发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统 至于装液量的问题，应该从以下几个方面考虑： 1、保持在你所需要的转速培养情况下（尤其是在后期，菌丝很多时，转速很高时），不能让发酵液把你的塞子湿掉，容易造成染菌。 2、装液量的体积在消毒过程中，不能因为沸腾把塞子湿掉，或者跑出三角瓶，装液量太多会出现这样的情况。很容易染菌。 3、根据你的菌种的情况和发酵液的粘度，需要的混匀程度等等方面也要考虑。 4、建议你做一个梯度试验（40－50－60－70－80等）就可以找到你所需要的装液量。 关于剩余空气的排除在灭菌完毕后（100度左右），立刻用盖子或者其他的用品把你的培养摇瓶盖好，有时候这么点空气根本对兼性厌氧发酵没有什么影响，如果你的菌种要求很严的话，最好用干冰加入已经灭菌的空摇瓶后，立刻用其他的样品培养基分装即可。当然也可以用氮气。最好是二氧化碳。 你可以再查查看是否有其他的方法，我说的也不完全。！！
银粉漆 银粉磁漆厂家执行标准：【技术要求Q/ZLNQ009-2003-】，特点：防腐、防锈、耐水、耐温、反光、干燥快、附着力强。银粉漆(分为底漆面漆)的用途：适用于采暖设备、车辆、油罐、铁塔、金属管道、金属表面的防腐、及种类物件的银色装饰。（注意我们平时说的树脂是俗称光油或清漆）贵州银粉漆光泽：有光；理论用量：97 g / m2 （以25微米干膜计，不含损耗）涂装方法：喷涂、刷涂、辊涂；涂装间隔：25℃，最短24h 最长不限。（温馨提示：如何去除银粉漆方法一：可以用酚醛稀料或汽油沾在软布上轻轻地擦银粉，多擦几遍就行。方法二：如果银粉漆已经干了，就要用香蕉水或者氯仿（一种化学试剂）来清除。） 银粉漆的常见种类说明： @1、（冠- 牌）醇酸银粉漆100℃以下即常用暖气片、暖气 管道涂装的银色面漆，也叫做醇酸银浆漆，银浆磁漆。该漆是 一种单组份油漆，干燥较慢。 @2、丙烯酸聚氨酯银粉漆200℃以下双组份银色面漆，具有优 良的耐候、防腐、耐磨等特性，表面效果也比醇酸银浆漆好很 多。既可以作为防腐、重防腐的面漆使用，又可以作为高档工 业品银色装饰效果面漆使用，亦可作为汽车修补漆使用。 @3、氟碳银粉漆300℃双组份银色面漆，具有超长的耐候性，以及优良的防腐、耐酸碱、耐盐雾特性，具有氟碳漆特有的自 清洁特性。可作为海边、重要钢结构设施、城市地标建筑物外
墙、钢结构的表面装饰及防腐漆。 @4、有机硅耐高温银粉漆200℃-600℃单组份油漆，分为底漆和面漆，在200℃以上环境中使用，适用于经过表面处理。 认识银粉漆银粉也就是铝粉，把它作为一种特殊颜料加入到油漆里，就得到了银粉漆。有时候我们提到的金属漆指的也就是银粉漆。由于其特殊的闪光效果，它在汽车漆家族中的地位越来越重要，占的比例越来越大。银粉漆的变幻效果明暗变化效果（为何看上去正侧面不一样呢？）光线在银粉漆中的传播，其特效是靠铝粒子与透明颜料的配合而达到的。银粉是片状的，象许多小镜子一样平躺着反射外来的光线，从直角看去，反射效果最大，色调显得闪亮，从侧面看去，光线反射量会降低，使得色调看起来较暗。变幻效果也与铝粉的颗粒大小有关，相对而言，铝粒子越大，反射的光线越多，从正面（直角）看，色调明亮闪耀，而从侧面看时，就显得深暗。铝粒子越小，变幻效果就越不显著，色调大多显得灰暗。彩色变幻效果其色调主要是靠透明颜料来达成的，不透明的颜料会阻碍铝粒子反射光线。把一定色相的透明颜料加入到配方中，就会显示出该色的彩色变幻效果。如香槟色的银粉，从正面看去显得金黄色，而从侧面看时则显得较黄较红。银粉的排列影响变幻效果影响银粉排列的因素有涂料自身的原因，也与施工的有数有关。银粉漆的用途适用于采暖设备，车辆，油罐，铁塔，金属管道，金属表面的防腐，及种类物件的银色装饰。产品特点本品具有防腐，防锈，耐水，耐温，反光，干燥快，附着力强等特点。使用方法本漆可直接用于物件的表面涂刷或喷涂。如
电解铝工艺流程 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
电解铝工艺 电解铝 - 简介 电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。 电解铝 - 工艺流程 电解铝生产过程 铝电解工艺流程：现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al 3O2。阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al3 3eˉ=Al。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。其生产工艺流程如下图： 氧化铝氟化盐碳阳极直流电 ↓↓↓↓ ↓
排出阳极气体------ 电解槽 ↑↓↓ 废气←气体净化铝液 ↓↓ 回收氟化物净化澄清 ↓↓↓ 返回电解槽 浇注轧制或铸造 ↓↓ 铝锭线坯或型材 电解铝 - 产业特点 电解铝 世界上所有的铝都是用电解法生产出来的。铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法，即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成多相电解质体系。其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。电解铝工
