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山楂加工制品
山楂不僅藥用價值高,因其營養豐富,酸甜可口,開胃消食,也被廣泛用于食品工業中,山楂果肉酸甜的特殊口感及具有血壓、降血脂、柔和血管、促進消化等功能,是動脈硬化、消化不良和缺少胃酸患者的理想食品[12],各種山楂制品深受人們喜愛。山楂的價值很高,市場前景很大。在市場上出售的以山楂為原料的產品有很多,銷售的食品類有150余種,如糖葫蘆、山楂汁、糖水山楂罐頭、山楂醬、山楂果脯等產品。
山楂提取物的保健功能及其在功能性食品中的應用
1強心降脂降壓作用
山楂提取物的主要成分是黃酮類物質,具有增加心肌收縮力、增加心輸出量、減慢心率的作用。山楂黃酮、山楂浸膏、山楂水提物均可對蟾蜍在體、離體、正常及疲勞的心臟有一定程度的強心作用[13]。其黃酮類化合物——牡荊素,是一種具有較強抗癌作用的藥物。山楂提取物對癌細胞體內生長、增殖和浸潤轉移均有一定的抑制作用。經現代實驗研究證明,山楂不同提取部分對不同動物造成的各種高脂模型均有較肯定的降脂作用。山楂中的乙醇提取物能夠降低高血脂、大鼠血清中膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇的含量,升高大鼠血清中高密度脂蛋白膽固醇的含量[14]。王云彩等人以山楂總黃酮做動物實驗,通過高脂飼養使大鼠血脂普遍升高,18d后每天灌胃給藥1次,給藥16d后測定血清甘油三酯(TG),膽固醇總量(TC)和高密度脂蛋白膽固醇(HDT-C),并計算HDT-C/TC和TC-HDL-C/HDL-C[15]。結果表明,山楂總黃酮無明顯降血脂作用,但可降低TC-HDL-C/HDL-C,這說明山楂對大鼠血脂和血脂蛋白膽固醇具有良好調理作用,可用于防治動脈粥樣硬化性疾病。李貴海等人研究表明,山楂中的雄果酸和金絲桃苷具有明顯的降低膽固醇、調節血脂和提高血清SOD活性的藥效作用,這些作用對于治療高脂血癥、預防血管內皮損傷、阻止血管粥樣硬化的形成都有重要的意義[16]。山楂加糯米制成山楂粥,能開胃消食、化滯消積、活血化淤、收斂止痢,適于食積腹脹、消化不良、腹痛泄瀉患者食用[17]。
2抗氧化作用
山楂果實中抗氧化作用的物質主要有黃酮類化合物和原花青素等[18]。山楂果實中富含天然植物抗氧化物-櫟皮酮,屬于類黃酮類化合物,具有較好的抗氧化能力[19]。金寧等研究表明:山楂原花青素表現出較強的清除自由基和抑制脂質氧化的能力,在脂質體系中,山楂原花青素抑制脂質過氧化的能力遠大于維生素E[20]。山楂水煎劑可提高D-半乳糖致衰小鼠血清總抗氧化能力,紅細胞內SOD的活性及紅細胞膜Na+、K+、ATPase活性,并能降低脯組織中Ca2+的含量[21]。山楂水煎液組增強正常小鼠小腸運動,說明山楂有機酸部位及水提液可以促進胃腸運動,并對其有單向調節作用[22]。山楂提取物也具有較強的抗氧化能力,研究表明,山楂提取物分別與維生素C和槲皮素復配,均具有一定的抗氧化協同作用,且山楂提取物與維生素C的抗氧化協同作用強于山楂提取物與槲皮素[23]。在使用高脂飼料喂養大鼠的同時,灌喂山楂葉提取物,大鼠血清中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-R)活性增加,LDL-C中維生素E消耗降低,熒光物質的產生減少,說明山楂提取物可對LDL-C的氧化修飾具有抑制作用,增加了抗氧化酶的活力[24]。
3抗菌消炎作用
山楂果實及山楂的葉子均有抗菌消炎作用,其中山楂果中所含的果膠、黃酮類化合物、不飽和脂肪酸等多種化學成分對于細菌也有一定的抑制作用。臨床上表明山楂取鮮品可治療凍傷感染及潰瘍,療效非常好。山楂果中提取的不飽和脂肪酸中的亞麻酸具有較強的消炎作用,對風濕性關節炎和皮膚炎癥可起到很好的改善癥狀作用。未處理的山楂果實對多種桿菌和球菌有較強抑制作用,焦山楂對綠膿桿菌有抑制作用。實驗表明,山楂葉乙醇提取物具有一定的抗炎、鎮痛作用。山楂葉乙醇提取物對二甲苯所致小鼠耳殼腫脹有抑制作用,還能減少冰醋酸所致小鼠的扭體反應次數。李剛等用25%山楂提取液作用5min,對金黃色葡萄球菌殺滅率達99.9%以上,該液54℃儲存14d對殺菌效果無影響,對大腸桿菌、銅綠假單胞菌等也具有較好的殺菌效果[25]。
4增強腸胃消化功能
山楂性微溫,味酸、甘,歸脾、胃、肝經,具有消食健胃、行氣散瘀、化濁降脂等功效,常用于肉食積滯,胃脘脹滿,瀉痢腹痛,瘀血經閉,產后瘀阻,心腹刺痛,胸痹心痛,疝氣疼痛,高脂血癥。焦山楂消食導滯作用較強,用于肉食積滯,瀉痢不爽[26]。山楂果實含有VC、VB、胡蘿卜及多種有機酸,日服能增加胃中消化酶的分泌,增強酶的活性,促進消化。山楂中同時含有胃蛋白酶激動劑,能使蛋白酶活性增強;另外,還含有淀粉酶,能增強胰脂肪酶活性,達到消食開胃、增進食欲的作用[27]。山楂水提取物還能促進胃腸平滑肌收縮作用,山楂水提取物在5~20mg.ml-1濃度范圍內可增強大鼠正常離體胃、腸平滑肌條的運動,且具有顯著劑量依賴性;山楂水提物可加強乙酰膽堿引起的腸平滑肌的強烈收縮[28]。
山楂在食品工業中的發展及前景
1現代山楂在食品工業的發展
