改进的混合整数线性模型优化化工厂多层设备布局

化工设备布局是设计化工厂的重要环节,对优化生产管理、整合土地与水电资源、减少输送能耗、降低事故风险以及保证人员安全有着重要的意义。化工设备布局中最常见的是多层设备布局。本文通过对工艺流程特点以及设备特殊性进行分析,预处理某些设备的布置,考虑设备间安全距离,建立改进的混合整数线性规划模型(MILP),用数学规划法求解。将该方法应用于某原油蒸馏工艺流程的布局优化,相较于文献报道的不加入这些工程因素的数学规划方法,模型变量得到了减少,降低求解复杂度,求解时间缩短了38.8%,且布局方案更符合工厂实际,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于博弈人工蜂群算法的多目标车间调度研究

针对作业车间调度问题,以最大完工时间最小、机器的总空闲时间最小以及任务总延迟时间最小为目标,提出了博弈人工蜂群算法来求解多目标作业车间调度模型。为优化种群质量,应用改进的人工蜂群算法,通过设计交叉、变异以及局部搜索机制对种群进行不断优化;然后,通过博弈理论,使3个优化目标之间的博弈策略组成最优组合,从而获得子博弈精炼纳什均衡,求得问题的最优解;最后,进行了基准算例的仿真实验,并与其他算法进行比较,结果验证了所提算法的有效性。     

考虑原油性质波动的炼厂氢气网络集成优化

针对原油性质的不确定性,提出了一种基于质量传递机理的随机规划建模框架,以实现炼厂氢气网络在经济效益和抗扰能力上的同步优化。该框架耦合了常减压蒸馏、加氢精制以及闪蒸分离等过程单元,从微观上解析原油性质波动对网络运行的影响;采用了代理模型技术增设脱硫模块,并利用了二阶段随机规划方法改造管网,从宏观上优化氢气网络以满足生产要求。为验证所提方法的有效性和适用性,对某一现有的炼厂氢网络进行了改造设计研究。结果表明,集成过程单元的多场景优化策略能够有效提升网络的经济性能,并且能使其灵活应对因原油性质波动引起的操作场景的改变。     

集成轻烃回收单元代理模型的氢气网络多目标优化

当前炼油企业氢气需求持续增长,导致炼厂成本及生产过程温室气体排放增加,炼油企业通过增设轻烃回收单元对氢气和轻烃组分进行回收利用,能有效缓解这一现状。因此,在氢气网络优化中有必要考虑轻烃回收单元。本研究提出了一种集成轻烃回收单元的氢气网络多目标数学规划模型,对轻烃回收单元采用代理模型建模方法,解决了直接嵌入严格机理模型可能导致的高计算成本问题,以总年度费用最小为优化目标,同时将系统的环境影响也纳入优化目标。实例计算表明,所提出的方法能够有效降低氢气网络的年度费用及温室气体排放,并揭示了集成轻烃回收单元的氢气网络经济性能与环境影响之间的权衡关系,为工业应用提供了一定的理论基础。     

软枣猕猴桃果胶的提取及其抑菌活性研究

目的为了优化软枣猕猴桃果胶的提取工艺,明确果胶及其酶解产物的抑菌活性。方法通过响应面法优化软枣猕猴桃果胶的提取工艺,通过滤纸片法测定果胶及其酶解产物对测试菌种的抑菌活性。结果得到了果胶的最优提取条件,料液比(g/mL)为1∶5,浸提pH值为2.3,浸提时间为80 min,浸提温度为70℃,在此条件下果胶提取率为(92.56±4.266)%;抑菌实验显示,果胶及其酶解产物对大肠杆菌的最低抑菌浓度分别为0.375 mg/mL和0.75 mg/mL,对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为3 mg/mL和0.75 mg/mL,对酵母菌的最低抑菌浓度分别为3 mg/mL和1.5 mg/mL,对青霉的最低抑菌浓度分别为0.75 mg/mL和0.375 mg/mL。结论酸提醇沉法可有效应用于果胶提取,软枣猕猴桃果胶及其酶解产物具有一定的抑菌活性,且酶解产物的抑菌效果优于果胶。     

基于自淬灭探针的LAMP 可视化快速检测方法

该研究拟筛选与自淬灭探针互补的寡核苷酸序列,利用双链DNA 的荧光超淬灭机制,构建可视化反应体系,从而实现基于自淬灭探针的环介导等温扩增（loop-mediated isothermal amplification,LAMP）可视化快速检测。结果表明：添加与自淬灭探针完全互补的寡核苷酸序列,体系的背景荧光强度会出现显著下降（P＜0.05）。当熔解温度（melting temperature,Tm）值高于室温时,缩短互补序列的长度（从3′端）不会影响其淬灭作用。基于互补序列的荧光超淬灭机制构建的LAMP 可视化反应体系能够有效降低背景荧光,反应结束后表现出易于读取的可视化结果,并成功用于虹鳟鱼的快速检测。综上,合适的互补序列能够降低自淬灭探针的背景荧光,利用该互补序列和自淬灭探针建立低背景荧光的LAMP 体系能够在可视化检测中表现出适用性。