永久阴极法铜电解生产工艺优化 自1978年不锈钢阴极板应用于铜精炼，铜电解工业实现了跨越式发展。永久阴极法采用了更平直的不锈钢阴极，经过几十年工艺不断的改进，其经济技术指标明显优于传统的始极片法电解，所以被大部分新建铜电解项目所采用。在生产实践中各厂家均在持续优化铜精炼工艺，提升技术经济指标，降低生产成本。 1大冶有色30万t铜电解系统简介 大冶有色是国有控股的大型铜冶炼企业，于2012年10月竣工投产的30万t铜加工清洁生产示范项目，采用不锈钢永久阴极法电解。电解系统2014年6月达产达标后，于2015年8月在英国金属交易所阴极铜注册成功。电解分为东西区两个独立的系统，每个系统拥有电解槽512个，配置硫酸铜、电积和硫酸镍系统，电解流程图见图1。火法系统浇铸的阳极板经阳极机组整形铣耳后，用专用行车装槽。阴极到周期后，整槽起吊运至阴极剥片机组进行剥离作业，不锈钢阴极板返回电解槽，进人下一个周期。剥离的阴极铜堆码打包，残极经过残极机组洗涤后返回火法系统。换装作业人工用电解液冲洗电解槽底部阳极泥，用泥沙泵转人浓密机，再从底部输送到板框压滤机进行压滤，滤后液返回电解循环系统。抽取四分之一的循环电解液进行精密
过滤。每天外输一定体积的电解液通过硫酸铜、电积和硫酸镍系统进行净化。电解系统工艺参数如表 2、生产中出现的主要问题 在电解过程中，阳极板中的脱模剂和石英砂沉人电解槽底部，然后被冲人地坑，因其比重较大，经常将地坑的搅拌桨淹没，影响正常生产，需要定期进行人工清坑作业。为达到阳极泥含水要求，滤饼要经过大约一个半小时的吹风。造成酸雾弥漫厂房，现场环境恶劣，经常发生阳极泥含水超标，2014年平均含水高达28. 5%。当同区两组(32槽/组)同时洗槽作业，两台板框压缩机无法满足生产需求，现场无新设板框压滤机空间。未及时更换破损的过滤布，会发生“跑黑”现象，
生物工程下游技术实验模块实验一：基因工程菌的大规模培养及高密度发酵技术 创建人：时间：2013-04-17 【点击数： 482】 实验一：基因工程菌的大规模培养及高密度发酵技术 1．实验目的 （1）掌握工程菌大规模培养及高密度发酵技术的原理。 （2）学习工程菌高密度发酵的技术方法。 2．实验原理 重组大肠杆菌的高密度培养是增加重组蛋白产率的最有效的方法，高密度发酵在增加菌密度的同时提高蛋白的表达量，从而有利于简化下游的纯化操作。重组大肠杆菌高密度培养受表达系统、培养基、培养方式、发酵条件控制等多种因素的影响，在实际操作中需要对各种因素进行优化，建立最佳的发酵工艺。发酵工艺优化的研究可通过每次改变一个因素或同时改变几个参数来进行，然后运用统计学分析寻找它们之间的相互作用。 工程菌提高分裂速度的基本条件是必须满足其生长所需的营养物质，因此，培养基成分和浓度的选择就成为首要解决的问题，在成分选择上，要尽量选取容易被工程菌利用的营养物质，例如，普通培养基中一般是以葡萄糖为碳源，而葡萄糖需经过氧化和磷酸化作用，生成1，3-二磷酸甘油醛，才能被微生物利用，即用甘油作为培养基的碳源可缩短工程菌的利用时间，增加分裂增殖的速度。目前，普遍采用6g/L的甘油作为高密度发酵培养基的碳源。另外，高密度发酵培养基中各组分的浓度也要比普通培养基高2～3倍，才能满足高密度发酵中工程菌对营养物质的需求。当然，培养基浓度也不可过高，因为过高会使渗透压增高，反而不利于工程菌的生长。 补料的流加方式直接影响着发酵的效果。分批补料培养的特点是，在培养过程中不断补充培养基，使菌体在较长时间里保持稳定的生长速率，从而达到高密度生长。但是在补料流加过程中既不能加入得过快，也不能加入得过慢。过慢则无法满足逐渐增加的菌体生长需要，同时也使培养过程中产生的抑制性副产物大量积累；而过快则使携带目的蛋白的质粒没有充裕的时间复制，降低目的蛋白的表达量；而且快速的细菌生长还易引发质粒的不稳定性。 高密度发酵是工程菌剧烈生长繁殖的过程，这期间对氧气的需求量也大大提高，这就需要及时调整通风量和搅拌速度，一般的高密度发酵通风速度达18L/min（20L发酵罐），搅拌速度达500r/min以上，需保持60%以上的溶氧饱和度。此外，还需要考虑通风速度和搅
电解工艺控制经验总结 一、现场第一，曲线与报表第二，事先预防 1.关注现场，深入现场了解的实际与真实情况：第一就多与员工交流讨论问题，员工每时每刻都在现场，对现场的问题是最了解最清楚的，让员工把现场实际操作中碰到的现象与变化及时反馈，使自己能找到真正问题，并有效解决；第二就是自己每天现场检查时间不少于3小时，每台槽子每天巡视二次，早上上班前从烟道端看一遍槽子，对火眼，角部极保温料，角部极阳极上调情况，打击头火苗情况及氧化情况进行记录；测量两水平的时候对电解质粘度，打击头火苗情况，角部极保温料，角部极异常，打击头粘包，氧化铝下料情况进行记录，初步判断电解槽的运行情况，如槽子热或凉，过热度大或小等。主要看电解槽的火苗、电解质颜色和沸腾等情况。火苗呈淡蓝色，强劲有力，电解质颜色红、黄适中，沸腾均匀，属正常槽；火苗呈蓝紫色，结壳厚，表面一片死沉，电解质颜色发红，形成黑色碳渣结壳封闭表面，属于冷槽的表现；火苗发黄而无力，且到处冒火，电解质颜色发亮，沸腾呈现出翻滚状态，在相对平静的电解质表面飘浮细粉碳末，不结壳等，属于热槽表现。
