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微藻生物固碳技术进展和发展趋势

中国科学：化学 2014年第1期44卷 63-78页

作者：周文广阮榕生美国明尼苏达大学生物加工和生物系统工程系生物质精炼中心美国圣保罗55108

大气中CO2含量升高是导致温室效应的主要原因,因此,减少CO2的排放和积累是解决全球气候变暖的重点.传统的CO2减排方法包括捕集（capture）和储存（storage）,涉及化学吸附、物理吸收、膜分离和低温蒸馏等一系列物理化学方法,但其均存在... 详细信息

大气中CO2含量升高是导致温室效应的主要原因,因此,减少CO2的排放和积累是解决全球气候变暖的重点.传统的CO2减排方法包括捕集（capture）和储存（storage）,涉及化学吸附、物理吸收、膜分离和低温蒸馏等一系列物理化学方法,但其均存在成本高和不可再生等缺点.通过种植或养殖生物质可以捕集CO2.微藻生长周期短、光合效率高,其CO2固定效率为一般陆生植物的10~50倍;同时微藻生长速度快,能利用不可耕地,具有广阔的发展前景.本文概述了适用的藻种及所能达到的CO2固定效果,分析了光生物反应器类型、光照强度、光周期、温度、pH、CO2浓度、CO2吸收效率、气体传质效率和营养需求（包括来自市政和工业农废水中的N、P等营养）等多种因素对微藻固碳效果的影响.最后,对微藻固碳的实际应用和经济可行性进行了评估,展望了微藻固碳技术的发展和应用前景.

关键词：微藻二氧化碳全球气候变暖生物固定光生物反应器

生物质微波热解制备液体燃料和化学品的研究进展

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化工进展 2021年第6期40卷 3151-3162页

作者：曾媛王允圃张淑梅夏美玲吴秋浩刘玉环 RUAN Roger 南昌大学生物质转化教育部工程研究中心江西南昌330047 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室江西南昌330047 美国明尼苏达大学生物产品与生物系统工程系美国明尼苏达

微波热解是一种高效的生物质转化利用技术,具有独特的热效应和非热效应,可将生物质转化为液体燃料和化学品,能有效缓解能源压力,减少环境污染。本文着重探讨了生物质原料特性、微波吸收剂、催化剂对生物质微波热解制备高品质液体燃料和... 详细信息

微波热解是一种高效的生物质转化利用技术,具有独特的热效应和非热效应,可将生物质转化为液体燃料和化学品,能有效缓解能源压力,减少环境污染。本文着重探讨了生物质原料特性、微波吸收剂、催化剂对生物质微波热解制备高品质液体燃料和化学品的影响。原料特性的影响主要从生物质的水分含量、灰分含量和有效氢碳比三方面展开论述,催化剂包括金属盐、金属氧化物、ZSM-5、微波驱动型催化剂以及其他一些催化剂,如HY、MCM-41和碳基催化剂等。简述了生物质的微波热解特性、液体燃料的组成以及转化机理,并对现存的热解机理复杂、产物复杂不稳定、目标产物选择性差、催化剂易结焦失活、重复性差等问题进行了分析,展望了未来的发展方向,以期为生物质的高效转化利用提供依据。

关键词：生物质微波热解原料特性微波吸收剂催化剂

利用介质阻挡放电等离子体杀灭鲜榨果汁大肠杆菌

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农业工程学报 2010年第9期26卷 345-349页

作者：林向阳李雁晖黄彬红程艳玲张宏朱榕壁 Roger Ruan 福州大学生物科学与工程学院福州350108 明尼苏达大学生态系统与农业工程系美国明尼苏达州圣保罗市55108

与传统热杀菌相比,非热杀菌能较大程度地保持食品中营养成分,节约能耗。为了进一步研究非热杀菌技术,利用自行设计的介质阻挡放电反应器(DBDR),以鲜榨果汁为杀菌介质,研究了DBDR所产生的低温等离子体(LTP)的杀菌效果和对鲜榨果汁品质的... 详细信息

与传统热杀菌相比,非热杀菌能较大程度地保持食品中营养成分,节约能耗。为了进一步研究非热杀菌技术,利用自行设计的介质阻挡放电反应器(DBDR),以鲜榨果汁为杀菌介质,研究了DBDR所产生的低温等离子体(LTP)的杀菌效果和对鲜榨果汁品质的影响。采用响应面法建立了介质阻挡放电等离子体(DBDP)杀灭鲜榨果汁饮料中大肠杆菌的二次多项数学模型,验证了模型的有效性,并探讨了循环次数、pH值、温度及电压对DBDP杀灭大肠杆菌的影响,优化出杀灭7个数量级大肠杆菌(***)ATCC 8739的工艺参数为:循环次数6次,pH值3.14,温度39.72℃,电压21.42kV。为进一步研究DBDP的杀菌规律和探讨杀菌机理奠定了数学基础,同时,此模型的决定系数R2达到0.9817,可推广应用到其他果蔬汁的杀菌处理,提高鲜榨果蔬汁的品质和质量安全。

