响应面法优化微生物诱导碳酸钙沉积培养基
2014年第33卷第6期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1533·
化工进展
响应面法优化微生物诱导碳酸钙沉积培养基
竹文坤1，牟涛2，段涛1，张友魁1，罗学刚1
（1西南科技大学中国工程物理研究院激光聚变研究中心极端条件物质特性联合实验室，四川绵阳 621000；
2中国工程物理研究院，四川绵阳 621000）
摘要：通过响应面法对微生物诱导CaCO3沉积的培养基组分进行优化。结果表明，最适宜培养基配方为葡萄糖30g/L、大豆蛋白胨10g/L、尿素50g/L、硝酸钙0.5mol/L、吐温80体积分数0.05%以及氯化镍250μmol/L。葡萄糖浓度和尿素浓度、葡萄糖浓度和硝酸钙浓度、葡萄糖浓度和吐温浓度、硝酸钙浓度和吐温浓度以及尿素浓度和氯化镍浓度，对微生物诱导CaCO3沉淀量的影响有着比较显著的双因子效应。沉淀物CaCO3含有少量有机质，形成方解石型或方解石和球霰石混合晶型的CaCO3，其形貌和堆积密度随外界条件改变而不同。
关键词：响应面；优化；微生物；碳酸钙；沉淀；培养基
中图分类号：Q 93-335 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2014）06–1533–06
DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2014.06.029
Optimization for microbiological-induced CaCO3 precipitation medium
using response surface methodology
ZHU Wenkun1，MU Tao2，DUAN Tao1，ZHANG Youkui1，LUO Xuegang1 （1Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties，Southwest University of Science and Technology and Research Center of Laser Fusion，CAEP，Mianyang 621000，Sichuan，China；2China Academy of Engineering Physics，
Mianyang 621000，Sichuan，China）
Abstract：Response surface methodology was applied to optimize the medium composition for microorganism induced CaCO3 precipitation. The results show that the optimal medium formulation was glucose 30g/L，soybean peptone 10g/L，urea 50g/L，calcium nitrate concentration 0.5mol/L，Tween 80 concentration 0.05% and chlorination nickel 250μmol/L. The glucose concentration and urea concentration，glucose concentration and calcium nitrate concentration，glucose concentration and Tween concentration，calcium nitrate concentration and Tween concentration as well as urea concentration and chlorination nickel concentration had significantly two-factor effect on microorganism induced CaCO3 precipitation yield. Precipitated CaCO3 contained a small amount of organic matter，and the morphology and bulk density of CaCO3 on forming calcite or calcite-vaterite mixed crystal depended on precipitation conditions changes.
Key words：response surface；optimization；microorganism；calcium carbonate；precipitation；culture medium