山楂樹體抗逆性強,病蟲害少,易于生產無污染、安全、優質、衛生有營養的綠色果品和有機果品。山楂能加工成多種產品,并且隨著加工技術的發展,山楂加工品也越來越多,其加工制品營養豐富、色澤艷麗、果香濃郁。其中果醋是以水果或果品加工下腳料為主要原料,經過酒精發酵、醋酸發酵釀制而成的一種營養豐富、風味優良的酸性調味品,它兼有水果和食醋的營養保健功能,具有廣闊的開發前景。山楂黃酮類化合物具有較高的抗氧化、抗自由基活性,是生產天然保健食品較為理想的添加劑??赏ㄟ^高新技術如超臨界萃取技術提取,有效成分提取后可采用噴霧干燥或真空冷凍干燥等技術獲得粉狀產品。另外,山楂經過預處理后,可通過超微粉碎得到山楂粉,可作為醫藥、食品工業主料、輔料或添加劑應用。隨著酶制劑工業、均質機產品和膜技術等科學技術的發展,人們對水果的加工也進入到一個新的階段,水果類加工產品越來越多,在這個過程中山楂產品也在不斷得到豐富。山楂毒性小,副作用少,有望成為以各種有效成分參與臨床治療的中藥。因其獨特的藥用價值,人們將山楂單味加紅糖制成獨圣敞,可活血化淤、促進食欲、幫助消化,適用于產后淤血。山楂果核及葉片等都含有豐富的保健成分,目前開發的產品有山楂核淄餾油、山楂葉減肥茶、山楂葉紅色素及黃酮針劑等。
2山楂制品在食品工業中發展存在的問題及市場前景
關鍵詞:小麥胚;研究進展;存在問題;應用前景
小麥胚約占小麥籽粒質量的2%~3%,是小麥籽粒生命的源泉,含有極其豐富且優質的蛋白質、脂肪、酶、維生素、礦物質以及多種微量生理活性物質。它是小麥粉加工廠的主要副產物之一,其資源潛藏量相當豐富,我國每年約有30~50萬t的小麥胚量可供利用開發,但一直以來,小麥胚這一寶貴資源未能得到充分、合理的利用。隨著人們對營養要求的不斷提高,小麥胚的營養價值也越來越受到重視。近年來,國內外學者紛紛圍繞著麥胚油脂、麥胚維生素、麥胚蛋白以及一些生物活性物質,進行了大量的研究和利用,開發出許多以小麥胚為原料的食品或保健品。
1小麥胚在食品工業中的研究開發進展
1.1小麥胚油及其應用小麥胚含油率11%左右,提取的麥胚油富含維生素E、亞油酸、亞麻酸、二十八碳醇以及多種生理活性組分,是一種頗具營養保健作用的功能性油脂,可用于食品、生物病蟲害防治劑、制藥以及化妝品配方之中。小麥胚脂肪的開發研究主要圍繞麥胚油的提取、微膠囊化和維生素E的提取濃縮等三個方面進行。提取方法是獲得高質量麥胚油的保障,決定著油品質的好壞。傳統提取方法主要是用有機溶劑進行提取,其次是壓榨法。近年來對超臨界CO2或亞臨界提取麥胚油進行了研究,Shao等[1]用響應面法優化出超臨界CO2提取小麥胚油的最佳工藝條件為:萃取壓力35MPa,溫度50℃,萃取劑流量22.5~25L/h,提取時間為1h,萃取所得最大麥胚油得率為10.15%。宋國輝等[2]以液化丙烷為溶劑,通過正交試驗對亞臨界萃取小麥胚油的工藝進行了優化:萃取時間65min、料液比1∶8、萃取溫度45℃,此時的油脂提取率為88.68%。微膠囊化技術是一種利用天然或者合成的高分子材料作為壁材,以活性物質作為芯材,保護被包裹活性物質的良好手段,其應用于麥胚油的開發之中,可以更好地保護小麥胚油的生物活性,國內很多研究者采取不同手段對麥胚油的微膠囊化進行了研究。何嬌[3]通過噴霧干燥法對麥胚油進行了微膠囊化,實驗得出:大豆分離蛋白和麥芽糊精的配比為1∶1、芯材添加量為40%、總固形物質量分數25%,小麥胚油微膠囊化的包埋率為89.5%。翟穎絲等[4]以大豆分離蛋白和麥芽糊精為壁材,用蔗糖酯和單甘酯為乳化劑,采用乳化-噴霧干燥法對小麥胚油進行微膠囊制備,實驗研究出小麥胚油微膠囊制備最佳工藝條件為:均質壓力34MPa、進風溫度181℃、進料泵速7.6ml/min,該條件下小麥胚油微膠囊包埋率為88.03%。微膠囊顆粒表面結構完整,具有較好的包埋效果。小麥胚油是良好的VE來源,VE的富集和濃縮成為其開發應用的另一個熱點。Yang等[5]對VE營養油制備方法進行了比較研究,結果表明:超臨界CO2萃取壓力為33MPa,溫度為45℃時小麥胚油有最高的VE含量;在壓力為19MPa,溫差為9℃時VE濃集效果最好。師景雙等[6]對傳統溶劑法浸提小麥胚中VE浸提條件進行了一系列的研究。試驗得到最佳的控制條件為:乙醇體積分數為95%,浸提溫度為70℃,料液比為1∶3,浸提時間為120min,此時的浸提效果最佳。
1.2小麥胚健康飲料
小麥胚蛋白質質量分數高達30.2%左右,其中清蛋白18.9%、麥醇溶蛋白14.0%、麥谷蛋白0.3%~0.37%、水不溶性蛋白30.2%。不僅蛋白質含量豐富,氨基酸全面平衡,且易于被人體吸收,是很好的優質全價蛋白質營養源,在營養學上具有重要意義[7]。制作麥胚飲料不僅能夠更好地利用麥胚中的蛋白質,而且更利于人體吸收利用。根據制作工藝,麥胚健康飲料可分為非發酵型和發酵型兩種類型。在非發酵型飲料的研發中,李濤等[8]以小麥胚、乳清蛋白為原料研究了新型運動型飲料,通過單因素和正交試驗確定出了飲料的最佳配方為:小麥胚汁100g、低聚麥芽糖8g、無機鹽1.8g、乳清蛋白1.5g、黃原膠0.075g、檸檬酸0.02g,此條件下的飲料質地均勻,清爽可口。肖玟等[9]研究了小麥胚蛋白復合保健飲料的生產工藝,采用正交試驗設計方案和模糊數學評判確定出該飲料和復配穩定劑的配方。最佳組合為:澄清的混合汁質量分數60%、蜂蜜4%、蔗糖3%、檸檬酸鉀0.3%,復配穩定劑的配方為羧甲基纖維素鈉0.40%、卡拉膠0.15%、黃原膠0.30%,所得的飲料品質和穩定性最好。發酵型飲料的研制主要是通過添加不同種類的益生菌,利用菌種的活性來獲得穩定的小麥胚飲料。王宇飛等[10]以小麥胚和芝麻為主要原料,添加保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌進行了植物蛋白發酵飲料的制備,通過正交試驗確定乳化穩定劑的最佳組合和最佳發酵工藝參數。小麥胚乳和芝麻乳的最佳調配比例為1∶2,最適發酵條件為:接種量7%,發酵溫度42℃,發酵時間12h。此條件下生產的產品同時兼具乳酸發酵植物蛋白飲料應有的芳香。李永平等[11]對麥胚面包發酵飲料進行了研究,實驗選用新鮮麥胚和面包渣為原料,先接種酵母菌、后接種乳酸菌進行發酵,結果表明,酵母菌最優發酵條件為:烘烤過的麥胚粉30g、面包渣250g、砂糖量10%,酵母菌添加量2%、發酵溫度為28℃、發酵時間1h;乳酸菌最優發酵條件為:乳酸菌添加量1.2%、發酵溫度為44℃、發酵時間8h。