2.事先预防：现场的槽况变化一般要1到3天才会在曲线与报表一上体现，所以等到在曲线与报表出现异常时，已经对生产影响了，处理起来也困难些，损失了大些，如果我们能从现场细微的变化来判断槽子趋势，做到事先预防，这样调整起的也容易达到效果，损失也会小，所以真正的高手是预防异常的出现，而不是处理异常异常，分析方式应该是根据现场的变化情况结合曲线报表进行分析，而不是根据曲线报表上的异常再去现场找原因，真正做的预防控制。 二、勤于统计分析，建立台账，以数据说话 1.对报表的统计分析，通过长期的数据统计分析，主要根据效率、电耗、下料量、电压摆、效应综合分析，制定单槽最佳工艺参数控制标准，找出最优槽，找出规律性，根据最优槽来确定最佳的温度、分子比、电压、铝水平等工艺控制参数基准；找出最差槽，分析原因，制定整改措施，稳定的差槽一般是槽子内热大，主要是铝量少，电压过高或过低，极上料过厚，不稳定的差槽主要是炉膛不好，伸腿大，先要规整炉膛，稳定槽况，再按最优槽控制的工艺参数的标准进行控制，把差槽转换成好槽。 2.对每台槽长角情况进行统计，定期进行分析，分析伸腿的发展趋势，分析长角的规律，提高提查的准确率，按照周期规律进行提查，
电解铝工艺流程 电解铝就是通过电解得到的铝，现代金属铝的生产主要采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。生产工艺流程如图1所示。 1. 铝电解工艺 直流电通入电解槽，电解槽温度控制在940-960℃，熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以炭素体作为阳极，铝液做为阴极，使溶解于电解质中的氧化铝在槽内的阴、阳两极发生电化学反应。在阴极电解析出金属铝，在阳极电解析出和气体。铝液定期用真空抬包析出，经过净化澄清后，浇铸成商品铝锭。阳极气体经净化后，废气排空，回收的氟化物等返回电解槽。 电解铝的主要设备是电解槽，现代铝工业主要有两种形式的槽式分别为自焙阳极电解槽和预焙阳极电解槽。以下为两种槽的比较：
图一：两种类型电解槽的比较 目前世界上大部分国家及生产企业都在使用大型预焙槽，槽的电流强度很大，不仅自动化程度高，能耗低，单槽产量高，而且满足了环保法规的要求。从铝电解槽的发展来看，目前电流强度达到17-22KA 的大型化各类阳极电解槽，产铝量为1200-1500Kg/d，电能消耗降低到13.5KW*H。下图为一种铝电解槽参数 图二：一种铝电解槽配置图 2. 电解烟气干法净化 2.1干法净化原理 干法净化就是以某种固体物质吸附另一种气体物质所完成的净化过程。具有吸附作用的物质称吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。铝电
解含氟烟气的干法净化使用电解铝生产用的氧化铝，作为吸附剂吸附烟气中的氟化氢等大气污染物来完成对烟气的净化。氧化铝对氟化氢的吸附过程分三个步骤： （1）氟化氢在气相中不断扩散，通过氧化铝表面气膜到达氧化铝表面。 （2）氟化氢受氧化铝离子极化的化学键力的作用，形成化学吸附。 （3）被吸附的氟化氢和氧化铝发生化学反应，生成表面化合物―氟化铝。氟化氢的吸附率可达98%~99%，沥青烟的吸附率在95%以上。载有氟和沥青烟的氧化铝由布袋除尘器分离后供电解使用。回收的氟返回电解槽可补充电解生产过程中损失的氟元素，沥青焦油返槽后可逐步被烧掉。 2.2干法净化工艺流程 图3干法净化工艺流程图 干法净化工艺流程包括电解槽集气、吸附反应、气固分离、氧化铝输送、机械排风等五个部分，如图3所示。 （1）电解槽集气。电解槽散发的烟气呈无组织扩散状态，为了有效地控制污染，必须对电解槽进行密封。收集的烟气通过电解槽的排烟支管汇到电解厂房外的排烟总管，然后送往净化系统集中处理。
一、填空题（每题1分，共15分） 1.滚铝是由于在电解槽内（水平磁场）与（纵向电流）相作用，产生一种向上的电磁力而造成的。 2.（电流分布）是研究热场、磁场、流场的基础。 3.炉帮伸腿长至阳极外边缘可使（水平电流）最小。 4.在电流不变的情况下，增大（阴极电流密度），有利于提高电流效率。 5.温度过高将导致铝的溶解度（增大）、溶解后（扩散速度）加快等，增加铝的二次损失， 6.铝的熔点为（660 ）℃。 7.提高极距对抑制铝的二次损失有益，因此应该通过改善（电解质成分）、（清洁电解质）等降低电解质电阻率的办法来提高极距。 8.弱酸性电解质有利于降低电解质（初晶温度），提高（电流效率）。 9.控制氧化铝浓度的依据是（槽电阻）—氧化铝浓度特征曲线。 10、电解槽的极距一般指（阳极底掌）到（铝液镜面）之间的垂直距离。 11、在冰晶石-氧化铝熔盐电解体系中,绝大多数电流是通过（钠离子）迁移的。 12、直流电单耗是由（电流效率）和 (槽平均电压 )决定的。 13、电解质中氧化铝的溶解量随分子比的降低而 (降低) 。 14、氟化镁能(减少)铝在冰晶石—氧化铝溶液中的溶解损失量。 15、氟化锂的主要优点是可明显提高电解质的(导电度)，同时降低电解质的(初晶点)。 二、选择题（20分） 1.