自然界中的成岩微生物通过其自身的生命活动，与周围环境介质之间不断发生酶化作用，逐渐矿化形成胶结物质CaCO3。微生物成岩作用需经历漫长地质时期的累积，最终将自然界中的疏松的岩石碎屑胶结成坚硬的岩石[1-5]。受此自然现象启发，可利用成岩细菌——碳酸盐矿化菌，提供其适宜的
收稿日期：2013-10-28；修改稿日期：2013-11-16。
基金项目：国家自然科学基金项目（11075134）。
第一作者及联系人：竹文坤（1983—），男，讲师，博士，主要从事生物修复研究工作。E-mail zhuwk0@https://www.360docs.net/doc/b75747460.html,。
产脲酶菌诱导碳酸钙沉积及对重金属Cd2+-Pb2+的去除研究
武汉科技大学硕士学位论文 第１章绪论 １．１ＭＩＣＰ原理概述 微生物诱导碳酸钙沉积（ＭＩＣＰ）是指由于微生物细胞及其生化活动致使碳酸盐从过饱和溶液里析出的现象【１１。在ＭＩＣＰ过程中，微生物分泌一种或多种代谢产物（Ｃ０；一）与环境中的Ｃａ２＋发生反应使矿物质沉淀。针对碳酸盐沉淀，提出了以下几种不同机制：光合作用【２１、尿素水解［３】、硫酸盐还原【４１、厌氧硫化物氧化【５１、生物膜和胞外多聚物［６—７１。但通过细菌分解尿素形成碳酸盐沉淀应用得最为广泛【８—９１。细菌通过产生脲酶分解尿素主要发生以下化学反应［１０－１１】［４】： （１）尿素水解 微牛物脲醢 ＣＯ（ＮＨ）２＋Ｈ２０———一ＮＨ２ＣＯＯＨ＋ＮＨ３ （２）产铵及ｐＨ增加 自发 ＮＨ２ＣＯＯＨ＋Ｈ２０—．÷ＮＨ３＋Ｈ２Ｃ０３ Ｈ２ＮＨ：－４－２０Ｈ一 ２ＮＨａ＋２Ｈ２０ （３）碳酸盐动态平衡 ＨＨＣ０３＋Ｈ＋ Ｈ２Ｃ０３ Ｈｃｏｉ４－Ｈ＋４－２０Ｈ一÷÷ｃｏｊ一４－２Ｈ２０ （４）碳酸钙沉积 Ｃａ２＋＋Ｂａｃｔｅｒｉａｌ－ｃｅｌｌ＿÷Ｃｅｌｌ—Ｃａ２＋ Ｃｅｌｌ—Ｃａ２＋＋Ｃ０；一＿÷Ｃｅｌｌ—ＣａＣＯ≈ 在整个反应过程中，首先由产脲酶微生物产生脲酶将尿素水解为碳酸酯和氨，在这一过程中一摩尔的尿素水解生成一摩尔的氨和一摩尔的氨基甲酸，如方程式（１）所示；由于氨基甲酸不稳定自发地发生水解生成氨和碳酸，如方程式（２）所示。在这一过程中，溶液中的ｐＨ增加；其次是碳酸盐的动态平衡，氨和碳酸在水中形成碳酸氢盐、铵根离子和氢氧根离子，如方程式（３）所示；最后是产生的碳酸根离子与钙离子在细胞表面生成碳酸钙沉淀，如方程式（４）所示。形成碳酸钙沉淀后，又进一步促进方程式（２）的进行，使得溶液的ｐＨ继续增加，如此往复。
响应面优化实验方案设计
食品科学研究中实验设计的案例分析 ——响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸 班级：学号：姓名： 摘要：本文简要介绍了响应面曲线优化法的基本原理和使用步骤，并通过软件Design-Expert 软件演示原文中响应面曲线优化法的操作步骤。验证原文《响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸》各个数据的处理过程，通过数据对比，检验原文数据处理的正确与否。 关键词：响应面优化法数据处理 Design-Expert 车前草 前言： 响应曲面设计方法(Response SufaceMethodology，RSM)是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法（又称回归设计）。 响应面曲线法的使用条件有：①确信或怀疑因素对指标存在非线性影响；②因素个数2-7个，一般不超过4个；③所有因素均为计量值数据；试验区域已接近最优区域； ④基于2水平的全因子正交试验。 进行响应面分析的步骤为：①确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般不超过4个，因素均为计量值数据；②创建“中心复合”或“Box-Behnken”设计；③确定试验运行顺序(Display Design)；④进行试验并收集数据；⑤分析试验数据；⑥优化因素的设置水平。 响应面优化法的优点：①考虑了试验随机误差②响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量，解决生产过程中的实际问题的一种有效方法③与正交试验相比，其优势是在试验条件寻优过程中，可以连续的对试验的各个水平进行分析，而正交试验只能对一个个孤立的试验点进行分析。 响应面优化法的局限性: 在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素和水平。因为响应面优化法的前提是设计的试验点应包括最佳的实验条件，如果试验点的选取不当，实验响应面优化法就不能得到很好的优化结果。 原文《响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸》采用经典的三因素三水平Box-Behnken 试验设计，以熊果酸的提取率为响应值，通过回归分析各工艺参数与响应值之间的关系，并由此预测最佳的工艺条件。