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重组大肠杆菌合成L-甲硫氨酸的发酵过程优化

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生物工程学报 2024年第3期40卷 895-907页

作者：牛坤梅子龙管安奇蔡文斌陈懋钦柳志强郑裕国浙江工业大学生物工程学院浙江杭州310014

L-甲硫氨酸作为唯一含有硫元素的必需氨基酸,在生物体内具有非常重要的生理和生化功能,而微生物发酵法合成L-甲硫氨酸因其发酵水平较低仍未达到工业化生产要求。本文在实验室前期构建的L-甲硫氨酸高产菌株大肠杆菌(Escherichia coli)W3... 详细信息

L-甲硫氨酸作为唯一含有硫元素的必需氨基酸,在生物体内具有非常重要的生理和生化功能,而微生物发酵法合成L-甲硫氨酸因其发酵水平较低仍未达到工业化生产要求。本文在实验室前期构建的L-甲硫氨酸高产菌株大肠杆菌(Escherichia coli)W3110ΔIJAHFEBC trc-fliY trc-malY/PAM glyA-22 metF的基础上系统优化了其发酵过程,在优化初始葡萄糖浓度的基础上,比较了DO-Stat、pH-Stat、控残糖浓度和恒速补料等不同补料工艺对L-甲硫氨酸发酵生产的影响,发现葡萄糖的控制对发酵过程有较大影响。在上述研究的基础上,进一步开发了最优的分批补料发酵工艺,使L-甲硫氨酸发酵产量提高到31.71 g/L,发酵时间缩短为68 h,是目前报道的最高产量。同时,建立了最优分批补料工艺下的发酵动力学模型,较好地拟合了L-甲硫氨酸发酵生产过程,为L-甲硫氨酸的发酵法生产提供了一定的数据参考。

关键词： L-甲硫氨酸发酵法生产分批补料发酵过程优化

微细波纹板激光热应力成形边界效应的抑制方法

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中国表面工程 2024年第3期37卷 78-88页

作者：姚喆赫范伟鑫陈志敏张群莉姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310023 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310023 浙江工业大学机械工程学院杭州310023

激光热应力成形为微细薄板结构的无模制造提供了解决方案,然而其边界效应严重影响成形精度。针对金属薄板激光热应力成形过程中的边界效应,采用振镜式激光,结合有限元模拟和成形试验分析激光工艺参数对边界效应的影响规律。研究了变速... 详细信息

激光热应力成形为微细薄板结构的无模制造提供了解决方案,然而其边界效应严重影响成形精度。针对金属薄板激光热应力成形过程中的边界效应,采用振镜式激光,结合有限元模拟和成形试验分析激光工艺参数对边界效应的影响规律。研究了变速度、变方向以及两者耦合的边界效应抑制策略,进而用于微细波纹板成形过程。结果表明,扫描路径上的温度与应力分布不均是造成边界效应的主要原因,薄板成形过程中的热累积主要存在于扫描结束端,激光工艺参数是影响弯曲成形件变形的重要因素;采用变向-变速耦合策略比单方向扫描的相对角度变化减小77.8%,实现了深宽比大于0.75的微细波纹板精密成形。变向-变速耦合策略能够有效抑制微细波纹板激光热应力成形中的边界效应,为高质量微细薄板成形提供参考。

关键词：激光材料加工波纹板激光热应力成形边界效应抑制策略激光工艺参数

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铁皮石斛多糖的低共熔溶剂提取工艺优化

食品工业科技 2024年第3期45卷 218-225页

作者：冯思敏廖伟先潘杰峰余佳浩陈碧莲邵平浙江工业大学食品科学与工程学院浙江杭州310014 浙江工业大学化学工程学院浙江杭州310014 浙江省食品药品检验研究院浙江杭州310052

为提高铁皮石斛的综合利用率,建立一种绿色高效的铁皮石斛多糖提取方法。本研究以铁皮石斛多糖提取率为指标,通过单因素考察了低共熔溶剂浓度、提取温度及液料比对铁皮石斛多糖提取率的影响,采用响应面设计优化铁皮石斛多糖的提取工艺,... 详细信息

