Application of Microwave Heating of Liquid Food in a Single-mode Resonant Cavity

微波加熱單模共振腔的發展雖有一段時間，但目前的研究中較少提到如何設計出一個高能量集中，並可針對液體做連續性加熱的微波單模共振腔，因此這樣的加熱系統仍是一個值得努力、研究的方向。研究針對如何設計出用於液體連續式加熱的微波加熱系統提出了一套有效的設計步驟。此微波加熱系統主要由TE10 矩形波導管傳播波源為2.45GHz的電磁波進入圓柱形共振腔，並在圓柱形共振腔中產生TM010的共振模態，在此模態下能量集中在共振腔中心處，能量集中的特性可用來對液體做連續加熱。由於阻抗匹配會隨著介電材料的加入而有所改變，本研究發現改變加熱水管的管徑可以輕易的調整阻抗匹配，我們使用商業軟體COMSOL Multiphysics作為模擬的輔助工具以求出在圓柱形共振腔內電場能量的分佈以及S參數，由S參數可知能量被介電材料吸收與反射的情形。利用反應曲面法得出在不同的介電材料下，其最適的加熱管徑範圍並以實際實驗加以驗證。研究結果可知，我們設計的微波單模共振腔加熱系統在匹配良好的情況下可使2%氯化鈉溶液達到90%以上的加熱效率；10%葡萄糖溶液達到80%以上的加熱效率，的確達到高效率，高能量集中的目的。而本研究所提供的方法，可使後人針對其他各種不同共振模態進行研究，更可以測試不同液體與共振腔如何達到最佳的匹配。Although microwave single-mode resonant cavities for the purpose of heating have been developed for a long time, however, there are few researches concentrated on engineering design procedure to development a resonant cavity for heating of liquid food continuously with acceptable efficiency.n this study an effective procedure for design of a continuous microwave heating system for liquid food was developed. The major component of the system was a TM010 mode cylindrical resonant cavity which being excited by a rectangular TE10 waveguide with 2.45GHz electromagnetic wave. Liquid flew through and microwave heated in tubing centered in the cavity. Impendence match that might vary with dielectric properties of the heated fluid was the most difficult task for the design. In this study we found that the impendence of the cavity could be easily varied by changing the diameter of the liquid tubing. We used commercial software COMSOL Multiphysics as a design tool to simulate electrical energy filed in the cavity and calculate scattering parameter (S-parameter) as an index for power transmission efficiency and response surface method to obtain the optimum diameter of tubing for model food with various dielectric properties. The designing procedure was validated with experimental works.ur results point out under good impendence match, the heating efficiency can reach 90% and 80% for 2% NaCl solution and 10% glucose solution respectively and the designing procedure developed in this study provides an effective method for design of single-mode microwave heater at any resonant modes.誌謝 i要 iibstract iii錄 iv目錄 vi目錄 viii一章 前言 1-1 前言 1-2 研究目的 2二章 文獻探討 3-1 微波基本原理 3-1.1 微波簡介 3-1.2 材料的介電性質 4-1.3 微波加熱原理 8-2 微波傳輸裝置 9-3 微波共振腔 11-3.1 多模共振腔 11-3.2 單模共振腔 12三章 材料與方法 15-1 實驗設備之設計 15-1.1 加熱共振腔體設計程序 16-1.2波導管設計與設計軟體 18-1.3 圓柱形共振腔 20-2 模擬方法 23-2.1 模擬軟體 23-2.2 空腔狀態模擬 24-2.3 加入介電性材料的模擬 25-2.4 加入保溫材料後的模擬 28-3 試驗設計 29-3.1 田口試驗法與直交表 30-4 微波單模共振腔加熱系統實體製作 31四章 結果與討論 34-1 波導管設計 34-2 軟體模擬結果 37-2.1 接口處模擬 37-2.2 空腔內的電磁場分佈 39-2.3 介電材料的加入 41-2.4 田口試驗設計分析結果 54-2.5 反應曲面 55-3 實驗驗證與討論 60五章 結論 65-1 結論 65考文獻 66錄 6

