血氧传递指数与糖尿病足的相关性研究

目的研究血氧传递指数(oxygen delivery index,ODI)与糖尿病足(diabetic foot,DF)的发生及严重程度的相关性。方法回顾性分析217例2型糖尿病(type 2 diabetes,T2DM)患者的临床病例资料。选取50例同期健康体检者为对照组(G1组)。纳入研究的2型糖尿病患者中,无糖尿病足的单纯2型糖尿病患者50例(G2组),并发糖尿病足患者167例,再依据Wagner分级方法进行分级,Wagner 1~2级患者85例(G3组),Wagner 3~5级患者82例(G4组)。分别记录各组患者一般临床信息、红细胞相关参数、血液黏度等指标。比较各组间红细胞相关参数、血液黏度、ODI,分析ODI与糖尿病足的发生及严重程度的相关性,绘制ROC曲线,计算ODI对糖尿病足发生的诊断界值(cut-off值)。结果糖尿病足患者的红细胞(red blood cell,RBC)、血红蛋白(hemoglobin,HGB)、红细胞压积(hematokrit,HCT)、ODI均明显低于其他组(P<0.05),而血液黏度低于单纯2型糖尿病患者(P<0.05)。预测单纯2型糖尿病患者发生糖尿病足的ODI的cut-off值是5.36,ROC曲线下面积为0.847,敏感度为92.0%,特异度为70.7%。结论ODI与糖尿病足的发生有关,ODI可以作为糖尿病足发生的预警因子。

新型内构件内循环三相流化床氧传递特性的研究

以树脂作为载体,研究了新型内循环三相流化床反应器氧传递速率和氧转移效率的影响因素(载体量、气速、导流挡板及布气器设置的位置).结果表明,当载体量<10%时,三重管、五重管的溶氧性能较好;当载体量>10%时,直管、多重管的溶氧性能更好;当载体量为15%时,随着表观气速的增大,氧传递速率增大,而气速分别在0.022 m/s和0.033m/s时,直管和多重管的氧转移效率达到最大值;底部布气优于其他高度布气;导流挡板的设置增强氧的传递作用.研究结果为反应器的放大及操作条件的优化提供了科学依据.

改进型气升式内环流硝化反应器氧传递特性的研究

在废水处理领域，气升式内环流硝化反应器有着较好的应用前景；但其氧传递性能有待进一步改善。通过调整导流简直径以及导流简内静态混合元件的个数，试验了反应器结构对氧传递特性的影响。研究发现，当导流简直径取5．5cm，并在导流简内安装13个静态混合元件时，这种改进型硝化反应器的氧传递能力显著提高。在表观气速为5．05～23．80cm·s^-1。的条件下，测得氧传递系数为0．151～0．778min^-1，充氧能力为7．84～42．80g O2·h^-1，容积供氧能力为2．00-10．93kg O2·m^-3·d^-1，氧转移效率为39．2％～48．1％，氧转移动力效率为3．2～4．0kg O2·（kW·h）^-1,相对于普通气升式内环流硝化反应器，改进型内环流硝化反应器的氧传递系数、充氧能力、氧转移效率和氧转移动力效率都提高72.5％。根据Higbie渗透模型和Kolmogoroff各向同性理论，建立了氧传递系数与相关参数的关联式，预测值与试验结果相吻合，两者的相对误差为9．15％。

好氧颗粒污泥溶解氧传递

假定颗粒污泥为球状,通过实验确定动力学参数,建立氧传质模型并进行了验证。结果表明,利用失活颗粒污泥DO变化,得出颗粒污泥氧扩散系数为0.45×10-9m2.s-1;利用烧杯实验,得出了氧比消耗速率0.10 g O2.(g MLSS)-1.h-1,氧半饱和常数为0.65 mg.L-1。模型求解发现,表面DO越大,DO梯度越大,颗粒污泥表面径向传质能力越强,氧穿透颗粒污泥的距离越远,但是粒径很大时(如半径1.5 mm),虽然表面DO为4.0 mg.L-1,但依然没有穿透颗粒污泥,当r/R为0.49～0.65之间时,DO梯度迅速为0;在颗粒污泥半径很小(<0.5 mm)时,氧完全能穿透整个粒径,同时梯尔模数足够小,内扩散有效因子接近1不变,氧扩散可忽略不计;对于相同的梯尔模数,表面DO高时,内扩散有效因子越大,说明氧扩散的动力越强、受限制的程度越小。