本文利用软件验证原文中的数据处理过程，以检验原文数据是否处理正确。 1 确定实验因素 原文利用超声波辅助提取车前草中的熊果酸，而影响熊果酸提取率的因素有很多，如超声波的功率、提取时间、溶剂温度、溶剂种类、液固比等。原文参考文献《柿叶中总三萜的提取以及熊果酸分离, 纯化研究》中提取熊果酸的方法提取熊果酸，即将干燥的车前草粉碎后过筛，取20～40 目的车前粉，用石油醚在 55℃脱脂 3 次，干燥备用。精密称取一定量的车前粉，加入一定量的乙醇，称量，在一定的超声波功率下提取一定时间后，擦干外壁，再称量，用乙醇补充缺失的质量，离心。用注射器抽取一定量上清液，过μm 滤膜，进行检测。每个实验进行 3 次平行实验。取其平均值。结果以提取率(E)的来表示。
Design-Expert软件在响应面优化法中的应用详解
Design-Expert 软件在响应面优化法中的应用 （王世磊郑州大学450001） 摘要：本文简要介绍了响应面优化法，以及数据处理软件Design-ExpertDesign-Expert的相关知识，最后结合实例，介绍该软件在响应面优化法上的应用实例。 关键词：数据处理，响应面优化法，Design-Expert软件 1.响应面优化法简介 响应面优化法,即响应曲面法( Response Surface Methodology ，RSM)，这是一种实验条件寻优的方法，适宜于解决非线性数据处理的相关问题。它囊括了试验设计、建模、检验模型的合适性、寻求最佳组合条件等众多试验和统计技术；通过对过程的回归拟合和响应曲面、等高线的绘制、可方便地求出相应于各因素水平的响应值[1]。在各因素水平的响应值的基础上，可以找出预测的响应最优值以及相应的实验条件。 响应面优化法，考虑了试验随机误差；同时，响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量、解决生产过程中的实际问题的一种有效方法[2]。 响应面优化法，将实验得出的数据结果，进行响应面分析，得到的预测模型，一般是个曲面，即所获得的预测模型是连续的。与正交实验相比，其优势是：在实验条件寻优过程中，可以连续的对实验的各个水平进行分析，而正交实验只能对一个个孤立的实验点进行分析。 当然，响应面优化法自然有其局限性。响应面优化的前提是：设计的实验点应包括最佳的实验条件，如果实验点的选取不当，使用响应面优化法师不能得到很好的优化结果的。因而，在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素与水平。 结合文献报道，一般实验因素与水平的选取，可以采用多种实验设计的方法，常采用的是下面几个： 1.使用已有文献报道的结果，确定响应面优化法实验的各因素与水平。 2.使用单因素实验[3]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 3.使用爬坡实验[4]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 4.使用两水平因子设计实验[5]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 在确立了实验的因素与水平之后，下一步即是实验设计。可以进行响应面分析的实验设计有多种，但最常用的是下面两种：Central Composite Design-响应面优化分析、Box-Behnken Design-响应面优化分析。 Central Composite Design，简称CCD，即中心组合设计，有时也成为星点设计。其设计表是在两水平析因设计的基础上加上极值点和中心点构成的，通常实验表是以代码的形式编排的,实验时再转化为实际操作值（,一般水平取值为0,±1,±α,其中0为中值,α为极值, α=F*（1/ 4）； F 为析因设计部分实验次数, F = 2k或F = 2 k×（1/ 2 ），其中 k为因素数，F = 2 k×（1/ 2 一般 5 因素以上采用，设计表有下面三个部分组成[6]：(1) 2k或 2 k×（1/ 2 ）析因设计。(2)极值点。由于两水平析因设计只能用作线性考察,需再加上第二部分极值点,才适合于非线性拟合。如果以坐标表示,极值点在相应坐标轴上的位置称为轴点(axial point) 或星点( star point) ,表示为(±α,0,…, 0) , (0,±α,…, 0) ,…, (0, 0,…,±α)星点的组数与因素数相同。(3)一定数量的中心点重复试验。中心点的个数与CCD设计的特殊性质如正交
轻质碳酸钙与重质碳酸钙 的 区别
