三相鼓泡塔生物反应器培养黄孢原毛平革菌合成木素过氧化物酶系

利用三相鼓泡塔反应器固定化培养黄孢原毛平革菌 ,可以高效地合成木素过氧化物酶系 ,固定化载体为聚氨酯泡沫塑料 .实验表明 ,合成木素过氧化物酶和锰过氧化物酶的最佳通气量均是 1.0vvm .在此通气量下 ,最大木素过氧化物酶的酶活达 36 7U/L ,最大锰过氧化物酶的酶活达 4 .72U/mL .在使用相同的培养基和固定化载体单位体积用量条件下 ,与摇瓶培养相比 ,酶活分别增大 1倍和 1.2倍 .一定条件下 ,在三相鼓泡塔中可以进行重复间歇培养生产木素过氧化物酶 ,连续进行了 5批培养 ,每批最大木素过氧化物酶的活力均在 2 5 0U/L以上 ,最高酶活出现在第二批为4 80U/L ,总培养时间达 2 2d.图 9参

三相鼓泡塔生物反应器培养云芝菌合成漆酶

为了提高云芝菌发酵生产漆酶的效率,提出了一种利用自絮凝菌丝球在三相鼓泡塔生物反应器中重复分批发酵产漆酶的新方法。在优化后的产酶条件下,考察维生素C的添加浓度对漆酶活力的影响,并通过在培养基中添加维生素C进行漆酶多批次培养。研究结果表明,维生素C的添加浓度为1.50mmol/L时,可使漆酶活力提高2.6倍。连续进行了10批培养,每批最大漆酶的活力均在1000U/ml以上,最高酶活出现在第5批为1919.6U/ml,总培养时间达25d。此方法所得漆酶对染料靛蓝具有明显的脱色降解作用,在介体1-羟基苯并三唑(HBT)用量0.10%,漆酶用量100U/L条件下作用40min时,靛蓝脱色率达到96.7%。该方法采用的三相鼓泡塔生物反应器性能稳定、菌丝球可重复使用,该方法有利于漆酶的高效、规模化生产。

鼓泡塔和内循环气升式生物反应器混合特性比较

用脉冲示踪法测试了鼓泡塔和内循环气升式生物反应器的停留时间分布,对其流动混合特性作了比较研究.结果表明,内循环气升式生物反应器停留时间分布得到改善,强化了气液传质,有更好的混合效果,提高了反应效率.多参数模型较单参数模型能显著地反映出两种反应器的混合特性及其差别,移位对数正态分布函数模型对实验值的吻合程度优于组合模型.

鼓泡塔生物反应器处理化肥工业含氨废水的实验研究

化肥工业废水成分复杂 ,COD及 NH3 - N浓度高 ,处理上有一定的难度。试验采用活性污泥法 ,研究了利用优势菌种 ,结合鼓泡塔生物反应器对化肥工业含氨废水 (NH3 - N<45 0 mg/ L,COD<10 0 0 mg/ L)进行生物硝化处理 ,试验结果表明 :当温度为 30℃ ,p H值为 8,通气量为 0 .15 m3 / h,固含率为 2 .5 g/ L,水力停留时间为 8h时 ,该废水经过处理 ,最终出水 NH3 - N<5 mg/ L,COD<5 0 mg/ L。

三相鼓泡塔反应器液体流速分布的实验研究

采用示踪剂电子电极法对气-液-固三相鼓泡塔局部液体流速的测试结果表明,塔中心处的局部液速最大,近塔壁处最小,随表观气速增大,初始流体流动处于由均匀流型向过渡流型的转变;当表观气速继续增大,平均液速则明显增加,轴向液速的径向分布呈线性关系,表明流体的流动进入非均匀流型;三种不同结构的气体分布器对反应器中心线处轴向流速影响的实验表明,环状气体分布器的反应器底部存在一个狭小的回流区。

热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能

为了研究热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能, 在一内径为50 mm、高800 mm床内充以多孔填料, 内插一根16 mm×2 mm的水 不锈钢热管的固定床反应器中, 用并流向上的热水和氮气进行传热试验研究. 研究结果表明: 传热量随气相速度ug 增大而增多, 在气相速度达到某一数值后, 气相速度对传热的影响不显著; 并采用最小二乘法拟合得到了试验条件下固定床鼓泡反应器床层与热管加热段管壁之间传热系数的经验计算式. 所得到的方程得到了热模试验的验证.