1.3小麥胚面制品
小麥胚含有豐富的營養物質,不僅能夠改善焙烤食品的外觀、口感和風味,而且還能提高產品的營養價值。幾乎所有以小麥粉為原料的焙烤食品都可以添加小麥胚。小麥胚可以通過擠壓處理,也可以直接以片狀或者粉末狀、粒狀添加到小麥粉里制成各種麥胚焙烤食品,以增強食品的營養價值,平衡各種氨基酸,補充小麥粉賴氨酸的不足。不僅如此,在谷物食品中,麥胚還能提供許多質構性的功能。
1.3.1小麥胚面包和餅干
面包和餅干是小麥胚產品的主要研究方向之一,研究者往往通過在面包和餅干的制作過程或是原料中添加小麥胚,以提高產品的感官或者營養品質來獲得新產品。Sidhu等[12]研究了在高纖維吐司面包中添加脫脂小麥胚,實驗表明,添加7.5%左右的小麥胚制得的面包,感官和營養品質都高于全麥粉面包。孫小凡等[13]以面包專用粉為主要原料,添加小麥胚粉、酵母、面包改良劑、白砂糖等輔料,采用一次發酵工藝生產面包,通過單因素試驗和正交試驗,確定小麥胚粉保健面包的最佳配方為:面包專用粉100.0g,小麥胚粉8.0g,面包改良劑0.4g,酵母2.2g,白砂糖7.0g。Arshad等[14]對小麥胚餅干進行了研究,通過在小麥粉中添加0~25%小麥胚的理化指標和營養特性的比較,得出用脫脂小麥胚替代15%的小麥粉生產出來的餅干的理化和感官評價最佳。
1.3.2小麥胚饅頭和面條
小麥胚不僅可在烘焙產品中添加,而且還可直接加入到小麥粉中制作饅頭和面條。韓俊俊等[15]研究了小麥胚粉加入量對饅頭品質的影響,結果表明,饅頭的白度和比容均隨著小麥胚粉含量的增加而呈下降趨勢,饅頭硬度先平緩后上升,在加入量為6%時饅頭的感官評分最高。姚娣等[16]研制了小麥胚特色營養掛面,結果表明,特色營養掛面的最佳配方是:紫薯粉質量分數10%、小麥胚粉質量分數5%、銀杏葉粉質量分數1.5%,預干燥溫度30℃、主干燥溫度40℃、完成干燥溫度20℃、壓片6道、干燥時間4h,所制作的掛面有較好的品質。小麥胚富含多種營養物質,不僅可提取營養成分、制作麥胚產品,而且可與其他食品原料混合在一起制作新型的麥胚產品,如麥胚醬油、麥胚豆腐、麥胚大豆粉以及小麥胚豆奶等;也可用來制作麥胚嬰兒食品或者老年食品包括麥胚米粉和麥胚鈣片,或者制作麥胚休閑方便食品,如小麥胚速溶泡騰片、小麥胚能量棒、麥胚咀嚼片等;還用來制作強化型麥胚糊系列產品,或者將小麥胚粉添加到湯料中替代淀粉、小麥粉等粉料。國外已經開始往番茄醬、馬鈴薯粉內添加麥胚粉來作為增稠料,日本和東南亞地區也已成功地采用麥胚替代大米或大豆來作為發酵基質,開發出了一些發酵食品,如日本豆醬和日本米曲等[17]。
1.4小麥胚抗氧化性的研究
小麥胚除了含有較高的優質蛋白質以外,還含有谷胱甘肽、二十八碳醇、黃酮類化合物、麥胚凝集素、維生素E、鎂、泛酸、磷、硫胺素等多種功能物質,是一種難得的天然保健食品資源,已被證實具有抗氧化、抗衰老、抗疲勞等活性,國內外研究者已經圍繞小麥胚的抗氧化性進行了大量研究。Zhu等[18]研究了不同脫脂條件下小麥胚的抗氧化活性,研究結果表明,用70%的乙醇脫脂的麥胚具有最好的DPPH自由基清除能力,而100%乙醇脫脂的麥胚具有最高的還原力和ABTS自由基清除活性。利用小麥胚中蛋白質的降解物制備抗氧化肽是目前國內外研究的熱點。Cheng等[19]研究了小麥胚蛋白水解物的體外抗氧化作用,研究結果表明,1.20g/L的小麥胚蛋白水解物,在亞油酸體系中顯示出78.75%的抑制脂質過氧化物的能力,0.6g/L的水解物對超氧自由基的清除率為75.40%,0.50g/L的水解物顯示出63.35%的清除亞鐵離子的能力。鵬等[20]利用堿性蛋白酶酶解小麥胚粕制備了抗氧化肽,實驗表明,在料水比1∶12.3,加酶量0.8%,酶解時間2.1h的條件下,制備的抗氧化肽的DPPH自由基清除率達到49.78%,水解度為22%,水解液中肽質量分數為1.9%。
2小麥胚開發過程中存在的問題分析
雖然小麥胚具有較高的營養價值,但目前高附加值的利用卻非常低,原因在于小麥胚開發利用中還存在著許多需要解決的現實問題。
2.1小麥胚的不穩定性
由于小麥胚脂肪含量較高,并且富含活性較高的脂肪酶和脂肪氧化酶,以及附著的微生物,導致小麥胚極不穩定。這就要求面粉廠應配備具有一定處理規模的穩定化設備。但實際生產中,穩定化設備多存在成本高、能耗高、效率低的缺點。目前的穩定化方式的原理均是降低酶活或者水分,以延長小麥胚儲藏期,雖然在一定程度上延長了保質期,但都對小麥胚的營養成分產生一定的負面影響[21]。穩定性問題嚴重制約了小麥胚的開發利用。因此,對小麥胚進行穩定化處理的研究,延長保鮮期,對于小麥胚的深加工、高附加值產品的開發是十分必要的。
2.2產品開發過程中無法形成規模效益
我國小麥胚資源的潛藏量雖然豐富,但原料分布不均勻、質量參差不齊,且許多小麥粉廠受限于設備配置不齊全、提取工藝不成熟和相關研究匾乏,使得小麥胚在產量、提取率和純度方面與國外相比較低,難以形成規模效益。另外,提取后的小麥胚如麥胚油在開發利用過程中,設備投入成本較高,出油率低,并且沒有成熟的技術用于工業化生產,雖然超臨界CO2出油率較高,但處理量較小,導致小麥胚油很難大量的生產。麥胚產品由于其自身口感和品質特性的限制,直接以脫脂麥胚分離蛋白作為一種食品功能配料還有些不盡如人意的地方,而且蛋白質的功能性質還有待改善,如何將優質蛋白質從脫脂麥胚中分離,從而獲得高純度天然蛋白質仍是探索的重點。
2.3抗氧化機制的研究不夠深入
抗氧化肽是小麥胚利用研究的熱點,但是其分離純化方法還存在較多的局限性,目前,測定抗氧化能力多為體外的化學評價研究,而體內(動物模型)抗氧化能力的研究較少;抗氧化肽雖然對多種疾病顯示出了一定的預防和治療作用,但其抗氧化機制還有待深入研究,如何從小麥胚中提取具有更高活性的天然抗氧化肽,以及闡明這些抗氧化肽的作用機制成為了目前亟待研究解決的問題。