为提高铁皮石斛的综合利用率,建立一种绿色高效的铁皮石斛多糖提取方法。本研究以铁皮石斛多糖提取率为指标,通过单因素考察了低共熔溶剂浓度、提取温度及液料比对铁皮石斛多糖提取率的影响,采用响应面设计优化铁皮石斛多糖的提取工艺,并对纯化后的多糖进行结构分析。结果表明:响应面优化后得到最佳工艺为低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)浓度40%、提取温度80℃、液料比110:1(mL/g),在此条件下实际提取率为33.2%±0.28%,与预测值33.5%接近,多糖的纯度为56.95%±1.2%。多糖经阴离子交换柱及葡聚糖凝胶柱纯化后,纯度可达90.8%,其单糖主要由葡萄糖和甘露糖构成,质量比约为43:37,此外还含有少量的木糖、鼠李糖、核糖等,结构中同时含有α糖苷键和β糖苷键。本研究提供了一种低共熔溶剂提取铁皮石斛多糖的高效绿色提取方案,具有多糖提取率高及绿色的特点,为后续铁皮石斛多糖的开发提供了借鉴。

关键词：铁皮石斛多糖低共熔溶剂提取工艺响应面结构

生产工序化与出口销售策略选择:兼论稳外贸的新思路

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国际贸易问题 2024年第9期 103-122页

作者：张陈宇方乐莹杜群阳浙江工业大学经济学院浙江工业大学现代化产业体系研究院

如何依托国内大市场优势稳定外贸发展是双循环格局下的重要课题。本文通过理论推演与实证分析探究了生产工序化对出口销售策略的影响与机制。首先,本文在多产品企业的理论框架上内生化了生产效率和产品质量,刻画了生产工序化通过提升产... 详细信息

如何依托国内大市场优势稳定外贸发展是双循环格局下的重要课题。本文通过理论推演与实证分析探究了生产工序化对出口销售策略的影响与机制。首先,本文在多产品企业的理论框架上内生化了生产效率和产品质量,刻画了生产工序化通过提升产品生产效率并升级产品质量,稳定市场的产品销售,最终促使企业选择标准化销售策略的理论路径。其次,在准确刻画企业出口销售策略的基础上,使用工具变量、安慰剂检验等方法验证了理论假说的稳健性。机制分析表明,生产工序化有助于提高产品的生产效率并提升产品质量,证实了生产率机制和产品质量机制;进一步对影响机制的调节效应分析发现,产品复杂度、生产链位置、中间产品投入率以及技术相似度是重要的调节因素。最后,通过非参数估计进行拓展性分析,发现生产工序化对企业销售策略的影响依赖于企业出口经验的增长。本文的研究结论为当前稳外贸的重点工作提供了新思路,为国内国际两大循环的协同发展提供了政策启示。

关键词：生产工序化出口销售策略双循环

人参皂苷对过氧化氢诱导的Caco-2细胞氧化损伤的保护作用

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食品与发酵工业 2024年第7期50卷 46-50页

作者：刘晓凤卢晓琴钟浩 HUSSAIN Muhammad 王丽娜杨梦雨张嘉宁关荣发浙江工业大学食品科学与工程学院浙江杭州310014

为研究人参皂苷对H_(2)O_(2)诱导的人结肠癌(Caco-2)细胞氧化应激损伤的保护作用,构建H_(2)O_(2)诱导的Caco-2细胞氧化损伤模型,以不同质量浓度(10、20、50μg/mL)的人参皂苷干预H_(2)O_(2)诱导后的Caco-2细胞,通过形态学观察,CCK-8法... 详细信息

