自吸式生物反应器放大方法研究进展

自吸式反应器具有操作简单、传质性能好等优点,特别是不需要空气压缩机等附件,节省了供气机械的投资和运行,在化学工程、环境工程、生化工程中得到了越来越广泛的应用。自吸式反应器内涉及气液两相体系,这种两相流体流动过程中的混合、传热和传质等过程非常复杂,仍有大量问题需要理论解释。文章对自吸式生物反应器的临界转速、吸气速率、功率、气含率和传质系数的理论模型,以及经验公式进行综述,并对其CFD模拟研究进展做出概括,对于自吸式反应器的放大应用有一定的参考价值。     

自吸式反应器功率消耗与气含率的研究进展

自吸式反应器作为一种新型高效的生化反应器,因其结构简单、能耗小、良好的混合传质性能、便于操作等优点已广泛用于化工、生物化工等行业。文章介绍气液两相流理论,综述自吸式反应器关键性能参数功率消耗、气含率,并展望自吸式反应器研究的发展前景。     

双层桨自吸式反应器结构和性能参数的研究进展

双层桨自吸式反应器是为满足工业化发展而设计的新型组合式搅拌槽。因其兼有自吸式反应器耗能小和传统搅拌器传质性能高的优点,在食品发酵工业领域被广泛采用。文章主要介绍双层桨自吸式反应器的主要性能参数,包括气体吸入临界转速、功率消耗、气含率和体积溶氧系数。并从上层桨桨型、下层桨桨型、桨间距、有无定子等结构对双层桨自吸式反应器性能参数的影响进行综述。     

螺旋筛板气升式反应器在真菌发酵中的应用

在发酵工业中,性能优良的反应器能够起到增加产量和提高能量利用效率的作用。新研发的带有螺旋筛板的新型气升式反应器(airlift reactor with helical sieve plate,ALR-HSP),已经在空气-水实验中证实了其优良的传质特性。为研究反应器综合性能,选取2种具有代表性的真菌(高山被孢霉和毕赤酵母)在ALR-HSP中进行通风培养,分析发酵过程参数和产物组成并与经典气升式反应器(conventional airlift reactor,CALR)进行比较。结果显示:在高山被孢霉培养中,ALR-HSP内菌体的对数生长期的最大比生长速率较CALR提高30%,发酵结束后脂肪酸总量提高约40%;毕赤酵母培养中,ALR-HSP内菌体对数生长期的最大比生长速率较CALR提高20%,发酵结束后菌体浓度增长约20%。且在低通风量条件下,达到相同kLa,ALR-HSP的功率消耗比CALR减少50%。显示出螺旋筛板气升式反应器在耗氧生物培养过程中的优越传质特性和节能效益。     

好氧发酵罐的新型搅拌器的应用

好氧生物发酵罐的机械式搅拌器的主要作用是混合和传质。是在发酵过程中不断地把通入的无菌气体打碎，强化湍流程度，使空气与发酵液充分混合，气-液-固三相更好地接触，增加了溶氧速率，使微生物悬浮分散于发酵液中混合更均匀，促进了生物细胞呼吸代谢所需要氧的传递速率。     

自吸式反应器在发酵及食品工业中的应用进展

自吸式反应器作为一种新型高效的生化反应器,因其结构简单、能耗小、良好的混合传质性能、便于操作等优点已广泛用于发酵、食品等行业.该文简要介绍了自吸式反应器的操作特性、工作原理,综述了自吸式反应器在醋酸、酵母发酵中的研究和应用概况;指出了自吸式反应器在生产中存在的问题;并展望了其在发酵及食品工业中的应用前景.     

高气液比喷射反应器反应性能的研究

以NaOH和CO2冷模体系系统研究了高气液比、高喉管气速、高传质速率气液类喷射反应器的反应性能，考察了五种不同规格文丘里喷嘴的阻力特性和反应性能，研究了不同高径比反应釜体对喷嘴阻力及反应器性能的影响。并利用优选的文丘里喷嘴和自制的喷射反应器首次对脂肪酸甲酯进行了喷射磺化，初步试验取得较好的效果，甲酯最高转化率为95％，SO3转化率则达99％，可与膜式反应器相媲美。     

喷射自吸式生化反应器喷射吸气的研究

<正> 一、前言 四十多年前,Mertes发现了射流现象可应用于气液混合与反应,开拓了喷射反应器在化学工程领域的应用。近十多年来,生化工程领域出现了一种新型的喷射通气生化反应器,具有优良的传质传热性能,能耗低,可省去空压机及附属设备,结构大型化等优点。但是在国内,这种新型反应器除在污水生化处理中开始研究应用外,在发酵工业上尚属空白。因而,研究和开发这种新型生化反应器,无疑对我国生化工程尤其是发酵工业具有重要的现实意义。     

