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仿生催化空气氧化环已烷反应器设计和优化

仿生催化空气氧化环已烷反应器设计和优化

作者：刘林湖南大学

学位级别：硕士

环己烷氧化新技术应用于环己酮生产领域，创造了巨大的经济效益和社会效益，日益成为推进化工进展的重要内容。本文在利用间歇式反应研究获得的工艺以及对该工艺机理特点的研究结果的基础上，详细介绍了仿生催化氧化工艺的特点。并利用... 详细信息

环己烷氧化新技术应用于环己酮生产领域，创造了巨大的经济效益和社会效益，日益成为推进化工进展的重要内容。本文在利用间歇式反应研究获得的工艺以及对该工艺机理特点的研究结果的基础上，详细介绍了仿生催化氧化工艺的特点。并利用反应器设计的基本原理，通过对鼓泡式、单釜搅拌釜式、三釜串联搅拌式三种不同流程的设计，考察了反应器及其组合形式对反应结果的影响，筛选出了较好的工艺路线和较优的反应设备。反应设备为连续三釜串联搅拌式反应器。在设计中预测了可能在实际中遇到的问题，特别是仿生催化反应的热强度大，提出了解决问题的办法和措施。同时立足石化行业的生产实践，结合多年从事环己酮生产的经验，对适合石化企业的以金属卟啉为催化剂，催化空气选择性氧化环己烷的新工艺进行了应用性研究，阐述了从工业放大的需要出发，采用逐步经验放大法，对环己烷氧化新工艺反应器进行设计和优化的研究思路。该技术与巴陵分公司无催化氧化环己烷装置实际值比较，具有几方面特点：1，金属卟啉催化空气氧化环己烷工艺单程转化率可以提高1倍以上，同时降低了环己烷相对循环量，减少能源消耗，降低生产成本;2，总收率提高5％左右。这两点为巴陵分公司装置扩能提供了技术支持。同时该技术可以推广到类同的装置，可产生较好的经济效益。

关键词：鼓泡式反应器单搅拌釜式反应器三釜串联搅拌式反应器反应器

人参与三七不定根的反应器培养及三七多糖的研究

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人参与三七不定根的反应器培养及三七多糖的研究

作者：许馨丹天津大学

学位级别：硕士

人参(Panax ginseng ***.)和三七(Panax notoginseng(Burk.)***)是五加科人参属的两种名贵中药材。植物生物技术的研究表明,使用生物反应器从珍贵药用植物的不定根中产生活性化合物是实现天然产物大规模商业化生产的重要途径。本研究对... 详细信息

人参(Panax ginseng ***.)和三七(Panax notoginseng(Burk.)***)是五加科人参属的两种名贵中药材。植物生物技术的研究表明,使用生物反应器从珍贵药用植物的不定根中产生活性化合物是实现天然产物大规模商业化生产的重要途径。本研究对6-L鼓泡式反应器培养人参不定根的4个条件进行了优化,分别是初始接种密度,通气速率,补料时间,间歇通气频率。实验结果表明,接种密度为0.9%,通气速率为0.3 vvm,培养第25天添加1L初始培养基,和间歇通气频率为60 h/5min是提高三七不定根生物量和皂苷产率的最佳条件。本研究使用3-L鼓泡生物反应器对三七不定根进行了初步放大培养。结果表明,接种密度为2.0%,通气速率为0.4 vvm,筛板孔径为10μm和生物反应器直径与高度的比为1:1.5是提高三七不定根生物量和皂苷产率的最佳条件。我们筛选了不同浓度的茉莉酸,壳聚糖和酵母提取物来提高三七不定根中皂苷的含量。结果显示,10 mg/L茉莉酸的能使总皂苷含量达到36.09 mg/L,相对于对照组提高了2.57倍,此外,15 mg/L的茉莉酸可使三七皂苷R1的含量增加6.8倍。不同浓度茉莉酸处理组的三七总皂苷含量与角鲨烯环氧化酶基因的表达量呈显著正相关。药理实验表明三七不定根提取的总皂苷具有与三七栽培根提取的总皂苷相似的抗心肌细胞损伤活性。将三七不定根中提取的多糖命名为ARPNP,三七栽培根中提取的多糖命名为CPNP。本实验探究了不同培养方式的三七根中多糖的成分及活性差异。实验结果表明,三七不定根多糖的分子量大于栽培三七多糖的分子量。两种多糖的FT-IR光谱相似,但不完全相同。CPNP与ARPNP的差异在于CPNP在1740cm-1处具有较大的峰,这归因于C=O的化合价振动,表明CPNP比ARPNP具有更多的糖醛酸。两者的单糖组成结果表明,两者单糖组成的成分一致,但是每种单糖的占比不同。与CPNP相比,ARPNP中除了半乳糖醛酸和葡萄糖的含量较低之外,其余7种单糖的含量都相对较高。相对于CPNP,ARPNP的DPPH自由基清除率更高,具有更好的抗氧化活性,且两种多糖具有相似的调节肠道菌群的作用。

