振荡流态化现象及应用

研究了轻颗粒振荡流态化现象,通过对颗粒在振荡体中运动方程的求解,得到了单颗粒运动模型及重颗粒克服重力漂浮或者轻颗粒逆浮力下沉的临界参数关系式.用五种粒径、三种不同密度的轻颗粒实验数据及梁百申、邓勇有关重颗粒的数据验证了模型,结果表明实验值与理论值吻合较好.同时,从理论上得到流体在振荡情况下颗粒床层松散的数学表达式,并以实验进行了验证.振荡流态化反应器用于固定化细胞发酵酒精,可解决发酵过程产生的CO_2气体附着在酵母载体表面导致发酵过程操作条件恶化的问题,提高了操作稳定性和发酵反应速度.     

CSTR酶法水解纤维素反应的分岔行为分析

针对纤维素酶法水解的复杂动力学,对全混流反应器(CSTR)稳态解的分岔行为进行研究.发现随操作参数和动力学参数的不断变化,出口浓度的稳态解出现分岔;由此构造出该过程的复杂解图和分岔图.     

气提法弱化超高浓度乙醇发酵过程中自絮凝酵母振荡行为

超高浓度(very high gravity,VHG)连续乙醇发酵过程中的振荡行为会导致发酵终点的乙醇浓度振荡和降低,是VHG连续乙醇发酵面临的主要问题。研究表明,游离酵母Saccharomyces cerevisiae 4126和自絮凝酵母BHL01在VHG连续乙醇发酵过程中,生物量、残糖、乙醇、甘油等发酵参数都呈现130～145 h的周期性振荡,且絮凝酵母发酵体系的平均乙醇浓度和乙醇生产强度都明显高于游离酵母体系。在絮凝酵母VHG连续乙醇发酵过程中利用发酵尾气气提分离乙醇,酵母细胞振荡行为被明显弱化,达到拟稳态状态,并且使发酵液中的残糖浓度控制在0.1 g·L^-1以下,平均乙醇浓度为110.87 g·L^-1,乙醇产率达到2.99 g·L^-1·h^-1。因此,本研究为弱化VHG连续乙醇发酵中的参数振荡行为提供了新的技术手段。     

生化系统中时间延迟与非线性振荡研究

生化系统中存在丰富的非线性振荡现象。本文对于ＣＳＴＲ 中的恒化培养,采用ｍ ｏｎｏｄ 方程,在限制性底物与比生长速率之间引入时间延迟,进行了理论分析,得出了稳定性和周期解条件,并与未引入时间延迟前的情况进行了对比。最后还进行了数值模拟。     

酵母细胞连续发酵过程振荡现象的研究进展

振荡现象在连续发酵过程中普遍存在,本文综述了酿酒酵母连续发酵中不同类型振荡现象的研究进展。一类以乙醇连续发酵过程中参数振荡为代表的特殊振荡现象,普遍存在于工业发酵过程,对发酵系统的稳定运行造成不利影响。本文论述了这类振荡现象产生的机理、调控策略的研究进展及其潜在的应用价值。     

木块填料对高浓度乙醇连续发酵过程中振荡行为的弱化机制

前期研究发现,添加木块填料可有效弱化管式反应器中的振荡行为,并推测其机理可能与酵母细胞的固定化、酵母细胞生长微环境的改变和管式反应器中稀释速率的改变三方面因素有关。本文实验证明了木块填料反应器的稀释率的改变不是导致振荡弱化的主要原因。进一步研究表明：一方面,与其他填料体系相比,木块填料体系不仅维持了较高的生物量浓度,而且维持了较高的细胞活性,从而具备了弱化振荡的前提条件;另一方面,与无填料体系培养出的酵母细胞相比,木块填料体系培养的酵母细胞具有较高的乙醇耐受性,从而弱化了乙醇浓度变化导致的发酵参数的大幅度波动。     

B-Z类化学振荡反应研究的非催化化学振荡反应

<正>以溴酸盐为氧化剂的化学振荡反应首先是由Belousov发现的,Zhabotinsky对这一反应的研究大大激发了化学家们对这类振荡反应的兴趣,在短短的几十年时间里,发现了大量新的振荡体系,以后把以溴酸盐为氧化剂的化学振荡反应总称为B-Z类振荡反应。一非催化振荡反应的发现:第一个B-Z类非催化化学振荡反应体系是没食子酸(GA表示)-KBrO_3-H_2SO_4组成的反应体系。     

中草药苦参的振荡行为研究

以苦参为底物,采用丙酮-BrO-3-Mn2+-H2SO4 振荡体系,探讨了苦参浓度、酸度、温度以及加入丙二酸和Cu2+对振荡反应的影响规律,并得出第一周期、第二周期的反应级数分别为0.9660和1.4262,周期表观活化能分别为111.027 kJ·mol-1和148.453 kJ·mol-1.分析了苦参振荡行为的原因及可能的机理.     

