稳定的表面。通过氢钝化工艺可以在SiC表面形成的一层氢化层, 可以起到防污染和抗氧化的作用, 有利于以后器件的加工。

2 氢钝化的方法

在过去的20年中, 国内外学者在氢钝化方面做了大量的研究[2], 其中对Si的研究比较成熟, 利用缓冲HF溶液等就可以获得比较理想的H终结表面。但由于SiC结构与Si结构上存在不同, 必须寻找更好的的氢钝化工艺, 以获得结构平整、化学稳定表面。下面将介绍国内外学者在这方面所做的工作。

2.1 沸水处理

沸水处理碳化硅表面是比较经济和方便的方法, 英文简称BW (Boil Water) [3]。

HF刻蚀SiC表面C4-xSiOx后, 电负性最强的F首先饱和表面悬挂键, 表面被氟化。尽管Si2F因激活能较高而很稳定, 但Si2F的电负性差异使极性键C--Si+产生更强的极性, C--Si+键长增加, 其键力减小, 此时C--Si+不再稳定, H+、F-极易插入C--Si+, C-悬挂键被H+饱和, Si+终形成SiF4溶于水, 表面由氟化转变为氢化。6H-SiC (0001) 表面动态反应式如图1所示[4]。

经过退火处理发现:BW法制备的欧姆接触其界面态在低于400℃时基本不变, 经400℃退火后, 接触电阻开始上升, 并在退火温度为600℃时达到最大值。C面和Si面的欧姆接触在400℃以上的退火温度时具有相似的退火特性[5]。

用此方法制备的SiC欧姆接触比接触电阻值为5~8×10-3Ω·cm2, 肖特基结理想因子为n=1.25~1.3。

2.2 HF/HCL处理

由上可知由于SiC晶格结构存在着极性, 使得SiC表面在溶液中很容易吸附溶液中的OH-或F, 已达到稳定晶格结构的目的。如果溶液中含有大量得F-, F-就会和Si结合, 形成F-Si键, 从而加大氢钝化的难度[6]。所以有人采用改进的方法来减少F离子的吸附, 其具体的做法是利用 (pH<1) HCL∶H F (1 5∶1) 代替传统的R C A和HF∶H2O (1∶10) 。HCL提供了高浓度的H3O+离子, 它有效的减少了平衡式中由HF分解的氟离子的浓度。

2.3 氢气退火处理

(1) SiC (0001) 面上的钝化。利用高温氢退火钝化SiC (0001) 最早是被Tsuchida等人提出来的[7]。其处理步骤是: (1) SiC晶片经传统的湿法处理; (2) 将SiC晶片在1000℃的高温下氢气处理20分钟。其原理类此于氢气刻蚀。 (2) SiC () 和 () 面上的氢钝化。传统的器件一般作在 (0001) 或者 () 面上, 其缺点是 (0001) 或者 () 面存在着极性, 而且沿着C轴存在着空心核螺旋位错。用面 () 和 () 面的好处是沿着C轴的空心核螺旋位错可以完全避免的, 而且这些晶面可以揭示晶格的堆垛情况。但是在a面上生长的的晶体上却比传统方法生长的晶体具有有更高的堆垛层错浓度, 在 () 面和 () 面其数量级分别为:103~104, 102~103, 这主要是动力学导致的原子堆垛错乱造成的。但是最近Nakamuren等人, 采用一种名叫RAF生长方法可以生长出几乎没有位错、高质量。同时有人也研究了在4H-SiC () 面上才用化学沉淀法生长晶体的方法, 观测到了零三角位错。而且在 (0001) 制备的MOSFETs器件由于存在高的界面态, 其沟道迁移率很低, 而造成低迁移率的原因一般来讲有两个:一是界面处碳簇的存在, 二是界面的悬挂键。降低界面态的方法很多, 如二次氧化、界面氮化等。有研究表明利用4H-SiC () 也可以获得较低的界面态, 从而获得较高的沟道率。所以利用 () 面和 () 面制造MOSFETs成为未来一种趋势, 而 () 面和 () 面上的氢钝化也就愈加显的重要了。

Th.Seyller等人采用在1000℃下氢退火的方法处理SiC () 面和 () 面, LEED数据表明经氢钝化的表面呈现出 (11) 非重构像。通过XPS数据分析得到C1s能谱有化学迁移, 作者将其归根于Si3C-H结构, 同样在Si2P能谱也发现化学迁移, 作者将其归根于C3Si-H结构。但实际的SiC表面也许是更加复杂的, 同时C1s和Si2P能谱的迁移是否源自同一种结构也不清楚, 还要做大量的工作加以证实或确认。

2.4 等离子体处理

等离子体处理是一种更加先进的方法, 在等离子体中存在下列物质:被加速而处于高速运动状态的电子;处于激发状态的中性原子、分子;离子化的原子、分子;解离反应过程生成的紫外线;未反应的原子和分子。

等离子体处理技术应用于金刚石上效果明显, 但在SiC上却很容易生长出一层氧化层。其原因在于所用的氢气中含有残留的氧。

M.E.Lin等人用H2∶He (1∶1) 等离子体处理在5×10-4torr、650℃下处理SiC表面。同过对比发现在Si2P3/2能带谱中, 没有经过钝化的样品中可以观测到高能尾巴, 它预示着SiOx结合键的存在。其键能在Si2P3/2峰值上面0.8ev~0.4ev处。而经HF钝化的样品, 这个Si2P3/2是对称的, 在xps检测范围内没有预示着SiOx的显著的尾巴出现。但是HF钝化的衬底的C1S1/2能谱继续展现出高能段的尾巴。较高的峰是其解释为过量的F和表面的C结合的产物, 较低的峰为石墨化引起的。经过H2等离子体处理后, 在XPS测量范围内高能段的尾巴消失了, 其表示其成功的去除表面的O和F, 而且可以有效出去表面的石墨层。

总上所述, 各种表面氢钝化工艺既有其优点又有其不足, 我们还需要在氢钝化方面做进一步研究。

摘要:本文在对比SiC和Si结构差别的基础上, 总结了当今现在比较流行的氢钝化工艺, 如沸水、沸氟化氢、氢气退火、等离子体处理等, 并简要介绍了各自工艺的特点和不足。

关键词:SiC,表面处理,氢钝化,氢气,退火

参考文献

[1] C.Hallin, Inst.Phys.Conf.Ser, 142, 6131996.

[2] Y.J.Chabal, J.Vac.Sci.Technol.A 7, 2104~1989.

[3] T.Teraji, “Ideal Ohmic contact to n-type 6H-SiC by reduction of Schottkybarrier height Appl.Phys.Lett, 71 (5) , 4 August 1997.

[4] 罗小蓉.表面氢化对SiC金属接触的作用机理[J].固体电子学研究与进展, 2004, 24 (2) .

