植物基乳产业的发展趋势与技术创新

植物基乳产品作为植物基食品产业的重要组成部分,其发展水平对促进植物基食品产业有着举足轻重的作用。分析了全球植物基乳产品的市场规模和我国植物乳产品的市场情况:2023年,全球规模为296亿美元,并以11.4%的速度增长;我国植物基饮品包括豆奶、椰奶、核桃乳、杏仁乳等呈稳定性增长趋势,粉体类产品市场也较稳定(达30万t)。指出植物基乳作为未来食品需要进一步完善定义,充分体现植物基乳特征和属性要求;要加大力度开发满足新消费场景和渠道的新技术、新产品,解决消费者关心的植物基乳产品口味、价格和清洁标签等关键问题,加快植物基酸奶、冷饮等技术的成熟和落地,并通过开发满足不同消费场景、特殊营养、健康需求的产品,为植物基乳产品价值和市场竞争力赋能,创立多元化的植物基乳产业发展新模式。

共缩聚法制备TEA-MCM-41介孔材料及其催化性能研究

采用共缩聚“一锅法”合成出一系列硅基三乙胺离子液体固体碱性材料TEA-MCM-41(x)。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱仪和Hammett指示剂等技术对TEA-MCM-41(x)的理化性质进行了表征。结果表明,正硅酸乙酯与硅基三乙胺离子液体发生了共缩聚反应,在模板剂十六烷基三甲基溴化铵作用下制备的材料具有典型的介孔结构、较大的比表面积和较窄的孔径分布。在茴香醛与丙二腈的Knoevenagel缩合反应中,离子液体负载量为10%(摩尔分数)的TEA-MCM-41(10)催化活性最高。以乙醇为溶剂,在TEA-MCM-41(10)用量为0.08mmol,茴香醛与丙二腈摩尔比为1∶1.25,反应温度为30℃、反应时间1h条件下,茴香醛可以定量转化成目标产物(4-甲氧基苯亚甲基)丙二腈,催化剂重复使用5次未发现明显失活。

相变腔冷凝现象对沸腾-凝结共存相变传热的影响

针对平板热管均热器内部狭小空间存在着强烈的沸腾与凝结相互作用,以去离子水为工质,可视化实验研究了冷凝面上发生的凝结现象及其对相变腔传热性能的影响。通过分析冷凝面上液滴的形成、长大、汇聚成液膜、滴落,以及气液界面产生气泡随气流运动对冷凝液膜的冲刷作用,揭示了不同热流密度和充液率时相变腔冷凝面传热传质特性对沸腾-凝结共存相变传热影响的内在机理。实验结果表明:受重力影响,水蒸气在冷凝面上凝结有液滴和液膜共存并相互转化的特性,冷凝面热阻在相变腔总热阻中占比65%~88%,适宜的充液率有利于沸腾气泡冲刷冷凝壁面,加快冷凝液的回流,改善冷凝面及相变腔的传热性能;随着热流密度的增大,沸腾过程变得剧烈,冷凝面受沸腾气泡的冲刷频率提高,冷凝液回流速度加快,冷凝面热阻减小,传热性能得到提高。

大型燃煤锅炉中含Na/Cl/S组分的演变与受热面结渣倾向的数值模拟

提出了一种考虑煤中含Na/S/Cl组分多步释放、气相组分相互作用、气-固反应以及盐蒸气冷凝耦合灰颗粒黏附的结焦模型,以预测炉内受热面气态碱金属组分冷凝行为、受热面结焦风险以及炉膛出口Na/S/Cl组分分布特性。结果表明:炉膛出口气态含Na组分主要以NaO_(2)、NaCl、Na_(2)SO_(4)和NaOH形式存在;最上层燃烧器至分离燃尽风(SOFA)喷口区域、最下层燃烧器至冷灰斗转角区域的水冷壁结焦风险高;炉膛出口区域后屏过热器底部颗粒黏附位置相对集中,炉内辐射式过热器结焦速率远高于气态钠盐冷凝速率,对流受热面颗粒沉积速率约是钠盐蒸气冷凝速率的3~4倍。