采用鼓泡柱式光生物反应器培养螺旋藻的研究

鼓泡柱式光生物反应器是一类简单、高效的光生物反应器。本文对鼓泡柱式光生物反应器中影响螺旋藻生长的因素：光强、温度、二氧化碳、气泡、通气速度等以及分批培养生长模型进行了研究。采用有气泡分布器的１．２ｌ，鼓泡柱式光生物反应器分批培养螺旋藻，在光强Ｅ＝１６ｋｌｘ，温度Ｔ＝３０～３３℃，以通气速度Ｖｇ＝４６ｌ／ｈ通入纯净空气时，第５ｄ可达最大细胞干重：３．３ｇ／ｌ。

热管式气液固三相固定床鼓泡反应器试验研究

为了研究热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的性能,在一内径为50 mm、高800 mm床内装填多孔填料,内插一根16 mm×2 mm的水-不锈钢热管的反应器中,对2乙-基己烯醛选择性加氢反应进行试验研究,并进行模拟计算。结果表明:在取消外循环的条件下,反应器具有良好的床层温度分布,反应能够得到较高的转化率和良好的选择性。对提高经济效益和设备安全性能具有一定意义。

动物细胞在鼓泡式生物反应器中的死亡速率

通过实验测定,证明生物反应器中细胞死亡速率与气体鼓泡速率成正比而与反应器体积成反比。实验发现气泡大小对细胞死亡速率具有两种作用,一种作用在于影响气泡表面积生成速率;另一种作用则在于影响细胞在气泡表面的吸附程度,其最佳直径为5mm左右。血清和Pluronic P68能显著降低细胞死亡速率,当Pluronic F68浓度达到0.1％时,k_d趋于零。所有这些实验结果均与前文提出的生物反应器设计模型具有很好的一致性。

浆液循环锥形鼓泡塔反应器的相含率研究

在浆液循环条件下，考察了以空气、水和石英砂为三相体系的锥形鼓泡塔反应器（φ＿顶２００ｍｍ，φ＿底１００ｍｍ，高３０００ｍｍ）中的相含率及固体颗粒浓度轴向分布。使用压降法和颗粒同步取样方法测量了不同表现气速（０～０．１２５ｍ／ｓ），表观浆液循环速（０～０．０１５７ｍ／ｓ）以及固体颗粒浓度０～１００ｋｇ／ｍ￣３下相含率分布，并用园柱床的一维沉降－扩散模型近似地描述了固体颗粒轴向浓度分布的规律。在此基础上，本文给出了预测锥形鼓泡塔反应器中固体颗粒轴向浓度分布使用的平均气含率，固体颗粒扩散的Ｐｅ准数，固体颗粒沉降速度以及塔顶固体颗粒浓度的关联式。

浆料鼓泡塔反应器部分流体力学参数研究综述

本文综述了浆料鼓泡塔反应器的主要流体力学参数———流域、气泡的大小和上升速度、相含率和固定颗粒悬浮的临界气速等———的测定和影响因素。

三相鼓泡淤浆床环氧乙烷合成反应器数学模拟及工程分析

建立了加压三相鼓泡淤浆床环氧乙烷合成反应器的数学模型 ,计入了催化剂颗粒在床层中沉降形成沿床高浓度分布对反应的影响以及由于惰性液相载体部分返混对传递的影响 ,进一步利用经实验验证的上述数学模型模拟不同表观气速、床高、反应器直径 (扣除传热元件截面积 )、进口乙烯摩尔分数等参数对床层中催化剂浓度随床高的分布、出口环氧乙烷摩尔分数、环氧乙烷选择率以及单位质量催化剂环氧乙烷年产量的影响 .通过模拟分析预示了工业三相床环氧乙烷反应器的合理尺寸、表观气速、环氧乙烷选择率以及时空产率 。

含钴黄铁矿在悬浮固体鼓泡塔中间歇生物浸出期间细菌数的估算及与机械搅拌反应器的比较

S．Foucher等研究比较了在常规机械搅拌生物反应器与悬浮固体鼓泡塔反应器中生物浸出动力学与细菌数的变化。为此目的，分别在20L搅拌反应器和26L鼓泡塔中进行了间歇试验，悬浮物是含钴黄铁矿。在固体质量分数为20％条件下，两个反应器中的钴浸出率相似。在鼓泡塔中。