[5] S.Hara, “Control of Schottky andohmic interfaces Level by unpinningFermi”Applied Surface Science 117/118 (1997) 394~399.

[6] MARIALOSURDO, ”Modification of4H-SiC and 6H-SiC (0001) si SurfaceThrough the interaction with atomichydrogen and nitrogen”journal of elec-tronic materials vol 34.No 4 2005.

[7] Tsuchida H, Kamata I and Izumi K1997 Appl.Phys.Lett.70 3072.

表面化学论文范文第3篇

1 有机磷水解酶的表面展示研究

1.1 有机磷水解酶表面展示技术

细胞表面展示系统包含3个基本的元件:宿主菌、乘客蛋白、运载蛋白, 其中宿主菌主要作为乘客蛋白和运载蛋白结合的载体, 乘客蛋白是要展示到细胞表面的目的蛋白, 运载蛋白主要是与乘客蛋白相结合, 并将目的蛋白运送到细胞表面实现固定。细胞表面展示的过程实质是蛋白质跨膜转运的过程, 其中涉及到不同蛋白质分泌转运。据报道, 有机磷水解酶已经成功地展示到大肠杆菌、假单胞菌、酵母菌以及某些藻类中, 并且展示到细胞表面的有机磷水解酶有较高的生物活性[2]。

1.2 大肠杆菌表面展示有机磷水解酶

大肠杆菌因细胞结构较简单, 遗传背景被研究得较为透彻。因此, 常作为工程菌在研究中使用, 大肠杆菌不仅可以高效地表达外源蛋白质, 而且也成为最常用的细胞表面展示系统。

黎小军等从黄杆菌ATCC27551中克隆出有机磷水解酶基因opd, 并将其直接与XcmⅠ酶切去除Ampr抗性基因片段的p ZXL-T载体相连, 这样opd基因被成功克隆于锚定单元Lpp-Omp A编码序列下游, 最后转化至大肠杆菌BL21 (DE3) , 经检测发现, 重组的大肠杆菌能表达产生51 k Da的融合蛋白, 而且还具有全细胞生物活性。在以对氧磷为底物的酶活检测实验中, 其酶活 (酶活力单位定义为:每分钟水解1μmol对氧磷所需酶量) 达到0.018 U/OD600, 而作为对照的空宿主菌没有检测出有机磷水解酶活性[3]。

1.3 酵母菌表面展示有机磷水解酶

在众多的微生物表面展示系统中, 酿酒酵母表面展示系统对蛋白的装配有严格的调控, 并且可以对展示的蛋白质进行一些修饰, 这样展示的蛋白质就具有更多的生物活性。同其他展示系统相比, 其表面展示蛋白质分子量更大。因此, 酵母表面展示系统也越来越广泛地被应用。

Takeshi Fukuda等利用Flo1p锚定单元, 构建了Flo1p-OPH重组质粒, 成功地将有机磷水解酶展示到酵母表面。以对氧磷为底物, 重组菌的酶活 (酶活力单位定义为:每毫克细胞干重每分钟生成1 nmol对硝基苯酚所需的酶量) 达到2000 U/ (mg细胞干重) , 这比之前报道的用GPI锚定单元, 展示有机磷水解酶的全细胞生物酶催化活性高8倍[4]。因此, Flo1p锚定单元可以很好地用于有机磷水解酶表面展示。Xing-Xing Wang等以冰核蛋白N端序列作为锚定位点, 将甲基对硫磷水解酶 (MPH) 展示到解脂耶氏酵母表面, 经检测发现, 其全细胞甲基对硫磷水解酶的活力 (酶活力单位定义为:在35℃时, 每分钟产生1μmol对硝基苯酚所需要的展示酶量) 为450.6 U/m L培养基, 重组菌的最适温度为40℃、最适p H为9.5, 当重组菌的OD600为2.6、甲基对硫磷的浓度为100 mg/L时, 在30 min以内大约有90.8%的甲基对硫磷被水解[5]。这表明重组菌全细胞生物催化活性很高。

1.4 假单胞菌表面展示有机磷水解酶

恶臭假单胞菌是一种革兰氏阴性菌, 其自身结构较简单, 遗传背景比较清楚, 全基因组测序已经完成。由于恶臭假单胞菌具有较强的抗逆性能, 能在极端环境条件下生长繁殖, 若在其表面展示有机磷水解酶, 那么重组菌就能更稳定、更长时间地处理有机磷农药废水[6]。

Yu l a n Yu a n等构建了具有绿色荧光蛋白、有机磷水解酶、冰核蛋白的融合载体 (INPNC-OPH-GFP) , 并将其展示到具有降解对硝基苯酚 (PNP) 能力的恶臭假单胞菌 (P.putida JS444) 细胞表面, 经检测发现, 展示到细胞表面的重组蛋白既没有抑制细胞的生长, 其本身的生物活性也几乎没有损失。在含有100 mg/kg对硫磷的培养基中培养重组工程菌, 不到15 d的时间, 对硫磷就被完全降解[7]。

2 展望

有机磷水解酶表面展示技术发展越来越迅速, 目前, 有报道称有机磷水解酶已经成功地展示到蓝藻细胞表面, 这种新的展示系统的发现, 为有机磷水解酶的应用提供了新的方向。由于将有机磷水解酶展示到细胞表面, 不仅克服了有机磷废水不能透过细胞膜等问题, 而且重组工程菌和废水的接触面积增大, 这样更有利于催化水解反应的进行, 大大提高降解的效率。现在, 因为重组菌具有全细胞生物催化活性, 而被广泛用于生物传感器, 用来检测废水中有机磷的浓度。但目前, 有机磷水解酶表面展示技术还存在着不足, 一些展示系统的遗传背景较复杂、性能不稳定, 因此, 展示的效率可能不高;另外, 由于展示的过程复杂, 成本高, 限制了有机磷水解酶表面展示的大规模应用。今后, 表面展示系统的开发将会是表面展示技术研究的重点。

摘要:近年来, 有机磷水解酶越来越多地被展示到不同的细胞表面。对有机磷水解酶的细胞表面展示技术的原理, 大肠杆菌、假单胞菌、酵母菌等几种细胞表面展示有机磷水解酶系统的研究概况进行综述。

关键词:有机磷废水,有机磷水解酶,细胞表面展示

参考文献

[1] 全爽, 李晔, 金丽华, 等.有机磷水解酶及其在传感器应用中的研究进展[J].生态学, 2015, 34 (1) :198204.

[2] Sang Yup Lee, Jong Hyun Choi1, Zhaohui Xu.Microbial cell-surface display[J].TRENDS in Biotechnology, 2003, 21 (1) :45-52.

[3] 廖上铁, 黎小军.有机磷水解酶及其细胞表面展示研究进展[J].安徽农业科学, 2010, 38 (4) :2165-2167.