3小麥胚開發應用前景展望
我國是糧食大國,小麥胚的潛藏量相當豐富,小麥胚作為一種具有較高營養價值的食品原料,理應有廣闊的市場前景,縱觀國內外小麥胚開發研究的現狀,制約其發展前景的關鍵就在于怎么解決這些開發利用中的問題,而這也成為麥胚繼續開發研究的方向。在麥胚的穩定化方面,通過研究尋找既方便又經濟且對麥胚營養成分和功能性質破壞小的穩定化條件,延長麥胚的保鮮期仍然是麥胚研究的重點;通過改進技術和改良生產設備,如何在不損害油品質量的情況下,盡量多的提取麥胚油將是麥胚油生產利用的主要方向;如何通過某種改性或者多種改性方法相結合進一步改善麥胚的功能性質,生產改性麥胚,可作為麥胚研究的一個新的重要方向;麥胚整體作為配料在食品中主要應用于焙烤及面食制品,拓寬麥胚的應用載體范圍,并對改性麥胚在其應用上進行深入的研究,將會對推進小麥胚的基礎研究以及產業化發展具有重要作用??傊?,通過合適的加工方法、合理的生產工藝,延長麥胚的保鮮期,改善麥胚的功能性質和營養品質,拓寬麥胚的應用渠道,積極地開展麥胚應用研究,充分發揮這一可再生副產物的經濟價值,將對推動我國農業和食品工業發展具有十分重要的意義。
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花青素又叫花色素、花色苷,屬黃酮類化合物,是一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素,構成植物花瓣和果實的主要色素之一。作為一種天然色素,花青素安全、無毒、資源豐富,且具有一定的營養價值和保健作用,故在食品、醫藥、化妝品等眾多領域有著巨大的開發潛力。本文在花青素相關研究的基礎上,對天然色素花青素的化學結構、分離與提純、生理功能及其在食品中的應用前景進行全面的闡述,為花青素的進一步深入研究提供必要的參考依據和奠定基礎。
花青素的化學結構
1947年,年輕的法國杰克?馬斯魁勒博士在花生的包衣中發現了一種的物質,它在酸性的條件下加熱能夠轉變為花青素?;ㄇ嗨貙儆诜宇惢衔镏械念慄S酮類水溶性色素,廣泛存在于紅葡萄、藍莓、紫薯、草莓、樹莓等植物中。天然花青素的母體結構為2―苯基苯并吡喃即花色基元,以C6-C3-C6為骨架,如圖1所示。大多數花青素在花色基元的3-,5-,7-碳位上有取代基。由于A環和B環各碳位上的取代基不同,從而形成了各種各樣的花青素。迄今發現的天然存在的花青素有22大類,分布于27個科,73個屬的植物中。常見的主要有天竺葵素、矢車菊素(芙蓉花色素)、翠雀素(飛燕草色素)、芍藥素、錦葵色素、牽牛花色素6種,其中含量最高的是矢車菊素。花青素極其不穩定,自然條件下游離的花青素極少見,常與一個或多個多糖分子通過糖苷鍵形成花色素。
花青素的提取及純化方法
花青素的提取方法對比。近年來,隨著國內外學者對花青素關注度的提升,花青素的提取方法逐漸成為研究發展的熱點課題。在傳統的有機溶劑萃取法的基礎上,許多輔助方法如微波、超聲、加壓、超臨界等技術被應用到花青素的提取中來,這些新技術與傳統方法的有機結合,大大提高了花青素的得率,縮短了提取時間,表1中對常見的花青素提取方法進行總結,對比了各種提取方法的優缺點。
花青素的純化方法。為了獲得高純度的花青素,常需要對其進行純化,以去除其中的雜質。目前應用較多的純化方法主要有大孔樹脂法、液相萃取法、固相萃取法、基質固相萃取法等。大孔樹脂法因其工藝簡單、成本較低應用較廣。而液相色譜法和高速逆流色譜法作為新興的提純方法,因其分離效率高,操作簡單,優越性日益凸顯,目前已得到廣泛應用。
花青素的生理功能
抗氧化活性。花青素屬黃酮類化合物,在清除自由基分子機制上與黃酮類化合物類似。黃酮類化合物通過酚羥基與自由基分子反應生成較穩定的半醌式自由基,終止自由基鏈式反應,從而減少并清除自由基?;ㄇ嗨氐目寡趸阅鼙染S生素E高出50倍,比維生素C高出近20倍,是迄今為止人們發現的最有效的抗氧化劑和最有效的自由基清除劑。
花青素主要通過以下四種方式清除體內自由基,一是通過阻止過氧根離子反應;二是螯合體內某些特定的金屬離子,阻止羥基的產生;三是抑制脂質過氧化反應;四是與膠原蛋白作用形成保護屏障隔離組織與外界自由基的接觸。王榮嬌等人采用Fenton反應體系和鄰苯三酚自動氧化體系測定了北陸花青素對羥自由基和超氧陰離子自由基的清除作用,結果表明該花青素在低劑量條件下,對兩種自由基仍具有較強的清除作用,清除率可達到50%以上。鄧紅梅等人研究發現在相同濃度下,葡萄皮渣花青素對DPPH自由基的清除率比維生素C好。韋艷雙等人在研究藍莓花青素對糖尿病小鼠肝、腎、心臟組織的抗氧化能力的影響中發現,連續給藥4周后,在小鼠器官組織中,模型+劑量組與模型對照組相比,丙二醛含量顯著降低,谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性、總抗氧化能力和抑制羥自由基能力顯著增加,這說明藍莓花青素能夠保護受損的器官,具有一定的抗氧化作用。2014年田喜強等人采用超聲波法輔助提取紫薯花青素進行清除羥基自由基抗氧化性能力的研究。研究表明,pH 7.0時,紫薯花青素具備較好的清除羥基自由基能力,其抗氧化能力強于抗壞血酸。景志行等人在對野生藍莓的體外抗氧化性研究時發現,野生藍莓花青素抗氧化能力顯著,與濃度梯度呈正相關關系;在濃度800μg/m L時對超氧陰離子的清除率達到86.86%,濃度為100μg/m L時對雙氧水自由基的清除率達到73.93%。
