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項目簡介： 本項目是通過跨學科合作，開展在化學領域應用電子學新技術的 研究。 大多數化學實驗室采用傳統的加熱方法，即利用傳導的方式加熱。 微波/超聲波相結合的技術與傳統加熱方法相比具有很多優點，可以大大降低加熱時間，省溶劑(可較常規方法少 50％～90％)、節約能源、 減少廢物的產生，同時可以提高回收率和提取物的純度。另一方面利 于環境保護，無污染，屬于綠色工程，它是一種具有廣闊發展前途的 新技術。 微波/超聲波復合智能化系統可應用于合成化學、藥物有效成分 的提取及分析樣品預處理領域，設計并研制出新型微波和超聲波相結 合的復合多功能智能化儀器裝置，研究其對化學反應、藥物提取及環 境污染物萃取的促進作用，為合成化學、藥物有效成分的提取及分析 樣品預處理提供了新的實驗手段和方法。 本項目成果可為加大環境污染物的監測的力度，使其樣品分析擺 脫耗費大量的有毒的有機試劑，程序繁瑣，工作量大的現況，為其分 析樣品預處理，拓展一種高效的實驗手段和方法。如對加標土壤樣品 （土壤樣品中的多溴代聯苯醚）進行復合萃取，分別采用微波輔助萃 取、超聲波輔助萃取、微波－超聲波復合萃取方法，得到的實驗數據 是：在相同萃取 20 分鐘時間內，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－超聲波復合 萃取體系時萃取效率則可提高到 92－114％。和常規的索氏提取相比， 微波－超聲波復合萃取使用的溶劑量降至原來的 10％左右，萃取時 間降低至原來的 5％左右。可見復合萃取對萃取效率有較大的增強效 果。這一實驗結果預示著：本項目成果推廣應用，進一步完善，可為 分析樣品預處理提供一種新的高效的實驗手段和方法。另外，對兔疫 球蛋白 lgG 生物制品等的滅菌也開始進行有益的應用探討，受到相關 企業的關注。 技術指標及特色： 1. 樣機技術性能：◆微波功率從 0～1000W 連續可調，微波頻率 f=2450MHz； ◆溫度范圍：室溫～300 度； ◆研制出 38KHz 超聲波發射系統，功率從 0 至滿負荷連續可調， 在控溫系統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。 3. 三項技術創新為產業化與拓展應用領城打下基礎： （1）將微波場與超聲波場兩種不同性質的場施加于同一反應物 體，充分發揮各自的長處、協同作用，為在化學、生物以及醫學領域 的應用研究提供了新的實驗手段和方法，在課題中解決了超聲波高效 耦合問題； （2）實現了微波/超聲波協同作用下反應物的控溫算法，采用可 擴展標記語言 XML 來存儲和表示模糊控制算法，并用面向對象的設 計思想結合 C++對該算法進行了實現，利用 Labview（圖形化編程語 言）可視化技術建立良好的人機界面； （3）具有在線實時檢測和顯示微波泄漏量，當超過國家標準時， 自動切斷系統的電源，保證操作人員的安全。 微波/超聲波復合智能化管道流動式反應裝置已完成小試，正在 進行中試研究。

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

本發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，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構成；六端口固支梁耦合器由共面波導，介質層，空氣層和固支梁構成；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；通道選擇開關的第七端口和第八端口接直接加熱式微波功率傳感器

本發明的固支梁直接加熱式微波信號檢測儀器由傳感器、模數轉換、ＭＣＳ５１單片機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，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構成；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；通道選擇開關的第七端口和第八端口接直接加熱式微波功率

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

一、  成果與項目的背景及主要用途：本項目是通過跨學科合作，開展在化學領域應用電子學新技術的研究。 大多數化學實驗室采用傳統的加熱方法，即利用傳導的方式加熱。微波/超聲波相結合的技術與傳統加熱方法相比具有很多優點，可以大大降低加熱時間，省溶劑(可較常規方法少50％～90％)、節約能源、減少廢物的產生，同時可以提高回收率和提取物的純度。另一方面利于環境保護，無污染，屬于綠色工程，它是一種具有廣闊發展前途的新技術。

基片集成類導波結構是近十幾年來微波毫米波學界發展起來的一種新型高性能平面集成導波結構，它具有極低的電磁泄露和互擾，其品質因數和功率容量遠高于傳統平面傳輸線，國內外數百所大學和研究機構開展了大量研究，使之成為微波毫米波領域最受關注的研究分支之一。 學科洪偉教授課題組是國際上這一學術分支的主要倡導者和貢獻者之一，在IEEE系列刊物上發表學術論文120余篇，在美、英、德、日、韓、波、葡等國家召開的國際會議上作大會報告、特邀報告20余次，論文被40多個國家的學者正面他引5000余次，獲授權國家發明專利50余項。 該研究成果在國內外都產生了比較大的影響，獲2016年度國家自然科學二等獎。

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