[4] Takeshi Fukuda, Kouta Tsuchiyama, Hirokazu Makishima, et al.Improvement in organophosphorus hydrolase activity of cell surface-engineered yeast strain using Flo1p anchor system[J].Biotechnol Lett, 2010 (32) :655-659.

[5] Xing-Xing Wang, Zhe Chi, Shao-Guo Ru, et al.Genetic surface-display of methyl parathion hydrolase on Yarrowia lipolytica for removal of methyl parathion in water[J].Biodegradation, 2012 (23) :763-774.

[6] 张红星, 李茜茜, 叶婷, 等.细胞表面展示有机磷水解酶的恶臭假单胞菌的构建及全细胞酶活性分析[J].华中农业大学学报, 2008, 27 (1) :65-70.

表面化学论文范文第4篇

果蔬的采收、采后处理和运输

教学目标和基本要求

1. 了解果蔬的采收、分级、包装及运输的基本方式方法。 2. 掌握果蔬预冷及涂料处理的作用及技术要求。

教学方法 课堂教授

教学内容提要和时间分配

本章是教材的第二章内容,又增加了第三节果蔬的运输与冷链流通的内容,这一节大家了解就行。本章打算用4学时讲解。

1. 果蔬的采收。 2. 果蔬的采后处理。 3. 果蔬的运输。

教学重点及难点

1. 教学重点是果蔬的耐藏性、品质与采收和采后处理的关系。

2. 教学难点是果蔬采收和采后进行分级、清洗、包装、催熟、预冷、晾晒等处理的作用。

课程主要内容 第一节 果蔬的采收

果蔬采收的原则是“及时、无损、保质、保量、减小损耗”。首先,考虑果蔬的采后用途(鲜食还是加工)、贮藏时间的长短(贮藏一个月销售还是半年后销售)、贮藏方法(常温贮藏还是低温贮藏)、运输距离的远近(就地销售还是远距离销售)和产品的类型(跃变型还是非跃变型)等。了解这些情况之后,我们才能确定果蔬的采收成熟度、采收时间和采收方法。

一、采收成熟度

(一)表面色泽的变化

标题1.第一张图是未成熟的苹果,第二张图是成熟的苹果。我们可以看出苹果由绿色变成红色。下面是柑橘未成熟和成熟的示意图,成熟的柑橘变成了黄色。所以我们可以通过表面的色泽,判断果蔬是否成熟。

(二)果梗脱离的难易度

许多种类的果实如苹果、梨、桃、杏、山楂等在成熟时果柄与果枝间产生离层,稍一振动或用手托拉就可脱落。此类果实离层形成时为品质最好的成熟度,如不及时采收就会造成大量落果。

第2页,所展示的图是山楂的成熟期。圈起来的部分,就是果柄与果枝间产生离层。

(三)硬度和质地

例如,可以测定水果的硬度。一般末成熟的果实硬度较大,达到一定成熟度时变得柔软多汁,硬度也随之下降。

蔬菜不测它的硬度,而是有紧实度表示其发育状况。同学们看一下第3页的所展示的两张图。未成熟的甘蓝,它的叶球松散,而成熟的甘蓝,叶球坚实度大,发育良好,这时已达到采收的质量标准。

(四)化学物质含量

果品和蔬菜中的主要化学物质有淀粉、糖、有机酸等。

(五)果实形态

我们在学习果蔬成熟的定义中提到过,果实必须长到一定大小、重量和充实饱满的程度才能达到成熟。所以根据果蔬的大小等,确定它的成熟度。同学们看下第4页所展示的图,草莓成熟后,特别饱满,果实也很大,而未成熟的草莓,体积小,果实干瘪。

(六)生长期和成熟特征

同学们看下第5页所展示的两张图分别是苹果、葡萄成熟时果实的形态。从图,我们可以看出,果实表面产生的一层白色粉状蜡质,它是成熟的标志之一;

那像地下生长的果蔬,如洋葱、大蒜、马铃薯、芋头、姜等,我们根本看不到它,怎么来判断它的成熟度呀?可以根据的地上部分表现的状态来判断它们的成熟度。比如变黄、枯萎和倒伏时,为最适采收期;

我们确定了果蔬的成熟度,就可以进行采收了。那都有哪些采收方法?它们都有哪些特点呢?接下来,我们来学习一下,果蔬的采收方法。

简述怎样确定果蔬成熟度?

二、采收的方法

采收方法包括人工采收和机械采收。

(一)人工采收

因此,目前世界各国鲜食和长期贮藏的果蔬,人工采收仍然是仍是主要的方法。第6页所展示的图,就是农民正在进行采收。 1. 特点

1) 人工成本高。需要大量的劳动力,增加生产成本。 2) 可以分期和分级采收

比如,一棵树上长的水果,外围果光照好,通风好,它生理代谢更旺盛,所以这个部分生长的果实要先成熟。而内膛果生长条件没有外围果好,所以它们要晚几天成熟。这就需要对它们进行分别采收。

再比如,我们买桔子的时候,都喜欢买带叶的桔子,认为它更新鲜一些。所以,采收过程中,为了提高产品等级,就需要带果柄和果叶。

3) 机械损伤小

由于果蔬大多数为柔软多汁,用人工采收可以做到轻采轻放,减少甚至避免碰擦伤。 2. 采收方法

人工采收方法视果蔬特性而异。

例如,柑桶类果实可用一果两剪法:果实离人较远时,第一剪距果蒂1cm处剪下,第二剪齐萼剪平,做到保全萼片不抽心,一果两剪不刮脸,轻拿轻放不碰伤。

苹果和梨成熟时,其果梗与果枝间产生离层,采收是以手掌将果实向上一托即可自然脱落。

蔬菜由于植物器官类型的多样性而使其采收与水果有所不同。例如根茎类蔬菜从土中挖出,如果挖掘不注意或挖得不够深,可能产生伤害;叶菜类常用手摘或刀割,以避免叶的大量破损。

(二)机械采收

第7页所展示的图,就是机械在对山楂和香蕉进行采收。那机械采收都有哪些特点呢?

