半疏水晶胶微球的悬浮特性及固载乳杆菌合成有机酸

针对有机酸生物合成过程中底物和产物抑制、细胞密度低和耐受性弱等问题,采用“结晶致孔-低温聚合”方法制备聚甲基丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯酸丁酯半疏水晶胶微球,通过高速成像和数值模拟研究10 L搅拌式生物反应器(STR)内的悬浮行为,通过固载乳杆菌分析半疏水晶胶微球在乳酸和苯乳酸生物合成中的作用。结果表明,数值模拟得到晶胶微球的悬浮特性与高速成像实验结果基本一致,体积分数为3%的晶胶微球均匀悬浮所需最低搅拌转速为55 r·min-1;在晶胶固载乳杆菌发酵联产乳酸和苯乳酸过程中,乳杆菌生物量达10.5 g·L^(-1),相比于无载体发酵提高了84.2%;在第1次补料期间,乳酸的发酵周期大幅缩短至21 h,比无载体发酵周期缩短了50%。

纳米纤维素嵌合型晶胶微球的多微管成形与模拟

利用多微管反应器,采用结晶致孔与低温聚合方法可实现纳米纤维素嵌合型晶胶微球的规模化制备。该过程中内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯单体溶液经多微管反应器的成形是首要条件,研究其成形过程的动力学特性具有重要意义。利用高速成像和计算流体力学(CFD)模拟方法对不同入口流速(6、8、10 mm·s^(-1))下内嵌不同比例(单体质量的1%、3%、5%)纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯液滴形成过程进行可视化研究,考察了纳米纤维素含量对液滴成形、液滴直径分布、颈缩线长度、液滴下落速度等因素的影响规律。结果表明,内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯液滴经多微管反应器的成形及滴落,会经历拉伸与压缩过程,最后稳定为球状,测得液滴直径和颈缩线长度与纤维素浓度呈正相关,纤维素含量的增加使得单体溶液黏度和表面张力系数增加,从而增大液滴尺寸和颈缩线长度,模拟得到的结果与实验基本一致,液滴直径差异为2.1%~6.3%,颈缩线长度差异为7.2%~11.9%;在对液滴成形的放大模拟中,10 mm·s^(-1)的入口流速下液滴平均直径为3.98 mm,平均颈缩线长为4.14 mm。最终,利用多微管反应器成功制备了纳米纤维素嵌合型晶胶微球,微球有效孔隙率可达80%以上,绝干孔隙率接近90%,是生物分离领域与微生物贴壁生长的理想载体。

阳离子交换纳晶胶分离乳过氧化物酶的研究

乳过氧化物酶(lactoperoxidase,LP)因具有重要的生物学功能及广谱的抑菌活性而在食品、医药和化工等领域受到广泛关注。针对目前LP分离纯化方法中普遍存在的选择性差、成本高以及分离材料易污染等问题,以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)及聚甲基丙烯酸缩水甘油酯纳凝胶(PGN)为复合基材,利用低温冷冻聚合和结晶致孔原理制备了pHEMA/PGN纳晶胶基质,然后接枝功能单体2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPSA)得到具有阳离子交换功能的pHEMA/PGN纳晶胶介质,以用于从乳清中层析分离LP。考察了纳晶胶介质的基础性能,并重点探究了缓冲液pH对层析性能的影响。结果表明:制备所得纳晶胶介质具有分布均匀的超大孔结构、优良的渗透性能和传质性能,对模型蛋白溶菌酶的吸附容量为4.41 mg·ml^(-1);在最优分离条件下所得目标蛋白LP纯度约为96.0%,比活力为27.03 U·mg^(-1),酶活性回收率为86.5%,分离效果良好,表明该纳晶胶介质在层析分离方面具有较大的应用潜力。

渗流电势对长裂缝生产井动态的影响

渗流电势现象是原油由油层向油井渗流过程中水动力场与岩石─流体界面双电层相互作用而产生的一种伴生界面现象。研究渗流电势现象有助于揭示低渗油层中流体渗流规律的本质和机理，对探索新的提高采收率的途径具有潜在意义。文中从理论上讨论渗流电势的产生及其对油层中原油渗流的影响，建立了考虑渗流电势影响时长裂缝生产井动态的简单数学模型；通过理论计算来分析渗流电势对原油渗流、对长裂缝生产井产量、采油指数、裂缝压力分布等的影响。结果表明：渗流电势对油流的阻滞逆流作用随渗透率的减小而增大；渗流电势作用下，长裂缝生产井产量、生产指数和裂缝压力分布呈下降趋势。在讨论分析的基础上，提出了通过减弱渗流电势的影响来探索增产和提高采收年新途径的思路。