BZ19-6低渗透储层反凝析污染及解除方法实验研究

BZ19-6凝析气田储量大、地露压差小、储层高温高压且低孔低渗,生产作业过程中极易产生反凝析污染。评价反凝析污染程度,采用合适的污染解除措施,对改善BZ19-6凝析气田反凝析污染具有重要意义。利用复配凝析气开展长岩心衰竭实验,模拟反凝析油污染,测试不同衰竭压力点对应的气相渗透率并评价反凝析污染程度;同时开展了注活性剂(TC281)、注甲醇、注甲醇+活性剂3组解除反凝析污染实验,及注甲醇+活性剂1组解除反凝析+水锁综合液相污染实验。实验结果表明:注活性剂(TC281)、注甲醇、注甲醇+活性剂3种方案对解除反凝析污染均有一定效果,注甲醇+活性剂1组解除反凝析污染效果最好,渗透率恢复率达84%;注甲醇解除反凝析污染渗透率恢复率为81%;注活性剂1组解除反凝析渗透率恢复率为54%;注甲醇+活性剂1组解除反凝析+水锁综合液相污染,渗透率恢复率达到80%。实验为BZ19-6凝析气田解除反凝析污染提供了方案指导。

凝露条件下环氧超疏水涂层工频污闪特性研究

超疏水材料因其具备优异的憎水性和自清洁性能,在电气设备的防凝露防污闪领域具有广大应用前景,但关于超疏水涂层工频污闪机理尚不明确。利用低表面能改性的纳米SiO_(2)掺杂到环氧树脂中,在基底表面固化成型,制备出环氧超疏水涂层。对超疏水涂层进行凝露条件下的工频污秽闪络试验,并结合闪络过程中涂层表面水滴的运动行为,对不同污秽等级下超疏水涂层污闪过程所表现出的差异进行力学分析。结果表明:纳米SiO_(2)的质量分数为60%时,涂层接触角和滚动角分别为160.4°和3.3°,兼具良好的超疏水性能和耐磨性能。超疏水涂层污闪过程中表面水滴粘附污秽形成液体弹珠,导致水滴运动所受摩擦力增大,大量粘污水滴的滞留是导致涂层闪络电压下降的主要原因。污闪试验结果表明,在相同条件下,与RTV涂层和典型环氧树脂板相比,超疏水涂层具备更低的泄流电流以及更高的闪络电压。

基于超音速膨胀凝结的油田伴生气脱二氧化碳研究

油田伴生气通常含有大量的二氧化碳等酸性气体,为了提升油田伴生气质量,必须对天然气进行脱二氧化碳处理;将超音速旋流分离技术用于伴生气脱除二氧化碳是一条全新路径,但二氧化碳在超音速流动条件下的冷凝特性有待进一步明晰。建立二氧化碳在喷管中的相变过程数学模型,讨论二氧化碳超音速凝结流动特性,分析入口温度和压力对二氧化碳超音速凝结特性的影响规律。结果表明:二氧化碳在喷管喉部之后的扩张段发生凝结,生成大量的二氧化碳液滴;随着喷管入口温度增加,尽管凝结的二氧化碳液滴数量增加,但喷管出口和中轴线上的液相质量分数减小,凝结位置越靠近喷管出口;随着喷管入口压力增加,混合气体在喷管出口的压力和温度升高、速度减小,二氧化碳在喷管内凝结产生的液滴数量减少,喷管出口和中心轴线上的液相质量分数越大。

注热化学流体吞吐解除岩石储层反凝析伤害评价

为长期有效解除凝析气藏反凝析带来的储层伤害,提出了一种注热化学流体吞吐解除凝析油堵塞孔喉的新方法。针对致密砂岩、碳酸盐岩和页岩3类岩石,开展了注热化学流体吞吐岩心驱油实验,评价了热化学流体解除凝析油堵塞的可行性,并基于核磁共振技术分析了吞吐前后3类岩石微观孔隙结构的变化特征,明确了热化学流体解除反凝析伤害机理。实验结果表明,热化学流体(NH_(4)Cl和NaNO_(2))在乙酸溶液催化下能够迅速释放大量气体和蒸汽,提高岩心压力和温度,降低原油黏度,使凝析油由液态转变为气态,减小渗流阻力。致密砂岩、碳酸盐岩和页岩岩心注热化学流体吞吐累积凝析油采出程度分别为65.7%,73.9%和46.3%。其中,致密砂岩和碳酸盐岩岩心仅需2轮吞吐即可有效清除55.5%和67.6%的凝析油堵塞。而页岩岩心需要延长焖井时间及增加吞吐次数方能提高凝析油的采出程度。热化学流体吞吐后,致密砂岩、碳酸盐岩和页岩岩心平均孔径分别由0.37,1.04和0.0021μm增大至0.84,2.04和0.0058μm。热化学流体吞吐效果是注CH_(4)吞吐和注甲醇吞吐效果的1.85和1.32倍。