1. 特点

①. 效率高,成本低;

②. 机械损伤严重,贮藏重腐烂率增加; ③. 适用范围窄。机械采收适用于那些成熟时果梗与果枝之间形成层的果实。 2. 采收方法

用强风压和强力振动机械,迫使果实振动由离层脱落。但必须树下布满柔软的传送带,以盛接果实,并自动将果实送入分级包装机内。

例如,美国使用机械采收樱桃、葡萄和苹果,机械采收的效率高,节省劳动力。与人工采收相比,上述三种产品机械采收的成本分别降低了66%、51%和43%。

(三)化学采收

加工用的产品也可以机械采收加辅助的化学采收,即机械采收前一般要喷洒果实脱落剂或脱叶剂。柑橘、山楂、樱桃、板栗、番茄等果实的脱落剂经过大量研究,已逐渐等药剂,在机械采收前使用效果较好。

三、采收工具

第8页所展示的图,采收的工具。

采收袋、篮、筐、梯架和圆头剪等。在采收之前,就要准备好工具。包装容器要实用、结实,容器内要加上柔软的衬垫物,以免损伤产品。

四、采收时期

产品的采收时间应选择晴天的早晚,要避免雨天和正午采收。

同一田地或同一株树的产品不可能同时成熟,分期进行人工采收既可提高产品品质,又可提高产量。

采收说道这么多,所以我们在采收之前一定要做好周密的计划,比如说,用哪些工具,先采收哪棵树,后采哪棵树,采后放到什么容器,什么位置等等。这样避免采收时的忙乱,产品积压,野蛮装卸和流通不畅。

第二节

一、分级 采后处理与运输

分级的主要目的是使之达到商品化,还能失去果树和蔬菜栽培管理技术的发展和提高产品的质量。能过挑先分级,剔出有病虫害和机械伤的产品,可以减小贮藏中的损失,减轻病虫害的传播,以降低工成本和减小学浪费。

(一)分级标准

第一章第三节果蔬的质量评价已经讲过,标准都有哪些。国际标准、区域标准、国家标准、行业标准、地方标准和企业标准六个标准。

果蔬分级中,国外的标准主要有国际标准(37种产品,在欧共体国家水果和蔬菜进出口是强制性的)、国家标准、协会标准和企业标准四种。

我国标准分为四级:国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四种。我们具体学习果蔬怎样进行的分级的?

1. 水果分级

按质量、个体重量或个体直径分级

具体是指在新鲜度、果形、机械损伤、颜色等方面基本符合要求的基础上,再按大小或直径进行分级。

如我国出口的红星苹果,山东、河北两省的分级标准为,保证其色泽、新鲜度保持一致扣,而根据直径进行分级,苹果直径从65~90mm,每相差5mm为一个等级,共分为5等。

2. 蔬菜分级

通常根据坚实度、清洁度、大小、重量、颜色、形状、鲜嫩度以及病虫感染和机械伤等分级,一般分为三个等级,即特级、一级和二级。

①. 特级品质最好,具有本品种的典型形状和色泽,不存在影响组织和风味的内部缺点,大小一致,产品在包装内排列整齐,在数量或重量上允许有5%的误差;

②. 一级产品与特级产有同样的品质。允许在色泽、形状上稍有缺点,外表稍有斑点,但不影响外观和品质,产品不需要整齐地排列在包装箱内,可允许10%的误差;

③. 二级产品可以呈现某些内部和外部缺陷,价格低廉,采后适合于就地销售或短距离运输。

(二)分级方法

1.人工分级

这种分级方法有两种:第9页是人工分级的例子。第一张图是人工进行香蕉的分级,它是单凭人的视觉判断,按果蔬的颜色、大小将产品分为若干级。

特点:用这种方法分级的产品,级别标准容易受人心理因素的影响,往往偏差较大。

第二张图是简易形状分级板。人利用选果板分级,选果板上有一系列直径大小不同的孔,根据果实横径不同进行分级。

特点:用这种方法分级的产品,同一级别果实的大小基本一致,偏差较小。

人工分级能最大限度地减轻果蔬的机械伤害,适用于各种果蔬,但工作效率低,级别标推有时不严格。 2.机械分级

机械分级的最大优点是工作效率高.适用于那些不易受伤的果蔬产品。有时为了使分级标准更加一致,机械分级常常与人工分级结合进行。果蔬的机械分级设备有以下几种:

1) 重量分级装置

根据产品的重量进行分级。第10页是弹簧秤式和摆杆秤式的事例图。首先我们看一下,弹簧秤式。它是由固定在传送带上可回转的托盘和固定秤组成,固定秤设置在不同重量等级分口处。通过传送带将单个地果实放进回转托盘,当其移动接触到固定秤,秤上果实的重量达到固定秤的设定重量时,托盘翻转,果实即荡下。适用于球状的果蔬产品,比如苹果、梨、桃、番茄、甜瓜、西瓜、马铃薯等。缺点是容易造成产品的损伤,而且噪声很大。

摆杆秤式根据杠杆的原理,对果实进行称重分级。 2)形状分级装置

按照被选果蔬的形状大小(直径、长度等)分选。

目前,较先进的装置则是利用摄像机拍摄,经电子计算机进行图像处理,求出果实的面积、直径、高度等。例如黄瓜和茄子的形状分选装置,将果实一个个整齐地摆放到传送带的托盘上,当其经过检测装置部位时,安装在传送带上方的黑白摄像机摄取果实的图像,通过计算机处理后可迅速得出其长度、粗度、弯曲程度等,实现大小分级与形状(弯曲、畸形)分级同时进行。

3)颜色分选装置

根据果实的颜色进行分选。

果实的表皮颜色与成熟度和内在品质有密切关系,颜色的分选主要代表了成熟度的分选。例如,利用彩色摄像机和电子计算机处理的红、绿两色型装置可用于番茄、柑柄和柿子的分选,可同时判别出果实的颜色、大小以及表皮有无损伤等。

第11页是大型的分级生产线,将不同水果进行颜色分级。

二、包装

(一)包装的作用

1. 保护产品。防止有害病菌在果蔬间的传播蔓延;减少果蔬之间的碰撞、挤压、摩擦,减少机械损伤,减少腐烂。

2. 利于贮藏。 适当的包装可以减少产品失水,这些包装的作用是在产品四周放置一个屏障物以减少空气在产品表面的流动,从而减轻失水,有助于果蔬保持新鲜状态。

3. 促进销售。改善果蔬产品外观,优美精致的外观与同类产品竞争形成鲜明区别,起到商标的作用,提高果蔬产品在市场的竞争力。

4. 便于利用。包装后的产品,购买方便,便于搬运、存放、携带。

过年的时候,去走亲戚,总是要买一些儿水果的,水果大多是有精美的包装的,拿着即方便,送人也好看。

(二)包装的场所

包装场所选址的时候,要注意应是靠近水果产区,交通方便,地势高且干燥,场地开阔,同时还应远离散发刺激性气体或有毒气体的工厂。

我国果品包装场所有两种形式

1. 生产单位设置的临时性或永久性包装场; 2. 商业销售部门设置的永久性包装场。 通常前者规模较小,可以进行产品的包装;后者规模较大,多进行商品包装,并且后者的设备比较齐全。