轻质碳酸钙(Light Calcium Carbonate)又称沉淀碳酸钙( Precipitated Calcium Carbonate，简称PCC) 是将石灰石等原料段烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得，或者先用碳酸钠和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得。由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。 碳酸钙的化学式为CaCO3 ,碳酸钙与所有的强酸发生反应,生成水和相应的钙盐(如氯化钙CaCl2) ,同时放出二氧化碳;在常温(25℃)下,碳酸钙在水中的浓度积为8. 7 ×1029、溶解度为0.0014,碳酸钙水溶液的pH值为9.5～10.2 ,空气饱和碳酸钙水溶液的pH 值为8.0～8.6。碳酸钙无毒、无臭、无刺激性,通常为白色,相对密度为 2.7～2.9 。轻质碳酸钙的沉降体积:2.5ml/g 以上，比表面积为5m2/g左右。轻质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙,比表面积大,因此吸油值较高,为60～90ml/100g 左右。轻质碳酸钙颗粒比表面积研究是非常重要的，轻质碳酸钙颗粒的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T 19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。真正完全自动化智能化比表面积分析仪产品，将测试人员从重复的机械式操作中解放出来，大大降低了他们的工作强度，培训简单，提高了工作效率。真正完全自动化智能化比表面积测定仪产品，大大降低了人为操作导致的误差，提高测试精度。F-Sorb 2400比表面积测试仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器（兼备直接对比法），更重要的F-Sorb 2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。更多比表面积检测标准、办法及理论，敬请登陆相关网站查询。 [编辑本段]轻质碳酸钙的生产方法 轻质碳酸钙的生产方法有多种，但在国内的工业生产的主要是碳化法。 1)碳化法:将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙) 和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。 2)纯碱(Na2CO3)氯化钙法:在纯碱水溶液中加入氯化钙,即可生成碳酸钙沉淀。 3)苛化碱法:在生产烧碱(NaOH) 过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。在纯碱水溶液中加
响应面优化实验(优选借鉴)
实验报告课程名称：发酵工艺及其优化实验名称：响应面优化实验专业：生物工程 学号： 060512212 姓名：韦达理 实验地点：笃行楼303 实验日期：2015年5月16日常熟理工学院
[实验目的和要求] 1. 了解响应面优化实验的原理。 2. 熟悉design expert软件的基本操作。 3. 熟悉响应面优化实验的具体流程。 4. 优化香菇多糖发酵培养基 [实验器材] Design expert软件 [实验原理和方法] 香菇多糖：是一种生理活性物质。它具有抗病毒、抗肿瘤、调节免疫功能和刺激干扰素形成等功能。 提取方法：从香菇子实体或经深层发酵后的发酵液中提取。香菇子实体生长周期长，产量和多糖得率均较低。而深层发酵培养香菇菌丝体不仅发酵液中含有与子实体相当或更高的营养物质，同时还可利用农副产品作原料，成本低，周期短，易于大规模生产，因此已得到广泛应用于重视。 响应曲面设计方法(Response SufaceMethodology，RSM)是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法（又称回归设计）。 响应面曲线法的使用条件有：①确信或怀疑因素对指标存在非线性影响；②因素个数2-7个，一般不超过4个；③所有因素均为计量值数据；试验区域已接近最优区域；④基于2水平的全因子正交试验。 进行响应面分析的步骤为：①确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般不超过4个，因素均为计量值数据；②创建“中心复合”或“Box-Behnken”设计；③确定试验运行顺序(Display Design)；④进行试验并收集数据；⑤分析试验数据；⑥优化因素的设置水平。 响应面优化法的优点：①考虑了试验随机误差②响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量，解决生产过程中的实际问题的一种有效方法③与正交试验相比，其优势是在试验条件寻优过程中，可以连续的对试验的各个水平进行分析，而正交试验只能对一个个孤立的试验点进行分析。
碳酸钙