垂直管内弹状气泡上升中壁面传递的实验研究

垂直管内弹状流壁面传递是诸多工业应用中需研究的重要问题之一。今用极限扩散电流技术,对弹状气泡上升时瞬时壁面剪应力和传质系数进行了测定,结果显示:当基于表观气速的Froude数FrG < 0.74时,壁面剪应力随弹状气泡和液塞的到来呈现方向相反的交替变化,壁面传质系数亦相应变化;而当FrG > 0.74时,剪应力方向一直向下,说明液膜向下流动,且弹状气泡和液塞的到来对壁面传质系数的影响很小。这说明下落液膜射流穿透了液塞段,控制了整个壁面传递过程。研究还对下落液膜区、尾迹区及液塞段的不同传递特征及机理进行了分析, 并结合气泡塔熔融结晶器中弹状气泡上升时的传热,对结晶操作条件的合理选择进行了讨论。

层式熔融结晶过程中的杂质包藏与晶层生长

有机物系层式熔融结晶过程中 ,晶层杂质主要来源于成核阶段的包藏、晶层生长过程中的包藏及母液粘附等3方面。对晶层杂质包藏的形成、杂质包藏在晶层内的迁移、熔体 -晶层界面杂质分布、晶层生长及提高晶层纯度的途径等进行了分析 。

外环流气泡塔结晶器传递特性与结晶的研究

基于对气泡塔结晶器内弹状流传递特征与结晶分离机理的分析,提出一种新型气泡塔结晶器,即外环流气泡塔层式结晶器.以己内酰胺-环己酮物系为例,通过结晶实验,对其结晶效率、晶层纯度及弹状流参数等进行了研究,并与常规的Rutgers气泡塔结晶器进行了对比.在此基础上,分析了外环流气泡塔层式结晶器结晶分离和操作的原理.

透性化干酪乳杆菌细胞转化苯丙酮酸合成苯乳酸

苯乳酸是由乳酸菌属等微生物代谢合成的一种新型食品防腐剂。今利用透性化干酪乳杆菌(Lactobacillus casei B3)细胞转化苯丙酮酸,合成得到了苯乳酸,并通过单因素实验和正交实验,确定了适宜的转化条件,即:干酪乳杆菌在?20℃冷冻6 h后用于转化,苯丙酮酸浓度为8 g?L?1,葡萄糖浓度为14 g?L?1,菌浓度为100 g?L?1,p H值为8.0,温度为35℃,转速为75 r?min?1,转化时间为4 h;优化条件下苯乳酸的收率达65.5%,转化液中苯乳酸浓度达到了5.3 g?L?1。

苯乳酸的微生物合成及分离研究进展

苯乳酸是一种高值有机酸和新型的天然防腐剂,可由乳酸菌等多种微生物代谢产生。苯乳酸有着较为宽广的抑菌谱,对大多数革兰氏阳性、阴性菌和真菌都有明显的抑菌作用,不仅作为天然抑菌剂可替代化学合成的防腐剂,而且可经聚合反应合成聚苯乳酸新型高分子材料,作为聚乳酸高分子的替代物。因此,苯乳酸在化工、制药、生物、材料和食品等领域有广阔的应用前景。本文从苯乳酸抑菌特性、微生物菌株、转化合成、代谢途径及下游分离纯化等方面,简述了其生物转化合成和分离的研究现状。微生物菌株是苯乳酸合成的关键,基因工程菌的转化能力虽然高效,但构建工程菌较复杂;从自然环境中筛选安全优良的菌株,可以简化转化合成过程,提高转化率和料液中苯乳酸的浓度;苯乳酸的分离纯化还处于实验室的规模,有待进一步探索以达到工业化的要求。

胶原蛋白酸解为胶原多肽的动力学研究

通过全波长扫描和凝胶渗透色谱,对水解过程动态及其多肽分子质量的变化进行了研究,考察了水解温度、酸用量等因素对水解动态的影响,并对酸法水解的过程动力学进行了分析。结果说明:鸭掌胶原蛋白酸法水解得到的多肽分子质量分布不均匀,分子质量大小随反应时间的增大而减小;增大酸用量和提高温度可使水解反应更彻底,水解过程可用一级反应动力学方程进行描述。

