隔壁精馏塔的设计、模拟与优化

针对隔壁精馏塔节能工艺,提供了一套完整的设计优化方法.首先基于Fenske-Underwood-GillilandKirkbride方程建立了完整的简捷设计方法,得到了隔壁精馏塔塔实际理论板数、适宜的进料位置、侧线采出位置及回流比等参数.然后在简捷计算的基础之上,选用Multifrac模型对隔壁塔进行了严格计算模拟,同时利用Aspen Plus进行单因素优化分析得到最优设计参数.最后利用响应面优化法(RSM)中的箱线图设计(BBD)方法对隔壁精馏塔设计参数进行了实验设计,在验证模型有效的基础上运用Design-Expert软件进行数据处理,预测出了最优设计参数,并将预测值进行实验验证,将验证结果与单因素优化结果进行对比,结果表明响应面优化法得到的最优设计参数使隔壁塔的能耗较低、纯度较高.     

基于Box-Behnken实验设计的电渗析脱盐效率影响因素研究

本文利用三因素、三水平的Box-Bohnken实验设计和响应面法(RSM)对影响电渗析脱盐效率的三个主要因素(停留时间(T₀)、初始浓度(C₀)和运行电压(V₀))进行研究,以脱盐效率(Y)为响应函数,建立相应的数学模型,优化操作条件。实验结果表明,本研究所建立的三元二次数学模型的p<0.0001、R₂=0.9974、CV=1.18%,说明该模型具有高度的显著性和精确性,能很好的预测电渗析的脱盐过程;分析帕累托图发现,运行电压(V₀)对模型的响应值(Y)脱盐效率的贡献最大,初始浓度(C₀)和运行电压(V₀)的交互影响对脱盐效率(Y)的贡献最小,全局最大的脱盐效率为Y=99.86%(停留时间T₀=2.0 h、初始浓度C₀=100.1 ppm、运行电压V₀=18.43 v);验证实验的实际值与模型预测值的绝对误差小于1%,说明建立的数学模型很好地预测电渗析脱盐的实际情况,具有较高的准确性。本研究表明,利用三水平、三因素的Box-Bohnken设计及响应面法(RSM)研究影响电渗析脱盐效率的因素,能够优化操作条件,实现电渗析脱盐过程中的脱盐效率的最大化,说明该方法是分析电渗析脱盐效率的有效工具。     

基于响应面法的乘用车消声器声学性能优化

针对某乘用车车内、外消声器中频段(0.5~1.5kHz)降噪能力较差的问题,利用响应面法对消声器在中频段的传递损失进行优化.首先,采用Latin超立方法对插入管长度、穿孔板位置和穿孔率等设计变量进行采样,采用声学有限元法计算各样本点在中频段的传递损失;然后,利用Kriging模型建立中频段传递损失的响应面模型,并验证其计算精度;最后,利用遗传算法对该响应面模型的计算结果进行优化.结果表明,与优化前消声器在中频段的传递损失(27.05dB)相比,优化后消声器在中频段的传递损失(41.38dB)增加了14.33dB,其消声性能得到了明显改善.     

蚕蛹抗氧化肽的制备及其体外抗氧化活性评价

为更客观地评价蚕蛹抗氧化肽的抗氧化能力, 以人工胃肠模拟液对不同蛋白酶酶解物的抗氧化能力进行评价, 优选获得最佳的制备用酶——碱性蛋白酶. 在此基础上,以蚕蛹抗氧化肽总还原能力为指标, 利用响应曲面法(response surface method, RSM)优化碱性蛋白酶制备蚕蛹抗氧化肽的最佳酶解工艺. 结果表明: 碱性蛋白酶的最佳酶解条件为pH=8.30, 加酶量为15.34 μL(1 902 U), 温度为50.47 ℃, 时间为2.45 h; 在此条件下优化预测得到的2 mg 蚕蛹蛋白/mL 酶解液的总还原能力为0.434, 蚕蛹抗氧化肽对·OH 和DPPH· 自由基的半数清除率IC50 分别为4.51 与4.24 mg/mL.     