氧载体生物反应器的研究

本文探讨在深层培养条件下利用全氟化碳作为氧载体的一种新的供氧方法,在一喷射自吸式反应器中氧通过氧载体的循环传递给培养液。采用这种供氧方法,反应器的供氧速率可提高2.3倍。     

工业发酵中溶氧因素的探讨

工业发酵影响因素很多,其中发酵液中的溶氧浓度(DissolvedOxygen,简称DO)是最基本因素,对微生物的生长和产物形成有着极其重要的影响。在发酵过程中,必须供给适量的无菌空气,菌体才能繁殖和积累所需代谢产物。不同菌种及不同发酵阶段的菌体的需氧量是不同的,发酵液的DO值直接影响微生物的酶活性、代谢途径及产物产量。发酵过程中氧的传质速率主要受发酵液中溶解氧的浓度和传递阻力影响。研究溶氧对发酵的影响及控制对提高生产效率、改善产品质量等都有重要意义。     

环流筛板塔式生化反应器研究

本文针对内环流反应器在通气发酵过程中应用时存在的一些问题,设计了一种在导流筒上面设多段环流筛板的新型塔式生化反应器,内径D=200mm,总高H=2500mm;并对其流动特性、气含率和传质系数进行了研究,[用压差法测定了全塔及导流筒内的气含率εc,用Na_2SO_3—空气氧化法测定了传氧系数k(?)、气液相界比表面积a(524-1224m-1)及容积传质系数k_La(1171-3278h~(-1)],得出了这种反应器中气含率εc_1,相界面比表面积a和传氧系数k(?)的关联式: 此外,还得出了这种反应器的最佳板间距(H_1=2h_1)和最佳操作气速(Uc=6.2cm/s),推导出筛板环流筒长度的计算式:供放大设计时参考。     

新型搅拌器对黄原胶发酵的影响

设计了一组由六叶布鲁马金与下压式双折叶圆盘涡轮搭配组合而成的新型搅拌器,该搅拌器在冷模实验状态下具有较高KLa值和气含率。将该新型搅拌器应用于机械搅拌式生物反应器黄原胶的发酵,针对发酵过程中黄原胶的浓度、粘度、淀粉含量等参数的变化与传统的六直叶圆盘涡轮进行了对比研究,并研究了不同的挡板条件对黄原胶发酵的影响。结果表明：新型搅拌器能够提高黄原胶发酵液中黄原胶的浓度和粘度、降低发酵液中残留淀粉的浓度,并明显地减少了高粘性发酵液静止区的体积;挡板的缩小或将拆除,更适合于黄原胶高粘性物系的机械搅拌式生物反应器的发酵。     

内环流发酵反应器的能耗研究及传质强化

本文从传质和能耗两个方面对内环流发酵反应器进行了考察,强调评价内环流反应器的性能应综合考虑其传质效果和能量消耗。实验中首先研究了7种不同的气体分布器,发现多孔板型分布器在单位功耗下的传质效果最好;在此基础上,为了对内环流反应器进行强化,在其导流筒内加入了Kenics静态混合元件、螺旋叶片、弓形筛板三种内部构件。测定了其传质系数K_L(?)及液体循环时间、全塔压降等,还在其中进行了酵母培养实验。结果表明在导流筒中加入适当的内件后,环流反应器的性能可得到改善,几种内件中以弓形筛板效果最佳。     

TLC快速分析多糖的单糖组成

本文采用薄层色谱法分析多糖的单糖组成。从斑点分离度、清晰度、有无拖尾现象及展层时间等方面综合评价展层效果。通过实验确定了适合的展开剂为展开系统(乙酸乙脂:吡啶:无水乙醇:水=8:1:1:2)、合适的显色剂为苯胺-二苯胺磷酸显色剂。通过此体系确定了单糖的Rf值,可用于快速分析水解多糖的单糖组分。     

圆盘嵌入式螺旋管高速逆流色谱仪及其在花青素分离中的应用

所研制的圆盘嵌入式螺旋管高速逆流色谱仪采用双分离柱串联设计,公转半径为70mm,β值范围为0.3～0.7,柱总容积为30mL。将所研制的新型分离柱与传统多层缠绕色谱柱对不同溶剂体系的保留能力进行对比,根据溶剂极性不同,分别选择正庚烷-甲醇、正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水、正丁醇-醋酸-水及聚乙二醇1000-磷酸钾盐-水双水相体系用于固定相保留能力的研究。结果表明：在L-I-T洗脱模式下,当流速为1mL/min时,传统多层缠绕色谱柱和圆盘嵌入式螺旋管高速逆流色谱仪在正庚烷-甲醇体系中的固定相保留率(Sf)分别为50%和60%,在正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水体系中的Sf值分别为60%和68%。在U-O-H洗脱模式下,流速为0.5mL/min时,传统多层缠绕色谱柱和圆盘嵌入式螺旋管高速逆流色谱仪在正丁醇-醋酸-水体系中的Sf值分别为22%和60%;在L-I-T洗脱模式下,流速为0.5mL/min时两种色谱柱在聚乙二醇1000-磷酸钾盐-水双水相体系中的Sf值分别为15%和46%。各个体系下Sf与(1/g-levels)1/2线性相关。将所研制的新型逆流色谱仪初步应用于黑果枸杞花青素样品的分离,对其实际分离纯化能力进行考察研究。采用极性较强的甲基叔丁基醚-正丁醇-乙腈-水-三氟乙酸(体积比2.5:1.5:1:5:0.001),在1mL/min的流速下,分离得到纯度89%黑果枸杞花青素。     