不同搅拌系统气液氧传递的计算流体力学模拟

研究了搅拌槽中搅拌桨组合形式对气液氧传递特性的影响,主要采用Garcia-Ochoa和Gomez基于Higbie渗透理论提出的气液氧传递理论模型,在ANSYS CFX11.0软件基础上开发了用于模拟搅拌生物反应器中氧传递过程的方法。通过模拟比较了不同搅拌桨组合的气液氧传递系数,以及在有氧消耗和无氧消耗情况下反应器内饱和氧浓度的分布,发现上层为轴流式的三宽叶搅拌桨底层为径流式的六弯叶圆盘透平桨的组合形式氧供应能力最强,体积氧传递系数与桨的形式没有直接关系,同样的搅拌桨安装在不同的桨组合中或在不同的操作条件下所形成的体积氧传递系数是有差别的。

摇瓶的体积氧传递系数和氧通透率的测定

通过设计特殊摇瓶,用亚硫酸钠法测出摇瓶的体积氧传递系数和氧透过纱布层的通透率。以氧电极测其内外氧的分压降后,可以算出摇瓶表观体积氧传递系数(k_La)_(app)及真实体积氧传递系数k_La,并进一步求出氧通透率。由实验得出:氧分压降低6.1％,氧传递系数增加一倍;在37℃、220r/min、500ml摇瓶(内盛液50ml)8层纱布的氧通透率P_m=43.7mol/m^2·h·atm;并且关联出摇瓶容积V、装液量V_L、转速n、摄氏温度t之间的模型式: (k_La)_(app)=1.84×10^(-7)[t]^(1.8497)·[n]^(2.3906)·[V_L/V]^(-0.6360) (k_La)=2.02×10^(-7)[t]^(1.8525)·[n]^(2.3941)·[V_L/V]^(-0.6370)

双液相发酵与氧传递研究进展

发酵体系中的溶氧水平直接影响微生物的生长及代谢产物的形成和累积,通过合理的强化传氧的手段,是改善供氧、提高发酵效率的有效途径。双液相发酵系统被公认为是有效改善和控制培养液溶氧的新技术。本文综述了双液相发酵体系中的氧传递模式和机理,并着重介绍了不同类别氧载体在双液相发酵中的作用特点及其典型应用。

动物细胞培养反应器氧传递速率的研究

本文系统研究了具有笼式通气搅拌装置的CellCul-20A动物细胞培养反应器的氧传递规律,考察了温度、转速、通气速率、丝网及消泡腔对氧传递速率的影响。实验结果表明,通气速率对k_(Lα)有显著影响,消泡腔对k_(Lα)有不利作用。根据实验数据,建立了表面通气、深层通气的氧传递关联式。

气泡大小对反应器内氧传递系数的影响

在气液反应过程中,气泡的大小对结果往往起了决定性的作用.通过减小气泡的尺寸,可以促进气液传递,加快反应的进程.在气液搅拌式反应器上安装了一种特殊的气体分布器,通过搅拌产生离心场,从而诱导生成泰勒涡柱,使大量进入反应器的空气气泡保持在泰勒涡柱的内部.由于减少了气泡间的凝并作用,气泡尺寸减小,与对照组相比,反应器中最小的气泡尺寸减小了近50%,气泡的比表面积增加近80%.通过对不同通气流量和搅拌速度下气液反应器内氧传递系数的测量,与对照实验比较,使用特殊气体分布器的反应器中,氧的传递系数增加了10%～40%,证明这种气体分布器确实可以增加气液间氧的传递.

大型气升环流反应器加置内件时氧传递规律的研究

研究了用结构简单而实用性强的筛板及折皱丝网组件作为内件,来促进大型气升环流反应器中气泡的分散,改善气液两相的混合,从而强化氧传递过程.文中分析了筛板开孔直径与开孔率对氧传递系数的影响,比较了两种内件效果,讨论了最佳结构尺寸.针对高径比大的气升环流系统提出了测定K_La值的平推流动态模型.模型计算结果与实测数据吻合较好.

界面非平衡氧传递过程动力学的解析

将氧通过界面反应在两相间的传递过程简化为界面化学反应和扩散传质两个步骤,对此过程的动力学进行了数学解析.得到了一个新的动力学模型.同时显示,反应过程中界面氧浓度随反应过程的进行不断发生变化,这表明该界面反应是一个非平衡过程.应用得到的动力学模型对几个体系的动力学实验数据进行了拟合,符合很好,根据拟合的参数可以很好地解释实验现象.初步讨论了模型参数的意义和对动力学过程的影响.