鼓泡塔中浮力驱动环流特征及反应器放大

针对鼓泡塔一维流动模型,应用新分析方法首次给出环流特征参数（如速度转折点、最大Reynolds剪应力及其位置以及最大回流速度点）的具有明确物理含义的理论表达式,并比较了该关系式与既有结果的异同,分析了气含率分布与Reynolds剪应力的相互关系,提出一种基于流体动力学相似的鼓泡塔放大准则,即以所导出的最大Reynolds剪应力作为特征量,若几何尺寸不同的两个塔满足流体动力学相似,则该剪应力近似相等或具有相同的量级,对比分析表明,该准则对直径介于0.14～5.5m的鼓泡塔近似成立。

鼓泡塔反应器中两相流动CFD-PBM耦合数值模拟

针对气液体系,将一个新型气泡破碎模型植入群体平衡模型(PBM)并与欧拉双流体模型进行耦合,在内径0.44 m、高2.43 m的鼓泡塔中对气-液两相流动进行模拟。在对破碎模型的气泡破碎速率和子气泡分布预测值进行验证后,将计算流体动力学-群体平衡耦合模型(CFD-PBM)在不同表观气速下的气含率、轴向液速模拟值与实验值进行了对比,并探究了升力的加入对模拟结果的影响。结果表明,模拟过程中升力的加入使气含率和轴向液速的径向分布更接近实验值。低表观气速和高表观气速下模型的计算数据与实验数据均吻合良好。同时,随着表观气速增大,反应器内的湍动耗散率增加,气泡之间的相互作用力增强,使得反应器内气泡尺寸分布范围变宽。

对二甲苯氧化鼓泡塔反应器的模拟

对二甲苯(PX)鼓泡塔式反应器由反应段和塔顶的脱水段组成。在对反应段流体流动特性分析的基础上,建立了 PX 液相空气氧化反应的双级气泡模型,用 Matlab 工具求解模型方程。脱水段则采用化工流程模拟软件进行模拟。在 VB 语言平台上实现了两段计算的连接,从而完成了整个带脱水段的鼓泡塔式反应器的模拟。模型计算值与工业实际值基本吻合,验证了模型的合理性。

PX氧化鼓泡塔反应器内的TA浓度分布

利用新建的D476鼓泡塔冷模实验装置和沉降—扩散模型对工业鼓泡塔PX氧化反应器内的TA浓度分布进行了实验和数学模拟研究。结果表明,由于PX氧化气速较大,塔内TA浓度接近均匀分布。

UV/O_3鼓泡塔反应器处理饮用水中试研究

采用UV/O3两相鼓泡塔反应器对饮用水中微量有机污染物的去除进行了中试研究。实验结果表明:停留时间为120min时,自来水中UV254去除率可达100%;用GCMS对处理前后的饮用水进行定性分析表明,经120min处理后,自来水中有机物种类减少89%,出水水质明显改善。

三相鼓泡浆态反应器冷模考察

由于气—液—固三相浆态反应器具有温度易控制等独到的优点,近年来在化学反应工程上得到广泛的研究和实际应用。我们结合合成丁炔二醇浆态反应工艺的开发,对气-液-固三相浆态反应器进行了比较系统的冷模考察,关联了气含率与各种影响因素的经验方程,确定了有关参数。这对实际反应器的设计提供了有价值的依据。

氧化葡萄糖酸杆菌的固定化及在鼓泡式反应器中制备乙醇酸

考察了包埋法固定氧化葡萄糖酸杆菌的过程,并且研究了利用该固定化细胞在鼓泡塔生物反应器中转化乙二醇制备乙醇酸。固定化的最优条件为:聚乙烯醇的最佳质量分数为8%,海藻酸钠为0.8%,最适湿细胞包埋量为每毫升凝胶0.27 g。固定化细胞对酸碱的抗性和热稳定性均较游离细胞有所提高。利用固定化细胞在鼓泡式反应器中转化乙二醇制备乙醇酸,在乙二醇质量浓度70 g/L的条件下,首批转化率达到92.6%,并且可以实现连续转化6个批次,平均转化率在85%以上。