产品是指能够提供给市场,被人们使用和消费,并能满足人们某种需求的任何东西。

商品一方面能满足人们的某种需要,另一方面它还可以进行交换。也就是说,商品包装标准更规范,更严格。

(三)包装的容器

1. 要求 ①. 要具有一定的承受能力,防止在堆码时变形,损伤果蔬。 ②. 要无不良气味,不污染果蔬,保证果蔬的优良品质。 ③. 要具备一定的防潮性。 ④. 要内部光滑,不刺伤果蔬。 ⑤. 要大小适当,方便贮运操作,方便消费者使用。 ⑥. 要装璜美观大方,能够吸引消费者。 2. 类型第12页是不同种类的包装容器。 ①. 筐:用竹子、荆条等天然植物材料编的筐是我国的传统包装容器。这种材料的主要优点是便宜、轻便,就地取材。缺点是形状不规则,不坚实,易损伤果蔬。

②. 木箱:木板、胶合板、纤维板的箱。可以制作成各种规格统一的形状,可以防止损伤。缺点木箱本身较重,操作和运输比较吃力。

③. 纸箱: 瓦楞纸板箱等。它轻便、便宜,因而作为木箱的替代物,纸板箱的另一个优点是它的外观更光滑便于使用印刷的标签和宣传品。纸板箱最大的缺点是不能重复使用,一经水浸蚀或加工粗放就容易受到损伤。

④. 塑料箱:较硬的高密度聚乙烯型和较软的低密度聚苯乙烯型。这种容器优点很多,结实,易清洗,重量轻等,可以弥补以上三种的缺点。但是聚乙烯比较贵,成本高,而聚苯乙烯,遇冷易碎。

⑤. 网袋:天然和纤维编织。这种适合,比较防机械损伤的果蔬包装。 教材44页,详细列举了容器的类型。同学们了解就可以了。

(四)包装的材料

在果蔬包装过程中,经常要在果蔬表面包裹或在包装箱内加填一些衬垫物和真充物,以增强包装容器的保护功能,减小损伤。第13页是包装不同材料事例图。

(1)衬垫物。

常用的衬垫物有塑料薄膜、碎纸、牛皮纸等。 (2)填充物

主要有稻壳、刨花、干草和纸条乖。 (3)包裹物。

有包纸,胶条等。

(五)包装的方法

包装方法有定位放置、散装和捆扎的包装方法。第14页是包装不同方法事例图。 如苹果、梨用纸箱包装时,果实的排列方式有直线式相对角线式两种; 蔬菜中马铃薯、洋葱、大蒜,水果中葡萄等常常采用散装的方式等。

(六)包装生产线的建立

包装生产线应具备的主要装置有:卸果装置、药物处理装置、清洗和脱水装置、分级打蜡装置、包装装置等。条件尚不具备的包装场,可采取简单的机械结合手工操作规程,来完成上述的果蔬商品化处理。

以苹果为例,具体做法是:先将果实放在水池中洗刷,然后由传送带送至吹风台上,吹干后放入电子秤或横径分级板上,不同重量的果实分别送至相应的传送带上,在传送过程中,人工拿下色泽不正和残次病虫果,同一级果实由传送带载到涂蜡机下喷涂蜡液,再用热风吹干,送至包装线广定量包装。

第15页是大型包装生产线事例图。

三、预冷

(一)预冷的概念

概念:果蔬预冷是指将收获后的产品尽快冷却到适于贮运低温的措施。

(二)预冷的作用 作用:

1除去田间热,迅速降低产品温度。

2控制果蔬采后生理生化变化。通过预冷,降低呼吸作用。 3抑制微生物的侵染。

4减小水分和营养成分的损失。

为了最大限度地保持果蔬的生鲜品质和延长货架寿命,预冷最好在产地进行,而且越快越好,预冷不及时或不彻底,都会增加产品的采后损失。

(三)预冷方式

第16页是不同预冷方式的事例图。 1.自然预冷

自然预冷就是将产品放在阴凉通风的地方便其自然冷却。

例如我国北方许多地区在用地沟、窑洞、棚窑和通风库贮藏的产品,采收后阴凉处放置一夜,利用夜间低温,使之自然冷却,翌日气温升高前贮藏。

2.风冷

风冷是使冷空气迅速流经产品周围使之冷却。

风冷可以在低温贮藏库内进行,将产品装箱。纵横堆码于库内,箱与箱之间留有空隙,冷风循环时,流经产品周围将热量带走。这种方式适用于任何种类的水果蔬菜,预冷后可以不搬运,原库贮藏。但该方式冷却速度较馒,短时间内不易达到冷却要求。

3.水冷

水冷却是以冷水为介质的一种冷却方式,将果蔬浸在冷水中或者用冷水冲琳,达到降温的目的。

冷却水有低温水和自来水两种,前者冷却效果好,后者生产费用低。目前使用的水冷却方式有流水系统和传送带系统。 水冷却降温速度快,产品失水少,但要防止冷却水对果蔬的污染。因此,应该在冷却水中加入一些防腐药剂,以减少病源微生物的交叉感染。适合于用水冷却的果蔬有柑梧、胡萝卜、芹菜、甜玉米、网纹甜瓜、莱豆等。

4.真空预冷

真空预冷是将果蔬放在真空室内,迅速抽出空气至一定真空度,使产品体内的水在真空负压下蒸发而冷却降温。压力减小时水分的蒸发加快,如当压力减小到533.29Pa时,水在0℃就可以沸腾,说明真空冷却速度极快。在真空冷却中,大约温度每降低5.6℃,失水量为1%,但由于被冷却产品的各部分几乎是等量失水,故一般情况下产品不会出现萎蔫现象。

生菜、菠菜等叶菜类最适合于用真空冷却。例如,纸箱包装的生菜用真空预冷,在25—30分钟内可以从21℃下降至2℃,包心不紧的生莱只需15分钟。

说明比表面小的果蔬散热慢,而不宜采用真空冷却。

四、其它处理方法

(一)催熟

催熟是指销售前用人工方法促使果实加速完熟的技术。不少果树上的果实成熟度不一致.行的为了长途运输的需要提前采收.为了保障这些产品在销售时达到完熟程度,确保其最佳品质,常需要采取催熟措施。催熟可使产品提早上市,使末充分成熟的果实尽快达到销售标准或最佳食用成熟度及最佳商品外观。催熟多用于香蕉、苹果、洋梨、肋猴桃、番茄、蜜露甜瓜等。

催熟的条件:

1. 被催熟的果蔬必须达到一定的成熟度

2. 催熟时一般要求较高的温度、湿度和充足的氧气。

不同种类产品的最佳催熟温度和湿度不同,一般以温度21—25℃、RH85%-90%为宜。湿度过高过低对催熟均不利,湿度过低,果蔬会失水萎蔫,催熟效果不佳,湿度过高产品又易感病腐烂。