纳米颗粒改变碳酸盐岩凝析气藏储层润湿性评价

为了改变凝析气藏近井储层润湿性,有效解除凝析气反凝析伤害,采用X射线衍射、低温N 2吸附和扫描电子显微镜观测等方法,对氟化SiO 2纳米颗粒结构特征进行了研究,评价了不同矿物含量碳酸盐岩岩心对氟化SiO 2纳米颗粒的吸附程度;通过开展接触角测定、自发渗吸、岩心驱替单相和两相渗流实验,研究了纳米颗粒吸附前后岩石润湿性、自发渗吸效率、单相渗流压差、油气两相相对渗透率曲线以及凝析油采收率的变化。结果显示:氟化SiO 2纳米颗粒形状近似均匀球体,平均颗粒粒径为30.34 nm,平均孔径为20.00 nm;氟化SiO 2纳米颗粒在碳酸盐岩表面的吸附量随孔隙度的增大而增加,但在低渗透岩心中,吸附量和润湿接触角的变化幅度还随方解石含量的增加而增大;纳米颗粒吸附后岩石的油气两相共渗区变宽,等渗点向左上方移动,最大油气相对渗透率均大幅增加,束缚水饱和度和残余油饱和度明显降低;氟化SiO 2纳米颗粒能在约10 min内吸附在岩石表面,将强亲油、强亲水的液体润湿型岩石转变为中间(气体)润湿型,降低孔隙中毛管压力和凝析油渗流阻力,提高气、油两相的相对渗透率,达到解堵提产增效的效果。该研究结果具有极大的现场应用推广价值。

无机填料改性小麦蛋白/单宁复合胶粘剂的制备及性能研究

以小麦蛋白(WG)和缩合单宁(CTs)为原料,制备了无甲醛的生物基木材胶粘剂。利用蒙脱土、高岭土、重质碳酸钙、轻质碳酸钙和羟基磷灰石为填料进行改性,采用共混的方式制备填料改性复合胶粘剂。考察了无机填料种类对WG/CTs复合胶粘剂性能的影响,并进行耐水胶合强度、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪、沸水煮不溶率、黏度等测试分析。研究结果表明:加入填料后,WG/CTs复合胶粘剂的黏度均有不同程度的增大,胶粘剂的热稳定性也比对照组胶粘剂有所提高;不同无机填料改性胶粘剂的耐水性存在显著差异,但胶合板的湿态强度均超过0.7 MPa,达到国家II类胶合板标准的要求;沸水煮不溶率测试结果显示,轻质碳酸钙改善了胶粘剂的耐水性;SEM图和胶层裂纹评估显示,重质碳酸钙、轻质碳酸钙与胶粘剂具有良好的相容性,表明碳酸钙填料对胶层的韧性没有影响,是较好的填料选择。

自然对流下蒸汽凝结表面传热系数测定实验装置研制

自然对流下蒸汽凝结表面传热系数测定实验是将蒸汽通过一组表面状态各不相同的管道,测定管道在大空间空气介质中自然冷却过程中的蒸汽凝结表面传热系数。由于管道的材质、几何形状、接触方式及管外空气流动状况都会不同程度地影响换热效果,因此测定每根管道的表面传热系数值,可条理性和系统性地分析影响传热过程的各因素。该文设计了自然对流下蒸汽凝结表面传热系数测定实验装置,可开展管道材质、肋片结构、管道横截面几何形状、管道保温材料对传热系数的影响实验研究。应用实践表明,实验项目内容全面,提高了学生的课堂积极性,具有良好的教学效果。