关键词：三七不定根人参不定根鼓泡式反应器诱导子三七多糖

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酶法原位分离技术制备葡萄糖酸

精细化工 2015年第11期32卷 1217-1221,1235页

作者：魏胜华王卫军王宏朱必玉钱伟孟娜李世文安徽工程大学生物与化学工程学院安徽芜湖241000 微生物发酵安徽省工程研究中心安徽芜湖241000 安徽工程大学机电学院安徽芜湖241000

研究了使用聚乙烯醇-海藻酸钠固定化的葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶作为催化剂,在鼓泡式反应器中采用原位分离技术转化葡萄糖制备葡萄糖酸的过程。研究发现,该转化过程受到产物的抑制作用,通过对树脂的筛选,采用对葡萄糖酸具有较好吸附效果... 详细信息

研究了使用聚乙烯醇-海藻酸钠固定化的葡萄糖氧化酶-过氧化氢酶作为催化剂,在鼓泡式反应器中采用原位分离技术转化葡萄糖制备葡萄糖酸的过程。研究发现,该转化过程受到产物的抑制作用,通过对树脂的筛选,采用对葡萄糖酸具有较好吸附效果的D335树脂,可以解除产物的抑制作用。结合流加补料的转化方式,葡萄糖酸的转化率可以达到95.5%。连续使用4个批次,其平均转化率在85.7%以上,系统的稳定性较好。

关键词：葡萄糖酸原位分离吸附鼓泡式反应器生物工程

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合成气营养型乙酸菌的固定化研究

合成气营养型乙酸菌的固定化研究

作者：张利娟华东理工大学

学位级别：硕士

二氧化碳排放造成的全球变暖和化石能源的短缺导致人类对开发可再生能源新技术的需求日益增加。厌氧乙酸菌能通过Wood-Ljungdahl途径将主要成分为CO、CO2与H2的合成气转换为有机酸或醇,因此在能源生产和可持续发展方面具有很好的应用潜... 详细信息

二氧化碳排放造成的全球变暖和化石能源的短缺导致人类对开发可再生能源新技术的需求日益增加。厌氧乙酸菌能通过Wood-Ljungdahl途径将主要成分为CO、CO2与H2的合成气转换为有机酸或醇,因此在能源生产和可持续发展方面具有很好的应用潜力。厌氧乙酸菌***合成气发酵的终产物可作为Yarrowia lipolytica底物来合成油脂,极大提高了合成气发酵的应用价值。然而,第一阶段的合成气发酵是其中的限速步骤,乙酸产率偏低;此外发酵液进入第二个产油反应器时需要膜过滤,将菌体截留,增加了额外的步骤与成本。因此,本课题希望通过细胞固定化方法增加厌氧菌的重复利用性,维持细胞高密度,简化细胞与产物分离过程,降低成本。本课题比较了吸附法和包埋法两种细胞固定化方法,选择海藻酸钙包埋法进一步优化。此外,本课题尝试通过戊二醛交联、添加分子筛粉末和优化培养基中磷酸盐浓度来增强凝胶颗粒的机械强度。最终确定的包埋条件为:海藻酸钠浓度3%,分子筛粉末的添加量3%,CaC12浓度4%,细胞包埋量0.6 g/L,包埋温度为60℃,培养基中磷酸盐浓度为 0.2 g/L。固定化细胞在分批培养时,在0.1和0.2 vvm气体流量下,气升式反应器中乙酸时空产率分别是1.1 g L-1 d-1和1.2 g L-1 d-1;柱状鼓泡式反应器的分别是1.5 gL-1 d-1和2.1 gL-1d-1。固定化细胞半连续发酵时,在0.2 vvm气体流速下,气升式和柱状鼓泡式反应器的乙酸时空产率分别是1.6 g L-1 d-1和3.2 g L-1 d-1。固定化细胞在分批培养的过程中,实现了对固定化细胞的重复利用,且置换培养基过程中接触环境中微量的O2并未影响细胞活性。在固定化细胞半连续发酵过程中,培养至30 d时,乙酸的生产速率并未降低。此外,固定化细胞不需要用膜反应器来截留菌体,发酵液可直接从发酵罐流出用于下一步的反应。因此,该固定化方法实现了厌氧菌的再利用,提高了厌氧菌对环境变化的耐受性,简化了后续的细胞分离步骤。