3. 催熟室内的气体成分。对催熟效果也有影响,二氧化碳的累积会抑制催熟效果。因此催熟室要注意通风,以保证室内有足够的氧气。

4. 要有适宜的催熟剂。乙烯是虽常用的果实催熟剂,用乙烯进行催熟处理时需要相对密闭的环境。一般使用浓度为0.2-lg/L。

乙烯利也是水果蔬菜常用的催熟剂,在微碱性条件下分解成乙烯,所以在保用乙烯利的时候,要配合0.05%的洗衣粉使用。

例如,为了便于运输和贮藏.香蕉一般在绿熟坚硬朗采收,绿熟阶段的香蕉质硬、昧涩,不能食用,运抵目的地后应进行催熟处理,使香蕉皮色转黄,果肉变软,脱涩变甜,产生特有的风味和气味。

具体做法是,将绿熟香蕉放入密闭环境中,保持22—25℃和90%的相对湿度,香蕉会自行释放乙烯,几天就可成熟。也可利用乙烯催熟,在20℃和80%—85%的相对湿度下,向催熟室内加入1g/m3的乙烯,处理24—28h,当果皮稍黄时取出即可。为了避免催熟室内累积过多的二氧化碳(二氧化碳浓度超过1%时,乙烯的催熟作用将受影响),每隔24h要通风1—2h,密闭后再加入乙烯,待香蕉稍现黄色取出,可很快变黄后熟。

(二)脱涩

脱涩主要是针对柿果而言。柿子脱涩是什么原理。柿果的脱涩就是将体内的可溶性单宁通过与乙醛缩合,变为不溶性单宁的过程。据此,可采用下列方法。 1.温水脱。 2.石灰脱涩 3.混果说涩 4.酒精脱涩

5.乙烯及乙烯利脱涩等。

在教材51页讲解比较详细,了解一下。 第17页是柿子脱涩的事例图。

柿子成熟期9~10月,还没到柿子上市的时候,就有大量产品上市。这些柿子怎么这么快就熟了,给未熟柿子打针“催熟”。商贩们为了提早上市,将青涩的柿子催熟,就使用乙烯利。

(三)涂膜

1. 涂膜作用

涂膜保鲜技术的主要作用表现在如下几个方面。

①. 隔离保护作用

通过在果蔬表面形成一层保护膜,将果蔬与外界环境隔离,这样对果蔬质量具有危害作用的因子(如尘埃、空气中的氧、微生物等)便不能直接与果蔬接触,也就不容易发挥其危害作用。此外,涂层一般具有一定的机械强度、弹性和韧性,对果蔬起到一定的加固作用,从而避免果蔬遭受到机械性损伤。

②. 抑制果蔬水分蒸发

涂膜处理后,一方面,保护膜可抑制果蔬的蒸腾作用;另一方面,由于保护膜具有吸水性能,可吸收外界的水分,使果蔬处于一个良好、稳定的湿度环境,有利于保持果蔬的新鲜度。

③. 抑制果蔬内外气体交换

涂膜保鲜技术可在果蔬表面形成一层致密的膜,对CO2和O2有选择性渗透的作用,表现为阻止空气中O2进入果蔬组织,在膜内部形成低O

2、高CO2的小环境,从而可以有效地阻止果实与外界的气体交换,减少内源乙烯的生成,抑制呼吸代谢,推迟衰老。作为果蔬涂膜保鲜剂,应保持涂层的透气性,以防引起厌氧呼吸。

④. 抑菌和杀菌及抗氧化作用

有些成膜物质本身就具有一定的抑菌、杀菌作用,如壳聚糖对某些腐败真菌起到直接的抑制或杀灭作用。有的涂膜剂成分具有抗氧化性,如玉米醇溶蛋白可以消耗涂层内的氧或抑制引发或终止果蔬表面氧化作用,从而抑制了果蔬的氧化变质。

2. 涂膜材料 1.多糖类

多糖类涂膜剂主要包括壳聚糖、魔芋葡甘聚糖、淀粉、纤维素衍生物等,都属亲水性聚合物,阻湿性一般较差。但某些透湿性强的多糖涂层往往具有良好的成膜性及一定的黏度,其阻氧性较强。因此,可用于保护果蔬中的成分不被氧化。有的多糖类涂膜剂还具有较强的抑菌、杀菌功能。 2.蛋白质类

主要有大豆分离蛋白、玉米醇溶蛋白、小麦面筋蛋白和乳清蛋白等,蛋白膜具有更好的阻隔性能、延伸性和弹性。 3.脂质类

主要有蜡和酯类等。有很好的阻隔性能。 4.复合类 复合型可食性膜是以不同配比的多糖、蛋白质、脂肪酸结合在一起制成的一种可食性膜。由于复合膜中的多糖、蛋白质的种类、含量不同,膜的透明度、机械强度、阻气性、耐水耐湿性表现不同,可以满足不同果蔬保鲜的需要。

3. 涂膜方法

第18页是涂膜不同方法的事例图

涂膜方法大致可分为浸染法、刷涂法和喷涂法三种。

1.浸涂法最简便,即将涂料配成适当浓度的溶液,将果实浸入,蘸上一层薄薄的涂料后,取出晾干即可。

2.刷涂法即用细软毛刷蘸上涂料膜刷涂。刷料,要均匀而且要很薄。 3.喷涂法即当果实由洗果机内送出干燥后,喷上一层均匀而很薄的涂料。

(四)愈伤

愈伤是采后给果蔬提供高温、高湿和良好通风条件,使其轻微伤口愈合的过程。特别是块根、块茎、鳞茎类蔬菜,在采收时容易造成机械损伤,引起腐烂。

(五)辐射和化学药剂处理

思考题:

1. 结合本地特点,谈谈如何提高本地果实和蔬菜的商品化程度? 2. 果蔬的采收成熟度如何确定?采收成熟度对果蔬有哪些影响?

3. 影响果蔬预冷效果的因素有哪些?常用的预冷方式有哪些?各有什么优缺点?

五、运输

(一)运输的基本要求 1. 快装快运

果蔬采后仍然是一个活的有机体,极易发生腐烂变质。运输中的各个环节一定要快,使果蔬迅速到达目的地。 2.

(二)轻装轻卸

因为绝大多数的果蔬含水量为80%-90%,如果装卸粗放,产品极易受伤,导致腐烂,机械损伤引起果蔬采后损失的一个主要原因。因此,装卸过程少一定要做到轻装轻卸。 3.

