爆炸的机理及影响因素

第5期

收稿日期:2007-04-13作者简介:

黄翊(1980-

),男

,广东广州人,助理工程师,现从事石油化工设计工作。纤维素酶水解机理及影响因素

黄翊(广东省石油化工设计院,广东广州　510130)

摘要:对纤维素酶水解的机理进行了阐述,并初步探讨了各类因素对水解的影响。关键词:纤维素酶;水解中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2007)05-0029-03TheHydrolysisMechanicsofCelluloseandInfluencingFactorHUANGYi(GuangdongPetrochemicalEngineeringDesignInstitute,Guangzhou　510130,China)

Abstract:Thistextexpoundthehydrolysismechanicsofcellulose,andpreliminarydiscusssomeinfluencingfactorsonhydrolyzation.Keywords:cellulase;hydrolyzation 纤维素是自然界中最丰富的可再生资源之一,如将其以工业规模转化成葡萄糖的技术开发成功,那么纤维素资源便可成为人类食粮、动物饲料、发酵工业原料以及能源的新来源。但目前有效利用纤维素生物量的主要障碍是纤维素酶的酶解效率低,与淀粉酶比较相差2个数量级以上,进而导致纤维素酶解过程中纤维素酶的成本过高,约占纤维素糖化工艺的40%以上,从而严重阻碍了纤维素酶在纤维素糖化中的广泛应用。酶的固定化技术为提高纤维素酶的使用效率,降低成本,提供了可能性。因为固定化酶比游离酶具有较好的稳定性,并且可以重复使用和回收,又便于连续化操作,因而可以大大降低成本。1　反应机理1.1　纤维素酶的作用机制及理化性质纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称。目前普遍认为:完全降解纤维素至少需要有3种功能不同但又互补的纤维素酶的3类组分:EG(内切葡聚糖酶)、CBH(外切葡聚糖纤维二糖水解酶)和CB(纤维二糖酶或β-葡萄糖苷酶),在它们的协同作用下才能将纤维素水解至葡萄糖。纤维素的降解过程,首先是纤维素酶分子吸附到纤维素表面,然后,EG在葡聚糖链的随机位点水解底物,产生寡聚糖;CBH从葡聚糖链的非还原端进行水解,主要产物为纤维二糖;而CB可水解纤维素二糖为葡萄糖。需要这三类酶的"协同"才能完成对纤维素的降解。其中对结晶区的作用必须有EG和CBH,对无定形区则仅EG组分就可以。纤维素酶分子由催化结构域(catalyticdomain,CD)、纤维素结合结构域(cellulose-bindingdomain,CBD)和一个连接桥(linker)三部分组成。不同来源的纤维素酶分子其特征和催化的活性不尽相同。酶分子都被糖基化,糖基化与蛋白质之间以共价键或解离的络合状态存在。酶分子糖基化的程度决定了酶的多形性和相对分子质量的差别。近年来,纤维素酶分子结构与功能的研究取得了一定的进展。不同来源内、外切酶的CD晶体结构分析结果表明:纤维素酶遵循溶菌酶的作用机制;真菌和细菌来源的纤维素酶的CBD的三维结构也得到了解析。真菌和细菌产生的纤维素酶分子差别很大,但它们的催化区在一级结构上氨基酸数量和二维结构上的大小却基本一致,但它们的连接桥和CBD却存在明显的差异。真菌纤维素酶的连接桥一般富含Glu,Ser和Thr,而细菌纤维素酶的连接桥则完全是由Pro-Thr这样的重复顺序组成。另一方面,真菌的CBD由33～36个氨基酸残基组成,且具有高度的同源;而细菌纤维素酶的CBD由100～110个氨基酸组成,同源性也较低。在高级结构的分子形状上,真菌纤维素酶的CD、连接桥和CBD呈直线连接,CD与CBD间为180°,而细菌纤维素酶的连接桥CD与CBD之・92・黄翊:纤维素酶水解机理及影响因素山　东　化　工

