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項(xiàng)目簡介： 本項(xiàng)目是通過跨學(xué)科合作，開展在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用電子學(xué)新技術(shù)的 研究。 大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室采用傳統(tǒng)的加熱方法，即利用傳導(dǎo)的方式加熱。 微波/超聲波相結(jié)合的技術(shù)與傳統(tǒng)加熱方法相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，可以大大降低加熱時(shí)間，省溶劑(可較常規(guī)方法少 50％～90％)、節(jié)約能源、 減少廢物的產(chǎn)生，同時(shí)可以提高回收率和提取物的純度。另一方面利 于環(huán)境保護(hù)，無污染，屬于綠色工程，它是一種具有廣闊發(fā)展前途的 新技術(shù)。 微波/超聲波復(fù)合智能化系統(tǒng)可應(yīng)用于合成化學(xué)、藥物有效成分 的提取及分析樣品預(yù)處理領(lǐng)域，設(shè)計(jì)并研制出新型微波和超聲波相結(jié) 合的復(fù)合多功能智能化儀器裝置，研究其對化學(xué)反應(yīng)、藥物提取及環(huán) 境污染物萃取的促進(jìn)作用，為合成化學(xué)、藥物有效成分的提取及分析 樣品預(yù)處理提供了新的實(shí)驗(yàn)手段和方法。 本項(xiàng)目成果可為加大環(huán)境污染物的監(jiān)測的力度，使其樣品分析擺 脫耗費(fèi)大量的有毒的有機(jī)試劑，程序繁瑣，工作量大的現(xiàn)況，為其分 析樣品預(yù)處理，拓展一種高效的實(shí)驗(yàn)手段和方法。如對加標(biāo)土壤樣品 （土壤樣品中的多溴代聯(lián)苯醚）進(jìn)行復(fù)合萃取，分別采用微波輔助萃 取、超聲波輔助萃取、微波－超聲波復(fù)合萃取方法，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 是：在相同萃取 20 分鐘時(shí)間內(nèi)，使用微波輔助萃取和超聲波輔助萃 取，其萃取效率分別為 42－75％、45－86％而采用微波－超聲波復(fù)合 萃取體系時(shí)萃取效率則可提高到 92－114％。和常規(guī)的索氏提取相比， 微波－超聲波復(fù)合萃取使用的溶劑量降至原來的 10％左右，萃取時(shí) 間降低至原來的 5％左右。可見復(fù)合萃取對萃取效率有較大的增強(qiáng)效 果。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)示著：本項(xiàng)目成果推廣應(yīng)用，進(jìn)一步完善，可為 分析樣品預(yù)處理提供一種新的高效的實(shí)驗(yàn)手段和方法。另外，對兔疫 球蛋白 lgG 生物制品等的滅菌也開始進(jìn)行有益的應(yīng)用探討，受到相關(guān) 企業(yè)的關(guān)注。 技術(shù)指標(biāo)及特色： 1. 樣機(jī)技術(shù)性能：◆微波功率從 0～1000W 連續(xù)可調(diào)，微波頻率 f=2450MHz； ◆溫度范圍：室溫～300 度； ◆研制出 38KHz 超聲波發(fā)射系統(tǒng)，功率從 0 至滿負(fù)荷連續(xù)可調(diào)， 在控溫系統(tǒng)中超聲波功率也隨之改變； ◆消解/萃取瓶體積：50～1000 毫升。 2.專利申請七項(xiàng)。 3. 三項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新為產(chǎn)業(yè)化與拓展應(yīng)用領(lǐng)城打下基礎(chǔ)： （1）將微波場與超聲波場兩種不同性質(zhì)的場施加于同一反應(yīng)物 體，充分發(fā)揮各自的長處、協(xié)同作用，為在化學(xué)、生物以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 的應(yīng)用研究提供了新的實(shí)驗(yàn)手段和方法，在課題中解決了超聲波高效 耦合問題； （2）實(shí)現(xiàn)了微波/超聲波協(xié)同作用下反應(yīng)物的控溫算法，采用可 擴(kuò)展標(biāo)記語言 XML 來存儲和表示模糊控制算法，并用面向?qū)ο蟮脑O(shè) 計(jì)思想結(jié)合 C++對該算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，利用 Labview（圖形化編程語 言）可視化技術(shù)建立良好的人機(jī)界面； （3）具有在線實(shí)時(shí)檢測和顯示微波泄漏量，當(dāng)超過國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)， 自動(dòng)切斷系統(tǒng)的電源，保證操作人員的安全。 微波/超聲波復(fù)合智能化管道流動(dòng)式反應(yīng)裝置已完成小試，正在 進(jìn)行中試研究。

