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。     

高浓度乙醇连续发酵振荡过程中代谢通量分析及诱发机理

在利用普通酿酒酵母进行高浓度乙醇连续发酵的实验中,发现了一种长周期、高振幅的振荡现象。利用流式细胞仪测定了振荡周期不同时点的细胞周期分布,表明这种特殊的振荡现象和酵母细胞周期的同步化不相关。对一个完整振荡周期中不同时点的代谢通量分析,发现胞内碳通量在代谢网络中的分布也呈现出和胞外残糖、乙醇和生物量浓度类似的振荡过程。分析酵母细胞代谢活性与胞外发酵体系乙醇浓度的时程关系,表明酵母细胞对乙醇抑制的延迟反应是诱发这种振荡行为的主要因素,胞内海藻糖积累与乙醇生成同步,进一步支持了这一观点。     

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。     

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.     

黑曲霉生产柠檬酸的控制论模型

黑曲霉发酵是工业生产柠檬酸的主要途径,研究该过程的动力学模型对更好地理解这一工业微生物的代谢机理有重要意义。基于黑曲霉(Aspergillus niger)柠檬酸发酵过程主要代谢途径的分析,构建了简化的碳代谢网络,建立了胞内物质和酶浓度的平衡模型。引入一阶闭环调节器模型描述发酵初期微生物酶系的建立过程。结合生物反应器模型,给出了重要宏观状态变量(如细胞物质浓度、基质浓度、产物浓度)和胞内酶浓度的动态仿真结果与实验值的对比。     

持续振荡行为的动力学模拟

作者已经研究了甲醇在 KY 分子筛上催化氧化的振荡行为。本文进一步探讨反应的机理,对表面覆盖度、表面温度和产物浓度随时间变化的非线性方程组进行稳定性分析。证明了极限环和周期解的存在性。数值计算模拟了实验得到的振荡行为,结果与实验现象和分析较好吻合。     

酿酒酵母代谢过程的振荡分析

振荡现象是生物的固有特征,在不同生物动态过程中都起着重要作用。为探究生物代谢过程中振荡产生的条件,以典型的酿酒酵母发酵生产乙醇过程为研究对象,采用函数连续性分析方法对其数学模型进行深入研究。首先对系统进行仿真,结合相图确认该过程存在等幅持续振荡现象（极限环振荡）;以此为切入点,利用分叉分析方法考察模型参数对系统振荡现象的影响;最后根据结果分析系统产生振荡现象的条件。结果显示,该代谢途径中各步反应均有参数会对系统的振荡现象产生影响,得出产生极限环振荡的参数范围,同时根据结果分析,为今后抑制振荡或利用振荡有利特性提供指导。     

酿酒酵母代谢过程的振荡分析

振荡现象是生物的固有特征,在不同生物动态过程中都起着重要作用。为探究生物代谢过程中振荡产生的条件,以典型的酿酒酵母发酵生产乙醇过程为研究对象,采用函数连续性分析方法对其数学模型进行深入研究。首先对系统进行仿真,结合相图确认该过程存在等幅持续振荡现象(极限环振荡);以此为切入点,利用分叉分析方法考察模型参数对系统振荡现象的影响;最后根据结果分析系统产生振荡现象的条件。结果显示,该代谢途径中各步反应均有参数会对系统的振荡现象产生影响,得出产生极限环振荡的参数范围,同时根据结果分析,为今后抑制振荡或利用振荡有利特性提供指导。     

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。     

CSTR中生化反应振荡行为研究

考虑在生化反应中细胞收率系数Ｙｘ／ｓ随物料浓度变化这一事实，改进了原有的发酵动力学方程，同时首次运用分岔理论研究了乙醇连续发酵过程中存在的振荡现象。结果表明：在低糖浓度条件下，振荡的周期和幅值以及振荡出现的入口浓度阈值都将随着稀释率和入口糖浓度的变化而变化     

新型离心传质设备的研究

本文介绍一种利用离心力强化传质过程的转子传质装置。这种装置具有传质效率高、生产能力大、体积小、重量轻等特点。一个外径为300mm,高40mm,内装填料的转子,以乙醇—水系进行全回流精馏试验。对于6×6×0.1不锈钢压延环填料,在回流率为6.9t/(h·m~2),转速为900rpm的操作条件下,获得每块理论板当量径向的填料层厚度为3.93cm,即每米填料相当于25块理论板的分离效果。     

Near-wall porosity characteristics of fixed beds packed with wood chips

Packed beds of fuel wood chips are commonly found in thermal conversion processes such as combustion or gasification. Wood chips in particular are mostly used as fuel for small-scale domestic heating boilers but also for commercial-scale combustion units. The characterization of spatial voidage distribution inside the wood chip beds is of great importance for flow and reactor modelling. This study focuses on the radial porosity variations of cylindrical beds of three different types of commercially available wood chips including chips classified as G30 size class. The conventional technique of consolidating packed beds with a resin was chosen as the experimental procedure. The radial voidage distribution in different cylindrical beds is determined by image analysis of sections of the solidified packings. Additionally, a packing of monosized spheres was investigated in order to assess the selected procedure in comparison with widely available literature data for spheres. The results are discussed and summarized in a mathematical expression correlating the radial voidage distribution depending on average wood chip size, packing core porosity and dimensionless distance from the tube wall.     