煤粉爆炸的原理

1、煤粉为可燃物质，乙类火灾危险品。煤粉具燃爆性，着火点在300~500℃之间，爆炸下限浓度34~47g/m3（粉尘平均粒径：5~10μm）；高温表面堆积粉尘（5mm厚）的引燃温度：225~285℃。

2、煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。当煤粉在空气中达到一定浓度，在外界高温、碰撞、摩擦、振动、明火、电火花的作用下会引起爆炸，爆炸后产生的气浪会使沉积的粉尘飞扬，造成二次爆炸事故。煤尘爆炸与其在空气中的含量及含氧浓度有关，煤粉在110~2000mg/m3，能形成爆炸性混合物，空气中煤尘含量在300~400mg/m3爆炸威力最大。

3、煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，在0.01~0.15s的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气，因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播产生了很大的冲击力。

炮弹的爆炸原理

炮弹作为一种常见的军事武器，其爆炸原理一直以来都备受人们关注。炮弹的爆炸原理涉及到多个领域的知识，包括物理学、化学等，下面我们就来详细探讨一下炮弹的爆炸原理。

首先，炮弹的爆炸原理与其内部的装药密切相关。装药是炮弹内部的燃烧物质，通常包括火药、炸药等。当炮弹被引信引爆时，装药开始燃烧或爆炸，产生的高温和高压气体迅速膨胀，使炮弹壳体破裂，从而产生爆炸威力。

其次，炮弹的爆炸原理还与爆炸波的传播有关。爆炸波是指装药爆炸后产生的冲击波，它具有极高的压力和温度，能够造成巨大的破坏。爆炸波的传播速度取决于介质的密度和性质，一般来说在固体中传播速度最快，气体次之，液体最慢。

此外，炮弹的爆炸原理还涉及到爆炸产生的能量释放。当装药爆炸时，释放出的能量会以各种形式传播，包括热能、光能、声能等。这些能量对周围的物体产生破坏作用，是炮弹爆炸威力的主要来源。

在实际应用中，炮弹的爆炸原理还需要考虑到多种因素的影响。比如，炮弹的设计结构、材料强度、引信的选择等都会对爆炸效果产生影响。同时，环境因素如温度、湿度等也会对炮弹的爆炸效果产生一定影响。

总的来说，炮弹的爆炸原理是一个复杂的物理化学过程，它涉及到多个领域的知识。了解炮弹的爆炸原理不仅有助于提高军事作战效果，还可以为相关领域的科研工作提供参考。希望通过本文的介绍，读者能够对炮弹的爆炸原理有一个更加深入的了解。

氢气爆炸原理及要素

氢气爆炸是由氢气与氧气或其他氧化剂发生快速氧化反应而产生的爆炸。氢

气爆炸的主要原理和要素包括以下几个方面：

燃料和氧化剂的存在：氢气需要与氧气或其他氧化剂相遇，才能发生燃烧

反应。在氢气爆炸中，氢气充当燃料，而空气中的氧气充当氧化剂。

点火源：点火源是引发氢气爆炸的关键因素之一。点火源可以是火焰、火

花、静电放电、热量或化学反应等，只要能够提供足够的能量使氢气与氧气发生

燃烧反应即可。

适当的混合比：氢气爆炸需要适当的混合比才能发生。通常情况下，氢气

和氧气的混合比在4%到75%之间时最容易发生爆炸。如果混合比低于4%，氢

气将无法点燃；如果高于75%，混合气体将过于富氧而无法维持燃烧。

适当的环境条件：氢气爆炸通常需要适当的温度和压力条件。在一定范围

内的温度和压力条件下，氢气与氧气混合气体更容易发生爆炸。

速度和能量释放：氢气爆炸是一种快速的化学反应，释放出大量的能量。

这种快速反应导致爆炸产生的冲击波和火焰具有破坏性。

综上所述，氢气爆炸的要素包括氢气和氧气的混合、适当的点火源、适当的

混合比、适当的环境条件以及能量释放。要避免氢气爆炸，需要采取有效的安全

措施，如确保良好的通风、防止火花和静电放电、使用合适的设备和材料等。