关键词： Morella thermoacetica 合成气乙酸细胞固定化吸附法包埋法气升式反应器鼓泡式反应器

基于甘油二酯塑性脂肪的结晶特性与相容性研究

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基于甘油二酯塑性脂肪的结晶特性与相容性研究

作者：杨雪暨南大学

学位级别：硕士

甘油二酯(diacylglycerol,DAG)具有减肥、降低血脂含量及降低餐后血糖等功能,故其具有很好的营养价值和极大的市场潜力。本文采用酶法制备多种DAG,研究其结晶特性,并探讨不同DAG之间和基于DAG塑性脂肪的结晶特性和相容性。主要研究结果... 详细信息

甘油二酯(diacylglycerol,DAG)具有减肥、降低血脂含量及降低餐后血糖等功能,故其具有很好的营养价值和极大的市场潜力。本文采用酶法制备多种DAG,研究其结晶特性,并探讨不同DAG之间和基于DAG塑性脂肪的结晶特性和相容性。主要研究结果如下:(1)在鼓泡式反应器无溶剂体系下,利用脂肪酶Lipozyme 435催化大豆油甘油解制备DAG。通过单因素实验确定较好的反应条件,即在酶添加量4 wt%,底物摩尔比(甘油:大豆油)20:1,反应温度80℃,气流量10.6 cm/min,反应时间2.5 h时,产物中DAG含量为49.4 wt%。酶重复利用10次后仍具良好活性。通过分子蒸馏纯化后,大豆油DAG(SO-DAG)中DAG含量达到63.5 wt%。SO-DAG与原料大豆油的脂肪酸组成及含量相比没有显著的变化,但其热力学性质差异较大。SO-DAG的晶型以β型为主,还含有少量的β′型晶体;其晶体形态主要呈粒型聚集状及球状。(2)在鼓泡式反应器中,利用Lipozyme 435催化硬脂酸、油酸与甘油酯化反应制备DAG。酯化产物经分子蒸馏纯化得到含量为78.4 wt%的DAG。通过差示扫描量热仪(DSC)和脉冲核磁共振仪(p NMR)研究了三聚甘油脂肪酸酯(PGFE)对DAG结晶特性的影响。结果表明,硬脂酸三聚甘油酯(PGFE1)对DAG具有促进结晶作用;亚油酸三聚甘油酯(PGFE2)对DAG具有抑制结晶作用,当PGFE2的含量由2%增加为10%时,其抑制作用变大。X-射线衍射(XRD)结果显示PGFE1对DAG的β′型晶体有稳定作用。偏光显微镜(PLM)观察到PGFE1的添加使DAG的晶体变得更为细腻。(3)在鼓泡式反应器中,利用Lipozyme 435分别催化大豆油、山茶油及棕榈液油甘油解合成DAG,并通过分子蒸馏获得DAG含量达63.5 wt%、73.0 wt%及82.6 wt%的SO-DAG、山茶油DAG(CO-DAG)和棕榈液油DAG(POL-DAG)。将此三种DAG以不同比例混合并研究其结晶特性和相容性。结果表明,混合物中CO-DAG及SO-DAG含量由0%增加到33.33%,66.66%及100%时,熔点和结晶起始点都变低,而其随POL-DAG含量的增加而变高。当CO-DAG、SO-DAG与POL-DAG以1:0:1及1:1:1混合时相容性最差,而以1:4:1混合时相容性最好。(4)利用DSC研究三种DAG的等温结晶过程,结果发现CO-DAG、SO-DAG与POL-DAG在不同温度下的等温结晶曲线均呈S型,随着结晶温度的降低,结晶速度变快。对三种DAG进行等温结晶动力学研究,结果表明三种DAG在不同温度下的Avrami常数(n)介于2～3之间,其结晶速率常数(k)随温度的升高减小,而半结晶时间(t1/2)随温度的升高增长。(5)利用DSC及p NMR分析由山茶油(CO)、棕榈油硬脂(PS)和POL-DAG组成的塑性脂肪的结晶特性和相容性。当混合物中CO的含量由0%增加到33.33%,66.66%及100%时,熔点和结晶起始点及结晶焓都变低;而其随PS和POL-DAG含量的增加而变高。相容性分析结果显示,当CO、PS和POL-DAG以0:1:1及1:1:1混合时相容性最差,而以4:1:1混合时相容性最好。

