物性分析

2011年5月，美国康塔仪器公司（Quantachrome Instruments）在中科院广州能源研究所材料物性分析测试平台项目中标，与英国马尔文公司联合成为该分析测试平台的唯一供应商，该平台涵盖了多孔材料的比表面，密度，大孔、介孔和微孔分析，静态化学吸附和动态化学吸附分析以及从1000微米到1纳米的粒度分析能力，包括代表性取样装置。中国科学院广州能源研究所是从事清洁能源工程科学领域的高技术研究与发展的研究所。目前形成了以太阳能、海洋能、生物质能、地热能、固体废物能及天然气水合物，能源战略为重点方向的学科布局，建立了中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室和广东省新能源与可再生能源研究开发重点实验室。国内已与广东、湖南、北京、江苏等地开展院地合作，大力推广应用生物质气化发电、地热热泵新技术、太阳能光热利用技术及城市垃圾处理系统等，并形成产业化。美国康塔仪器公司是国际著名的材料特性分析仪器专业制造商，在四十多年的发展历程中，始终致力于粉体及多孔物质测量技术的创新，硕果累累。美国康塔仪器公司研制出世界第一台商用气体膨胀法真密度分析仪，第一次将连续扫描注汞技术应用到压汞仪中，发明世界第一台多站自动比表面和孔隙度分析仪......；至2005年，研制出最新一代、也是目前唯一一台可以进行静态和动态、物理和化学吸附、具有微孔分析能力的全自动比表面和孔隙度分析仪&mdash Autosorb系列。2010年3月1日，正式推出了至今最先进的双站微孔分析仪&mdash &mdash Autosorb-iQ。美国康塔，一直走在粉体及多孔物质分析技术的前列。美国康塔仪器公司一直非常重视新技术的推广和新理论的开发普及和应用， 本次有幸中标该项目,也是该公司一直专注材料物性分析市场,紧跟技术发展前沿,不断提升技术服务水平的必然结果。 中科院广州能源所材料物性分析测试平台将建设成为华南地区首屈一指的公共分析测试平台，也将成为Quantachrome Instruments在华南地区最全面的材料物性分析仪器展示基地。

自2021年1-6月，中国政府采购网陆续发布了热分析及热物性仪器的中标数据。仪器类型涵盖了热重分析仪、差示扫描量热仪、同步热分析仪、热机械分析仪、导热仪、热膨胀仪、熔点仪和量热仪等。仪器品牌方面，进口品牌出现了TA、耐驰、梅特勒-托利多、珀金埃尔默、塞塔拉姆、林赛斯、岛津、理学、Rubolab、费尔伯恩、瑞士步琦、马尔文等的身影；国产品牌中，则出现仰仪科技、卓光仪器；总体来看进口仪器中标情况优于国产；采购需求中，热重分析仪、差示扫描量热仪以及同步热分析仪产品中，出现部分高温、高压产品的购买需求；仪器价格方面，热重分析仪和量热仪均有出现单台套价格超过200万，综合热分析仪、导热仪、热分析联用仪单台套价格最高超100万，高压产品单台套价格均在200万上下；采购数量上，各采购单位采购每类型仪器一般为1台套。仪器信息网热分析板块品类先锋（截至2021.8.20）仪器专场（点击查看相应专场）品类先锋（点击查看相应品类先锋仪器）热重分析仪/热天平（TGA）耐驰差示扫描量热仪(DSC/DTA)菁仪北京恒久同步热分析仪（STA）耐驰日立分析仪器热分析联用仪理学耐驰热机械分析仪塞塔拉姆日立分析仪器热膨胀仪TA仪器导热仪TA仪器耐驰熔点仪仪电物光量热仪三德PARR值得注意的是，在单一来源采购公告中，大连理工大学有两款仪器进行了单一来源采购，理由基本归纳为经调研国内外仪器无法满足技术需求，故只能进行单一来源采购。1. 大连理工大学单一来源采购Rubolab的RuboSORP-TGA MP-SHT型号高压热重分析仪 Rubolab 磁悬浮天平超高温超高压热重分析仪公告中提到的单一来源采购理由：“大连理工大学煤化工研究设计所长期从事煤炭及生物质、固体废弃物等的高效清洁利用技术，在煤炭分质转化、煤焦油的深加工和生物质及工业固废的合理利用等方面开展基础和应用研究，以解决能源转化、环境保护过程中的关键工艺和材料等科学和技术问题。目前正在牵头承担国家重点研发计划项目“低变质煤直接转化制高品质液体燃料和化学品的基础研究”和“煤与生物质共热解过程中的交互作用及机制研究”等多项国家自然科学基金项目。项目研究内容是测定煤及生物质等固体燃料在不同反应气氛、不同压力条件下随温度变化过程重量的变化，从而认识固体燃料中不同组分的反应特性，为煤炭分质转化、生物质及工业固废的合理利用等工艺技术的研究与开发提供技术支撑。目前实验室有常压热天平，无法满足高压和还原性气氛下的反应要求。本项目拟通过构建高压、高温质量监测系统，对物质的热解及气化、石油裂化、催化剂活化、腐蚀和活性等特征进行研究，因此实验环境包括高温、高压、氧化性和还原性气氛及水蒸气条件等。目前国内外市场上的高温高压热重分析仪中，部分产品只适合氧化性气氛，无法在还原性气氛（如氢气）和水蒸气条件下运行，而加氢及水汽重整是拟开展研究的重要内容，因此无法满足本项目技术需求。德国儒亚的产品是带有磁悬浮天平、加样电梯辅助系统、高压冷壁反应器、电加热炉和GDU 全自动高压动态气体蒸汽引入和压力控制系统以及质谱接口，允许的温度/压力为：1500℃@50 bar。实验的气氛允许接入不同的气体或者气体的混合气，可以测试所有有机和无机气体，包括腐蚀性气体和蒸汽能满足本项目的技术要求。因此，只能采用单一来源采购方式进行采购。”2. 大连理工大学欲单一来源采购梅特勒-托利多的RC1mxTM全自动实验室反应量热器 梅特勒-托利多 全自动实验室反应量热仪 RC1mx公告中提到的单一来源采购理由：“大连理工大学化工学院H502实验室拟开展化工热安全方面的研究，采用实验与理论分析的方法，主要围绕典型化工介质和反应工艺（聚合反应、热分解反应、过氧化反应）热安全特性，对不同工况下的聚合反应、热分解反应、过氧化反应等化工工艺的失控过程进行研究，考察冷却温度、搅拌速率、加料速率、自催化速率对反应过程的影响，分析反应体系压力温度变化，提出合理的反应失控判据。基于以上基础开展化学反应失控抑制与泄放技术研究，优化泄放位置，开发新型高效的淬灭剂和快速响应的喷料装置，建立安全泄放压力预测模型和泄放面积计算方法。基于该项目研究内容，需采购全自动合成反应量热仪。项目研究围绕的反应工艺常伴有高温、高压及多组分复杂工况，同时研究需对进料速率、搅拌速率、冷却温度进行精准控制，进而对反应失控系统温升、最高温度、最大压力、最大温升速率、最大升压速率进行精确快速测量。因此，购置的全自动反应量热仪的最高温度需达到300℃左右（乙烯聚合反应最高温度），并具备提供低温反应环境的能力，最大压力应不低于20个大气压（低压法合成聚乙烯的最大压力），控温速率迟滞性要小。经调研，国内部分全自动反应量热仪的最高温度为200℃左右，无法达到300℃，同时控温采用外置加热/冷却装置，存在控温缓滞。某全自动反应量热仪校准加热器功率较大易产生热点，影响反应体系和原有的实际工艺条件。国外部分全自动反应量热仪的最高温度为200℃左右，无法达到300℃，且设备的最大压力为常压，无法进行压力较高的实验。且采用外置加热/冷却装置进行控温，存在控温滞缓，校准加热器功率较大易产生热点。而梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司的RC1mxTM全自动实验室反应量热器温度范围为-70-300℃，最大压力可达100bar，采用内置快速冷热硅油混合控温可实现没有缓滞的快速冷却及加热，校准加热器功率25W（选配5W）不容易产生影响反应体系的热点。因此，只有梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司的RC1mxTM全自动实验室反应量热器能够满足本项目温度、压力、控温等技术要求的需要，只能采用单一来源采购方式进行采购。”2021年上半年新品速递日立高新技术推出NEXTADSC系列热分析仪，用于先进材料开发和质量控制2021年1月19日，英国牛津—日立高新技术分析科学公司(Hitachi High Tech Analytical Science Corporation)（日立高新技术全资子公司，从事分析和测量仪器的制造和销售），推出了用于先进材料开发和产品质量控制的新型差示扫描量热仪——NEXTA DSC。作为日立高新技术高级热分析仪系列的最新产品，NEXTA DSC为实验室和制造商两者都提供了一种新的选择，可以进行最详细和彻底的DSC分析。详见《日立高新技术推出NEXTADSC系列热分析仪，用于先进材料开发和质量控制》

