新型微喷装置的研究

目前发酵行业气升式反应器常用喷嘴为单孔圆管喷嘴，它产生的气泡不易细化，而如果简单缩小其孔径又会提高发酵系统的功率消耗（功耗）为此，设计了一种新型微喷装置，以改进发酵设备的性能文章介绍了微喷装置的结构特点，从理论上分析了微喷装置对气体环流反应器发酵性能的影响，着重讨论了该装置对传氧的影响在实验室中进行了相关试验，实验过程采用了当前发酵行业较实用而简单易行的实验方法，并佐之以一些高科技产品在有机玻璃罐内对两种喷嘴（单孔圆管喷嘴和微喷装置）的目测发现，在同等情况下，微喷装置通气后产生的气含率要高于单孔喷嘴，而在实验室的溶氧测试实验过程中，通过采用溶氧仪和Ｎａ２ＳＯ３滴定相结合的方法得到的实验结果证明微喷装置比单孔喷嘴的溶氧效果好，现场拍摄的两种喷嘴形成的气泡大小也可以说明这一点此外，由于微喷装置设计有一层特殊结构层，可以相应弥补喷嘴的堵塞问题，从而验证了微喷装置应用于气体环流反应器的可行性     

溶氧控制对黄色短杆菌YILW合成L-异亮氨酸的影响

对黄色短杆菌YILW合成L-异亮氨酸的发酵溶氧条件进行了探索,构建了该菌合成上L-异亮氨酸的代谢网络和代谢流平衡模型.在30 L发酵罐中考察了不同溶氧浓度下L-异亮氨酸发酵过程.研究结果表明:高溶氧浓度有利于菌体生长,15%溶氧浓度下产酸速率高且维持的时间长,有利于L-异亮氨酸的积累.为此提出了分段控氧模式:在菌体生长...     

自吸式发酵罐流型与溶氧的研究

本文对自吸式试验发酵罐的流型与溶氧速率进行了观察与分析,观察到液层高度与导筒对流型和吸风量的影响.液层高度过高或过低均将减少溶氧速度,在发酵罐中安装导筒将减少液体旋流作用,对溶氧也产生不利影响.自吸式发酵罐的溶氧速率比鼓泡式大4.67倍,其主要原因是由于气泡直径减少,传质系数K_L的增大是较次要的因素.     

搅拌对多黏类芽孢杆菌发酵氧传递过程的影响及CFD模拟

以羧甲基纤维素钠水溶液(CMC)为液相,空气为气相,研究了不同桨型组合、体系黏度、气量、桨间距、气体分布器等对搅拌过程中氧传递的影响。结果表明:在CMC体系中,下层用径向流的涡轮斜叶桨、上层用轴向流的翼型桨有利于氧传递。当单位体积功率P/V≥1.5 kW/m3时,涡轮斜叶翼型组合桨(SRT-HI)比传统的双层透平组合桨(RT-RT)的传质系数提高约10%,且高径比越大,SRT-HI优势越明显。进一步用CFX11.0进行模拟,得到了不同桨型组合下气液两相的速率、气体和氧传质系数的分布等。并在50 L发酵罐中分别采用SRT-HI与RT-RT研究了搅拌对多黏类芽孢杆菌HY96-2发酵溶氧影响的热模实验,结果表明,在P/V=1.6 kW/m3条件下采用SRT-HI发酵,过程中体系的溶氧情况明显好于采用RT-RT时的溶氧情况。     

气泡羽流的数值模拟

提出了一个预报圆形气泡羽流特性的k－ε－E湍流模型。对静止环境中的圆形气泡羽流流场进行数值模拟,得出了气泡羽流的流速场和浓度场。预报结果表明,气泡羽流的流速及气泡浓度在横断面上的分布为高斯型曲线分布,模拟结果与实测资料对比两者吻合较好。     

基于CFD-PBM的50 L岩藻多糖发酵罐两相流模拟

近年来发酵工业发展迅速,微生物发酵成为了获取目的资源的一种高效节能途径.在50L充气发酵罐内,选择生产岩藻多糖的阴沟肠杆菌发酵过程中第12,36,60 h的发酵液为研究目标,通过流变仪测量发酵液流动特性,使用CFD-PBM(Computational Fluid Dynamics-Population Balance Model)耦合模型对三层搅拌罐中的气液两相流动和气泡破碎聚并进行了数值模拟,并以功率消耗和混合指数定量评价混合效果.结果表明:3个阶段的发酵液流变曲线均满足幂律流动特征;在搅拌过程中,发酵罐内形成了3个流动循环,气泡尺寸范围处于1～25.19 mm之间;发酵液黏度的上升使功率消耗和气含率增加,同时使发酵罐混合效果变差. CFD-PBM耦合的模型对于中型搅拌罐中的气液分散状况具有很好的模拟效果,能为生物搅拌罐的实时监测与控制提供参考和指导.     