某电解系列生产槽200台，当日发生阳极效应30个，那么当日系列效应系 数为（）次/日.台。 A、0.25 B、0.32 C、0.60 D、0.15 答案：D 2.铝液的密度要比电解质的大，一般两者相差（）g/cm3。 A、0.05 B、0.2 C、0.4 D、0.6 答案：B 3.添加MgF 能（）电解质的表面张力，促进炭渣分离。 2 A、增大 B、减小 C、不改变 D、取消 答案：A 4.分子比降低使电解质的挥发损失（）。 A、增大 B、减小 C、不改变 D、为零 答案：A 5.电解槽启动后期是指（）。 A、从开始启动到停槽之间 B、从启动结束到停槽之间 C、从启动结束到正常生产之间 D、从正常生产到停槽之间 答案：C 6.破损槽炉底修补后在工艺上应注意（）。 A、多造沉淀形成炉底结壳 B、保持低铝水平 C、保持适当低的电解温度和适当高铝水平 D、勤加工勤扒沉淀 答案：C
200kA预焙铝电解槽工艺与控制技术的改进 第三电解厂祁宗斌 摘要：介绍了铝电解槽智能模糊控制系统的技术原理和应用效果，并主要从电解工艺控制技术条件的角度出发，和联系智能模糊控制技术控制阳极效应系数的情况，对电解技术条件的影响，做了系统的阐述，对大家提高控制精度, 减少和避免控制误区具有一定的指导意义和推广应用价值。 关键词：技术条件电解槽效应系数模糊控制 1.引言 预焙铝电解槽控制工艺是一种复杂的系统的调控过程，且具有控制的滞后性和不确定性，因此把现场操作和上位机控制有机的结合起来具有非常现实的意义。现场操作主要体现在技术条件的合理摆放和稳定程度上，而上位机的智能模糊控制主要体现在降低阳极效应的实际应用效果上。我国自80年代以来在控制系统硬件开发方面的进步很快，但在控制软件的开发应用方面，主要是借鉴国外在80-90年代设计的高效能预焙铝电解槽上所开发应用的点式下料和自适应控制技术[1，2]。由于我们目前大量应用的铝电解槽与国际上设计优良的预焙铝电解槽相比，在槽型设计和运行的外界条件等方面均存在较大差距，所以现有工人操作水平和素质和目前的技术水平很难保证高效率的技术条件和生产状况，因此实现现场操作和模糊控制技术的有机结合是实现优良工艺技术条件的前提，该法在200kA预焙槽上实施后，使优良工艺技术条件得以稳定实现，从而在技术指标和经济效益两个方面均获得良好的效果，证明该法具有广泛的推广应用价值。 2方法原理 2.1 总体方案 铝电解生产采用数十至数百台电解槽串联成一个系列进行。根据铝电解槽生产工艺过程的特点，采用如下的方案： （1）为确保实现高度分布式控制，系统采用“DDC（直接数字控制）—SCC（过程监控）”的两级分布式控制方案。 （2）每一台电解槽配备一台的模糊控制槽控机作为DDC级，它具备独立进行槽电压和系列电流采样的能力。其控制任务是，通过以调节下料速率（即下料时间间隔）和移动阳极（即调节极距）为手段，对铝电解槽的物料平衡和热平衡的快速变化过程实时地进行控制。因为可在线实时获取的能反映槽况变化的信息只有由系列电流和槽电压的采样信号计算得到的表观槽电阻（简称槽电阻），而槽电阻与反映物料平衡变化的主要参数——氧化铝浓度，以及反映热平衡变化的主要参数——电解质温度之间没有确定的对应关系，所以本设计采用能很好地应用专家操作与控制经验的专家模糊控制方法来建立用于DDC级的实时控制子系统——专家模糊控制器。 （3）每一个区域（数十台电解槽）配备两台互连的486或586工控微机作为SCC级。该级的任务是，对DDC级（专家模糊控制器）的运行过程进行监视，并力图从整体上“把握”和控制铝电解槽工况（即槽况）的变化趋势。为此，SCC级应该能尽可能多地收集各种能反映槽况变化的信息，并通过对信息的加工和处理，实现槽况诊断，进而实现对DDC级的设定值的优化计算和为人工操作与维护提供决策支持。为达到这种目的，在SCC级中设计了一个基于物理场（泛称“三场”）的计算机动态仿真原理的在线仿真子系统，用于对反映电解槽热平衡的重要特征参数——电解质温度和槽膛内形（槽帮厚度，伸腿长度，伸腿高度）等进行在线动态仿真计算；设计了一个基于神经 1
高电流密度铜电解技术的理论及实践 吴继烈1，Andreas Filzwieser 2 (1.江苏环球铜业有限公司，江苏连云港 222000；2. Mettop GmbH ，8700 Leoben ，Austria ) 摘要：讨论了高电流密度铜电解技术的理论基础，描述了该技术开发应用的两个案例，重点分析了投资运行成本、电能消耗、阳极钝化等问题。生产实践表明，该技术是一项高产能、高电流效率、低标煤能耗的强化电解技术，具有在铜及铅、锌、镍行业推广的前景。 