預防心血管疾病,保護肝臟。大量研究發現,花青素在預防心血管疾病和保護動物肝臟方面具有重要作用。歐海龍等每天用不同劑量(低、中、高:50、100、200 mg/kg)的花青素喂食小鼠,連續灌胃8周后,對血清和肝臟各項血脂含量進行檢測,發現總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平,隨著花青素劑量的增加不斷降低,說明花青素對高脂誘導的動脈粥樣硬化小鼠具有降低血脂的功能。Hwang等在對紫薯花青素抗叔丁基氧化產物誘導肝毒性保護機制的研究中發現,花青素能夠有效降低大鼠肝臟損傷發生的概率。閆倩倩等在紫甘薯花青素對小鼠乙醇性肝損傷的預防保護作用研究中發現,紫甘薯花青素各劑量組均能不同程度降低急性乙醇肝損傷小鼠血清中丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)的活性,升高組織中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽轉移酶(GST)、過氧化氫酶(CAT)的活性及谷胱甘肽(GSH)的含量。這表明紫甘薯花青素對乙醇引起的急性肝損傷具有很好的保護作用。
抗腫瘤作用。癌癥是人類健康的“第二”大殺手,嚴重的威脅人們的生命。開發一種天然的、無毒副作用的抗癌藥物已成為醫學界亟需解決的重要課題。大量研究表明花青素具有一定的抗癌作用。目前,對于花青素的抗腫瘤機制的推測主要集中在:抗突變,抗氧化,抗炎,誘導轉化,調節信號轉導通路抑制腫瘤細胞增殖,誘導細胞周期阻滯,促進腫瘤細胞凋亡,誘導自噬,抗腫瘤侵襲及轉移,逆轉腫瘤細胞耐藥性及增加對化療的敏感性等方面。 景志行等人研究表明:野生藍莓花青素在100μg/g劑量灌胃時,對耳廓腫脹抑制率為47.04%;在體外對白血病細胞K562增殖抑制的IC50為79.01μg/m L。2016年,呂留莊等在對中國野生藍莓花青素的研究中發現,該花青素對A549細胞活力有明顯的抑制作用,對細胞周期也有明顯影響并能引起早期凋亡現象以及ROS釋放。韓彬、羅麗萍等人研究發現黑米花青素能夠抑制MDA-MB-453細胞異種移植瘤向肺轉移,該抑制作用可能與BRACs抑制腫瘤細胞的增殖和促進腫瘤細胞凋亡有關。 陳琦等從藍莓中提取花青素,研究其對人腎小球系膜細胞(GMC)的生長抑制作用及細胞凋亡的誘導效應。結果表明藍莓花青素能呈劑量依賴性抑制GMC的增殖,誘導細胞的凋亡,這可能與激活Caspase-9和Cytochrome-C的表達有關。
此外,大量研究表明花青素在乳腺癌、結腸癌、食道癌、皮膚癌等方面均有預防和治療的功效。
抗炎鎮痛作用?;ㄇ嗨鼐哂幸志饔?,故對病原感染的炎癥具有抑制作用。鄒宇曉研究發現高劑量荔枝殼花青素能顯著降低大鼠左側繼發性足腫脹厚度,緩解大鼠佐劑性關節炎引起的不適癥狀,這可能與花青素的抗氧化和抗炎水平有關。王靜等在研究花青素對小鼠鎮痛消炎作用中發現:金葉女貞果實花青素具有抗炎鎮痛作用,其機制可能與提高小鼠抗氧化能力,減少NO和炎性因子PGE2的生成有關。也有研究表明,藍莓花青素能夠抑制膠原酶,加強膠原基質,治療關節炎。
保護視力。近年來,有關花青素在保護視力方面的報道越來越多。大量研究發現,花青素能夠啟動視網膜酶,激活和提高機體的視紫紅質的再生能力,使人們能夠較快的適應黑暗環境。早在2005年,劉春民等在對青少年近視治療研究中發現,口服花青素的近視青少年在一個月后,視力有明顯的改善。黃宗銹等在對120名志愿者分組研究35天后發現,花青素復方膠囊具有緩解視疲勞作用。馬越等將100名志愿者分成兩組,開展花青素飲料對改善視疲勞的作用。30天后試食組視疲勞癥狀總積分明顯改善,這說明花青素飲料能有效緩解人體視疲勞。花青素具有保護視力的作用,與其強抗氧化能力密不可分,花青素能夠加快微血管循環,減輕自由基對眼睛的傷害,從而起到保護視力的功效。
除此以外,還有研究表明花青素在降血糖、抗衰老、提高記憶力等方面具有一定功效。
花青素在食品工業中的發展方向
健康食品和保健食品的開發。隨著人們生活質量的提高,越來越多的人注重營養。花青素具有抗氧化、降血糖、抗衰老、保護視力等生理功能,如能將富含花青素的食物進行工業加工,開發成飲料、休閑食品、保健食品等,除了豐富加工食品和保健食品的種類,更能為人們提供一定量的花青素,增強身體的抵抗力。目前,以紫薯為原料生產的食品較多,如紫薯汁、紫薯酒、紫薯餅等,這些食品抗氧化性強,對人體健康有益。
作為天然色素的使用。合成色素因其低成本被廣泛應用于食品行業中,但同時,人們對其食品安全性也存在質疑?;ㄇ嗨刈鳛橐环N安全性高、無毒、純天然的植物色素,可被添加到食物中,使食物呈現出五彩繽紛的顏色。但花青素易受外界光照、溫度、pH等因素的影響而分解,在食品中應用受限,因此,在食品加工過程中如何提高花青素的穩定性成為亟待解決的問題。
食品科學與工程專業主要課程大學化學、有機化學、生物化學、分析化學、食品微生物學、食品化學、食品工程原理、現代工程制圖、食品生物技術、食品機械與設備、食品質量與安全、水產食品學、食品發酵學、食品分析與檢驗、食品營養與衛生、罐頭食品加工與軟飲料工藝學、海洋生物資源綜合利用工藝學、食品工藝原理、食品工廠設計基礎、糧油加工學、畜產品加工、食品添加劑。
食品科學與工程專業就業前景
食品科學與工程專業是以生命科學和食品科學為基礎,研究食品的營養、安全與健康的關系,食品營養的保障和食品安全衛生質量管理的學科,是食品科學與預防醫學的重要組成部分,是連接食品與預防醫學的重要橋梁。食品專業就業率是比較高的,這個也是一個很實際的問題,看你是什么學歷,當然這個專業畢業后肯定能找到工作,社會上對于這類人才上的需求量還是非常高的。
我國食品工業急需大量專門人才,該專業畢業生就業去向比較廣。食品制造加工企業、以動植物產品為原料的產品制造加工企業及相關的國家機關、大專院校、科研院所、商務公司、海關、質量監督、衛生防疫、環境保護、知識產權保護等部門都是該專業畢業生就業去向單位。