准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系上乌尔禾组流体相态及油气藏类型

准噶尔盆地腹部地区沙湾凹陷超深层蕴含丰富的油气资源。根据烃源岩热演化模拟实验分析了沙湾凹陷二叠系上乌尔禾组烃源岩生烃产物类型,结合地层流体高温高压物性实验数据,运用相图判别法和经验参数法对沙湾凹陷征10井地层流体相态进行深入研究。研究结果表明:①沙湾凹陷征10井上乌尔禾组油气主要来自于下乌尔禾组泥质烃源岩,其有机质类型为Ⅱ1型,镜质体反射率(Ro)为1.05%~1.46%,岩石热解峰温(T_(max))为433~446℃,处于成熟—高成熟演化阶段,目前处于生轻质油阶段。②上乌尔禾组地层流体成分表现为凝析气藏的流体组成,地层温度为166.0℃,介于临界温度和临界凝析温度之间,地层压力为155MPa,远高于露点压力,地-露压差大,表明地层条件下流体呈凝析气相特征,但地下油气相态与地表采出流体相态具有一定差异。相图判别法和经验参数法烃类流体相态分析结果均显示,征10井上乌尔禾组气藏为含大油环的凝析气藏。③沙湾凹陷上乌尔禾组具有优越的成藏条件,紧邻下乌尔禾组烃源岩,油气近源垂向输导,向局部隆起区运聚,巨厚的三叠系及上乌尔禾组中上部区域盖层起到重要的封盖作用,最终在局部隆起区形成岩性-构造凝析气藏。

莱赛尔赛络集聚纺纱过程温湿度控制

探讨莱赛尔纤维赛络集聚纺纱过程中的温湿度控制问题。分析了莱赛尔纤维性能,得出莱赛尔纤维在纺纱各工序中的主要加工性能特点和环境温湿度要求。以纺制中高档赛络集聚纺纱线为例,介绍了纺纱主要工序空调控制方法和温湿度参数及各工序半成品回潮率控制范围。认为:莱赛尔纤维纺纱过程应增加预处理工序,需要采用偏大的相对湿度环境,并保证各工序纤维吸湿和放湿过程稳定,以减少静电,保证纤维开松、梳理顺利,减少纺纱断头。

壳聚糖席夫碱类絮凝剂的制备及性能研究

以戊二醛和壳聚糖(CTS)为原料,合成了壳聚糖席夫碱(G-CTS)。通过单因素实验,探讨最佳反应条件。利用黏度法和修订的Mark-Houwink公式,得壳聚糖席夫碱的黏均分子量和产物的缩合率。通过红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征其结构。FTIR以及XRD谱图结果均表明壳聚糖发生了接枝和交联反应,SEM观察到其孔洞结构的增加。利用紫外光谱分析改性前后壳聚糖对水溶性染料的絮凝效果。实验结果显示,用戊二醛交联壳聚糖可以生成不同缩合率的壳聚糖席夫碱,对水溶性阴离子偶氮染料有优良的选择性和吸附作用,其中甲基橙24 h去除率达82.08%,7天去除率达到98.60%。

不同压力下氢气超声速膨胀凝结特性

氢气液化所需温度远低于天然气,需要设置更繁琐的深冷环节,液化流程复杂、占地面积大、投资成本高。超声速膨胀液化是一种新兴的气体液化分离技术,具有流程密闭、节能环保、成本低等优势。因此,提出将超声速膨胀液化技术引入氢气液化领域,并且为探究其可行性,基于流体力学计算软件FLUENT中的SIMPLE算法和k-ω湍流模型,采用Gyarmathy液滴生长模型,研究了氢气在不同入口压力(1.05 MPa、1.10 MPa、1.15 MPa)条件下的超声速流动与凝结特性。结果表明,氢气高速膨胀引起的低温效应将使氢气自发凝结,导致在短距离内快速形成液滴,证实了超声速氢气液化技术的可行性;氢气入口压力的提高,可有效增加氢气在Laval喷管入口的过冷度,从而使得气体凝结起始位置前移,增大液滴粒径,提高Laval喷管液化效率。

高温蒸汽凝结法相对湿度测量

为实现露点温度100℃以上高温压力蒸汽相对湿度的精确测量,设计了以凝结称重装置、不凝气体含湿量测量装置、数据处理系统为核心部件的凝结法相对湿度测量系统。测量系统依据蒸汽相对湿度与含湿量对应关系,采用蒸汽快速凝结,实时监测冷凝液质量与不凝气流含湿量的方式实现了目标蒸汽所处温度、压力条件下相对湿度的在线测量。凝结法测量工艺能实现露点温度-40℃~130℃条件下气体相对湿度0.15%~100%范围内的有效测量。在露点温度128℃、相对湿度95%条件下,测量不确定度0.59%,测量偏差小于0.4%,具有测量精度高、测量速率快的特点。该系统能开展瞬态条件下蒸汽相对湿度测量,湿度测量值能溯源到国际单位制基本单位。