手性OJ柱填料的制备及性能测定

以微晶纤维素为原料合成纤维素三 (4 -甲基 )苯甲酸酯 (p-MBC) ,并涂在大孔硅胶上制成 HPLC手性填料且高压填 (2 5 cm× 0 .46 cm)分析柱并测其性能 ;通过改变流动相配比和流速 ,找出此柱的最佳拆分条件。三种药物对映体在自制 OJ柱上得到较好的拆分。     

米曲霉菌体的固定化及其稳定性

在液相培养基中将米曲霉菌体培养成直径为 1～ 2mm的菌球 ,以甲醛为交联剂、明胶为活性保护剂对其进行固定化研究 .在正交实验L₁₆(4⁵)的基础上 ,利用人工神经网络得到了较优的固定化条件 :菌体与固定液的用量比 (固液比 ) 1∶8,固定液中含明胶 5 g·L^-1、甲醛 5 g·L^-1,固定化时间为 1.5h .在此条件下制备的固定化米曲霉菌体比酶活为 15 0 0U ,比酶活保留率 83% .对固定化米曲霉菌体稳定性进行深入研究表明 ,其最适反应温度和 pH值分别为 6 3℃和 8.0 ,与游离菌体相比最适反应条件范围变宽 .在固定床反应器中用其连续拆分N -乙酰 -DL -丙氨酸 ,半衰期为 77天 ,具有较高的操作稳定性     

2,6-二氟苯甲酰基异氰酸酯的HPLC分析

异氰酸酯类化合物的含量测定方法一般采用化学滴定法。本文采用反相高效液相色谱法对氟铃脲和氟啶脲的中间体2,6-二氟苯甲酰基异氰酸酯的甲醇衍生物进行测定,方法快速准确,标准偏差为0.24,变异系数为0.75%,回收率在99.1%~102.1%之间。     

填料式氧合器填料传质与溶血特性的研究

本文在直径5.2 cm的有机玻璃填料式氧合器中,分别填充几种自制小填料(6mm不锈钢O网环,6 mm PVC拉西环,以及7 mm PTFE拉西环等填料),进行血液-O_2的物理吸收实验。以体积传质系数k_Lα和溶血程度作为填料的性能指标,对所用填料进行综合评价与筛选。实验结果表明:在所选填料中,以7 mm PTFE拉西环的性能为最佳。     

1-(2-氯苯基)-5(4H)-四唑啉酮气相色谱法的分析研究

用 5 %OV - 17,长度为 2m的玻璃填充柱 ,以硝基苯为内标物 ,在 140℃柱温下 ,用FID检测器对 1 (2 氯苯基 ) 5 (4H ) 四唑啉酮进行定量分析。该方法变异系数为0 2 2 % ,平均回收率 99 8% ,线性相关系数为 0 99998     

Superheated Steam Vacuum Drying of Rubberwood

The effect of superheated steam vacuum drying (SSVD) on the drying time and mechanical properties of rubberwood was studied. Rubberwood boards with dimensions of 1000 mm × 76.2 mm × 25.4 mm were dried at 86.7–89.3 kPa vacuum pressure (14.6–12.0 kPa absolute) and temperatures of 60, 70, and 80°C. Superheated steam at 110°C was injected intermittently to relieve stress buildup in wood and eliminate cracking. The prong test was used to evaluate the initial acceptability of the dried wood and the mechanical properties of wood were measured. From this study, the total drying time was reduced from 168 h to less than 20 h (MC reduction from 0.80 to 0.06 db). In addition, compared to the reference values shown in the parentheses, the shear parallel-to-grain, the compression parallel-to-grain, the compression perpendicular-to-grain, the modulus of rupture (MOR), the modulus of elasticity (MOE), and the hardness for the optimum drying temperature of 70°C were 28.87 (11.0) MPa, 59.09 (32.0) MPa, 21.09 (5.0) MPa, 101.97 (66.0) MPa, 9838.5 (9240.0) MPa, and 6475 (4350) N, respectively. Thus, the vacuum-dried wood showed a 32% increase in hardness, a 12% increase in compression parallel-to-grain, and an 88% increase in shear parallel-to-grain.