成果描述：該產(chǎn)品可用作食品添加劑，特別是面食產(chǎn)品（面包類產(chǎn)品）發(fā)酵的中和劑，也可作為痛風(fēng)病人緩解痛風(fēng)病痛的藥劑，以前是用濕法合成，產(chǎn)率低、時(shí)間長、純度不高，我們現(xiàn)研究用微波“濕一固相”合成方法在10~30分鐘內(nèi)（視反應(yīng)物量多少）在微波加熱條件下快速合成得到所需的產(chǎn)品，產(chǎn)率高、純度也高、時(shí)間短，可大大提高生產(chǎn)率和降低成本。生產(chǎn)中無三廢排放屬清潔工藝。市場前景分析：1、可應(yīng)用于面包行業(yè)作為發(fā)酵產(chǎn)品的中和劑，以代替目前用的小蘇打，從而避免用小蘇打產(chǎn)生配料變稀的情況，而且可同引入甘氨酸同步制成營養(yǎng)型面包。 2、可中和血液中的尿酸，作為醫(yī)治痛風(fēng)病人病痛的藥劑。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：產(chǎn)率95%以上，純度95~98%以上。本產(chǎn)品過程中無三廢，主要消耗為能量（電能），而且本法比濕法可節(jié)約能量20~30%（主要是反應(yīng)條件不同，合成時(shí)間大大縮短，且產(chǎn)率提高）。

本發(fā)明的固支梁直接加熱式微波信號檢測器由六端口固支梁耦合器，通道選擇開關(guān)，微波頻率檢測器，微波相位檢測器，直接加熱式微波功率傳感器級聯(lián)構(gòu)成；六端口固支梁耦合器由共面波導(dǎo)，介質(zhì)層，空氣層和固支梁構(gòu)成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口及到第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分別相同，待測信號經(jīng)第一端口輸入，并由第二端口輸出直接加熱式微波功率傳感器，由第四端口，第六端口輸出微波相位檢測器，由第三端口，第五端口輸出到通道選擇開關(guān)；通道選擇開關(guān)的第七端口和第八端口接直接加熱式微波功率傳感器

本發(fā)明的固支梁直接加熱式微波信號檢測儀器由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、ＭＣＳ５１單片機(jī)和液晶顯示四大模塊組成，傳感器由六端口固支梁耦合器，通道選擇開關(guān)，微波頻率檢測器，微波相位檢測器，直接加熱式微波功率傳感器級聯(lián)構(gòu)成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口及到第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分別相同，信號經(jīng)第一端口輸入，并由第二端口輸出直接加熱式微波功率傳感器，由第四端口，第六端口輸出微波相位檢測器，由第三端口，第五端口輸出到通道選擇開關(guān)；通道選擇開關(guān)的第七端口和第八端口接直接加熱式微波功率

該產(chǎn)品可用作食品添加劑，特別是面食產(chǎn)品（面包類產(chǎn)品）發(fā)酵的中和劑，也可作為痛風(fēng)病人緩解痛風(fēng)病痛的藥劑，以前是用濕法合成，產(chǎn)率低、時(shí)間長、純度不高，我們現(xiàn)研究用微波“濕一固相”合成方法在10~30 分鐘內(nèi)（視反應(yīng)物量多少）在微波加熱條件下快速合成得到所需的產(chǎn)品，產(chǎn)率高、純度也高、時(shí)間短，可大大提高生產(chǎn)率和降低成本。生產(chǎn)中無三廢排放屬清潔工藝。