螺旋霉素的生物合成——Ⅲ.溶氧对螺旋霉素发酵的影响

本文考查了螺旋霉素发酵过程中溶氧的变化规律,不同溶氧水平对螺旋霉素发酵的影响,各种前体、混合碳源、氮源等对溶氧变化和发酵单位的影响。试验结果表明:在使用混合碳源下,溶氧在发酵过程中一般会出现3次低谷;溶氧水平在发酵前期一般维持在10～40%,后期维持在40～70%空气饱和度的水平,溶氧过高或过低均不利于螺旋霉素的生物合成;前体中乙酸钠有提高发酵单位的作用。比较不同比例的混合碳源发现,淀粉∶葡萄糖=5.5～6.5∶1时发酵中后期的呼吸仍较强,其溶氧水平在50～60%,混合碳源中含乳糖或蔗糖时发酵中、后期呼吸减弱,溶氧水平在75%以上。比较不同菌种的生产能力时也发现,中、后期呼吸减弱的,发酵单位低。发酵培养基中加适量油,可降低糖耗1/3,提高发酵单位42%。     

基于体积溶氧系数的柠檬酸清液发酵工艺优化

为实现柠檬酸发酵过程的节能减排、清洁化生产、清液发酵替代传统的带渣发酵工艺,以柠檬酸带渣发酵过程的体积溶氧系数(KLa)为基础,对清液发酵的工艺参数进行优化.通过实验发现:在相同的发酵参数下,清液发酵的KLa水平高于带渣发酵.优化后的清液发酵工艺表明:转速为800 r/min,通气量下降12.5％达到0.126m3/h时,柠檬酸发酵终质量浓度为135g/L,转化率达到80％,比原有清液工艺提高了4％,比带渣发酵工艺提高了1.4％.     

氧载体强化传氧的研究Ⅰ

以液态烷烃为油相对双液相发酵系统进行了研究，通过对体积溶氧系数Ｋ_Ｌａ及油相与水相理化性质的测定，对油相的加入提高发酵能力作了初步解释，并通过青霉素发酵，初步确定了油相体积分数为０．０２Ｌ／Ｌ时可提高青霉素生产能力。     

非均相流模型在气液两相流动计算中的应用及评价

为评价非均相流模型在气液两相流动计算中的应用,分别采用均相与非均相多相流模型,对方腔通气和平板通气模型的气液两相流动进行了数值计算,并与实验结果进行了对比. 结果表明:相比均相流模型,非均相流模型能较准确计算气相的受力,预测气相的非定常流动过程,所得结果能较精确捕捉方腔中气泡束的周期性摆动和平板上方气泡的周期性断裂、上漂现象;非均相流模型能较好地预测速度场分布,同时能更好地预测压力场的非定常性变化.      

颗粒流动特性的研究与分析

大量离散物质的流动行为可以借用颗粒物质的流动行为来描述,这给研究多粒子复杂体系提供了一个实验研究手段.本文介绍两个典型的颗粒流实验,分析各种因素对该体系的影响,并给出自己的看法.     

利用节流装置噪音测量两相流流量的理论模型

两相流流过节流装置时产生的差压测量噪音是人们熟知的现象。这一噪音是由于相浓度在空间的随机分布所引起的。当流动遇有阻挡体（例如孔板）造成扰动时，噪音的临度将进一步增强。假设分散相浓度分布的方差正比于其平均相浓度，在不考虑阻挡体扰动的条件下，应用两相流分离流理论模型论证了节流装置差压方根噪音的方差近似正比于分散相流量。进而推导出利用噪音测量两相流流量的理论模型。这一论证预示了可以根据简单的理论模型用单一节流装置实现两相流流量的测量。     