关键词：高电流密度铜电解；理论探讨；应用；投资成本分析 中图分类号：TF811 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2014）02-0000-00 Theory and Plant Practice of High Electric Current Density for Copper Electrolysis WU Ji-lie 1, Andreas Filzwieser 2 (1. Jiangsu Universal Copper Co. Ltd, Lianyungang 222000, Jiangsu, China; 2. Mettop GmbH, 8700 Leoben, Austria ) Abstract: The technology of high electric current density electrolysis for copper was theoretically analyzed. Two case studies were described. The investment cost, power consumption and anodic passivation were selectively analyzed. The plant practice shows that an intensified electrolysis in core, this technology has a commercialization prospect in copper, zinc, lead, and nickel industry with advantages of high productivity, high electric current efficiency, and low energy consumption. Key words: high electric current density electrolysis for copper; theoretical discussion; application; cost analysis of investment 无论是火法冶金领域还是湿法冶金领域，高强度强化冶炼技术一直是冶金界追求的目标和冶金工艺发展的方向，因为它具有低投入、高产能、低能耗、低成本的优势。高富氧技术的应用是火法炼铜领域的一大突破，高电流密度技术的应用则是铜电解领域的一大突破。 1 高电流密度铜电解技术的理论探讨 铜电解的工业化应用已有近200年的历史，但在20世纪80年代以前，铜电解采用传统的始极片工艺，其电流密度始终在250 A/m 2以下徘徊。此后，不锈钢阴极及专用机组的广泛使用使电流密度提高到280~330 A/m 2。无论是传统的始极片工艺还是永久不锈钢阴极工艺，由于其电解液循环方式的原因，电流密度再无突破之可能。 铜在水溶液电解过程中其电析出的量遵守法拉第定律，可用下式表示： 1.1852Cu m i A t =??? (1) 式中：m Cu 为析出的金属质量（g ），i 为电流密度（A/m 2），A 为电极面积（m 2），t 为时间（s ）。 （1）式说明，在已有的设备参数条件下（即一定的电积面积A 条件下），要想提高电析出的铜量Cu m 只有提高电流密度i 。在目前的铜电解工艺技术条件下，可计算出铜电解的理论极限电流密度为i 极限=1 000 A/m 2，但实际生产中只有30%~40%的理论极限电密度能运行。这就是目前铜电解工艺的电流密度i 技术很难突破330~350 A/m 2的原因[1]。 理论极限电流密度i 极限如（2）式所示： =N C i n F D ???极限 （2） 式中：n 、F 、D 分别为离子化合价、法拉第常数、扩散系数，它们均为常数；C 0为电解液中铜离子的浓度；N ?为电极上的扩散层厚度。 式（2）表明，提高C 0、降低N ?均能提高i 极限和i 技术，而C 0又受CuSO 4·5H 2O 析出结晶浓度及增加电解液电阻的影响，是有一定范围的，因此使N ?最小化是提高i 极限和i 技术的最有效办法。本文表述的平行流技术[1]使电解液平行流过阴极表面、增大分布到阴极板的电解液流量、减薄N ?，从而达到提高电流密度并使电解铜质量优化的目的。 收稿日期：2013-10-29 作者简介：吴继烈（1945-），男，安徽人，高级工程师. doi ：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.02.004
课程设计说明书 课程名称：发酵工程 设计题目：大肠杆菌的高密度发酵 院系：生物与食品工程学院 学生姓名：****** 学号：201006030051 专业班级：10生物工程（2）班 指导教师：*****
课程设计任务书设计题目大肠杆菌的高密度发酵 学生姓名所在院系生物与食品工 程学院 专业、年级、班10生物工程 设计要求： 1、树立正确的设计指导思想，严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索的作风和学风。 2、根据所给资料，按照任务书中提出的范围和要求按时独立完成，不得延误，不得抄袭他人成果。 3、说明书应字迹清楚文字通顺，并附有各项设计成果表，摘引其他书籍或杂志的材料必须注明出处。 4、设计标准要求规范、实用、切合实际。 5、设计应严格按有关设计规范进行。 6、设计结束后，以个人为单位提交设计说明书一份（后附流程图）。 学生应完成的工作： 1、明确设计标准适用的范围，给出产品以清晰明确的定义。 2、确定引用标准和技术要求，确定特定的理化指标及标准。 3、确定理化指标所采用的测定方法，一般首选国标或公认经典方法。新方法需经多试验或单一实 验法验证。 4、给出检验规则。 5、对产品的外观、流通保藏过程中操作给出规范。 