一、  成果與項(xiàng)目的背景及主要用途：本項(xiàng)目是通過跨學(xué)科合作，開展在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用電子學(xué)新技術(shù)的研究。 大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室采用傳統(tǒng)的加熱方法，即利用傳導(dǎo)的方式加熱。微波/超聲波相結(jié)合的技術(shù)與傳統(tǒng)加熱方法相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，可以大大降低加熱時(shí)間，省溶劑(可較常規(guī)方法少50％～90％)、節(jié)約能源、減少廢物的產(chǎn)生，同時(shí)可以提高回收率和提取物的純度。另一方面利于環(huán)境保護(hù)，無污染，屬于綠色工程，它是一種具有廣闊發(fā)展前途的新技術(shù)。

基片集成類導(dǎo)波結(jié)構(gòu)是近十幾年來微波毫米波學(xué)界發(fā)展起來的一種新型高性能平面集成導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，它具有極低的電磁泄露和互擾，其品質(zhì)因數(shù)和功率容量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)平面?zhèn)鬏斁€，國內(nèi)外數(shù)百所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)開展了大量研究，使之成為微波毫米波領(lǐng)域最受關(guān)注的研究分支之一。 學(xué)科洪偉教授課題組是國際上這一學(xué)術(shù)分支的主要倡導(dǎo)者和貢獻(xiàn)者之一，在IEEE系列刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文120余篇，在美、英、德、日、韓、波、葡等國家召開的國際會(huì)議上作大會(huì)報(bào)告、特邀報(bào)告20余次，論文被40多個(gè)國家的學(xué)者正面他引5000余次，獲授權(quán)國家發(fā)明專利50余項(xiàng)。 該研究成果在國內(nèi)外都產(chǎn)生了比較大的影響，獲2016年度國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。

本實(shí)用新型屬于水產(chǎn)品加工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水產(chǎn)品隧道微波蒸汽殺菌裝置。包括微波源、連接波導(dǎo)、功率分配器、角錐喇叭、介質(zhì)耦合窗和諧振腔腔體；諧振腔腔體的兩端上下兩側(cè)對稱連接有介質(zhì)耦合窗；諧振腔腔體左側(cè)壁設(shè)有旋轉(zhuǎn)噴氣口，右側(cè)壁設(shè)有若干回氣口，旋轉(zhuǎn)噴氣口為在圓周上設(shè)有一個(gè)出氣口的圓盤結(jié)構(gòu)，圓盤中心連接轉(zhuǎn)軸，圓盤間隙套接在外管一端，外管另一端與轉(zhuǎn)軸通過軸承連接；諧振腔腔體內(nèi)設(shè)有傳送帶。本裝置通過將微波殺菌與蒸汽殺菌方式相結(jié)合，用熱蒸汽作為加熱殺菌介質(zhì)，減緩微波加熱升溫速度，內(nèi)外加熱均勻，避免過度升溫造成的水產(chǎn)品表面蛋白質(zhì)變性等問題，提高殺菌后水產(chǎn)品的綜合品質(zhì)。

本發(fā)明的固支梁間接加熱式微波信號檢測儀器由傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、ＭＣＳ５１單片機(jī)和液晶顯示四大模塊組成，傳感器由六端口固支梁耦合器，通道選擇開關(guān)，微波頻率檢測器，微波相位檢測器構(gòu)成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分別相同，待測信號經(jīng)第一端口輸入，由第二端口輸出間接加熱式微波功率檢測器，由第四端口和第六端口輸出間接加熱式微波相位檢測器，由第三端口和第五端口選擇開關(guān)；通道選擇開關(guān)的第七端口和第八接間接加熱式微波功率傳感器，通道選擇開關(guān)的第九端口和