恒温

专业术语

恒温，是在一定的环境下保持不变的温度，需要精密的仪器来随时测定温度的变化，然后调节温度，使之始终是一个温度。

词语解释

恒温：是一个专业术语，用人工或自动控制方法保持温度值的恒定不变。所设定的温度值不受其它因素的影响，也使初期设定的温度与任何一时刻的温度相同或者相近似。

提取过程

采用三频恒温数控超声辅助提取技术优化了诃子总多酚提取工艺；通过比较试验和扫描电镜分析了该技术高效提取的原因；从Fick第一定律出发建立了诃子总多酚扩散动力学方程，并进行了验证。结果表明，恒温超声提取诃子总多酚最佳工艺条件为：乙醇体积分数60%、超声频率80kHz、超声功率180W、提取温度70℃；该工艺提取效率显著高于水浴振荡提取工艺( P<0.001)；扫描电镜观察发现，恒温超声提取技术对原料粉末微观结构破坏更严重。结合Fick第一定律及超声提取动力学推导了恒温超声辅助提取诃子总多酚动力学方程；验证试验表明，在相应的范围内，提取时间对数和提取功率对数均与诃子总多酚浓度对数呈正比关系。结果表明：恒温超声辅助技术可用于诃子总多酚高效提取。

恒温超声辅助提取时间单因素试验结果

前阶段诃子总多酚质量比随提取时间的延长而升高，当提取时间达到9min时质量比达到最大值，此后随着提取时间的延长总多酚质量比逐渐减少。可能是随着加热时间延长导致提取出的一些热敏性成分转化降解所致。故选定提取时间7、9和11min做正交试验。

恒温超声辅助提取频率单因素试验结果

随着超声频率增大提取液总多酚质量比逐渐降低。超声波频率与波长成反比，随着频率增加，其波长随之减小，造成声波在传播过程中衰减加快，进而影响到对细胞的破碎效率。同时，频率升高将导致空化作用的阈值升高，导致空化效果减弱。基于以上原因，造成总多酚质量比随频率升高而下降。

恒温超声辅助提取功率单因素试验结果

在超声功率120～210W范围内，提取液总多酚质量比随着超声功率的增大逐渐增大。当提取功率大于210W 以后，总多酚质量比随着时间的增加反而逐渐降低。因超声波的空化效应和机械作用有效破坏植物细胞壁，有效成分游离进入提取溶剂，使一定范围内随超声功率升高而促进总多酚溶出。而当功率过高时，造成温度过高又促使某些总多酚分解。同时，功率越高其声强也越高，声强越高产生的空泡越多，空泡越多反射声波越多，使能量传递效率降低，影响总多酚提取率。故试验选定提取功率180、210和240W做正交试验。

恒温超声辅助提取温度单因素试验结果

在40～70℃温度范围内，总多酚质量比随超声温度升高而逐渐上升，70℃达最高，当超过70℃后反而下降。其原因可能是，在低温时，超声波未能将细胞彻底破碎。随着温度升高，分子热运动加速，进一步破碎细胞结构，从而使总多酚充分溶出。但是，随温度继续增加，接近溶剂的沸点，造成溶剂气化而减少了固-液间的有效接触面积，提取速率反而下降。此外，高温容易加速热不稳定活性物质降解。故选定65、70和75℃做正交试验。

恒温超声辅助提取液料比单因素试验结果

随着提取液料比增大，总多酚质量比逐渐增加，当液料比达到20mL/g后，总多酚质量比变化不大。这是因为液料比增大时，浸提剂乙醇可以与诃子粉充分接触，使总多酚容易溶出。但是当液料比超过一定范围时，溶液中多酚含量接近饱和，同时也会导致其他杂质溶出较多，与总多酚形成竞争性抑制，从而影响总多酚继续溶出。因此，综合考虑生产成本和后续处理，正交试验选定液料比20mL/g为固定参数。

恒温超声辅助提取乙醇体积分数单因素

在30% ～60%的体积分数范围内，总多酚质量比随着乙醇体积分数的增大而快速上升，60%时达最大，在70% ～80%范围内反而下降较快。植物体内的部分多酚以游离的形式存在于液泡中，部分与蛋白质、多糖通过氢键或疏水键以结合的形式存在于细胞壁中。而乙醇体积分数过高会使蛋白质变性，降低与之结合的总多酚溶出效果。同时导致溶剂挥发增大，一些醇溶性杂质溶出增加，而干扰与之结合的总多酚溶出，造成总多酚质量比下降。故选定50%、60%和70%乙醇做正交试验。

温度深度

根据能量守恒定律，证明了土壤恒温层温度等于年均气温，并且用4座城市的土壤恒温层温度与当地年均气温进行对比，验证了此结论。利用土壤自然温度场模型，推导出土壤恒温层深度的计算公式。定量分析了响土壤恒温层深度的5种因素，得出了土壤恒温层深度主要受大气温度年振幅(Tamax -Tam)、恒温层温度振幅(ε)及土壤导温系数(a)3 种因素影响的结论。

土壤恒温层深度的影响因素分析

土壤恒温层深度受系数、大气温度年振幅(Tamax -Tam)、恒温层温度振幅ε、土壤导温系数a及年周期时间τ0 的影响。系数Φ受土壤导热系数λt、地表与大气间的表面传热系数α2、导温系数a及年周期时间影响。由于年周期时间是常量，因此土壤恒温层深度随(Tamax -Tam)、ε、a、λt、α2等参数而变化。下面分析这5个参数对土壤恒温层深度的影响程度。

土壤导温系数a的影响

土壤的导温系数与土壤密度、比热容、土壤种类及含水率有关。不同地点、土质的土壤，其导温系数不同。不同密度、含水率的砂土和粘土的导温系数，当其他因素不变，土壤导温系数从2 ×10-7 m2∕s 变化到10 ×10-7m2∕s 时，土壤恒温层深度从7.7m 变化到17.3m，

导温系数对土壤恒温层深度影响很大，导温系数越大，土壤恒温层深度越深。这点可以从导温系数的物理意义上得到解释，导温系数是材料传播温度能力大小的指标，故导温系数越大，土壤中温度变化传播越迅速，大气温度年周期变化对土壤影响的深度越深，所以土壤恒温层深度越深。

大气温度年振幅Tamax -Tam的影响

由于中纬度和内陆区的大气温度年振幅较大，故一般中纬度地区恒温层的深度较深，极地和赤道较浅，内陆区较深，滨海区较浅。大气温度年振幅越大，则土壤温度振幅消失的深度越深，恒温层深度越深。恒温层的深度随大气温度年振幅的自然对数值呈线性变化。当温度振幅(Tamax -Tam )从10℃变化到40℃，恒温层深度从8.6m变化到11.3m。

恒温层温度振幅ε的影响

不同的测温仪器、测试条件所能达到的精度是不同的。根据精度的要求及测试条件的限制，可以选择土壤温度振幅小于不同值视为恒温层。从恒温层的深度随所选择振幅倒数的自然对数值呈线性变化。当精度从0.3℃变化到0.05℃，恒温层深度从8.4变化到11.7m，所选择恒温层振幅越小，则恒温层深度越深。

土壤导热系数λt的影响

当土壤的导热系数λt 从0.4W∕(m。K)变化到2.0W∕(m。K)时，土壤恒温层深度从10.27m变化到10.20m，可见土壤导热系数对恒温层深度几乎没有影响。

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