关键词：甘油二酯鼓泡式反应器脂肪酶塑性脂肪结晶特性相容性

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低聚甘油脂肪酸酯的绿色制备及其性质分析

低聚甘油脂肪酸酯的绿色制备及其性质分析

作者：万分龙暨南大学

学位级别：硕士

低聚甘油脂肪酸酯(Oligoglycerol esters of fatty acids,OGE)是一类重要的聚甘油酯产品,被用作乳化剂广泛应用于食品、医药和日用化工等领域。本文主要研究了OGE的绿色制备及其性质分析,为合成高质量的OGE产品提供理论参考。首先,以甘... 详细信息

低聚甘油脂肪酸酯(Oligoglycerol esters of fatty acids,OGE)是一类重要的聚甘油酯产品,被用作乳化剂广泛应用于食品、医药和日用化工等领域。本文主要研究了OGE的绿色制备及其性质分析,为合成高质量的OGE产品提供理论参考。首先,以甘油和缩水甘油为原料,在强酸性阳离子交换树脂催化作用下合成低聚甘油,分别研究反应温度、反应时间、催化剂种类及用量、底物摩尔比对低聚甘油产量的影响。通过正交试验优化反应参数,得到最优条件,低聚甘油平均含量可达到69.22%。利用分子蒸馏对产物进行纯化,得到93.07%的高纯度低聚甘油产品。其次,采用Lipozyme 435催化低聚甘油与亚油酸酯化制备OGE。通过单因素和响应面试验优化反应参数,确定了最佳反应条件,平均酯化率可达到95.82%。并利用鼓泡式反应器成比例扩大化合成OGE,研究了酶在鼓泡式反应体系中的催化稳定性,结果表明:鼓泡式反应器比传统的机械搅拌釜能达到更高的反应效率(97.23%),且对酶的破坏性较小,在重复反应10批次后酶的相对活性保留为98.2%,因此更适合用于高粘度的非均相酶催化反应体系。然后,以苯磺酸催化缩水甘油与单甘酯反应制备OGE,分别讨论了底物摩尔比、催化剂用量、反应温度和时间对OGE含量的影响。通过正交试验对反应条件进行优化,确定了最优条件,OGE的平均含量可达到62.59%。采用分子蒸馏对产物进行纯化,得到纯度为91.45%的OGE产品,其主要成分为低聚甘油单酯。与单甘酯相比,其亲水性更强,乳化性能更好,可作为亲水性乳化剂应用于食品、化工和医药等领域。最后,对酶法催化合成的二聚甘油亚油酸酯(Diglycerol esters of linoleic acid,DGEL)产物进行分离纯化和性质分析。先用TLC和硅胶柱层析法对产物进行分离纯化,再利用HPLC和ESI MS对分离组分进行定性分析,最后通过NMR对纯化组分进行结构分析。以不同体积比的氯仿/丙酮/甲醇(96/4/0,95/3/2,96/4/5)为洗脱液进行梯度洗脱,可依次收集到高纯度的二聚甘油三酯、二酯和单酯。另外,通过分别测定SFC、DSC、PLM和XRD,探讨了不同酯化度的DGEL对DAG结晶特性的影响。结果发现:添加少量(0.5 wt%)的DGEL对DAG的高熔点部分具有明显的抑制结晶作用,且抑制效果随着酯化度的增加而相应减小,但是对低熔点部分的结晶无显著影响。

关键词：低聚甘油脂肪酸酯二聚甘油亚油酸酯 Lipozyme 435 抗结晶性能鼓泡式反应器

鼓泡塔烟气脱硫技术在600MW机组中的应用

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电力设备 2005年第7期6卷 46-49页

作者：葛旻刘卜岗西门子电站自动化有限公司江苏省南京市210003

介绍了鼓泡塔湿法脱硫的基本原理以及工艺过程,其工艺核心为鼓泡式反应器。由于脱硫效率和pH值的控制密切相关,所以分析了pH值控制回路并指出了在调试中发现的问题,如石灰石流量总存在一定波动和不能大幅度改变pH的设定值等。文章介绍... 详细信息