关键词：放电离子体品质控制大肠杆菌响应面法非热杀菌

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CSF絮凝微藻技术研究

中国食品学报 2016年第9期16卷 151-156页

作者：陈晓燕林向阳王静沈英阮榕生刘明华福州大学生物科学与工程学院福州350108 福州大学机械工程及自动化学院福州350108 明尼苏达大学生态系统与农业工程系美国明尼苏达圣保罗55108 福州大学环境与资源学院福州350108

从藻液中高浓度高效率地收获微藻,是限制微藻产业工业化规模发展的瓶颈。为此研究一种高效、环保、经济型的微藻收获新技术对微藻收获具有重要意义。阳离子淀粉絮凝剂(CSF)是收获微藻的新技术。在CSF(DS=0.32)絮凝微藻试验中,以絮凝效... 详细信息

从藻液中高浓度高效率地收获微藻,是限制微藻产业工业化规模发展的瓶颈。为此研究一种高效、环保、经济型的微藻收获新技术对微藻收获具有重要意义。阳离子淀粉絮凝剂(CSF)是收获微藻的新技术。在CSF(DS=0.32)絮凝微藻试验中,以絮凝效率为指标,研究搅拌时间、搅拌速度、沉降时间、微藻溶液的p H值对絮凝效率的影响,确定CSF絮凝微藻的最佳絮凝条件,并对CSF的安全性和经济性进行评估。结果表明:当搅拌时间10 min,搅拌速度200 r/min及沉降时间20 min时,絮凝效果最佳。CSF絮凝效率不受微藻絮凝体系中p H值的影响。CSF絮凝微藻不影响微藻的生理活性,是安全无害的絮凝剂。制备的取代度为0.32的CSF絮凝1 kg微藻,所需絮凝剂粗成本为0.2元,可满足微藻生物柴油的经济可行性。

关键词：微藻收获阳离子淀粉絮凝效率斜生栅藻

低温等离子体用于液体食品的低温杀菌(英文)

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农业工程学报 2002年第5期18卷 155-159页

作者：马虹兵阮榕生林向阳邓少波叶晓非刘玉环陈灵美国明尼苏达大学生物系统与农业工程系和食品营养系南昌大学食品工程中心南昌330047

介绍了一项新的非热 (或低温 )巴氏杀菌技术——低温等离子体 (NTP)的初步研究结果。 NTP一般由高压电场下的气体介质放电所诱发。该文作者的一项美国专利技术成功的在液体介质中诱发 NTP。该研究表明这项新的 NTP技术可以在常温下和极... 详细信息

介绍了一项新的非热 (或低温 )巴氏杀菌技术——低温等离子体 (NTP)的初步研究结果。 NTP一般由高压电场下的气体介质放电所诱发。该文作者的一项美国专利技术成功的在液体介质中诱发 NTP。该研究表明这项新的 NTP技术可以在常温下和极短的时间内杀死液体食品中的病源菌包括大肠杆菌 O15 7:H7和沙门氏菌。实验中 ,NTP可使接种在橙汁和牛奶细菌总数降低 5个对数值 ,而对橙汁中的维生素 C和牛奶的氧化值影响甚微。能量消耗估算为 1～ 2 J/m L。

关键词：低温等离子体液体食品低温杀菌巴氏杀菌果汁牛奶大肠杆菌沙门氏菌

稻田土菌群驯化对稻秆两步发酵产甲烷效果的影响

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环境科学学报 2022年第7期42卷 398-407页

作者：王晶晶曹雷鹏李聪苗王玉刘玉环卢亚丽殷智威阮榕生南昌大学生物质转化教育部工程研究中心南昌330047 南昌大学资源环境与化工学院南昌330047 美国明尼苏达大学生物产品和生物系统工程中心美国圣保罗551082

为提高稻秆的降解率及其厌氧发酵甲烷产量,采用高氨氮畜禽废水作为氮源以驯化稻田土壤微生物,优化其降解稻秆的初始pH值,并评估水解产物液体发酵产甲烷性能.结果表明,混合组驯化的微生物产纤维素酶活性及对稻秆木质素的降解率高于其它... 详细信息

为提高稻秆的降解率及其厌氧发酵甲烷产量,采用高氨氮畜禽废水作为氮源以驯化稻田土壤微生物,优化其降解稻秆的初始pH值,并评估水解产物液体发酵产甲烷性能.结果表明,混合组驯化的微生物产纤维素酶活性及对稻秆木质素的降解率高于其它组及先前文献报道,分别达到4.01 IU和51.96%,且后期水解液中总有机碳(Total organic carbon,TOC)及还原糖含量最高.随着初始pH值的提高,稻秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率显著增加,稻秆水解液中的挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFAs)和TOC含量均显著增加,并在第7 d达到最高值.将水解稻秆7 d的水解液进行厌氧发酵显示,在初始pH=9.0条件下累积甲烷产量达到最大,为37.60 mL·mL^(-1)水解液.本实验结果表明,驯化的稻田土微生物在碱性条件下可以更有效地降解稻秆,提高水解液中TOC及VFAs含量,从而提高厌氧发酵的甲烷产量.

