应超 作品数:9 被引量:32 H指数:3 供职机构: 四川大学化学工程学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家科技支撑计划 湖南省科技厅资助项目 更多>> 相关领域: 化学工程 机械工程 轻工技术与工程 生物学 更多>>
PDMS膜生物反应器中ABE发酵的实验研究 被引量:1 2013年 采用PDMS膜生物反应器和丙酮丁醇梭菌进行了丙酮-丁醇-乙醇(ABE)发酵实验研究。进行了2轮封闭循环连续发酵实验,发酵时间分别为264 h和300 h。2轮实验的发酵-膜分离耦合操作模式有区别:第1轮实验仅在白天(每天8:00~20:00)运行膜渗透汽化同步分离提取ABE产物(间断耦合);第2轮实验则在前192 h发酵阶段全程运行膜同步分离(连续耦合),之后采用和第1轮相同的间断耦合发酵模式。结果表明,第2轮发酵细胞的生长状况和发酵能力好于第1轮;2轮实验发酵液平均浓度分别为1.781 g/L和1.884 g/L;第2轮实验丁醇体积产率、得率系数、丁醇总产量分别比第1轮提高了95.2%、14.2%、121.2%。对发酵动力学行为进行了初步分析。 应超 陈春燕 崔海娣 张俊青 李伟佳 肖泽仪 汤晓玉PDMS膜生物反应器封闭循环连续发酵生产ABE 被引量:9 2013年 采用PDMS膜生物反应器和丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum,CICC8012),通过发酵反应与产物渗透汽化原位分离的耦合,实现了丙酮、丁醇和乙醇混合物(ABE)的连续发酵生产。进行了2轮操作持续时间分别为274 h和300 h的发酵实验,分别为间断耦合和连续耦合的操作方式。以连续耦合发酵为例,细胞平均干重为1.68 g L 1,丁醇产量为61.43 g L 1,葡萄糖消耗率为1.12 g L 1 h 1,丁醇的体积产率为0.205 g L 1 h 1,比产率为0.122 h 1,转化率为0.183 g g 1。第二轮连续封闭循环发酵的平均葡萄糖消耗率和丁醇产率,都几乎是第一轮的2倍。两轮发酵的细胞生长、产物浓度、葡萄糖消耗和丁醇生成曲线都出现至少2个峰值,表明丙酮丁醇梭菌能适应这种长期发酵模式并且出现再生长。结果表明,PDMS膜生物反应器封闭循环连续发酵生产ABE(特别是丁醇)的操作模式具有可行性和优越性。 陈春燕 张俊青 崔海娣 刘光培 李伟佳 应超 肖泽仪关键词:丁醇 渗透汽化 卧螺离心机生产能力的FCPS理论 被引量:5 2014年 针对卧式螺旋卸料沉降离心机∑理论计算生产能力与实际结果偏离较大的问题,提出上浮临界粒度(FCPS)理论,认为离心机转鼓内流体径向流速对沉降分离有显著影响,应用计算流体动力学(CFD)方法和软件FLUENT,分析转鼓内流场,求解出流场轴向速度和径向速度,进一步通过分析颗粒运动来建立生产能力计算模型。初步应用该模型进行了离心机实例计算,显示计算结果与离心机运行结果有较高的吻合度,证明该模型比传统的∑理论更符合实际。FCPS理论有进一步研究价值。 梁毅 孙恒 王东琪 何雨谦 应超 肖泽仪关键词:卧式螺旋卸料沉降离心机 计算流体力学 高密度聚乙烯 发酵-渗透汽化连续耦合合成ABE的动力学 被引量:3 2012年 采用PDMS膜生物反应器和丙酮丁醇梭菌进行了生产ABE的封闭循环连续发酵实验,研究了发酵和渗透汽化分离连续耦合条件下的发酵动力学行为。发酵-分离连续耦合实验运行持续时间长达192 h。运行过程中,细胞质量浓度维持在0.84~4.00 g/L,发酵液中ABE的总质量浓度为5.14~17.54 g/L,葡萄糖质量浓度大约为16.08~35.15 g/L,总体积产率为0.36 g/(L.h)。