内嵌纳米粒阴离子交换聚甲基丙烯酸羟乙酯复合晶胶分离三磷酸胞苷

用结晶致孔法制备了内嵌SiO2颗粒的聚甲基丙烯酸羟乙酯基复合晶胶,经甲基丙烯酸二甲氨乙酯接枝修饰后,得到了阴离子交换复合晶胶介质,用于从啤酒酵母转化液中色谱分离三磷酸胞苷。色谱分离过程以0.01 mol·L-1HCl为平衡液,以0.02 mol·L-1和0.1 mol·L-1的NaCl溶液(用平衡液配制)分步洗脱。通过高效液相色谱定量分析,所得三磷酸胞苷的纯度达97.2%,回收率82.5%。与其他分离方法相比,本法过程简单、分离迅速高效,在核苷酸药物的分离领域具有很好的应用前景。

储层水矿化度对电化学导流驱油影响的实验研究

介绍了低渗透水驱油藏电化学导流驱油这种提高油井产量和采收率的新方法 ,简介了驱油机理 :电渗效应 ,电泳效应 ,外加电场改变储层孔隙结构和粘土矿物性质 ,电解及电解产物的作用 ,岩石润湿性改变。详细介绍了在外加电场作用下岩心水驱油实验程序。在低渗透的油藏岩心和人造岩心上外加电场 ,用不同矿化度和离子组成的水驱替模拟油 (饱和和驱替岩心使用同一种水 ) ,得到了以下实验结果。驱替水矿化度和二价离子含量影响驱油效果 ,在电场强度一定时 ,随水矿化度增加 ,油采收率和油相相对渗透率的升高幅度及产水率和水相相对渗透率的降低幅度呈现先增大后减小的规律 ,在一个最佳矿化度范围内驱油效果最佳 ,这一最佳矿化度范围对于两组实验岩心 (孔隙度 16 .6 %— 17.0 %和N2 气测渗透率 9.9× 10 -3 — 10 .4× 10 -3 μm2 ;孔隙度 14.8%— 14.9%和N2 气测渗透率 9.9× 10 -3 — 10 .8× 10 -3 μm2 )分别为 5 0 0 0 0— 70 0 0 0mg/L和 30 0 0 0— 5 0 0 0 0mg/L ;驱替水中钙镁离子含量增加导致驱油效率降低。对实验结果作了分析、讨论。

阳离子交换型连续床用超大孔晶胶的制备

采用原位接枝法,将3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠(AHPSA)接枝到聚丙烯酰胺基晶胶基质孔隙内表面,制备得到了阳离子交换型连续床用的带磺酸基超大孔晶胶介质。通过脉冲示踪法测量停留时间分布(RTD),得到了晶胶介质的理论等板高度(HETP)。通过测量一定压差下流经晶胶床柱的液量,得到晶胶介质的渗透率。用溶菌酶作为模型蛋白测量晶胶介质的吸附容量。考察了单体浓度、接枝反应时间等反应条件对晶胶介质的HETP、渗透率、蛋白质吸附容量等性能的影响。结果表明:接枝AHPSA的阳离子交换晶胶介质的HETP基本不受接枝反应时间和单体浓度的影响,其渗透率随接枝反应时间增大略有减小,其对溶菌酶的吸附容量与接枝单体的浓度成正比,受接枝反应时间的影响较小。

同心管微通道内固体脂质纳米粒的制备与传质

研究利用同心管微通道制备固体脂质纳米粒(SLNs),即借助外管长内管短的同心管微通道提供脂相和水相,当两相在外管中相遇时,由于溶剂间的快速相互扩散,使脂相中脂质体达到过饱和而生成SLNs.将结果与注射法对比,并考察同心管管径及弹状流对颗粒制备的影响.根据高速摄像拍摄的两相流场分布特点,对两相间的扩散传质及SLNs成形进行初步分析.结果表明:用同心管法可制备得到粒径小(100～350nm)、分布均匀(多分散性指数小于0.25)的SLNs;与注射法相比,该方法所得颗粒粒径更小,但分布范围略宽;同心管内管内径越小,所得SLNs平均粒径越小;引入弹状流后,SLNs粒径分布变化不大,但可较好地缓解微通道内的堵塞现象;两相间传质过程可以用稳态层流传质模型近似描述.