目录 1基本资料 1.1 管制信息 1.2 简介 1.3 性状 1.4 储存 1.5 用途 1.6 化学性质 2主要分类 2.1 生产方法分类 2.2 粉体粒径分类 2.3 微观排列分类 3应急处理 1基本资料 管制信息 本品不受管制 简介 中文名称:碳酸钙[2] 中文别名:C.I.颜料白18;沉淀碳酸钙;白垩粉;大白粉;轻质碳酸钙;碳酸钙;轻钙;活性碳酸钙;方解石;重质碳酸钙 英文名称:Calcium carbonate
英文别名:C.I. 77220; C.I. Pigment White 18; Calcium carbonate [USAN]; Chalk; Weightily Calcium 碳酸钙球棍模型 Carbonate; Calcium Carbonate Light; Calcium Carbonate Heavy; Biological Calcium Carbonate; Oyster Shell Powder 化学式：CaCO? CAS号：471-34-1[3] EINECS号：207-439-9[4] 俗称：石灰石、石粉，是一种化合物，化学式是CaCO3，呈中性，在水中几乎不溶，在乙醇中不溶，在含季铵盐或二氧化碳的水中微溶（原因是碳酸钙与之反应生成了微溶性物质微溶于水）。 别名：Carbonic acid calcium salt; Limestone; Marble 它是地球上常见物质，存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内。亦为动物骨骼或外壳的主要成份。 各元素质量比：Ca：C：O=10：3：12
碳酸钙 各原子数量比：Ca：C：O=1：1：3 性状 无气味。无味。有两种结晶，一种是正交晶体文石，一种是六方菱面晶体方解石。在约825℃时分解为氧化钙和二氧化碳。溶于稀酸，几乎不溶于水。文石：相对密度2.83，熔点825℃(分解)。方解石：相对密度(d25.2） 碳酸钙分子结构图 2.711，熔点1339℃(10.39MPa)。有刺激性、碳酸钙分为合成与天然二种。 储存 密封保存。 用途 检定和测定有机化合反应中的卤素。水分析。检定磷。与氯化铵一起分解硅酸盐。制备氯化钙溶液以标化皂液。制造光学钕玻璃原料、涂料原料。 食品工业中可作为添加剂使用。 可用作补钙剂。 常用于建筑业和造纸行业。
DesignExpert响应面分析实验设计案例分析和CCD设计详细教程
食品科学研究中实验设计的案例分析 —响应面法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究 摘要：选择对ACE 抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波水浴温度(X3)和酶解时间(X4)，进行四因素三水平的响应面分析试验，经过Design-Expert优化得到最优条件为超声波处理时间28.42min、超声波功率190.04W、超声波水浴温度55.05℃、酶解时间2.24h，在此条件下燕麦ACE 抑制肽的抑制率87.36%。与参考文献SAS软件处理的结果中比较差异很小。 关键字：Design-Expert 响应面分析 1.比较分析 表一响应面试验设计 因素 水平 -1 0 1 超声波处理时间X1(min) 20 30 40 超声波功率X2(W) 132 176 220 超声波水浴温度X3(℃) 50 55 60 酶解时间X4(h) 2.Design-Expert响应面分析 分析试验设计包括：方差分析、拟合二次回归方程、残差图等数据点分布图、二次项的等高线和响应面图。优化四个因素（超声波处理时间、超声波功率、超声波水浴温度、酶解时间）使响应值最大，最终得到最大响应值和相应四个因素的值。 利用Design-Expert软件可以与文献SAS软件比较，结果可以得到最优，通过上述步骤分析可以判断分析结果的可靠性。 2.1 数据的输入
2.2 Box-Behnken响应面试验设计与结果 2.3 选择模型
2.4 方差分析 在本例中，模型显著性检验p<0.05，表明该模型具有统计学意义。由图4知其自变量一次项A，
B，D，二次项AC,A2,B2,C2,D2显著(p<0.05)。失拟项用来表示所用模型与实验拟合的程度，即二者差异的程度。本例P值为0.0861>0.05，对模型是有利的，无失拟因素存在，因此可用该回归方程代替试验真实点对实验结果进行分析。 图 5 由图5可知：校正决定系数R2(adj)(0.9788>0.80)和变异系数（CV）为0.51%，说明该模型只有2.12%的变异，能由该模型解释。进一步说明模型拟合优度较好,可用来对超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究进行初步分析和预测。
碳酸钙结晶综述