参考文献阅读：[1] Fuchs C, Koste D, Wiebusch S, et al. Scale-up of dialysis fermentation for high cell densityCultivation of Escherichian coji[J]。Biotechnol, 2002, 93: B. 2002, 93: 243~251 [2] 刘子宇，李平兰，郑海涛等.微生物高密度培养的研究进展[J].中国乳业，2005，12:47~51 [3] Riesenberg D. High cell-density cultivation of Escherichian coli. Curr. Opin. Biotechnol.1991，2: 380~384 工作计划： 2013.5.27----2013.5.30 接受设计任务，查阅相关文献。 2013.5.30----2013.6.3 整理文献资料，进行产品标准的应用设计。 2013.6.3— 2013.6.9 整理设计内容，完成课程设计报告。 任务下达日期：2013年5月27日 任务完成日期：2013年6月9日 指导教师（签名）：学生（签名）：
铝电解（电解铝）生产工艺技术大全-从入门到精通 发布日期：2010-10-18 浏览次数：95 铝电解用的原材料大致分三类：原料——氧化铝；熔剂——氟化盐(包括冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化锂等)；阳 现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为电解铝生产溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。 化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al 3O2。阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al3 3eˉ=Al。 阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。 阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯，型材等。 1．生产工艺 (1)工艺机理铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法。所谓冰晶石－氧化铝融盐就是以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成的多相电解质体系，即为Na2AIF6-A12O3二元系和Na3AIF6-AIF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。 能够传导电流和在电流通过时改变自己成分的液体叫做电解质。 许多年以来，铝电解质一直以冰晶石为主体，其原因如下。 ①纯冰晶石不含析出电位（放电电位）比铝更正的金属杂质（铁、硅、铜等），只要不从外界带入杂质，电解生产可以获得较纯的铝。 ②冰晶石能够较好的溶解氧化铝，在电解温度950-970℃时，氧化铝在冰晶石溶液中的溶解度约为10％（质量）。 ③在电解温度下，冰晶石一氧化铝熔液的密度比同温度的铝液的密度小，它浮在铝液上面，可防止铝的氧化，同时使电解质和铝很好地分离，这既有利于电解过程，又简化了
乳酸菌高密度规模发酵工艺优化 随着人们对抗生素滥用的重视,益生菌越来越广泛地应用于饲料、食品和医药行业,乳酸菌作为一种微生物资源因此受到越来越多的关注。乳酸菌高密度规模发酵是为提高菌体的发酵密度而使用的技术手段和特殊的培养装置,使菌体密度相较于普通培养方式能有显著的提高,最终提高菌细胞的产出率的一种扩大培养方式。 在实际生产过程中,乳酸菌菌体密度是乳酸菌发酵产品的重要指标。本试验以嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌为研究对象,筛选适合其增殖的培养基,研究适合乳酸菌的培养条件,优化乳酸菌中试高密度发酵工艺以及冷冻干燥保护剂组成。 本文的研究结果如下:(1)两株乳酸菌的形态学特征乳酸乳球菌在MRS培养基上可以形成明显的白色菌落,直径在1mm左右,圆形边缘整齐,不透明,表面光滑无皱褶。在添加碳酸钙的固体培养基中,菌落周围由于产酸形成透明的水解圈。 显微镜下观察,细菌成球形,不形成链状。嗜酸乳杆菌在MRS培养基上可以形成明显的菌落。 菌落圆形、白色、凸起,表面光滑、边缘较光滑,直径在1mm左右。在添加碳酸钙的固体培养基中,菌落周围形成透明水解圈。 在显微镜下观察,细菌成短杆状。两株乳酸菌通过革兰氏染色均为紫色,是革兰氏阳性菌。 (2)乳酸菌培养条件前期发酵条件优化前期实验室工作通过对两株乳酸菌的条件优化摸索,确定了以乳清粉为中试培养基,并确定乳酸乳球菌的最适培养温度在37℃C左右、初始培养基pH值在6.5、接种量在2%-7%之间,而接种量对最大活菌数的影响并不显著。培养28h可获最多的活菌,最大活菌数为 1.92±0.15