(三)防热防凉

任何果蔬对温度都有严格的要求,温度过高,会加快产品衰老,使品质下降;温度过低,使产品容易遭受冷害或冻害。此外,运输过程中温度波动频繁或过大都对保持产品质量不利。所以,要注意它的温度控制。

(二)、运输的方式 1. 公路运输

特点:投资少、可调节性大、运载量小 货车——适宜于短距离、短时间的输送

冷藏车——适宜于运输时间长、鲜度下降快的果蔬和鲜花 2. 铁路运输

特点:运输量大,运费较低,连续性强,适合于长途运输。 缺点:装载前后的转运问题 我国铁路运输车有以下几种:

普通棚车——无温控设备,受自然气温影响大,果蔬损耗大; 无冷源保温车——依靠车体的隔热层,维持果蔬预冷后的品温; 冷藏车——车内有制冷设备,能维持车厢内果蔬的适宜温度;

3. 水路运输 优点:

运输量大、成本低、行驶平稳。

海运是最便宜的运输方式,国外的海运价格是铁路的1/8,公路的1/40。 缺点:

受自然环境限制较大、运输连续性差、速度慢。因此,水路运输果蔬的种类也受限制。 4. 集装箱

是当今世界上发展非常迅速的一种运输工具。 突出特点:

1.抗压强度大,可长期反复使用; 2.便于机械化装卸,省时省力;

3.能创造良好的贮运条件,较好地保证产品质量。 国际集装箱规格有3种类别,13种型号。 集装箱的种类:

按材料分:铝合金、玻璃钢、钢制

按结构分:折叠式、薄壳式、内柱式、外柱式

按功能分:普通、冷藏、冷藏气调、冷藏减压等 5. 航空运输

优点:运行速度最快,航线最直,运输速度比

铁路快 6~7倍,比水运快29倍。

缺点:运费高、运量小、耗能大。

(三)、运输的注意事项

目前我国果蔬运输的设备有汽车、轮船和火车,有条件的地方可使用保温 或冷藏设备。为了搞好运输,应注意以下几点:

1. 运输的果蔬质量要符合运输标准,没有败坏,成熟度和包装应符合规定,并且新鲜、完整、清洁,没有损伤和萎蔫。

2. 果蔬承运部门应尽力组织快装快运,现卸现提,保证产品的质量。 3. 装运时,堆码要注意安全稳当.要有支撑与垫条,防止运输中移动或倾倒。堆码不能过高,堆间应留有适当的空间,以利通风。

4. 装运应避免撞击、挤压、跌落等现象,尽量做到运行快速平稳。 5. 装运应简便快速,尽量缩短采收与交运的时间。

6. 如用敞篷车船运输,果蔬堆上应覆盖防水布或芦席,以免日晒雨淋。冬季应益棉被进行防寒。

7. 运输时要注意通风,如果用篷车、敞车通风运载,可将篷车门窗打开,或将敞车侧板调起捆牢,并用棚栏将货物挡住。保温车船要有通风设备。

8. 在装载果蔬之前,车船应认真清扫,彻底消毒,确保卫生。

9. 不同种类的果蔬最好不要混装,因为各种果蔬产生的挥发性物质相互 干扰,影响运输安全。尤其是不能和产生乙烯量大的果蔬在一起装运,因为微 量的乙烯也可促使其他果蔬提前成熟,影响果蔬质量

10. 一般运输一天的距离,可以不要冷却设备,长距离运输最好用保温车 。在夏季或南方运输时要降温,在冬季尤其是北方运输时要保温。用保温车 胎运输果蔬,装载前应进行预冷。要保持果蔬菜的新鲜度和适宜的相对湿度, 以防止果蔬萎蔫。

六、冷链流通

参考书

表面化学论文范文第5篇

防乳化剂是一种用来抗乳化的表面活性剂。通常加入处理液或修井液中, 在这两种溶液中, 表面活性剂必须将修井液和处理液润湿地层, 这样容易混合, 通常情况下此种实验选取修井液与处理液, 另一种选取地层的碎岩心, 数据显示, 底层主要组成是粘土、石灰岩、白云岩和砂岩, 将破碎的地层岩心浸泡于修井液中, 当发现散粒集聚在油中时, 这是可以说明地层属于亲水性, 相反如果发现集聚在水中, 则判定其亲油性, 因为油和水的相对渗透率以润湿性为条件, 此外表面活性剂亲水基与亲油基润湿性存在较大差别, 因此不是水浸泡的岩石中, 水的相对渗透率最高, 同样, 不是油浸泡的岩石中, 油的相对渗透率最高。

当表面活性剂作为缓速剂、稠化剂及悬浮剂、面活性剂时, 由于油井的酸化系统中, 表面活性剂充当缓速剂从而降低酸液和碳酸盐反应速度。这样是为了通过加大活性酸的穿透距离来增加酸蚀裂缝长度。用胶束组成的稠化剂, 由于其黏度高, 泡沫稳定, 悬砂能力强, 不易滤失流体, 可以用在酸化压裂中, 阳离子型表面活性剂可以形成一种长的薄膜胶, 稠化性好, 当液体中活性剂到达一定浓度后, 表面活性剂可以形成胶束, 这种浓度叫临界胶束浓度。这时浓度达到30多。此外, 磷酸铝胶液凝剂在其井底粘度为20cm, 温度最大到为70摄氏度, 能明显除去微粒, 还可以将某些流体的的滤失控制好。表面活性剂如果用作悬浮剂可以除去积聚在井底的微粒, 注入地层水时如果没有充分进行过滤, 积聚在吸附的黏土上, 地层渗透率大大降低。还有, 盐酸溶液可与石灰岩、白云岩地层反应, 磷酸盐被酸液稀释, 释放出一些微粒到残酸中, 可以大大降低它的传导率, 所以这些微粒必须被清除掉, 例如烃基铝和氢氧化锆, 磷酸铵 (RNH (CH2) NOp H3O2) , 两性离子磺酸盐 (RNH (CH2) 4SO3) , 不仅能有效的清除微粒, 还可以控制某些流体的滤失。

表面活性剂往往用来除垢或是通密度大的气井, 在气井中时常会有水和凝析油堵塞。为了尽量减少堵塞, 会选择表面活性剂, 如果已经堵了井, 可以在表面活性剂中加入甲醇或异丙醇, 使表面张力下降, 当表面活性剂的浓度为0.1%时, 可使水表面张力降到30达因/cm。使地层盐水的压力差降低一半。消除堵塞需考虑的另一方面是表面活性剂的特性是属于非吸附性的。如果在地层中它吸附性强的话, 漏进地层时, 表面张力变大。其吸附性可以使毛细菌压力变大, 就会造成堵塞以至于地层的供油量下降。

油田作业中, 钻井与完井过程中, 粘土可侵入地层生产层降低产能。砂岩中的粘土、和长石是影响其很重要的因素。粘土具有良好的离子交换特性。因为当粘土的pH值大于等电离点时, 带有负电荷, 大环境中显负电性。它与硅石在pH值一到二存在一等电离点。卡拉曼油田是应用非离子表面活性剂来提高石油采收率的油田, 其原油属触变性石油, 胶质、蜡含量高, 原油粘度4厘泊, 地层温度62摄氏度, 因粘土具有离子交换特性, 一般用可以除去在地层中的黏土的表面活性剂。比如:阴离子型表面活性剂就能够分散存在于酸性泥浆溶液中的粘土微粒, 大多选取使用木质素磺酸盐。