螺旋藻的酶催化振荡反应研究

应用电导法研究了螺旋藻的酶催化反应.结果发现,对螺旋藻-酶体系,有一个大约22 min的反应积累期,经历35 min反应期之后进入衰减期;对螺旋藻-酶-NaCl体系,电导率急剧增大,只出现了3个比较明显的波动,6.5 min后电导率波动平缓,17 min后电导率缓慢上升;对螺旋藻-酶-KCl体系,反应迅速,24 min后即进入衰减期.这表明酶催化螺旋藻的反应是一个振荡反应,符合人体对食物的吸收规律.采用分光光度法得到了同样的结果.NaCl和KCl对反应有一定的抑制作用.     

CSTR反应器好氧颗粒污泥脱氮影响因素研究

在连续流反应器中接种厌氧颗粒污泥,成功培养出好氧颗粒污泥,具有良好的COD及氨氮去除能力。通过脉冲试验考察反应器水流流态,同时考察温度、C/N、水力停留时间、溶解氧质量浓度、pH、间歇曝气周期等对好氧颗粒污泥脱氮的影响,并确定最佳工艺参数为:温度为25℃、C/N在6～8、HRT为8 h左右、溶解氧质量浓度为2 mg·L-1、pH为7.5～8.0、曝气3 h及缺氧搅拌3 h和曝气4 h及缺氧搅拌3 h。     

BIFURCATIONS AND CHAOS APPEARING IN A PERIODICALLY CONTROLLED CSTR

Bifurcations of periodic states in a CSTR subject to a periodic control which are caused by changes in the parameter values contained in the control input are investigated on the basis of the bifurcation theory. Principles which give a classification of basic possible bifurcations are briefly surveyed. Then a numerical example in which the period and switching ratio of a bang-bang periodic control are changed is worked. Most of the basic possible bifurcations appear. The chaotic phenomena are also observed and the structure of the strange attractor corresponding to a chaotic state is analysed in some detail,     

生化反应──色谱分离耦合过程模型研究

建立了描述生化反应─色谱分离耦合过程的一般数学模型,以蔗糖酶促水解制果糖、葡萄糖为模型反应,研究了底物转化率和产物分离度与操作条件的关系.理论计算值与实验结果在低浓度下符合较好．     

振动注射成型中模腔内熔体冷却行为的研究

研究了振动注射成型过程中的模腔内聚合物熔体的冷却行为,讨论了振动频率、振动应变振幅、振动作用时间、熔体温度等对冷却时间的影响。结果表明,冷却时间随着振动频率、振动应变振幅、振动作用时间、熔体温度等的增加而延长。     

THE EFFECT OF MACROMIXING ON OSCILLATORY BEHAVIOR IN RECOMBINANT FERMENTATION IN A CONTINUOUS STIRRED TANK REACTOR

A general model is presented for recombinant fermentation in a chemostat in which micromixing may be imperfect. Using the production of tryptophan synthetase as an example and the dilution rate, D, as the bifurcation parameter, conditions are first derived for Hopf bifurcation in a perfectly mixed chemostat. The bifurcation surfaces in three-dimensional space are such that oscillatory solutions exist above the surfaces and washout conditions below. A similar analysis is done for imperfect mixing. The bifurcation region is a concave hyperboloid in the [D,f, n]-space, where f and n ; are model parameters. It is argued that poor macromixing reduces the range of D over which bifurcation to periodic solutions is possible.     

CSTR中苯乙烯本体热聚合过程模型化和仿真分析

建立了苯乙烯本体热聚合过程模型,分析讨论了苯乙烯在连续搅拌槽式反应器中进行热引发本体聚合行为．分别讨论了聚合温度和停留时间对苯乙烯的转化率、聚合速率、产物的相对分子质量及其分布、粘度和密度的影响,结果表明,聚合温度决定产物的相对分于质量及其分布,且对转化率、聚合速率及粘度均有较大影响;停留时间对产物的相对分子质量及其分布无明显的影响,对转化率、密度及粘度有较大影响．聚合温度和停留时间是苯乙烯本体聚合过程中的两个至关重要的操作条件,同时为方便工程应用提供了经验关联式．     

RIBBING INSTABILITY IN COATING FLOWS: EFFECT OF POLYMER ADDITIVES

Data are presented which show the effect of dilute addition of polymer on the ribbing instability in coating flows. A qualitative model which treats the growth of a disturbance as an extensional flow suggests that elasticity is a destabilizing factor, in agreement with the observations.     

捣固焦高温碳素溶损反应行为研究

选择有代表性的捣固焦炭,在连续热反应装置内,考察不同温度下焦炭与CO2反应行为,揭示捣固焦炭在高炉内的劣化机理.结果表明,等温条件下,不同焦炭与CO2反应至30％的水平时,转化率随时间总体呈线性规律变化,反应动力学符合零级反应特征,表观活化能为89 kJ/mol～151 kJ/mol,碳溶反应后粉化程度与焦炭显气孔率及表观活化能有关,且粉化主要以扩孔和开孔为主.