为研究人参皂苷对H_(2)O_(2)诱导的人结肠癌(Caco-2)细胞氧化应激损伤的保护作用,构建H_(2)O_(2)诱导的Caco-2细胞氧化损伤模型,以不同质量浓度(10、20、50μg/mL)的人参皂苷干预H_(2)O_(2)诱导后的Caco-2细胞,通过形态学观察,CCK-8法检测细胞活力,测定胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)水平,测定氧化损伤标志物丙二醛(malondialdehyde,MDA)活力以及活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平,评价人参皂苷的抗氧化应激水平。结果表明,200μmol/L的H_(2)O_(2)诱导Caco-2细胞4 h后,细胞存活率达到58%左右,符合建模要求。添加10~50μg/mL的人参皂苷明显提升受损细胞的存活率、SOD以及胞内GSH-Px活性,降低受损细胞内ROS和MDA水平,对H_(2)O_(2)诱导的Caco-2细胞氧化应激损伤起到良好的保护作用。

关键词：人参皂苷 Caco-2细胞氧化应激损伤抗氧化能力保护作用

强制流动对Mg–9%Al合金定向凝固组织演化的模拟研究

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工程科学学报 2024年第4期46卷 695-703页

作者：葛鸿浩王永新田锡天陆如辉西北工业大学机电学院西安710072 宁波勋辉电器有限公司宁波315827 浙江工业大学机械工程学院杭州310023

基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法构建了镁合金凝固组织预测模型,研究了无流动、x方向流动和y方向流动三种条件下Mg–9%Al合金定向凝固过程中的成分和组织演化过程.研究结果表明,无流动作用时镁合金枝晶呈现互为60°夹角生长,并在凝... 详细信息

基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法构建了镁合金凝固组织预测模型,研究了无流动、x方向流动和y方向流动三种条件下Mg–9%Al合金定向凝固过程中的成分和组织演化过程.研究结果表明,无流动作用时镁合金枝晶呈现互为60°夹角生长,并在凝固后期出现与一次枝晶呈60°夹角二次枝晶形貌,凝固组织具有密排六方(HCP)晶体结构特征,验证了该模型的可靠性.由于x方向的流动作用下,与无流动结果相比较,迎流方向枝晶生长较快并出现发达的二次枝晶形貌,研究表明由于枝晶前端排出的溶质受流动影响被运输到枝晶后端区域,从而使前端区域具有更大的过冷度,提升了凝固驱动力.由于y方向流动的存在,枝晶呈现不对称生长,其中部分枝晶生长方向偏转约3°,研究表明迎流枝晶前沿的溶质被运输并富集在其他枝晶生长区域,最终使其发生了生长偏转;进一步分析枝晶生长前沿的流场和成分分布信息发现,枝晶生长过程中流动u1∇c1引起的值在固液界面处的不对称分布是导致枝晶生长发生偏转的主要原因.

关键词：镁合金组织模拟欧拉多相流元胞自动机定向凝固

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多端交通视频分析任务卸载决策

控制与决策 2024年第8期39卷 2773-2782页

作者：温震宇胡慧峰钱滨洪榛俞立浙江工业大学网络空间安全研究院杭州310023 浙江工业大学信息工程学院杭州310023 纽卡斯尔大学计算机学院纽卡斯尔NE45TG

针对智慧交通中多点位监控视频分析时出现的计算任务繁重、设备之间资源利用不均衡的问题,提出一种基于云控制的视频分析卸载方案.首先,针对客户端算力不足而无法完成视频分析任务的问题,使用一种视频卸载框架,将部分视频分析任务切块... 详细信息

针对智慧交通中多点位监控视频分析时出现的计算任务繁重、设备之间资源利用不均衡的问题,提出一种基于云控制的视频分析卸载方案.首先,针对客户端算力不足而无法完成视频分析任务的问题,使用一种视频卸载框架,将部分视频分析任务切块卸载至云服务器处理;其次,针对服务器与多客户端之间的算力资源竞争问题,提出一种阶段优化卸载算法,平衡设备之间负荷,提高资源利用率;最后,针对不同点位的客户端需求不同的问题,在算法中加入精度和能耗偏好,满足不同客户端的需求.与其他卸载方案对比的实验表明,所提出方案能够更好地对视频分析任务进行合理分配,提高系统收益,并通过扩展实验验证所提出系统的扩展能力.