CellCul-20A反应器的丝网间液体交换速率及氧传递模型

针对笼式通气搅拌生物反应器的特点，本文提出了一种简单可信的测量丝网内外液体交换速率的实验方法，根据此方法，在ＣｅｌｌＣｕｌ－２０Ａ生物反应器中得出了通过丝网的液体交换速率关联式：单层丝网：Ｑｓ＝１．９３×１０＾－５Ｎ＾１．８１＋１．１３×１０＾－４ＵＧ０．６１ （Ⅰ）双层丝网：Ｑｓ＝３．４２×１０＾－５Ｎ＾１．４９＋１．４６×１０＾－４ＵＧ０．６８ （Ⅱ）并在此基础上。

非线性回归法计算曝气设备清水氧传递系数

分析对比作图法、线性回归法和非线性回归法计算曝气设备清水氧传递系数 (KLa)各自的优缺点。指出在实际测定曝气设备性能中 ,使用非线性回归法计算 KLa更加可靠 ,而且可以使测试过程更加容易控制。所以在实际测试过程中 ,推荐使用非线性回归法计算

改性生物填料在水处理应用中氧传递的研究

研究了改性填料与普通填料在清水中的氧传质性能。根据反应器特征,建立了全混式反应器氧传质模型。分别测定了改性填料和普通填料在清水中连续曝气供氧的溶解氧值与曝气时间的关系。同一曝气流量下,改性填料反应器中清水的DO比普通填料反应器高;增大曝气流量,同一曝气时间反应器中清水的DO升高,直至饱和值Csat,并且前者比后者提前接近饱和值。采用全混式反应器氧传质模型,通过matlabprograms寻优求出连续曝气供氧时两种填料在清水中氧的液相总传递系数kLa。计算结果表明:曝气流量增大,氧传递系数kLa增大,其值约为22h-1～36h-1;在相同曝气流量下,改性填料的kLa均高于普通填料,约提高10%。试验表明改性填料增强了反应器的氧传递能力。

序半连续式反应器应用于生物废水处理中的氧传递模型及参数估值

根据ASM1号模型中的原理和结论,推导出序半连续式反应器生物废水处理中的氧传递数学模型;在试验的基础上,对模型中的参数采用了合适的方法进行参数估值;在研究空气流量与氧的传递速率关系的基础上,得出了空气流量QA与氧传递系数KLa之间的线性关系式;研究了氧在反应器中的质量平衡。

组合式生物反应器氧传递性能

研究了组合式圆盘涡轮 (CDT)生物反应器在非牛顿流体体系中动力学及传氧特性 ,采用空气 羧甲基纤维素钠 (CMC)水溶液体系进行了冷模实验研究 ,拟合出氧传递系数方程。实验结果表明 ,该反应器氧传递性能优于传统的六平叶圆盘涡轮(DT) 。

氧载体强化氧传递促进法夫酵母虾青素的合成

法夫酵母生物合成虾青素是强好氧发酵过程,溶氧水平直接影响细胞虾青素的产率。本文对虾青素的氧载体强化氧传递双液相发酵进行了研究。实验结果表明,添加豆油(作为氧载体)可提高法夫酵母发酵时的溶氧水平,促进虾青素的合成:添加豆油 0.5-5.0%(w/v),虾青素产量随豆油添加量逐步提高,最高时达到2.98mg/L,对照组虾青素产率为2.50mg/L。并证明产量的提高是单位质量细胞的虾青素合成效率提高的结果。摇瓶培养时转速的高低不同,对豆油的最适添加量存在影响。较高摇瓶转速有利于豆油在培养基中分散,从而利于强化氧的传递。

焦炭与新组合型填料塔中餐厅污水的氧传递

分别以焦炭和自行开发的新型组合填料为塔内构件 ,对清水和餐厅污水在填料塔中的氧传递特性进行了分析和实验研究 .纯氧和空气供氧实验结果证实 ,氧传递过程为液膜控制 .通过实验测定了清水和餐厅污水在组合型填料和焦炭填料塔中曝气过程溶解氧的变化规律 ;对相同操作条件下焦炭和组合型填料在清水与餐厅污水中的氧转移系数进行了比较 ;从实验结果回归得到了上述填料塔内清水与餐厅污水中氧转移系数计算关联式 。

离心式搅拌细胞培养反应器的流体循环及氧传递规律

研究了一种具有离心式搅拌器的新型细胞培养反应器的流体循环、混合特性及氧传递规律。采用这种离心式搅拌器，既充分利用了细胞提升式搅拌器的优点，又大幅度地提高了流体循环效率。氧传递速率、通气速率均与转达有关，其中通气速丰的影响最为显著。根据实验数据，建立了反应器中的氧传递和提升筒中流体流动的关联式。

鼓泡填料塔中水与餐厅污水氧传递特征

用不稳定传质模型对鼓泡填料塔中水和污水氧传递进行了理论分析 ,通过定义表面更新速率和含气率导出了鼓泡填料塔中水和污水中氧传递系数与操作条件和填料特征之间的关系式 ,并通过实验确定了关系式中特征参数 .用关系式计算得到的氧传递系数与实测值基本吻合 ,最大偏差为 2 0 % .结果表明 :采用的组合型填料具有优良的氧传递性能 ;