拓展閱讀:食品科學與工程專業就業方向本專業學生畢業后可在食品領域從事食品生產技術管理、銷售、品質控制、產品開發、科學研究、工程設計等方面工作。
從事行業:
畢業后主要在快速消費品、制藥、農業等行業工作,大致如下:
1 快速消費品(食品、飲料、化妝品);
2 制藥/生物工程;
3 農/林/牧/漁;
4 餐飲業;
5 新能源;
6 貿易/進出口;
7 互聯網/電子商務;
8 其他行業。
從事崗位:
畢業后主要從事化驗員、食品研發工程師、研發工程師等工作,大致如下:
1 化驗員;
2 食品研發工程師;
3 研發工程師;
4 銷售培訓生;
5 業務員;
6 品控官;
7 研發經理;
關鍵詞:施工企業精品工程途徑
一、樹立品牌意識是創精品工程的前提
品牌是施工企業綜合素質的集中體現,也是企業是否具有市場競爭力的關鍵所在。施工企業必須堅持質量第一,奉行質量精品理念,致力于創建精品工程,并注重在施工在培育,堅持不懈的營造重視質量的氛圍。
首先,狠抓入廠教育,使參戰職工在施工前樹立精品意識,保持良好的創優狀態。企業應以教育引導為手段,使全體職工對質量和安全牢固樹立“五種意識”(名牌意識、信譽意識、市場意識、效益意識和發展意識),負起“四個責任”(政治責任、歷史責任、法律責任和終身責任),時刻牢記今天的質量就是明天的市場,今天的信譽就是明天的效益,形成創精品的主人翁意識。同時,應通過宣講入廠質量知識,觀看電視錄象和召開質量案例分析會等形式,進行認真嚴肅的專題質量教育,使廣大職工認識到什么是精品工程,認識到精品工程是精心施工的品牌工程,其質量水平比優良工程高得多,進而保證職工思想到位。
其次,根據工程進度全方位地進行質量教育,除在現場布設醒目的宣傳標語外,定期召開質量例會和現場會,定時進行質量考評,找出差距,以工程簡報的形式公布工程施工質量情況,以激發全體施工人員創精品工程的激情,保證職工行動到位。
第三,針對現場成活成優率的高低,及時開展多層次質量教育,加大標準規范的實施與監督力度,加強人力資源能力建設,培養高素質的職工隊伍。企業應以強制性標準、規范、規程的宣傳貫徹力度,組織干部職工學習專業技術知識、學習工程管理知識、實習標準規范,進行崗位技能培訓,認真接愛質監六、監理單位的指導,組織專業骨干觀摩學習兄弟單位的先進經驗,汲取他人長處,提高工程的業務本領,為他創建精品工程培養和凝聚人才。
二、建精品工程,文明安全施工是基礎
施工企業應充分認識到文明施工的重要性。在工程項目開工之初,應應以創建安全文明工地為切入點,從施工臨時設施規劃開始就做到高起點,對“五小設施”(項目部辦公室、工人宿舍、食堂、廁所、娛樂等)、“五牌一圖”(工程概況牌、管理人員名單及監督電話牌、消防保衛牌、安全生產牌、文明施工牌和施工現場平面圖)和現場炅具堆放精心設計、合理布局、一步到位。十分注重全員參與和全方位管理,始終做到現場材料、構件、成品、半成品按型號、類別碼放整齊,余料、廢料隨時運出現場,達到工完料凈場所清。并切實加大安全措施費用投入,合理使用安全設施費用,配備足夠的安全防護用品,保證工人在安全的環境中作業,消除因現場管理混亂而帶來的質量通病和安全隱患,保證工程施工文明。
三、科學管理,是創建精品工程的保證
提高質量最根本的是管理問題。創建精品工程過程中要始終以提高工程質量為龍頭,健全質量保證體系,加強過程控制,實行全面質量管理,突出抓好質量管理升級,實行全面質量管理,突出抓好質量管理升級,實現傳統質量管理與ISO9000標準(質量管理體系標準)成功整合。
一是要建立高效運轉的質量保證體系。合理定位各責任體系的職能,從上到下形成各負其責的管理網絡,同時應結合工程特點和施工進度,完善施工過程控制崗位制度、質量管理辦法和規定,如原材料驗收發放制、工程質量獎懲規定、文明施工管理規定等。這些制度應相互補充、相互支持,構成完整的文件化的制度體系。另外應加強技術、勞務隊伍的資源配置,對自有班組進行整頓,在使用外部勞務時實行內外混編,由項目內部骨干帶工,保證勞動隊伍素質穩定,為創精品工程做好組織保障。
二是要強化施工過程控制,加大力度建精品工程。企業應實行或保持貫標認證,建立符合質量管理體系標準(GB/T19001-2000idtISO9001:2000)的管理模式,持續按標準有效運行。首先針對工程設計及施工特點,優化施工組織設計和施工方案,確立高于業主合同要求的內控質量標準。應將工程施工質量控制設置成4個控制階段(施工準備階段、施工階段、調試階段、驗收階段),19個控制環節(設計交底與圖紙會審、制定施工工藝文件、施工材料機具準備、技術交底、材料檢驗、設備材料進場、人員資格審查、開工報告、軸線標高、材料代用、基礎工程、主體工程、樓地面、裝飾工程、安裝工程、調試、隱蔽工程驗收、工程質量評定、工程驗收交工、用戶回訪服務),若干個控制要點(圖紙自審、施工組織設計、基礎開挖、鋼筋加工、混凝土澆筑等),并明確每一要點的控制內容、控制依據,確定主控、參控人員,制定應有的控制記錄,使工程質量按照總體質量目標處于控制之中。其次實行嚴格的技術交底制、施工掛牌制、樣板引路制、過程“三檢”制。狠抓隱蔽工程檢驗,加大對設備、原材料進貨檢驗的力度,杜絕不合格品進入現場;加大工藝質量檢驗力度,規范施工企業人員行為。對關鍵環節或部位實行嚴格的驗收制度,凡發現不符合質量目標的,堅決返工重做,使工程創優始終處于受控狀態。
三要全面實行獎優罰劣制。企業應制定工程質量優質優價管理辦法和質量獎罰實施細則。根據投標目標,實施目標責任管理和質量一票否決制度。堅持對創精品工程的有功人員進行表彰獎勵,優先安排創優項目部參加設標,優先安排施工任務;對完不成目標的全額命,以此增強企業各級管理人員的責任意識和競爭意識。同時勞務班組實行優質優價,做到讓創優者得到實惠,用經濟杠桿激發工人的創優積極性。
四、技術創新是創建精品工程的關鍵