目前的研究旨在用脉冲蛋白取代肉蛋白，并确定植物蛋白-肉类似物商业化的加工方法的适用性。采用碱性/等电沉淀法从青豌豆、马豌豆和豇豆中提取脉冲蛋白浓缩物(PPCs)。对PPCs进行物理化学、形态、GC–MS和热分析。将青豌豆、马豌豆与豇豆的PPCs按（20:20:20）T1、（30:15:15）T2和（15:20:15）T3的比例制备油炸肉丸。所有PPC都表现出塌陷和褶皱的表面。马豌豆蛋白浓缩物表现出最高变性温度（Td°C）89.50 ± 2.57和焓（ΔH（J g−1））（287.73 ± 9.64），与其他样品相比，迭代出更好的热稳定性。FTIR光谱表明，羊肉油炸丸子存在O–H伸缩宽带（3321.22 cm−1）和植物油炸肉丸（3288.28 cm−1），而PPC在（3275–3278）cm−1区域）。在1600–1700区域观察到两条C-H带和PPCs的主要二级结构成分，如α-螺旋、β-片状、β-转弯和无规螺旋 cm−1.酰胺N–H弯曲（1400–1500 cm−1）和C–O伸缩带（1000–1300 cm−1）。以20:20:20（T1）的比例配制的植物性油炸肉丸在感官特性（颜色、质地、多汁性和整体可接受性）、颜色特性（L*和b*）以及质地特性（如硬度、粘附性和内聚性）方面与羊肉油炸肉丸密切相关。这些发现将开辟这一领域的新研究视野，并为肉类替代品的商业化铺平道路，这将减少对环境的影响和碳足迹。Penchalaraju，M，Poshadri，A，Swaroopa，G等人。利用印度脉冲蛋白制作植物性模拟肉III：肉类似物的物理化学表征、FTIR光谱和质地特征分析。国际食品科学技术杂志2023。https://doi.org/10.1111/ijfs.16828• 文章来源：Leveraging Indian pulse proteins for plant-based mock meat III: physicochemical characterisation, FTIR spectra and texture profile analysis of meat analogue（利用印度脉冲蛋白制作植物性模拟肉III：人造肉的物理化学表征、FTIR光谱和质地特征分析）. Wiley Online Library供稿：符 斌