关键词：多端视频分析任务卸载资源竞争卸载决策智慧交通

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生物酶联合水泥固化淤泥力学性能及机理

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 46-54页

作者：林楚轩孙宏磊翁振奇浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江工业大学土木工程学院杭州310014

为改良淤泥强度,环保、高效解决疏浚淤泥处理问题,采用生物酶联合水泥对淤泥进行固化处理。通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验初步分析了生物酶对水泥固化淤泥强度的影响规律,并通过阳离子交换量试验(CEC)、电动电位试验、扫描电镜... 详细信息

为改良淤泥强度,环保、高效解决疏浚淤泥处理问题,采用生物酶联合水泥对淤泥进行固化处理。通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验初步分析了生物酶对水泥固化淤泥强度的影响规律,并通过阳离子交换量试验(CEC)、电动电位试验、扫描电镜测试(SEM)、X射线衍射试验(XRD)和红外光谱试验(FTIR)等手段进一步探究了其协同固化机理。结果表明:生物酶联合水泥固化处理对淤泥强度有明显提升效果,其强度最高可提升73.8%,且生物酶掺量、种类、养护龄期影响其固化效果,但生物酶不和土体内矿物发生化学反应;生物酶和水泥的联合固化作用主要通过促进淤泥内阳离子交换作用,降低土体的电动电位,提高水泥水化产物的胶凝作用,促进活性黏土矿物的胶结以及催化包膜结构的形成实现;各类生物酶中,路易酶的固化效果最好,其水泥固化淤泥7 d无侧限抗压强度达378.8 kPa、黏聚力达307 kPa、内摩擦角达52.3°,相比水泥固化淤泥分别提高73.8%、33.2%和55.2%。

关键词：生物酶水泥土淤泥固化固化机理无侧限抗压强度

基于稳态磁场阻尼效应的激光熔覆气孔缺陷抑制机制

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中国表面工程 2024年第3期37卷 14-24页

作者：胡勇孟庆鑫王梁邹朋津刘云峰张群莉姚建华浙江工业大学机械工程学院杭州310023 浙江工业大学激光先进制造研究院杭州310023 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

气孔作为激光增材制造主要的缺陷之一,严重影响其在动态载荷下的力学性能。采用稳态磁场辅助激光熔覆的方法,以在不改变激光工艺条件下实现对气孔缺陷的抑制。为了明晰稳态磁场对气孔缺陷的抑制机制,基于稳态磁场下气孔输运多物理场模... 详细信息

气孔作为激光增材制造主要的缺陷之一,严重影响其在动态载荷下的力学性能。采用稳态磁场辅助激光熔覆的方法,以在不改变激光工艺条件下实现对气孔缺陷的抑制。为了明晰稳态磁场对气孔缺陷的抑制机制,基于稳态磁场下气孔输运多物理场模型及激光熔覆试验,研究不同磁场强度下熔池的流场分布、气孔输运轨迹、气孔分布及内部的元素分布等规律。模拟结果显示,外加稳态磁场在熔池内产生的感应洛伦兹力增加了流体的粘滞效应,降低了熔池内流体的流速。随着磁场强度从0 T增加到1.2 T,熔池表面最高流速从0.137 m/s降低到0.054 m/s。试验结果显示:随着磁场强度从0 T增加到1.2 T,涂层孔隙率从13.339%降低到7.768%。结合气孔运动轨迹及熔池元素分布规律,得出稳态磁场抑制气孔缺陷的主要原因为磁阻尼效应降低流体速度,抑制外界氧元素进入熔池与碳元素结合生成气孔,从而降低气孔的数量。研究结果可为磁场辅助激光熔覆、焊接及修复等过程中的气孔缺陷控制提供理论依据。

关键词：激光熔覆气孔缺陷稳态磁场阻尼效应数值模拟