要使建筑產品上檔次、上水平,最主要的就是依靠科技進步,在工程施工中增加科技含量,應用先進適用的施工技術。如建設部重點推廣的“建筑業10項新技術”。同時,在施工中把推廣應用新技術與解決施工熱點、難點問題相結合,開展廣泛的QC小組活動,將QC小組活動與完成創優指標結合起來,緊緊圍繞質量通病和“四新”成困推廣運用,開展技術攻關,定期組織QC活動成果,評選優秀成果,并重獎QC小組活動積極分子,使QC小組成為施工項目的科研組織,拉動職工的創優主動性。另外,應加強工法建設,把符合技術發展方向的新技術、新工藝及時總結,用工法的形式固定下來,形成統一的作業指導書,在每年年初評定一批三級工法(企業級),在企業內推廣應用,并在應用中進一步完善,實現工法升級,適時申報二級工法(省級),積極推廣應用一批一級工法(國家級)和二級工法,使工程在質量、工期、效益和安全文明施工等方面提高到一個新水平。
摘 要 科學與美學是相互融合,相互統一的,同時,且體現出藝術與技術的完美結合,充分的證實了“不同的設計門類對藝術與技術的要求各有側重點,相對而言,工業設計、建筑設計的技術性高于藝術性?!边@一觀點。
關鍵詞 維也納咖啡椅 桃花木雕陳列柜 擬人化
一、維也納咖啡椅(第14號椅)
維也納咖啡椅(第14號椅),1859年于維也納托勒公司出品,出于“托勒”之手,生于德國的“托勒”從1836年左右就開始進行彎木家具試驗,1853年在維也納開設了自己的工廠,維也納咖啡椅是托勒公司最有名的產品。
維也納咖啡椅充分展示出了造型簡潔的外部特征,每個構件都毫不夸張,給人舒適的視覺感觸,其造型反映了結構的邏輯性,而同時維也納咖啡椅采用蒸汽壓力彎曲成型的部件,并用螺釘裝配,有邏輯的組織整個生產過程,同時托勒家具的不少產品部件是可以互換的,從而減少了消費者為搭配部件的煩惱。到1891年,這把咖啡椅的銷售量就已經達到了730萬把以上,至今己生產了5000萬把以上 。
維也納咖啡椅獨特的制作流程,外觀的藝術感,舒適的視覺感觸,獨特的蒸汽彎曲技術,從而實現了科學與美學的完美結合??紤]外觀藝術的同時又結合科學的技術,是維也納咖啡椅成為一個超越時代和地域的經典之作。
同時維也納咖啡椅更重視人機結合,且把工藝設計和工業設計有機的結合起來,在視覺欣賞上更勝一籌。這是在設計史上難得一見的經典之作,是設計史上的奇跡。
二、陳列柜,“吉馬德”設計,1900年
“吉馬德”設計桃花木雕陳列柜采用不對稱的造型,并將樹枝、樹莖等自然元素巧妙的應用到柜子的裝飾上,使得這件作品具有極強的視覺張力 。
不對稱的外觀造型,給人以強烈的視覺沖擊,并采用桃花木制作,使質感更勝一籌,陳列柜的雕紋極具特色,產生視覺張力。
吉馬德的主旋律是卷曲的“鞭線”。桃花木雕陳列柜有效的把曲線和直線結合在一起,柔中有硬,硬中有柔,變化豐富。在造型上產生了視覺上的遞進,豐富。同時“吉馬德”呼應了自己的主旋律――卷曲的“鞭線”。
外觀獨特的設計及選材的優良,使這件作品在產品設計史上永垂不朽,是一件極為經典的作品。
吉馬德設計桃花木雕陳列柜選用桃木制材,無疑是材料與設計,自然與設計的完美結合。材料的選用,是設計師需要考慮的重中之重的問題,然而“吉馬德”不僅克服了這一問題,且有效地利用了材料的構成,這是一個巧妙而又有“心計”的構思。
三、扶手椅,“戈地”設計,1902年
“安東尼奧•戈地”(Antonio Gauti,1852-1926)是世紀之交新藝術運動中最引人注目、最富天才和創新精神的建筑師,也是加泰羅尼亞建筑史最負國際聲譽的人物這種盛名是基于他將傳統現代融為體的能力他技術手法的大膽創新以及他對明艷,風格獨特和富有創造性的裝飾品的使用。他的設計受到東方風格與哥特式建筑的影響,這些因素與嘉泰尼亞傳統結合起來,形成了獨樹一幟的、極富動感的風格。這把扶手椅的構成元素具有擬人化的特點,心形的靠背,彎曲的扶手,帶有膝關節突出般的椅腿,使得它鮮活得似乎能夠行走 。
戈地生于流斯的一個銅匠家庭中,十七歲時到巴塞羅那學習建筑。這座城市成為他盛年時的活動中心,在這里發展了他自己的主要風格。戈地對于所謂風格的單純從來沒有興趣,他的設計充滿了各種風格的折衷處理,對于他來說,所有他喜歡的過去的風格都是可能借鑒的源泉。因為對于哥特式風格的情有獨鐘,他前期的作品大部分都有哥特式風格的明顯特征。從中年開始,戈地逐漸擺脫了單純哥特式風格的影響,開始逐步走出了自己的風格道路,他的新風格具有有機的特征,同時又具有神秘的,傳奇的色彩,不少裝飾圖案都有很強烈象征性。
扶手椅的外觀造型極具特色,充分體現了藝術與技術的完美結合,造型生動形象,給人舒適的視覺感觸。每個角度的設計都是經過深思熟慮的探究而得來,每條曲線都有一定的關系,每個小的造型與整體都有一定的比例,在整體上復雜而簡潔,單純的設計中透漏著深邃的思維。
四、小結
經典作品與普通作品相比,外觀造型更具有藝術感,質材的選用更精密,運用獨特的科技手段,從中更能揭示出科學與美學是相互融合,相互統一的,同時,且體現出藝術與技術的完美結合,充分的證實了“不同的設計門類對藝術與技術的要求各有側重點,相對而言,工業設計、建筑設計的技術性高于藝術性?!边@一觀點。
一般設計的發展遵循兩條道路,一條比較商業化、大眾化、應付市場需求,比較受廣大消費者喜愛,價格比較低廉,充斥著市場,占據著市場的主流。另一條道路則具有探索性,極強的表現設計者的情感,是一種比較前衛的設計,同時就是市場上價格較昂貴,與大眾脫離,沒有大批生產的設計。而歷史上經典產品的設計正是結合這兩條道路,前衛而適應當今時代的發展,適合消費者的需求。所以這些經典的設計產品才會流傳至今,沒有被眾人,時代所淘汰,經典的產品是時代的產物,具有前衛性,時代感,同時又具有延續性,似矛盾而非矛盾。
參考文獻:
[1]何人可,黃亞南.產品百年.湖南美術出版社.2005.