碳酸钙在聚合物膜上的结晶综述 序言 现如今经济的快速发展和城市进程的加快，传统的方法例如节约水资源、跨区域调水和修建大坝等方法已经不能满足现在人类对淡水资源的要求。而地球上地球表面的淡水资源如湖水、河水和地下水已过度使用或滥用，导致传统的淡水资源进一步减少或盐碱化。因此，海水淡化的前景很广阔，海水淡化为解决全球未来水危机提供了有效途径。 膜法海水淡化技术在海水淡化应用极其广泛，但是很多无机离子易在聚合物膜表面析出，会造成膜孔道的阻塞，碳酸钙为其中一个影响很大的离子。因此，深入研究碳酸钙在聚合物薄膜表面的成核机理，能够减轻甚至避免其堵塞膜孔道的现象，进一步提高海水淡化产能。 综上所述，膜法从海水中得到淡水是最主要，最常见的一种方法，但是碳酸钙的结晶会降低膜的寿命，对碳酸钙膜上结晶机理的研究可以使海水得到综合利用。 碳酸钙在聚合物膜上的结晶综述 一、我国反渗透膜法海水淡化技术现状与产业前景 我国RO法海水淡化的研究始于20世纪60年代。1965年起，中国科学院、国家海洋局等部门的有关院所对反渗透膜进行了深入研究。国家海洋局杭州水处理中心在国内海水淡化用反渗透膜研究与开发 领域一直保持领先优势，在反渗透膜材料设计与制备、大型海水淡化反渗透膜系统设计与工程应用等领域取得了一系列重要成就。1986
年，国产化醋酸纤维素非对称反渗透膜的氯化钠截留率达到95%；2000年，北京时代沃顿有限公司通过引进、消化与吸收，实现了常规反渗透膜复合材料、反渗透元件及系统结构的国产化，成长为国内最大的反渗透膜生产商，国产RO膜在国内膜市场的占有率达到10%；2009年，中国蓝星（集团）股份有限公司与日本东丽株式会社在北京合资建设国内规模最大的反渗透膜产业化基地。 2012年，《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》指出，到2015年，我国海水淡化能力达到220万～260万m3/d，对海岛新增供水量的贡献率达到50%以上，对沿海缺水地区新增工业供水量的贡献率达到15%以上，海水淡化原料装备制造自主创新率达到70%以上；我国要建立较为完善的海水淡化产业链，关键技术、装备、材料的研发和制造能力达到国际先进水平。 在中东地区和岛屿地区，海水化在当地经济和社会发展中，发挥了重要作用以色列百分之七十的饮用水源来自海水淡化水，2005年日产海水淡化水量达73.8万立方米；阿联酋饮用水主要依赖海水淡化水，2003年日产量达546.6万立方米；意大利西西里岛500万居民，2005年日产海水淡化水量为13.5万立方米。 目前全球海水淡化的市场成交额已达到数十亿美元。著名的海水公司有：法国Sidem公司、英国热能公司、韩国斗山重工司、以色列公司、意大利公司等。截止到2003年12月，全球已有130多个国家应用海水淡化技术，海水淡化日产水量约3775万立方米。其中，世界上五十分之一的人口靠海水淡化提供饮用水。
基于响应面法的FSAE赛车悬架优化设计
基于响应面法的FSAE赛车悬架优化设计 摘要:用响应面法对大学生方程式赛车悬架参数进行优化设计。基于Adams/Car构建双叉臂悬架模型;在Adams/Insight模块中分析出影响各悬架参数的主要因子;对比优化前与优化后车轮定位参数可知,实现了外倾角和前束角的优化目的,其它车轮定位参数的变化范围也有所缩小。在一定程度上提高了赛车的操纵稳定性,为实车的制造提供了可靠的数据依据。 关键词:响应面法Adams 双叉臂悬架优化设计 Optimization of Suspension Design on FSAE Racing Car based on Response Surface Abstract:Response surface methodology has been used for the structure parameters optimization design of formula student racing car. Double wishbone suspension model was built based on ADAMS/Car.The main factors effecting alignment parameters were found out by using the Adams/Insight module.It is concluded by comparing the wheel alignment parameters before and after optimization that not only the optimization objective of toe-in and camber is achieved,but also the scope of change of other wheel alignment parameters is limited down.To a certain extent,improve the handling stability of the car,for real vehicle manufacturing provides a reliable data basis.