结果表明,膜生物反应器系统运行稳定,发酵-渗透汽化分离连续耦合生产ABE的操作模式具有可行性和优越性。 张俊青 陈春燕 崔海娣 李伟佳 应超 石尔 肖泽仪关键词:渗透汽化 动力学 丙酮丁醇梭菌 生物工程 大型卧式螺旋卸料沉降离心机转子动力学分析 被引量:2 2014年 利用有限元软件ANSYS对卧式螺旋离心机转子系统进行动力学分析,通过改变外转子的材料密度将内转子和物料的转动惯量等效转换到外转子的思路建立三维模型,进行高质量的网格划分。利用模态分析得到该模型前六阶固有频率以及其所对应的振型进行讨论,并进一步计算在陀螺效应下的临界转速。此分析方法可为同类离心机转子系统刚度分析提供参考。 应超 孙恒 王东琪 梁毅 何飘 樊俊 肖泽仪关键词:卧式离心机 转子系统 临界转速 有限元分析 传统法和有限元法复杂转鼓强度分析及比较 2014年 虹吸式离心机转鼓是结构最复杂的离心机转鼓之一,随着离心机越来越大型化,大型复杂转鼓的强度设计要求越来越高。对某大型虹吸式离心机复杂转鼓组件进行强度分析。首先采用传统方法进行应力和变形分析,并利用MATLAB编程进行电算;然后通过有限元法三维实体建模,模拟出转鼓的复杂局部结构和边界条件,采用ANASYS软件对其应力和变形分布进行分析计算。结合两种方法的计算结果,对转鼓强度设计的合理性进行了较全面和深入地评估。同时,两种方法的计算结果的对比,也能在某种程度上保证分析方法的可靠性。这也为其它离心机转鼓强度设计提供了参考。 樊俊 应超 何飘 邓情 汤晓玉 肖泽仪关键词:虹吸离心机 应力分析 有限元法 基于分离效率的卧螺离心机CFD分析 被引量:11 2014年 从分离效率的角度对卧式螺旋卸料离心机转鼓内的流场进行数值分析。通过剖析推料螺旋与转鼓溢流堰的结构特点可知,转鼓内流体在轴向为薄层流动,在径向由于涡流产生向内流动导致颗粒上浮,这两者对离心机分离效率有决定性的影响。结合CFD数值分析和颗粒的Stokes沉降运动关系,提出将薄层流动与上浮临界粒度应用于离心机分离能力计算的理论和方法。文章通过定义沉降粒度和上浮临界粒度,进一步把分离能力计算与分离效率相关联,使该方法更接近离心机分离工艺的实际情况。通过对工业中典型离心机进行实例计算,证明了该方法的可行性和准确性。 何飘 梁毅 应超 樊俊 肖泽仪关键词:计算流体动力学 PDMS膜在ABE连续发酵中的渗透汽化性能研究 被引量:1 2012年 构建了膜生物反应器封闭循环ABE连续发酵系统,研究了系统中PDMS膜的渗透汽化性能。实验共进行2轮,第一轮进行274 h,采用发酵-渗透汽化间歇耦合的方式;第二轮进行312 h,前196 h采用发酵-渗透汽化连续耦合,之后实行间歇耦合。间歇耦合操作模式下,2轮的丁醇分离因子分别为11.00和12.94,总通量分别为711.07和579.98 g/(m2.h);连续耦合操作模式下,第二轮丁醇分离因子为5.54,总通量为555.80 g/(m2.h)。实验中膜性能稳定,分离性能良好,未出现膜堵塞和膜破损现象。 崔海娣 陈春燕 张俊青 李伟佳 应超 肖泽仪 石尔关键词:膜生物反应器 渗透汽化 PDMS膜 丙酮丁醇梭菌发酵条件优化研究 被引量:2 2013年 以P2培养基为基础组分,分别通过改变初始葡萄糖浓度、初始酵母膏浓度以及初始pH值,研究这3个单因素对丁醇发酵的影响,确定了培养基的较佳条件:初始葡萄糖浓度60g/L、初始酵母膏浓度3g/L、初始pH值6.8。此外,采取接种量5%、发酵温度37℃、发酵时间72h,可使总溶剂浓度(丁醇、丙酮、乙醇)达到13.52g/L,其中丁醇、丙酮、乙醇浓度分别为8.83g/L、3.90g/L和0.79g/L,丁醇比例为65.31%。糖丁醇转化率为21.1%(平均值),糖总溶剂转化率为31.3%(平均值)。 李伟佳 陈春燕 崔海娣 张俊青 应超 肖泽仪 汤晓玉关键词:丙酮丁醇梭菌 发酵 转化率