关键词：稻秆畜禽废水稻田土菌群挥发性脂肪酸两步发酵甲烷

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化学活化法制备柠条活性炭工艺研究

太阳能学报 2016年第9期37卷 2243-2250页

作者：罗登来范云霞赖志彬阮榕生刘玉环林向阳福州大学生物科学与工程学院福州350108 美国明尼苏达大学生物产品与生态系统工程系圣保罗MN55108 南昌大学生物质转化教育部工程研究中心生命科学与食品工程学院南昌330047

利用微波裂解技术处理柠条获得高品质的生物质油,大量剩余残炭可进一步活化成优质活性炭,从而推动生物质产业链并提高柠条的综合利用价值。以化学试剂辅以高温法生产活性炭,选取活化剂种类、柠条炭与化学试剂的炭剂比、活化温度、活化时... 详细信息

利用微波裂解技术处理柠条获得高品质的生物质油,大量剩余残炭可进一步活化成优质活性炭,从而推动生物质产业链并提高柠条的综合利用价值。以化学试剂辅以高温法生产活性炭,选取活化剂种类、柠条炭与化学试剂的炭剂比、活化温度、活化时间4个因素,以碘吸附值为主要指标,进行活化工艺优化。结果表明:H3PO4为活化剂的最优工艺条件为:炭剂比1∶1.5、活化温度550℃、活化时间80 min,该条件下活性炭水分、灰分、碘吸附值相应为9.80%、2.77%、1013.37 mg/g,3个主要指标均符合木质净水用活性炭的国家一级品标准。

关键词：活性炭柠条微波裂解碘吸附值

基于MEMS微加工技术的高灵敏度隧道传感器的研究(英文)

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光学精密工程 2004年第5期12卷 491-503页

作者：薛伟王晶崔天宏美国明尼苏达大学机械工程系和纳米加工研究中心

基于硅加工的高灵敏微型隧道传感器在过去15年里得到了充分的发展。多种隧道传感器被开始出来,例如加速度计,角速度计,红外传感器,磁性传感器等。首先对基于硅加工的隧道传感进行了简单的总结。对四种传感器进行了总结和讨论,包括几种... 详细信息

基于硅加工的高灵敏微型隧道传感器在过去15年里得到了充分的发展。多种隧道传感器被开始出来,例如加速度计,角速度计,红外传感器,磁性传感器等。首先对基于硅加工的隧道传感进行了简单的总结。对四种传感器进行了总结和讨论,包括几种器件的结构设计,加工过程,器件性能,控制电路和系统噪音。特别介绍了一种新型的基于高分子聚合物的隧道加速度计,并讨论了其结构,加工与测试,隧道效应得到了进一步验证。同时给出了这种新型高灵敏传感器在很多领域的应用展望。

关键词：隧道传感器灵敏度分辨率聚合物热模压加工低频噪音

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基于模糊神经网络的磁共振电阻抗成像算法

浙江大学学报（工学版） 2008年第7期42卷 1212-1217页

作者：张孝通闫丹丹朱善安贺斌浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 明尼苏达州大学生物医学工程系美国明尼阿波利斯55455

针对人体头部组织电导率成像问题,提出了一种新的磁共振电阻抗成像技术(MREIT)算法.该算法仅利用单方向磁感应强度信息,利用基于自适应网络的模糊推理系统(ANFIS)对测量与计算得到的磁感应强度分布间不匹配程度的目标函数进行优化,通过... 详细信息

针对人体头部组织电导率成像问题,提出了一种新的磁共振电阻抗成像技术(MREIT)算法.该算法仅利用单方向磁感应强度信息,利用基于自适应网络的模糊推理系统(ANFIS)对测量与计算得到的磁感应强度分布间不匹配程度的目标函数进行优化,通过函数寻优得到重建的目标电导率.在球状及真实头模型上的仿真实验证明,该算法可以准确地对颅骨-大脑的电导率比值进行重建,其估计误差分别小于1.10%与0.25%;对电极位置发生偏移情况进行仿真实验,其在真实头模型上的估计误差小于0.35%.通过与同类算法的结果比较发现,对于具有多层组织、电导率各向同性且分层连续体模型的阻抗重建,ANFIS-MREIT算法具有较大的优越性.

关键词：磁共振成像磁共振电阻抗成像有限元法