Womb-Wound Series

https://engagedscholarship.csuohio.edu/curious_case_2017/1001/thumbnail.jp

基于糖特征图谱及免疫细胞活性研究的不同产地黄芪的质量评价

通过建立黄芪多糖和单糖糖谱,结合技术成熟的细胞免疫活性实验,建立以多糖为质控指标的黄芪品质评价方法。本研究采用高效液相色谱仪(HPLC)建立黄芪总多糖和单糖特征图谱,利用SIMCA软件和SPSS软件对数据分别进行多元统计分析和聚类分析以区分不同产地及不同种植方式的蒙古黄芪,并通过小鼠腹腔巨噬细胞吞噬中性红实验进行活性评价。结果表明山西浑源仿野生黄芪多糖含量和增强巨噬细胞吞噬活性的能力较高于移栽芪。山西浑源、山西五寨和甘肃陇西的黄芪多糖具有相似的分子量分布,但每个部分的峰面积占总峰面积的百分比具有明显差异,山西黄芪多糖中分子量为10kDa左右的部分高于甘肃黄芪,PCA显示可以将山西黄芪和甘肃黄芪区分开。三者都是由鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和半乳糖醛酸5种单糖组成的。但3个产地的黄芪多糖(APS)具有不同的单糖物质的量比。PCA显示可以将3种不同的蒙古黄芪区分开。本研究采用了将糖谱技术与APS对细胞免疫功能的影响相结合的方法为不同产地及不同种植方式黄芪的品质评价及质量控制提供了依据

Ecological Research on Tintinnids in Tieshan Harbour,Guangxi

通过采集广西铁山港海域2010年春夏季8个站点16个样品,依据壳体形态特征对样品中砂壳纤毛虫进行了分类鉴定,对春夏季节砂壳纤毛虫的种类组成、种类的季节分布、丰度、优势种、多样性指数、均匀度指数等进行了生态学描述,并对砂壳纤毛虫群落结构与环境理化因子之间的关系进行了研究。结果表明:该海域共鉴定出砂壳纤毛虫6属15种,其中以拟铃虫属和薄铃虫属为主;春季各站点砂壳纤毛虫的平均丰度值为4 385.6Ind/M3,优势种有简单薄铃虫、诺氏薄铃虫、巴拿马网纹虫,夏季各站点砂壳纤毛虫平均丰度值为13 967.3Ind/M3,优势种有根状拟铃虫、坚果拟铃虫、简单薄铃虫、诺氏薄铃虫、妥肯丁拟铃虫;砂壳纤毛虫种类数、丰度、多样性指数和均匀度指数等均呈现夏季高于春季的总体态势,其中春季丰度呈现斑块分布,而夏季丰度则呈现出由近岸向远岸逐渐递减的趋势;聚类分析和多维尺度分析将16个站点的砂壳纤毛虫群落分为两组,春季组和夏季组,各自具有明显的季节特征;冗余分析显示,夏季溶解性有机碳、温度和总氮是影响该海域砂壳纤毛虫群落组成的主要环境理化因子,与种群数量有显著的正相关关系,而春季群落结构则受氨氮、碱度和溶解氧的影响较大。This paper investigates tintinnids in water samples taken from Tieshan Harbour sea area in Guangxi in spring and summer of 2010.Totally 15species are found,in which genera Tintinnopsis and Leprotintinnus are in dominance.In April,the average abundance of tintinnids is 4 385.6ind/m3 and the dominant species are Leprotintinnus simplex,Leprotintinnus nordqvist and Favella panamensis.In August,the average abundance of tintinnids is 13 967.3ind/m3 and the dominant species are Tintinnopsis radix,Tintinnopsis nucula,Leprotintinnus simplex, Leprotintinnus nordqvisti and Tintinnopsis tocantinensis.In this investigation,the species number,abundance,diversity and evenness in summer are higher than those in spring.The abundance distributes in patches in spring,and is higher in coastal water than in offshore water in summer.In the cluster and multidimensional scaling analysis, tintinnids community from 16stations is divided into two groups,spring group and summer group with seasonal characters respectively.Redundancy analysis reveals that DOC,temperature and TN are the main factors influencing tintinnids community composition in Tieshan Harbour sea area with great positive correlation in summer.In spring, however,ammonia nitrogen,alkalinity and dissolved oxygen have great influence on the community composition.国家自然科学基金项目(41276133、J1210050); 海湾公益项目(201005012); 海洋局专项项目(530-03-02-02-03); 厦门大学基础创新科研基金项目(中央高校基本科研业务费专项资金项目)(CXB2011020