采用高分辨XRD确定AlxGa1-xN／GaN异质结的应变状态

利用高分辨X射线衍射方法,分析了采用金属有机物汽相沉积生长的AlxGa1-xN／GaN薄膜的晶体结构和应变状态。通过（002）和（105）面的倒易空间映射,分析获得AlxGa1-xN／GaN外延层的应变程度,并且计算了不同A1组分的AlxGa1-xN／GaN在倒易空间图上的弛豫方向;同时利用Vegard原理,推导了在双轴应变下A1组分的计算方程式,得出完全应变情况下A1组分为30％,与卢瑟福背散射实验结果比较符合。     

虎掌刺银耳水溶性总糖提取工艺优化及抗氧化活性研究

对利用热水提取法从虎掌刺银耳中提取总糖的工艺条件进行了研究.在提取过程中,通过单因素法分析了几个主要因素:料液质量比、提取温度及提取时间对提取率的影响.在单因素的基础上,通过响应曲面法对热水提取虎掌刺银耳总糖的工艺条件进行了优化,实验表明,最佳提取工艺条件为:料液质量比为1∶40,提取温度95℃,提取210min,提取率为19.21%.利用超氧阴离子清除实验与羟自由基清除实验研究虎掌刺银耳提取物的体外抗氧化作用,结果显示虎掌刺银耳提取物具有强于维生素C的体外抗氧化作用.     

洗毛用枯草芽孢杆菌产蛋白酶发酵条件优化

 用响应面法(Response Surface Methodology,RSM)对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）液体发酵产蛋白酶的发酵条件进行快速优化。首先运用逐因子试验确定Bacillus subtilis产蛋白酶的最佳碳源和氮源分别为糊精和玉米粉。在此基础上,通过Plackett-Burman设计对影响其产酶相关因素进行评估,并筛选出具有显著效应的3个因素：糊精、玉米粉和酵母膏。在用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用RSM法对以上3个显著因子的最佳水平范围进行研究,通过对二次多项回归方程求解,确定其最优发酵条件为：糊精11.568g/L,玉米粉22.462g/L,酵母膏10.202g/L,NaCl 5g/L。初始pH值为7.0,37℃培养48h。最终优化后的酶活达到3281.79U/mL,比初始酶活2463.95U/mL提高了33.19%,证明RSM法优化洗毛用Bacillus subtilis产蛋白酶发酵工艺是可行的。     

Improvement of xylanase production by Aspergillus niger XY-1 using response surface methodology for optimizing the medium composition

Objective： To study the optimal medium composition for xylanase production by Aspergillus niger XY-1 in solid-state fermentation （SSF）. Methods： Statistical methodology including the Plackett-Burman design （PBD） and the central composite design （CCD） was employed to investigate the individual crucial component of the medium that significantly affected the enzyme yield. Results： Firstly, NaNO3, yeast extract, urea, Na2CO3, MgSO4, peptone and （NH4）2SO4 were screened as the significant factors positively affecting the xylanase production by PBD. Secondly, by valuating the nitrogen sources effect, urea was proved to be the most effective and economic nitrogen source for xylanase production and used for further optimization. Finally, the CCD and response surface methodology （RSM） were applied to determine the optimal concentration of each significant variable, which included urea, Na2CO3 and MgSO4. Subsequently a second-order polynomial was determined by multiple regression analysis. The optimum values of the critical components for maximum xylanase production were obtained as follows： x1 （urea）=0.163 （41.63 g/L）, x2 （Na2CO3）=-1.68 （2.64 g/L）, X3 （MgSO4）= 1.338 （10.68 g/L） and the predicted xylanase value was 14374.6 U/g dry substrate. Using the optimized condition, xylanase production by Aspergillus niger XY-1 after 48 h fermentation reached 14637 U/g dry substrate with wheat bran in the shake flask. Conclusion： By using PBD and CCD, we obtained the optimal composition for xylanase production by Aspergillus niger XY-1 in SSF, and the results of no additional expensive medium and shortened fermentation time for higher xylanase production show the potential for industrial utilization.     

带内锥的切向进口扩散式方形分离器内气相流场的数值模拟

设计了一种带内锥的切向进口扩散式方形分离器,利用了考虑各向异性的雷诺应力湍流模型对分离器内的气相流动情况进行了数值模拟研究,分析了其内部气相流场的轴向、切向和径向速度分布以及压力分布情况,并计算了其压降.数值模拟结果显示分离器内呈典型的双层流动结构,方形截面在其拐角处对气流存在扰动,主要影响其切向速度,压力分布在反射锥开口处存在分界,分离器的压降随进口速度增大而增大.     

响应面法优化金叶银杏落叶总黄酮提取工艺

优化金叶银杏落叶中总黄酮的提取工艺.分别研究单因素液固比、丙酮水比、提取温度、提取时间对总黄酮含量的影响,然后在单因素实验基础之上利用响应面法确定优化金叶银杏落叶中总黄酮的最佳条件.结果显示最优提取工艺为:液固比13.52m L·g~(-1)、丙酮-水比71:29、提取温度54.82℃、提取时间2.97 h.