在强化采油中, 如果要降低表面张力, 提高驱替效率往往选取表面活性剂与助表面活性剂进行复配可以达到最适合的表面张力。迄今为止已经有很多国家这种生物表面活性剂强化采油专利, 这方面美国用的是一种在泡沫液体中繁殖的好氧菌, 此种微生物产出一种叫“Emulsan”的表面活性剂, 它的结构类似高分子脂肪多糖结构, 这种“Emulsan”为了降低重质油粘度还可以润湿岩石用。

表面活性剂作为起泡剂是为了从气并中清除水和石油。多数起泡剂能降低水的表面张力, 并且泡沫溶液具备容易改变及快速变化的表面张力能力。还有这种起泡剂不仅能将水和油清除掉, 还可以清除其他杂质颗粒来提高气体产出率。比如, 用氮基泡沫压裂, 处理时井口压力不会达到70MPa。

区别使用表面活性剂, 从其利润方面考虑的话, 非离子型表面活性剂可与酸液和或者盐水作用生成泡沫成分, 温度控制在浊点 (90-120℃) 以下。阴离子型表面活性剂可与盐水作用生成泡沫成分, 温度控制在150℃以下。阳离子型表面活性剂可与盐水或酸液作用生成泡沫成分, 温度控制在150℃以下。两性表面活性剂可与盐水或酸液作用生成泡沫成分, 温度控制在180℃以下。

摘要:近年来, 表面活性剂在油田中的用途也日益火热。应用于石油产业方面大多数阴离子表面活性剂, 主要是硫酸盐和磺酸盐, 主要用做洗净剂、缓蚀剂、起泡剂和乳化剂。

关键词:表面活性剂,油田,防乳化剂

参考文献

[1] 陆光崇.季铵盐类阳离子型表面活性剂.日用化学化工, 1981, 4 (1) , 30-34.

表面化学论文范文第6篇

磨削加工是一种重要的加工工艺,它被广泛应用于高精度和高粗糙度工件的生产过程中,与其他加工工艺相比,磨削加工切莫除单位体积材料时需要非常高的能量输入,这些能量几乎全部转化为热量集中在磨削区内,导致磨削区的温度升高。磨削时切削层较薄,磨削速度高,磨粒经过切削区的时间极短,热量来不及向工件深处传递而聚集在工件表面层里形成局部高温,导致磨削点的瞬时高温变化可达1000℃左右,被磨工件表层发生不均匀的现象。当磨削温度较高时,会使零件表层金相组织发生变化,甚至出现磨削烧伤。磨削烧伤时磨削表面呈现黄色或黑色。 1 产生磨削烧伤的原因

工件表面烧伤主要由于磨削温度太高引起的,造成磨削过热的原因主要有以下一些原因:A 砂轮选的太硬,磨钝了的磨粒不能及时脱落因而产生大量磨削热,造成工件烧伤;砂轮粒度号太大(磨粒太小),组织太紧,容易引起砂轮堵塞,产生大量的磨削热引起烧伤;没有经常修整砂轮,砂轮太钝,也易引起表面烧伤。B 磨削用量太大,特别是磨削深度太大,磨床工作台纵向进给速度太慢,进给量太大引起砂轮对工件表面滑擦剧烈,产生很高的温度,引起被磨表面烧伤。C 工件材料的烧伤敏感度商。材料的碳或合金含量越高,导热性越差,因此在同一条件下,容易产生表面烧伤;含碳量相同的材料,淬火硬度越高,越易产生表面烧伤。D 冷却不充分,使磨削热不能及时的付出,引起温度很高而产生烧伤。 2 表面烧伤对工件表面质量的影响:磨削表面所呈现的颜色是由于磨削热使工件表面产生氧化膜所反映的干涉现象,即相当于所谓回火颜色。磨削烧伤使淬火件表面发生软化现象,严重的影响工件的耐磨性和使用寿命。

3 磨削烧伤的预防:磨削时产生表面烧伤的原因很多,为了避免表面烧伤的现象,主要应采取以下两方面措施:

A 减少磨削热的产生。减小径向进给量,一般在生产中常采用在开始时采用较大的进给量,在最后几次进刀采用较小的进给量,减少磨削深度;选用粒度号小、硬度软、组织疏松的砂轮,甚至采用大气孔砂轮,经常保持砂轮在锋利条件下磨削,并选择适宜的润滑性能较好的切削液,以减少磨粒与工件间的摩擦。减少砂轮与工件的接触面(如在端面磨时将砂轮略微倾斜一个很小的角度,一般偏斜0.5~1度)。采用浸渗砂轮磨削,统筹改善磨粒与切屑及磨粒与加工表面的润滑作用,减少热量的产生。

B 加速磨削热的传出。除了减小砂轮速度,增大工件速度可以加快热量传出外,最主要的采取有效的冷却方法,可采用内冷却、高压冷却、喷雾冷却等。要保持冷却液的清洁。

磨削烧伤产生的原因是由于磨削产生的高温造成的,例如,砂轮的硬度太高,自砺性不好,容易烧伤;采用较软的砂轮和粒度较粗的砂轮可以减少烧伤。砂轮的结合剂对烧伤亦有影响,树脂结合剂和橡胶结合剂的砂轮因为沙粒可以弹性退让,要比陶瓷结合剂的不易烧伤。磨削深度对烧伤影响很大,这是因为增大单个磨粒的磨削厚度,砂轮与工件的接触长度增大,使更多的热量传给工件。不同的工件的导热系数不同,磨削温度也不同,高碳钢、合金钢和耐热合金导热性较差,磨削温度就高,容易烧伤。选用有效的冷却润滑,可以减轻或避免烧伤。

一、烧伤的实质

我们首先来探讨烧伤的原因。其实这个原因并不复杂,借助于一些设备和机理研究,这个原因很容易搞清楚,那就是高温氧化变色。

或3,y=3或

在高温下,空气中的氧气将金属,主要是铁,氧化成不同的成分。Fe2O3为红色,Fe3O4为黑色,二者的混合色,根据比例不同分别表现出蓝色等不同的颜色。有的工件中含有微量其他金属,氧化的颜色也略有差异。

所以我们若要对该问题进行研究,就归结为以下几个方面:

一、如何减少热量的产生;

二、如何提高切割效率以减少无意义摩擦;

三、能否减少氧气与工件的接触;

四、有没有更新的其他思路;

上一篇:生物学论文范文下一篇:宿舍管理论文范文