×108CFU/mL;嗜酸乳杆菌的最适培养温度在37℃C左右、初始培养基pH值在 6-6.5、接种量在5%-7%之间。 嗜酸乳杆菌在乳清粉培养基中培养32h可获得最大活菌数为1.53±0.15 × 1 08 CFU/mL。(3)高密度规模化发酵工艺优化随着乳清粉含量的增加,通过离心获得的乳酸菌干重是不断增加的。 当乳清粉含量增加至60%时,细胞干重(DCW/L)增加至13.21 g/L。通过乳清粉的添加,可以显著提高发酵罐中乳酸菌的细胞干重。 而从菌粉获得率计算,当乳清粉含量增加至60%时,嗜酸乳杆菌获得率增加 至23.42%。(4)冷冻干燥保护剂优化通过对离心获得的菌体添加10%的脱脂奶粉和10%的葡萄糖,或添加10%脱脂奶粉和10%海藻糖能够达到较高的复苏率。 通过进一步筛选得到四种具有显著保护性能的保护剂,并通过对乳酸乳球菌冷冻干燥保护剂的四因素三水平正交实验,结果得出这四种因素对于冷冻干燥后复苏率的影响,从大到小的顺序依此是葡萄糖>硫酸锰>脱脂奶粉>海藻糖。这四个因素对于冷冻干燥后的复苏率的影响都是极显著的,是影响该实验结果的主要因子。 通过正交实验,确定了一种冻干保护性较强的冻干保护剂组合,这种冻干保 护剂配比为每公斤菌体添加葡萄糖90g、海藻糖90g、硫酸锰60g、脱脂奶粉30g。冷冻干燥后的菌粉在储藏时应保持低温的环境,本次实验制备的两种菌粉在-20℃C环境下密封保存4周后,存活率仍能超过50%。 (5)乳酸菌耐受实验两株冻干菌粉对于人工消化液均有一定的耐受能力,乳 酸乳球菌在人工胃液中模拟消化3h存活率9.3%。在人工肠液中,经过4h的模拟消化过程,乳酸乳球菌的存活率为8.6%。
铝电解生产工艺与控制指南 第一部分热平衡分析与控制 在霍尔-埃鲁法中，能量是以两种方式供入的，一种是是以电能的方式供入，另一种是以碳燃烧的热能方式供入。电解槽的热平衡表达式为： Q热=W电+W碳-T△S-∑(H T-H298) 电解槽热平衡各影响因素的具体分析如下： 1.1 W电 电能热收入主要与槽电压和系列电流密切相关，在电解生产过程的正常情况下我们应力争保持槽电压和电流平稳，并尽可能减少阳极效应次数和效应持续时间，以维持热收入基本稳定。W电又是调节电解槽热平衡波动的最灵活，最方便的调控措施，因此生产中往往通过电流的变化来调整自然环境变化对电解槽热平衡体系的干扰，夏季适当降低部分电流，冬季适当提高部分电流以调整炉帮内外温差变化对电解槽散热能力的影响，从而保证炉帮基本稳定。通过保温料厚度来调节季节变化不但时间滞后而且对换极作业的浓度控制提出了更高的要求。对于原材物料的预热需求则采取短时间附加电压的方式来灵活的进行调节，这样可以提高对热平衡波动调节的针对性和及时性，个别槽的热平衡变化则通过设定电压的变更来灵活的进行调整。因此对于电能的调整必须坚持以适应电解槽的热平衡的需要为原则，力求节约。电流对热平衡的调整是系统的和长期的，不宜作频繁的变动，而电压对热平衡的调整则是灵活的和及时的，在其它条件不变的情况下电压对槽温的调节力度为日均电压提高10mv/天可以提高电解质和铝液温度3℃，而过热度提高必然增加热损失，电解槽热交换系数的典型值为500～1000W*m-2K-1,因此日均电压提高10mv实际只能提高1℃的槽温，但如果其它因素造成初晶温度降低或其它热损失增加则可能出现电压升高而槽温降低的异常现象。通过设定电压来调整槽温是滞后的，而根据热平衡变化采取短时间大幅度的电压附加方式及时调整各因素对槽温的干扰更符合电解槽的热平衡波动特性。 1.2 W碳 碳阳极的消耗也是电解槽热收入的重要来源，在950℃的电解生产环境下每公斤碳燃烧为CO2释放的热能约为7KWH，如果以240KA电解槽为例计算，每降低
第十章发酵过程的工艺控制 ●知识要点和教学要求 （1）、理解微生物发酵的动力学 （2）、掌握补料分批培养 （3）、掌握连续培养 （4）、掌握发酵工艺控制最优化 （5）、掌握温度对发酵过程的影响及其控制 （6）、掌握PH值对发酵过程的影响和控制 （7）、掌握泡沫对发酵过程的影响和控制 ●能力培养要求 通过本章节的学习，学生能理解微生物发酵的分类及温度、PH值、泡沫等对发酵过程的影响和控制。 ●教案内容 10.1 微生物发酵的动力学 一般来说，微生物学的生长和培养方式可以分为分批培养、连续培养和补料分批培养等三种类型。 1. 分批培养 分批培养又称分批发酵，是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。 在分批培养过程中，随着微生长细胞和底物、代谢物的浓度等的不断变化，微生物垢生长可分为停滞期、对数生长期、稳定期和死亡期等四个阶段，图10-1为典型的细胞菌生长曲线。 2. 停滞期 停滞期是微生物细胞适应新环境的过程。
实际上，接种物的生理状态和浓度是停滞期长短的关键。如果接种物处于对数生长期，那么就很有可能不存在停滞期，微生物细胞立即开始生长。反过来，如果接种物本身已经停止生长，那么微生物细胞就需要有更长的停滞期，以适应新的环境。 3. 对数生长期 处于对数生长期的微生物细胞的生长速度大大加快，单位时间内细胞的数目或重量的增加维持恒定，并达到最大值。其生长速度可用数学方程表示： 式中，x---细胞浓度（g/l）；t---培养时间（hr）；---细胞的比生长速度（1/h）。如果当t=0时，细胞的浓度为x0(g/l)，上式积分后就为：于是，用微生物细胞浓度的自然对数对时间作图，就可得到一条直线，该直线的斜率就等于。 微生物的生长有时也可用“倍增时间”(td)来表示，“倍增时间”(td)定义为微生物细胞浓度增加一倍所需要的时间，即： 3. 稳定期 由于细胞的溶解作用，一些新的营养物质，诸如细胞内的一些糖类、蛋白质等被释放出来，又作为细胞的营养物质，从而使存活的细胞继续缓慢地生长，出现通常所称的二次或隐性生长。 4. 死亡期 当发酵过程处惊天动地死亡期时，微生物细胞内所储存的能量已经基本耗尽，细胞开始在自身所含的酶的作用下死亡。 5. 微生物分批培养生长速度的动力学方程