响应面法实验
试验设计与优化方法，都未能给出直观的图形，因而也不能凭直觉观察其最优化点，虽然能找出最优值，但难以直观地判别优化区域．为此响应面分析法（也称响应曲面法）应运而生．响应面分析也是一种最优化方法，它是将体系的响应（如萃取化学中的萃取率）作为一个或多个因素（如萃取剂浓度、酸度等）的函数，运用图形技术将这种函数关系显示出来，以供我们凭借直觉的观察来选择试验设计中的最优化条件． 显然，要构造这样的响应面并进行分析以确定最优条件或寻找最优区域，首先必须通过大量的量测试验数据建立一个合适的数学模型（建模），然后再用此数学模型作图． 建模最常用和最有效的方法之一就是多元线性回归方法．对于非线性体系可作适当处理化为线性形式．设有m个因素影响指标取值，通过次量测试验，得到n组试验数据．假设指标与因素之间的关系可用线性模型表示，则有应用均匀设计一节中的方法将上式写成矩阵式或简记为式中表示第次试验中第个因素的水平值；为建立模型时待估计的第个参数；为第次试验的量测响应（指标）值；为第次量测时的误差．应用最小二乘法即可求出模型参数矩阵B如下将B阵代入原假设的回归方程，就可得到响应关于各因素水平的数学模型，进而可以图形方式绘出响应与因素的关系图． 模型中如果只有一个因素（或自变量），响应（曲）面是二维空间中的一条曲线；当有二个因素时，响应面是三维空间中的曲面．下面简要讨论二因素响应面分析的大致过程． 在化学量测实践中，一般不考虑三因素及三因素以上间的交互作用，有理由设二因素响应（曲）面的数学模型为二次多项式模型，可表示如下：通过n次量测试验（试验次数应大于参数个数，一般认为至少应是它的3倍），以最小二乘法估计模型各参数，从而建立模型；求出模型后，以两因素水平为X坐标和y坐标，以相应的由上式计算的响应为Z坐标作出三维空间的曲面（这就是2因素响应曲面）．应当指出，上述求出的模型只是最小二乘解，不一定与实际体系相符，也即，计算值与试验值之间的差异不一定符合要求．因此，求出系数的最小二乘估计后，应进行检验．一个简单实用的方法就是以响应的计算值与试验值之间的相关系数是否接近于1或观察其相关图是否所有的点都基本接近直线进行判别．如果以表示响应试验值，为计算值，则两者的相关系数R定义为其中对于二因素以上的试验，要在三维以上的抽象空间才能表示，一般先进行主成分分析进行降维后，再在三维或二维空间中加以描述．等等………… 2注意事项 对于构造高阶响应面，主要有以下两个问题： 1，抽样数量将显著增加，此外，普通的实验设计也将更糟。 2，高阶响应面容易产生振动。 响应面法(response surface methodology，记为RSM)最早是由数学家Box和Wilson于1951年提出来的。就是通过一系列确定性的“试验”拟合一个响应面来模拟真实极限状态曲面。其基本思想是假设一个包括一些未知参量的极限状态函数与基本变量之间的解析表达式代替实际的不能明确表达的结构极限状态函数。响应面方法是一项统计学的综合试验技术，用于处理几个变量对一个体系或结构的作用问题，也就是体系或结构的输入(变量值)与输出(响应)的转换关系问题。现用两个变量来说明:结构响应Z与变量x1,x2具有未知的、不能明确表达的函数关系Z=g(x1,x2)。要得到“真实”的函数通常需要大量的模拟，而响应面法则是用有限的试验来回归拟合一个关系Z= g’(x1,x2)，并以此来代替真实曲面Z=g(x1,x2)，将功能函数表示成基本随机变量的显示函数，应用于可靠度分析中。响应面方法实际上源于一种试验设计方法，试验设计方法是用来研究设计参数对模型设计状况影响的一种取样策略，决定了构造近似模型所需样本点的个数和这些点的空间分布情况。目前广泛应用于计算机仿真试验设计的主要方法是拉丁超立方体抽样和均匀设计，这两种试验设计能应用于多种多样的模型，且对模型的变化具有稳健性。 3响应面分析