三叉苦提取物抗氧化作用的研究

目的:研究三叉苦不同部位水提取物的抗氧化作用及其规律,为食品或药物抗氧化剂的筛选和应用提供理论依据。方法:应用化学发光法检测三叉苦的各部位水提取物对邻苯三酚 -CTMAB 体系产生的超氧阴离子自由基(O2·)、邻菲罗啉 - 抗坏血酸体系产生的羟自由基(·OH)及过氧化氢(H2O2)的清除作用。结果:三叉苦水提取物具有明显的清除超氧阴离子自由基、羟自由基和过氧化氢的作用,清除率与浓度之间存在着明显的量效关系。结论:证明了三叉苦各部位的水提取物均是一种有效的抗氧化剂。     

决明子水提物体外清除自由基活性的研究

采用超氧阴离子自由基体系、羟基自由基体系、过氧化氢自由基体系及DPPH(二苯代苦味酰肼自由基)自由基体系对决明子水提物的清除自由基活性进行了研究,并同VC进行了比较。结果表明,决明子水提物对超氧阴离子自由基、羟基自由基和过氧化氢自由基均有较好的清除作用,且清除能力高于VC;对DPPH自由基也有较好的清除作用,清除能力和VC相当。     

苦荞黄酮提取物体外清除自由基活性的研究

苦荞黄酮粗取物经大孔吸附树脂纯化得到精提物,以芦丁、Vc为对照,对精制前后苦荞黄酮提取物对超氧阴离子自由基(O-2·)、羟自由基(OH·)、DPPH·自由基、H2O2以及NO-2的清除效果进行了体外研究。结果表明,苦荞黄酮提取物具有较强的清除自由基能力,而且经大孔吸附树脂纯化后提取物的抗氧化活性几乎不受影响,而且对部分自由基的清除作用有一定的提高。     

黑木耳多糖清除活性氧及保护线粒体

目的:观察黑木耳多糖(AAP)是否具有清除超氧阴离子(O-2•)、抗氧化、保护线粒体作用。方法:以Fe2+-L-半胱氨酸(L-Cys)体系体外诱发鼠肝、脑线粒体及匀浆脂质过氧化并导致线粒体肿胀。以还原型辅酶I-吩嗪硫酸甲酯-氮蓝四唑(NADH-PMS-NBT)系统产生O-2•,用分光光度法测定脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量、线粒体肿胀度和O-2•的清除情况。结果:黑木耳多糖可明显抑制MDA生成及线粒体肿胀,并能明显清除O-2•,且呈剂量效应关系。结论:黑木耳多糖具有清除超氧阴离子、抗氧化及保护线粒体功能。     

Alternative strategies for activation of the natural lactoperoxidase system in cows' milk: trials in Tanzania

Thiocyanate content and lactoperoxidase activity of individual cow's milk of different breeds were determined, and the effects of different lactoperoxidase system (LP-s) activation strategies were compared. Lactoperoxidase activity varied significantly between Friesian and both Ayrshire and Tanzania Short Horn Zebu (TSHZ), but differences between Ayrshire and TSHZ were not significant. There was no significant variation in SCN- content between breeds. The LP-s was activated using three strategies based on SCN-: namely; equal concentrations of SCN- and H2O2 (7:7, 10:10, 15:15 mg/l), excess SCN- concentrations (15:10, 20:10, 25:10 mg SCN-:H2O2/l), and excess H2O2 concentrations (10:15, 10:20, 10:25 mg SCN-:H2O2/l), plus a fourth strategy based on I- (15:15 mg I-:H2O2/l). The keeping quality (KQ) was assessed using pH, titratable acidity, clot on boiling and alcohol stability tests. All activation strategies enhanced the shelf life of milk (typically increasing KQ from around 10 to around 20 h), but it was clear that the effectiveness of the LP-s depends on the type and concentrations of the activators of the system. The LP-s activated using I- as an electron donor was more effective than the LP-s activated using SCN- as an electron donor, increasing the KQ by a further 6-8 h compared with SCN-.