节点环流网络中的最大流算法

为了求出节点有容量并有存储功能的网络中的最大流,提出使用改进的带有节点环流的网络模型。在改进的网络模型中,网络节点改由新的结构代替,即节点分为入点和出点,增加中转弧和节点环。提出了进出节点的配平算法,使用了改进的流量守恒约束,通过虚拟源、虚拟汇进行配平,使用最大流算法求出由节点环流调节过的最大流。在配平算法中,遇到入流容量小于出流容量,要判断节点环流量的大小;遇到入流容量大于出流容量,要判断节点环流的残容量大小。算法应用于流的分配或流的汇聚。     

电子商务的内涵及流程研究

对电子商务的内涵和走向应进行新的解析和研究。在强调电子商务的流组中，不仅应关注物流、资金流、商流和信息流的整合，同时更应把企业的业务流融入电子商务的解决方案中。业务流是电子商务的第五流，它是现代电子商务最主要的特征。     

不可压缩流体的有压槽道紊流

本文应用管流与有压槽道流的力学相似性,从理论上推导出不可压缩流体有压槽道紊流的以下3个关系式;(1)紊流时均速度的对数分布模型与断面平均流速的关系.(2)紊流光滑壁层流边层的厚度与速度计算公式.(3)阻力系数公式.以上结果已与 Dean 的工作进行了比较,在已知的实验范围内优于 Dean 本人提出的经验公式.     

物质流、能量流与信息流协同的探讨及应用

根据反映生产设备与环节特性的数学模型及能量与生产管理信息系统，对物质流、能量流与信息流的协同进行了探讨，并针对一个一般的工业企业建立了其数学模型。通过实际系统与仿真系统结合形成闭环的信息结构，在每个时间周期根据该时刻的信息流（已知的与预测的）对物质流、能量流进行最优协调，该方法能有助于企业合理使用能量与最优安排生产。     

基于业务流程的装备保障信息流模型研究

通过对装备保障信息流与业务流程关系的分析,以现行装备保障体制为背景,提出了装备保障信息流模型的概念,分析了装备保障信息流模型相对于实体业务流程的特点,然后围绕装备保障关键业务流程从流程的观点建立了装备保障信息流基础模型,最后围绕装备保障决策指挥过程从决策支持的角度对模型进行了优化重构。     

钢铁企业物质流与能量流及其相互关系

把大型钢铁企业的生产系统分解为相互关联的物质流动和能量流动过程两部分.针对其中的物质流动过程,构造从天然铁矿石(或废钢)到钢铁产品生产过程的物质流图,并建立含铁物料流动过程的铁流模型;针对能量流动过程,构造从一次能源到二次能源产品的生产、转换和使用直至废气排放的能量流图,并建立钢铁企业能量流模型;考虑物质流和能量流的相互关联和制约,建立两者的耦合模型.基于模型,讨论了钢铁生产过程中物质流变化、能量流变化及其相互作用对企业能耗及资源效率、能源效率的影响,指出了提高资源效率、能源效率的努力方向.     

绘制涡轮流量计与旋涡流量计的流量系数图表的一种方法

涡轮流量计与旋涡流量计的流量系数随被测流体的物理性质变化而变化。基于这个原因,在流量计投入使用之前,应测取实际的流量系数。本文根据相似理论推导出涡轮流量计与旋涡流量计的流量系数表达式,其结论是:流量系数仅是雷诺数的函数。据此可绘制出流量系数图(表)。如果此结论被采用,使用流量计时,就不必测量实际的流量系数,而是直接从流量系数图上查出流量系数。这样,可保证有较好的测量精确度。     

相向流对室内人行道影响的模拟与量化研究

对公共场所中的室内人行道来说,人流的相向运动是常见的一种现象.不合理的设计会引起通道的经常性阻塞甚至在疏散中导致踩踏事故.如何确定人行道的最大人流量是设计中的关键问题.采用计算机模拟软件对不同人流比率下行走速度和人流量之间的关系进行了研究.通过模拟得出了不同人流比率下的最大人流量、低密度状态下的自由行走速度以及最大人流量下的行走速度.根据模拟结果,对人流比率与人流量之间的函数关系进行标准化.这种标准化函数关系可以用于对各种状态下(从自由流到阻塞流)的道路状况进行评估.研究发现:相向流比率对最大人流量和最大人流量下的行走速度都有影响,而对自由行走速度影响不大.研究结果可用于人行道的设计和规划及疏散性能评估.