国内纳米银粉的市场情况分析 文/田伟1、纳米银粉相关文献的统计分析 图1--关于纳米银的文献发表情况 图2—关于纳米银粉的文献发表情况
图3—关于纳米银粉制备的文献发表情况 图4—纳米银的文献发表分析 通过这个图表可以看出2007年前后国内对纳米银粉的关注热点是其制备，
说明制备的核心技术有待突破，之后制备相关文献逐年减少，说明技术已经趋于成熟，但工业转化以及市场化还存在问题。另外，纳米银粉和纳米银粉制备相关文献的变化趋势线基本吻合，说明目前国内纳米银粉的关注度更多放在了制备及其工业化，而市场应用做得很少，尚处于起步阶段。 2、纳米银粉的特性及其应用领域 2.1、纳米银粉的特性 纳米银粉与普通银粉相比，其尺寸介于原子簇和宏观微粒之间，具有纳米材料的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等许多宏观材料所不具有的特殊的性质。 2.1.1、表面效应 纳米银粉的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大。纳米银粉的比表面积一般可达1～10 m2/g,当粒径小到10纳米左右，比表面积高达300m2/g以上。比表面积的改变导致一系列性质的变化，如熔点随颗粒变小而降低，纳米银粉在低温时热阻趋于零，机械性能随颗粒减小而增加等。此外，纳米银粉表面原子的几何构型、原子间的相互作用与电子能谱同内部均有不同，具有很大的化学活性，与常规银颗粒迥异。 2.1.2体积效应 随着纳米银粉颗粒中原子数的减少，能带中的能级间隔将加大，一些电、磁、热等性能将发生异常。凭直观觉察到，纳米银粉呈黑色而不是呈大颗粒银的银白色，并且粒径越小颜色越深。这是由于随着银颗粒的减小，出现了质子振动和能级不连续等特点，光的吸收、发射和散射发生重大变化所造成的。 2.1.3、量子尺寸效应 在低温条件下，纳米银粉能够呈现出量子尺寸效应，从能带理论出发，块状金属传导电子的能谱是准连续的。然而，当颗粒尺寸减小时，连续的能带将分裂成不连续的能级。当分立能级之间的间距大于热能、磁能、静电能、光子能量、超导态的凝聚能时，就会产生异于宏观物体的效应，称之为量子尺寸效应。如银纳米颗粒在低温存在一种所谓的“久保效应”，即能级不连续性。粒径<10nm的超细颗粒的电子数约104个，在基准能级与费米能级之间各状态的能量约为1K，因此费米能级的能量约相当于104 K。这就意味着由于能级的不连续性导致银纳
铝电解炭素工艺教程 前言 自1886 年美国的Hall 和法国的Heroult 发明 炼铝的基本方法——Hall-Heroult 高温熔盐电解炼铝法以来，铝电解工业无论在工艺技术水平，还是在生产规模以及在自动化程度上均取得了突飞猛进的发展；尤其在近30 年间，铝电解生产的电流效率由80％多提高到现在最高水平的96%，电解直流电耗由过去的16000 多kWh/ 吨铝降低到现在的13000kWh/ 吨铝以下；在生产规模方面，铝电解槽由几仟安培的规模扩大到现在的320KA ，甚至500KA 。一个多世纪以来，工业铝电解槽经历了由小型预焙阳极电解槽、侧插式自焙阳极电解槽、 上插式自焙阳极电解槽到大型预焙阳极电解槽的发展阶段；在自动化控制程度上，成功地开发出了
铝电解预焙炭素阳极生产工艺 控制精度高、系统鲁棒性好、具有明显的增产节能效果的电解过程控制系统。全世界年铝产量由二十世纪初期的6000 吨/年发展到二十世纪末期的2000 多万吨/年。这些进展可以说是基于人们对于Hall-Heroult 炼铝法的基本原理有了更加深入的了解和认识。
铝电解生产过程中需要消耗大量的炭素材料，这些炭素材料因电解槽类型、电解生产用途、对其性能要求的不同，其规格型号有别，但生产工艺大同小异。铝电解用炭素材料主要包括： 1）、预焙阳极 2）、底部炭块 3）、侧部炭块 4）、炭缝糊其中以炭素阳极的消耗量为主，过去（10 年前），在预焙铝电解生产中炭素阳极的消耗量达到了550-600Kg/吨铝，随着科学技术的发展，目前预焙阳极在铝电解生产中的消耗量降到了480Kg/ 吨铝以下，有的生产厂家通过技术革新甚至将阳极炭耗降到了440Kg/ 吨铝以下。 我国铝电解用炭素阳极的生产始于1963 年，在郑州铝厂（现长城铝业公司）试生产成功。此后我国铝电解用炭素阳极生产迅速发展，白银铝厂、包头铝厂、青海铝厂、贵州铝厂、平果铝业公司、青海铝厂二期扩建的配套炭阳极生产车间、云南铝厂等阳极生产线的相继建成投产，使我国目前铝用炭素阳极的年产量较十年前成倍增长，形成了我国铝电解用炭素阳极生产的成熟技术和规模，并相继建立了两个系列的炭阳极质量标准：振动成型系列的GB8741-88 和挤