浙江工业大学《化工原理》双语教学的调查与分析

以开阔学生国际视野,推进国际化化工人才培养为目标,以化工原理教育为切入口,在浙江工业大学开展了《化工原理》双语教学。为进一步提高教学质量,通过问卷调查的方式,收集和分析了学生对《化工原理》双语教学态度、教学效果、教学内容、教学质量的评价,并提出了今后的教学设想。

矩形微通道内气液两相流型及其转换边界的实验研究

气液两相流流型预测是微流动系统设计和控制的基础。实验在带有＂十＂字形和＂T＂字形的矩形微通道（主通道水力直径0.29 mm）内,以氮气作为气相,分别以乙醇-表面活性剂水溶液或丙酮-表面活性剂水溶液为互溶混合液相,对气液两相流型及转换边界进行了研究。气相表观速度和混合液相表观速度分别在0.012-22.391 m·s-1和0.006-1.508 m·s-1,利用可视化研究方法,观察到泡状流、弹状流、扰动流及分层流四种流型,并绘制出流型图,将所得流型图与文献中的流型转变边界线作了比较。利用文献中流型转变关联式预测实验条件下流型边界,发现其对弹状流向扰动流转变的预测较为符合,并通过韦伯准数修正关联式得出本实验中弹状流向扰动流转变的流型边界。

大尺寸弱阴离子交换晶胶层析一步法分离ATP的实验研究

使用一种新型的大尺寸弱阴离子交换晶胶柱从酵母细胞发酵液中一步分离纯化广泛应用于临床治疗的高能化合物三磷酸腺苷(ATP)。该晶胶柱高150mm,直径140mm,柱体体积达到2300mL。实验测定了晶胶柱的孔隙率和等板高度等基本性能参数。层析过程以去离子水为冲洗液,分别用0.03、0.4和1mol·L-1NaCl溶液在2cm·min-1流速下进行洗脱。发现0.03mol·L-1NaCl溶液能把大部分杂质洗脱,0.4mol·L-1NaCl溶液洗脱后能获得纯度较高的ATP。洗脱下来的ATP样品通过高效液相色谱(HPLC)定量分析,回收的ATP纯度达95%～97%,总回收率49.1%。与其它已有方法相比,本法耗时少,工艺简单,降低了ATP变性的风险;在层析过程中以去离子水代替酸液作为冲洗剂和洗脱液溶剂,降低分离过程成本。

离子交换晶胶层析分离甘草多糖的研究

甘草多糖是甘草提取物中的重要活性组分,具有免疫调节和抗氧化等多种药理作用,对其进行分离纯化的研究具有重要意义。研究探索了一种利用晶胶介质分离甘草多糖的新途径。以预处理和水提甘草根粉末得到的粗多糖为原料,用甲基丙烯酸二甲氨乙酯接枝聚丙烯酰胺晶胶基质制备得到的阴离子交换晶胶介质,对甘草多糖进行了快速层析分离,得到了精制的甘草多糖,确定了适宜的工艺条件。结果表明,阴离子晶胶介质可以吸附甘草多糖,其层析分离迅速;以去离子水为床柱平衡、冲洗及洗脱液配置的基础液,在流速1 cm·min-1条件下,晶胶介质对甘草多糖的吸附容量达670μg·m L-1晶胶,说明晶胶层析可作为天然药用多糖快速分离的一种新方法。

pHEMA晶胶微球的制备及啤酒酵母转化液中ATP的分离

利用微通道结合结晶致孔方法制备了孔隙发达、粒径分布均匀的聚甲基丙烯酸羟乙酯（pHEMA）晶胶微球。晶胶微球平均粒径924.4μm,一致性多分散系数0.21。晶胶微球填装于直径10 mm层析柱内,填充高度91 mm;经甲基丙烯酸二甲氨乙酯（DMAEMA）修饰后应用于三磷酸腺苷（ATP）分离。层析过程流速为2 cm min 1,以0.01 mol L 1HCl为缓冲液,分别用0.03 mol L 1和1 mol L 1NaCl溶液进行洗脱。利用晶胶微球填充床从三组不同ATP含量转化液中可获得纯度达93.4%~96.9%的ATP,总回收率为47.0%~82.7%。

十字型微通道制备粒径均一的纤维素层析介质

为了满足层析介质对粒径单分散的要求,利用十字型微通道的聚焦效应,形成粒径均一的纤维素微液滴,经固化成纤维素微球,再偶联配基制成了纤维素层析介质。以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑甲基磷酸直接溶解微晶纤维素为水相,葵花籽油为油相,考察了微通道内微液滴的形成条件,优化了纤维素浓度、分散剂浓度、油水两相流速等因素,得到粒径约100μm的纤维素微液滴,CV值小于0.2。微液滴固化再生,得到球形度良好的纤维素微球,湿真密度1.019g.ml-1,孔度94.6%,体均粒径105.5μm;进一步偶联DEAE配基,制得了离子交换层析介质,离子交换容量为123.3μmol.g-1,牛血清白蛋白的饱和吸附容量Qm达到220mg.g-1,有效扩散系数De为1.8×10-11 m2.s-1,体现出较好的蛋白质吸附性能。