基于糖特征图谱及免疫细胞活性研究的不同产地黄芪的质量评价

通过建立黄芪多糖和单糖糖谱,结合技术成熟的细胞免疫活性实验,建立以多糖为质控指标的黄芪品质评价方法。本研究采用高效液相色谱仪(HPLC)建立黄芪总多糖和单糖特征图谱,利用SIMCA软件和SPSS软件对数据分别进行多元统计分析和聚类分析以区分不同产地及不同种植方式的蒙古黄芪,并通过小鼠腹腔巨噬细胞吞噬中性红实验进行活性评价。结果表明山西浑源仿野生黄芪多糖含量和增强巨噬细胞吞噬活性的能力较高于移栽芪。山西浑源、山西五寨和甘肃陇西的黄芪多糖具有相似的分子量分布,但每个部分的峰面积占总峰面积的百分比具有明显差异,山西黄芪多糖中分子量为10 kDa左右的部分高于甘肃黄芪,PCA显示可以将山西黄芪和甘肃黄芪区分开。三者都是由鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和半乳糖醛酸5种单糖组成的。但3个产地的黄芪多糖(APS)具有不同的单糖物质的量比。PCA显示可以将3种不同的蒙古黄芪区分开。本研究采用了将糖谱技术与APS对细胞免疫功能的影响相结合的方法为不同产地及不同种植方式黄芪的品质评价及质量控制提供了依据

基于糖特征图谱及免疫细胞活性研究的不同产地黄芪的质量评价

通过建立黄芪多糖和单糖糖谱,结合技术成熟的细胞免疫活性实验,建立以多糖为质控指标的黄芪品质评价方法。本研究采用高效液相色谱仪(HPLC)建立黄芪总多糖和单糖特征图谱,利用SIMCA软件和SPSS软件对数据分别进行多元统计分析和聚类分析以区分不同产地及不同种植方式的蒙古黄芪,并通过小鼠腹腔巨噬细胞吞噬中性红实验进行活性评价。结果表明山西浑源仿野生黄芪多糖含量和增强巨噬细胞吞噬活性的能力较高于移栽芪。山西浑源、山西五寨和甘肃陇西的黄芪多糖具有相似的分子量分布,但每个部分的峰面积占总峰面积的百分比具有明显差异,山西黄芪多糖中分子量为10kDa左右的部分高于甘肃黄芪,PCA显示可以将山西黄芪和甘肃黄芪区分开。三者都是由鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和半乳糖醛酸5种单糖组成的。但3个产地的黄芪多糖(APS)具有不同的单糖物质的量比。PCA显示可以将3种不同的蒙古黄芪区分开。本研究采用了将糖谱技术与APS对细胞免疫功能的影响相结合的方法为不同产地及不同种植方式黄芪的品质评价及质量控制提供了依据

Manganese Doped Iron Oxide Theranostic Nanoparticles for Combined T-1 Magnetic Resonance Imaging and Photothermal Therapy

Photothermal therapy (PTT) is a noninvasive and convenient way to ablate tumor tissues. Integrating PTT with imaging technique could precisely identify the location and the size of tumor regions, thereby significantly improving the therapeutic efficacy. Magnetic resonance imaging (MRI) is widely used in clinical diagnosis due to its superb spatial resolution and real-time monitoring feature. In our work, we developed a theranostic nanoplatform based on manganese doped iron oxide (MnIO) nanoparticles modified with denatured bovine serum albumin (MnIO-dBSA). The in vitro experiment revealed that the MnIO nanoparticles exhibited T-1-weighted MRI capability (r(1) = 8.24 mM(-1) s(-1), r(2)/r(1) = 2.18) and good photothermal effect under near-infrared laser irradiation (808 nm). Using 4T(1) tumor-bearing mice as an animal model, we further demonstrated that the MnIO-dBSA composites could significantly increase T-1 MRI signal intensity at the tumor site (about two times) and effectively ablate tumor tissues with photoirradiation. Taken together, this work demonstrates the great potential of the MnIO nanoparticles as an ideal theranostic platform for efficient tumor MR imaging and photothermal therapy