超声振动对玻璃纤维增强聚酰胺6注塑制件力学性能的影响

为提高纤维增强复合材料的力学性能,对玻璃纤维增强聚酰胺6(PA6/GF)复合材料进行了矩形平板制件超声辅助注射成型实验。通过对制件进行X射线衍射测试、扫描电子显微镜观测、傅里叶红外光谱分析以及拉伸性能测试,研究了超声施加时间和超声功率对制件的结晶度、玻璃纤维的取向程度、玻璃纤维与基体的结合强度以及制件力学性能的影响;并研究了经过超声振动的制件在吸水后其内部结晶度及力学性能的变化。结果表明,施加400 W超声振动,可以明显提高制件的结晶度;施加560 W超声时,玻璃纤维的取向形态得到改善,纤维与基体的结合强度有所提高,充填阶段施加超声所得制件的拉伸强度与弯曲强度比无超声振动的情形分别提高了11.9%与10.1%;但是如果继续增加超声功率,将会使制件的力学性能开始变差。制件吸水后,结晶度和力学性能下降,对制件的成型引入超声振动则能减小这种下降的幅度。

塔里木盆地塔河油田塔深5井震旦系原油地球化学特征及地质意义

塔深5(TS5)井于2021年完钻,井深9 017 m,是目前亚洲第一深井,同时也是塔里木盆地台盆区第一口在8 780~8 840 m的上震旦统白云岩段获得油气突破的钻井,也是继轮探1井寒武系盐下突破后,超深层白云岩领域的又一重大发现。为了探究其油气成因,分别对TS5井震旦系凝析油和上部奥陶系重质油,及其邻区寒武系挥发油和奥陶系凝析油进行了有机地球化学特征对比。结果表明,TS5井震旦系凝析油和白云岩储层氯仿抽提物的正构烷烃系列均分布完整,指示了其生烃母质形成于强还原环境;其与奥陶系正常油-超重质油和雅克拉地区凝析油总体具有相似的生物标志化合物和碳同位素分布特征,反映均具有相似的油源;其等效镜质体反射率(Rc)值为1.7%,成熟度高于奥陶系重质油、寒武系挥发油,与邻区凝析油相当,处于高成熟阶段。综合生物标志化合物和碳同位素证据,推测TS5井震旦系油气源来自下寒武统玉尔吐斯组,其与上覆玉尔吐斯组泥页岩构成良好的储盖组合,喜马拉雅晚期来自周边较低部位玉尔吐斯组生成的高成熟凝析油气,沿斜坡运移至震旦系白云岩构造圈闭内形成了一定规模的凝析气藏。TS5井震旦系油气突破,发现了新的含油气层系,丰富了超深层油气成藏过程,为塔里木盆地超深层勘探指明了新的探索方向。

南海高温高压凝析气藏凝析水产出机理及产量预测方法

针对南海高温高压凝析气藏中凝析水产出量上升的问题,以东方气田为研究对象,采用地层水蒸发实验方法,分别在地层条件下的PVT筒和长岩心中进行水气比测试,并提出了高温高压凝析气藏凝析水产量计算方法,预测东方气田凝析水产出程度。研究表明:高温高压凝析气藏中的流体受多孔介质微小孔径以及临界性质偏移的影响,饱和蒸气压发生变化,导致凝析水产出大幅度增加。考虑水、气相间传质的数值模拟方法可以准确预测高温高压凝析气藏中凝析水产出变化。对东方气田的日产水进行模拟,设置井底流压限制为1.5 MPa,预测时间为5 a,历史产水量拟合精度大于90%,能够很好地模拟凝析水产出情况。研究成果对高温高压凝析气藏制订合理开发方案,改善油藏开发效果具有重要指导意义。

基于科研范式变革的实验动物资源创新发展

实验动物是支撑生命科学和生物医药等领域科技创新的重要基础科研条件之一。随着科研范式的变革,准确把握科学前沿和国家重大需求,进一步凝练实验动物资源创制与发展中的难点和疑点,对加快推动实验动物新品种/新品系开发和动物模型创制与发展具有重要意义。本文梳理了我国实验动物资源建设和应用情况,就应对新形势下的科研范式变革中存在的主要问题进行了深入探讨,展望了我国实验动物资源发展新动向,以期为实验动物新资源研究开发提供新视角。