超声强化亚临界CO_2萃取的动力学模型及机理

为了研究超声强化亚临界CO2萃取的机理,说明超声对亚临界CO2萃取的传质强化效果,借助萃取动力学模型对实验数据进行了拟合,并通过超声空化阈值的理论计算,得到亚临界CO2的空化阈值随温度和压力的变化,同时结合超声空化的验证实验,探讨了超声在亚临界CO2中的空化情况.结果表明:动力学方程能够较好地拟合萃取实验结果,模型方程中有无超声的E∞和k值的差异也证实了超声对亚临界CO2萃取有明显的传质强化效果;相对较高的温度和较低的压力更有利于超声空化效应的产生;亚临界CO2在理论计算不可能出现超声空化的条件下同样存在空化效应,此现象尚无合理的解释;超声强化亚临界CO2萃取的机理包括空化效应和强化传质.     

超声强化纳米KF/γ-Al_2O_3催化酯交换制备生物柴油

在超声波条件下,对纳米KF/γ-Al2O3催化大豆油与甲醇酯交换反应中影响甲酯含量的诸因素进行考察,并采用XRD、TEM、BET比表面积分析以及Hammett指示剂法等手段对使用前后纳米KF/γ-Al2O3催化剂进行表征。研究结果表明:超声功率密度对酯交换反应有明显的影响;在最优条件下:超声功率密度为53.3W/L,醇油物质的量比为6:1,催化剂用量为3%,在45℃时反应35min,酯交换反应甲酯含量最高达98.70%;与机械搅拌相比,酯交换反应时间由2h缩短为35min,催化剂和甲醇用量减少,反应条件更温和;超声作用对催化剂KF/γ-Al2O3的表面负载和结构没有显著影响,但催化剂比表面积下降明显,由60.34m2/g下降到37.26m2/g。     

影响USFE萃取海藻EPA和DHA的因素分析

研究了萃取温度、压力、时间、CO2流量和超声参数对超声强化超临界流体萃取海藻EPA和DHA的影响，发现与超临界流体萃取相比，超声强化超临界流体萃取过程使CO2流量减小，萃取温度及压力降低，萃取时间缩短，而EPA和DHA的萃取率提高，在单因素实验的基础上进行了正交实验，结果表明，超声强化超临界流体萃取EPA和DHA的最佳工艺条件为：萃取温度35℃，压力25MPa，时间3．0h，CO2流量3L／h。     

超临界CO2流体中空化泡共振频率的分析

为了探索超声强化超临界CO2流体中空化泡的共振频率特性,根据Rayleigh-Plesset方程推导出了空化泡共振频率随空化泡初始半径、流体压力和温度的变化规律.结果表明:超临界CO2流体中空化泡的共振频率随空化泡的初始半径增大而减小;随流体压力的增大先减小后增大,在流体压力约为18 MPa时达到最低值;并随流体温度的升高而增大.在相同的初始半径下,超临界CO2流体中空化泡的自然共振频率高于其在水中的自然共振频率.超声波频率与空化泡的自然共振频率相近时,空化泡在一个声周期内崩溃所需的声压最低.     

超声强化超临界CO2萃取复方丁香肉桂挥发油的研究

采用正交实验确定了超声强化超临界CO2萃取（USCE）复方丁香肉桂挥发油的最优工艺参数,借助由微分质量衡算和Fick第一定律推导出的模型,建立了其萃取的具体动力学模型方程,并通过分析有和无超声强化的具体动力学模型方程研究了超声对超临界CO2萃取（SCE）的强化效果及运用GC-MS分析和GC定量分析对比了复方丁香肉桂合提分提的情况.结果表明:最优工艺参数为:萃取压力25 MPa,萃取时间4.0 h,CO2流量3.0 L•h-1,超声功率密度60 W•L-1,此时挥发油得率为11.60%; E=13.39×(1-e-0.4706×t)和E=13.10×(1-e-0.3921×t)分别为超声强化超临界CO2萃取和超临界CO2萃取复方丁香肉桂挥发油的具体动力学模型方程;超声能够对超临界CO2萃取起到强化作用;合提时挥发油得率高于分提时的得率,萃取了的丁香酚与以肉桂醛为代表的单味药肉桂综合作用的结果是使其自身在超临界CO2流体的溶解度增强,同理,对肉桂醛也一样,这是复方实际值大于单方加和值的一个最主要原因;同时,合提时丁香和肉桂的某些成分之间发生了相互作用,导致更多的复方丁香肉桂中其它成分向超临界CO2流体中传递,例如: 2,4,6-Trimethoxyacetophenone和α-Cadinol等这些都是在分提时没有发现的,这是复方实际值大于单方加和值的一个次要原因.所有这些都可以使复方实际值大于单方加和值.合提时β-石竹烯和乙酰丁香酚的质量含量是降低的,但从全局看不占主导作用.复方实际值大于单方加和值是上述原因综合作用的结果.     