關鍵詞: 變頻技術;變頻器;冶金行業
中圖分類號:TM 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2012)0610030-01
1 變頻技術與變頻器的原理
變頻技術是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制技術,主要采用交-直-交轉換方式,即將三相380V(220V)/50HZ交流電通過整流橋整流變成脈動直流電,通過電解電容濾波后變成平滑的直流電,控制板對IPM、IGBT或模塊的控制后再將平滑的直流電變成三相頻率可變的交流電。
變頻器是變頻技術的核心,它通過對供電頻率的轉換來實現電動機運轉速度率的自動調節的設備。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,負責將交流電變換成平滑的直流電;中間直流環節為濾波、直流儲能和緩沖無功功率,負責將整流輸出的直流電進行平滑濾波;逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,輸出為PWM波形,負責將直流電再逆變為交流電;控制部分起到對整個變頻器的電路的控制作用。變頻器按照工作電壓可分為:高壓變頻器、低壓變頻器;按照用途可分為通用變頻器、高性能專用變頻器、單相變頻器和三相變頻器等;按照直流電源性質可分為:電壓型變頻器和電流型變頻器[1]。
2 變頻技術在冶金行業應用優勢
2.1 變頻技術在風機中的應用
早期的鋼鐵企業中,一些由交流異步電機驅動的風機(諸如煉鋼和高爐的除塵風機、燒結余熱風機等)都是工頻直接供電,定速驅動,沒有采用調速裝置,風量大小的控制是通過采用入口擋板節流調節方式實現的,這樣就造成了耗電大、噪音大、節流損失大等問題。如果通過變頻技術改造,采用變頻調速,不僅可以提高器件耐壓能力和提高輸出電壓的穩定性,減少了對電網的諧波污染,還可以達到節約電能的目的。同樣,一些采用同步電機驅動的大功率風機(如高爐鼓風機、燒結主排風機和制氧機等),也可以進行變頻調速改造。據某冶金企業統計,采用變頻技術的引風機的平均用電量是工頻控制的引風機的平均用電量的55.26%,平均節省電量44.74%;由此可見,變頻技術還具有高效節能的功能[2]。
在鋼鐵企業中,通常每座高爐配置三到四座熱風爐,分別處于送熱風狀態、蓄熱狀態和燃燒加熱狀態,有些企業可能再備用一座,然后每臺熱風爐再配置一臺鼓風機,目前大部分的煉鋼企業已將鼓風機由汽輪機驅動改造為高壓電動機驅動。除了熱風爐,每臺高爐還至少配備2臺除塵風機來起到除塵的作用,其中除塵機可分為裝料除塵風機和出鐵除塵風機。在高爐煉鐵的生產過程中,出鐵是一個間歇的、周期性的過程。當高爐出鐵時,會產生濃厚的棕紅色煙塵,此時除塵風機要除去濃厚的煙塵,必須處于高速旋轉狀態;而在出鐵完畢時,煙塵變得稀少,除塵風機保持低速旋轉狀態就可以達到除塵要求。這就要求高壓變頻器適時對除塵風機進行變頻調速控制,因此,可以看出出鐵除塵風機要求的速度變化范圍很大,所以大部分煉鋼企業都采用了高壓變頻技術,使頻率能夠在一個范圍內調節(出鐵時45Hz左右,不出鐵時20Hz左右),避免除塵風機總是處于一個高速運行的狀態,浪費能源。另外,除塵風機作為除塵凈化系統的動力源,它能否健康安全運行,直接關系到生產的繼續和現場生產人員的人身安全,所以在改造除塵風機的調速系統時的第一原則就是要求保證其控制調速網絡的穩定性,而高壓變頻技術基本克服了這個問題。同樣,在煉鋼作業中,電爐的每個生產階段的煙塵產量和溫度要求都是不一樣的,所以需要根據相應的階段要求來調節除塵風機的風量的大小,使其匹配,從而有效避免了大風量對爐內熱量的損失和小風量使爐內溫度過高燒毀機器的可能。
2.2 變頻技術在水泵中的應用
在冶金工業中,以煉鋼企業為例,水泵作為廣泛運用于其中的設備需要適應長時間連續運行的工況,所以水泵運行效率的高低,直接關系到能耗的大小。水泵以往的運行方式是保持轉速恒定,通過閥門或回流閥調節流量,這種運行方式不僅能耗大,而且頻繁的水量調節,容易造成閥門損壞或密封不牢,進而直接造成了水泵備件的浪費,甚至于影響生產。從功能上來講,變頻技術可使水泵具備軟啟動的能力,不僅操作上方便和省力了,而且還減少了對電網的沖擊;從工藝上講,由于變頻調速技術,是水泵處于低轉速狀態時,噪音和磨損都減少了,這樣就減少了設備維修、延長了設備壽命。若水泵采用變頻技術,不僅直接提高了水泵的調速效率和調速范圍,使流量控制更加準確和快速,同時根據統計還能節約20%-40%的能耗,這對鋼鐵企業的效益來說,意義是不言而喻的。
2.3 變頻技術在起重設備應用
在冶金企業,諸如裝船卸船機、起重機、堆取料機、大型行車和大功率的傾動設備等,都是一些常用的起重設備。它們的負載方式為位能性負載,啟動時轉矩大,不僅要求傳動系統具有很好的低速啟動性能,同時還需要電機和變頻器具備較強的過載能力。之前這些起重設備的調速方式大多運用技術早已成熟的直流調速方式,但這種方式需要的日常的維護量大,因此隨著變頻技術的不斷發展,尤其是高壓變頻技術的日趨成熟,交流變頻調速技術開始廣泛的應用到了起重設備中。近些年來,還有一些大功率設備如熱軋、冷軋的傳動設備也紛紛采用了高壓變頻技術。熱軋與冷軋用傳動系統要求具備控制精度高、動態反應快、可靠性高的特點,同時也要具備一定的過載
能力,目前應用的高壓變頻器以國外的居多。
2.4 變頻技術在拉矯機的改造
目前,國內大部分冶金企業拉矯機的驅動方式采用直流式電機驅動,調速方式采用模擬式電壓、電流雙閉環直流調速。雖然這樣的生產方式技術已經很成熟,但卻始終存在著很多不盡人意的地方,諸如不僅設備成本開支大,而且設備運行可靠性差、參數調整復雜和控制精度不高。因此,為克服這些問題,建議將拉矯機電機改為成本相對低廉、維護操作簡單方便的交流式電動機,同時在調速系統采用變頻技術,使用可靠性高、保護功能齊全、維護方便的高性能通用變頻器進行調速,這樣不僅使設備的維護周期得到了加長,而且調速性能得到了提高。近些年來,萊蕪鋼鐵廠就進行了這種系統改造方式,取得了很好的生產運行效果,運行到現在沒有出現因拉坯阻力值過大導致堵轉和跳電等問題。
3 變頻技術的應用前景
目前在我國的冶金行業,還普遍存在著傳統調速方式,并沒有采用變頻調速技術,而傳統的調速系統存在的劣勢卻日益與當今冶金行業深化改革和節能減排的要求背道而馳。變頻技術相對傳統調速方式來說,不僅能夠實時數字監測設備運行的電壓、電流、頻率和轉速等參數數據,還可以方便快捷的調節參數。同時變頻技術可以使電機進行軟啟動和軟制動,實現了電機啟動時間的連續調節,降低了對整個電網的直接沖擊,從而對電氣設備起到了保護作用,延長電氣設備的使用壽命,提高勞動生產效率。這些優勢都充分說明了變頻技術的有著廣闊的推廣空間[3]。
另外,根據統計目前變頻技術大部分都運用在風機和水泵上,在軋機上進行變頻改造的還不多,而經過簡單計算可得出,若在一個年產量30萬噸的軋鋼廠,高壓電機的用電率占到軋鋼廠總用電的55%左右,若采用高壓變頻技術這將產生一個巨大的節能效益。因此變頻技術在冶金行業的應用和發展的前景是廣闊的,需要我們投入更多的努力。
參考文獻:
[1]變頻器基礎及應用[M].北京:冶金工業出版社,2003.
[2]余梅君,變頻調速技術的發展及在冶金行業的應用,江蘇冶金,2000,6:47-48.
[3]中國機電企業網,我國電力行業高壓變頻器市場潛力巨大.