介绍了鼓泡塔湿法脱硫的基本原理以及工艺过程,其工艺核心为鼓泡式反应器。由于脱硫效率和pH值的控制密切相关,所以分析了pH值控制回路并指出了在调试中发现的问题,如石灰石流量总存在一定波动和不能大幅度改变pH的设定值等。文章介绍了首套装置投入商业运行的情况。实践表明,该装置的脱硫效率较高,可达95%以上,且工艺简单,因此可在600MW电厂烟气脱硫项目中推广使用。

关键词：烟气脱硫鼓泡式反应器串级控制火力发电厂

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液芯ACA胶囊固定化腈水解酶催化IDAN生产IDA的研究

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液芯ACA胶囊固定化腈水解酶催化IDAN生产IDA的研究

The Ninth National Symposium on Enzyme Engineering

作者：张金峰柳志强郑裕国淮阴工学院生命科学与化学工程学院南京大学淮安高新技术研究院江苏省生物质转化与过程集成工程实验室 Institute of Bioengineering Zhejiang University of Technology

亚氨基二乙酸(IDA,iminodiacetic acid)是一种重要的化工和医药中间体,在精细化工、农药、染料、水处理、医药、功能高分子、电镀等领域均有广泛的应用,同时也是生产世界产量最大的除草剂草甘膦的主要中间产物。研究建立新的生物催化工... 详细信息

亚氨基二乙酸(IDA,iminodiacetic acid)是一种重要的化工和医药中间体,在精细化工、农药、染料、水处理、医药、功能高分子、电镀等领域均有广泛的应用,同时也是生产世界产量最大的除草剂草甘膦的主要中间产物。研究建立新的生物催化工艺,即利用微生物腈水解酶催化水解亚氨基二乙腈(IDAN,iminodiacetonitrile)制备生产IDA,以替代传统的高耗能、三废多的化学生产过程。本文利用新型的、温和的液芯ACA胶囊固定化方法固定腈水解酶微生物静息细胞作为生物催化剂,催化IDAN水解反应,实现IDA的绿色清洁生产。通过SEM扫描电镜发现液芯ACA胶囊膜厚约为15μm,表面光滑致密,比较研究了固定化细胞的表观酶学性质及催化特性,结果表明液芯ACA胶囊固定化细胞的酶活力回收率可达到100%,最适催化反应温度和pH与游离细胞相同,均为35℃和7.5,说明这种新型固定化技术对胞内腈水解酶的性质没有产生明显影响;研究固定化细胞催化腈水解反应的米氏动力学常数,结果表明表观K和V为17.6±0.3 mmol l和97.6±1.2μmol ming;固定化细胞可重复使用15次,酶活力损失仅为10%左右;利用500 ml鼓泡式和填充床反应器进行了批式和连续催化IDAN水解制备IDA,最大催化剂产率和生产率为2.7gg和45.6 mmol 1h。

关键词：生物催化腈水解酶液芯ACA胶囊固定化鼓泡式反应器

来源： cnki会议评论

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我校八项成果获省高校科研成果奖

西北大学学报(自然科学版) 1985年第4期 78-78页

作者：啸豹

我校获一九八四年度陕西省高等学校科研成果奖的项目共八项,其中一等奖两项,二等奖四项,三等奖两项。化工系姜信真副教授等的《汽液鼓泡式反应器研究》和化学系熊为淼讲师等的《碳铵普钙系氮磷混合肥料》分别获一等奖;化工系姜信真和邹... 详细信息

我校获一九八四年度陕西省高等学校科研成果奖的项目共八项,其中一等奖两项,二等奖四项,三等奖两项。化工系姜信真副教授等的《汽液鼓泡式反应器研究》和化学系熊为淼讲师等的《碳铵普钙系氮磷混合肥料》分别获一等奖;化工系姜信真和邹仁鋆及电教中心高世英等研制的《化学反应工程学彩色有声系列图例》,化学系王建华等人的《蛋氨酸的研制》,化学系刘志杰的《有机光导体聚乙烯咔唑研究》,以及化学系蒋海盈等人的《半微量坦平衡研

关键词：鼓泡式反应器蛋氨酸化学系王建华内环流反应器