声波法强化溶液成核作用的研究

本文探索了溶液在较低过饱和度下,利用声波法产生符合工业生产要求的晶核的可能性。试验以蔗糖溶液为主要研究对象。文章重点论述了声波成核作用的机理,简单介绍了试验设备,列出了较多的实验数据,对试验结果和今后发展前景作了讨论。     

超声作用下碳酸钙晶体的形态变化

为了解超声场对碳酸钙晶体形态的影响,揭示其作用机制,采用自行设计的超声设备(40 kHz,0.88W/cm2)来处理不同过饱和度的碳酸钙溶液,并比较有、无超声作用的碳酸钙晶体的形态和大小.研究结果表明:超声空化效应所产生的微观热量不仅能促进过饱和溶液中碳酸钙晶核的形成,迅速降低溶液的过饱和度,还能改变碳酸钙晶体的形态;经超声处理的碳酸钙过饱和溶液中形成了大量微小的碳酸钙晶体,其中绝大部分为文石,少量为细小方解石,它们长时间悬浮在溶液中;超声的机械效应对碳酸钙晶体形态的影响甚微.     

双频超声强化对三七总皂苷提取的影响

采用双频超声（40kHz／25kHz）技术对三七总皂苷提取进行强化，选择乙醇质量分数、料液比、超声作用时间及提取温度因素进行正交试验，得出影响总三七总皂苷提取率的大小次序先后为：乙醇质量分数〉超声作用时间〉料液比〉提取温度，优选出双频超声提取最佳工艺条件：质量分数为80％的乙醇，超声作用时间为30min，料液比为1：20，提取温度为40℃．在这个最佳条件下试验，三七总皂苷提取率为82．41％．采用碘化钾溶液中碘的释放量来研究超声空化事件。结果表明：在相同的超声电功率下，双频超声释放碘的量远大于单频25kHz超声和单频40kHz超声释放的碘。     

换热设备的超声防垢机理

通过探讨成垢晶体的结晶动力学过程和超声波对形成的CaCO3晶体形状和大小的影响，揭示了超声波防除积垢的机理．研究表明，超声处理可以缩短溶液中晶体的成核诱导期，提高晶核的生成速度，在溶液中迅速生成大量的微晶悬浮于溶液主体，晶粒长大速度减慢，成垢晶体不易沉积在管壁上。从而减少了积垢的形成．同时，超声的空化与机械作用增大了积垢在溶液中的溶解度，破坏了已形成的积垢。使其松软脱落．超声波还能改变生成的CaCO3晶体的形状及大小，改变形成的积垢的堆积形状，从而起到防垢的目的．工厂试验也表明。超声波防除积垢装置不但可以防止积垢的形成，而且可以有效地除去已形成的积垢，提高了蒸发系统的传热系数与蒸发强度，平均防垢率迭76．4％．     

超声强化纳米固体碱催化大豆油酯交换制备生物柴油的动力学

以大豆油为原料,以纳米KF/γ-Al2O3为催化剂催化酯交换反应制备生物柴油;考察超声和机械搅拌对酯交换反应的影响,并在酯交换反应机理的基础上探讨超声强化纳米KF/γ-Al2O3催化酯交换反应动力学.研究结果表明:机械搅拌下纳米KF/γ-Al2O3催化大豆油酯交换反应在反应初始阶段是拟二级反应,而后为一级反应,后期转为零级反应,反应初期的反应活化能Ea为21.03 kJ/mol,指前因子K0为846.49 L/(mol·min):超声强化纳米KF/γ-Al2O3催化酯交换反应动力学过程与常规法的动力学过程基本一致,反应初始阶段为拟二级反应,而后转为一级和零级,反应初期的K0为76.33 L/(mol·min),活化能Ea为12.99kJ/mol,该活化能比机械搅拌下酯交换反应的略低,表明在超声作用下,酯交换反应更容易进行;超声强化酯交换反应速率常数比常规方法的高,从而反应能够短时间内达到平衡.