碳酸钙介绍
碳酸钙专业知识 碳酸钙分类： 1、重质碳酸钙 2、轻质碳酸钙 3、活性碳酸钙 4、纳米钙 重质碳酸钙简述： 重质碳酸钙 英文名：calcium carbonate 分子式 CaCO3 相对分子量 100.09 重质碳酸钙性质 白色粉末，无色、无味。在空气中稳定。几乎不溶于水,不溶于醇。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热到898℃开始分解为氧化钙和二氧化碳。 重质碳酸钙，简称重钙，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。是常用的粉状无机填料，具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、在400℃以下不会分解、白度高、吸油率低、折光率低、质软、干燥、不含结晶水、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性好等优点。
可根据需要提供不同粒度要求的普通重钙粉、超细重质碳酸钙、湿法研磨超细碳酸钙、超细表面改性重质碳酸钙。 [介绍]碳酸钙(Calcium Carbonate) 是一种重要的、用途广泛的无机盐。重质碳酸钙 ( Heavy Calcium Carbonate) 又称研磨碳酸钙( Ground Calcium Carbonate,简称GCC美国称Kotamite) ,是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等而制得。由于它的沉降体积(1.1-1.9mL/g/ g)比用化学方法生产的轻质碳酸钙沉降体积(2.4-2.8mL/g) 小,因此被称为重质碳酸钙。 [理化性质]碳酸钙的化学式为caco3 ,其结晶体主要有复三方偏三面晶类的方解石和斜方晶类的文石,在常温常压下,方解石是稳定型,文石是准稳定型，目前主要以方解石为主。 在常压下,方解石加热到898 ℃、文石加热到825 ℃,将分解为氧化钙和二氧化碳;碳酸钙与所有的强酸发生反应,生成水和相应的钙盐(如氯化钙CaCl2) ,同时放出二氧化碳;在常温(25 ℃) 下,碳酸钙在水中的浓度积为8. 7 ×1029 、溶解度为0. 0014 ,碳酸钙水溶液的pH 值为9. 5~10. 2 ,空气饱和碳酸钙水溶液的pH 值为8. 0~8. 6 。碳酸钙无毒、无臭、无刺激性,通常为白色,相对密度为2. 7~2. 9 。莫氏硬度方解石为 3 ,文石为3. 5~ 4 。方解石具有三组菱面体完全解理,文石亦具有解理。重质碳酸钙的沉降体积:1. 2~1. 9ml/ g，比表面积为1m2/g 左右;重质碳酸钙由于颗粒大、表面光洁、比表面积小,因此吸油值较低,为48ml/ 100g 左右。 [生产方法]重质碳酸钙的生产工艺流程有两种。干法生产工艺流程:首先手选从采石场运来的方解石、石灰石、白垩、贝壳等,以除去脉石;然后用破碎机对石灰石进行粗破碎,再用雷蒙(摆式) 磨粉碎得到细石灰石粉,最后用分级机对磨粉进行分级,符合粒度要求的粉末作为产品包装 入库,否则返回磨粉机再次磨粉。湿法生产工艺流程:先将干法细粉制成悬浮液置于磨机内进一步粉碎,经脱水、干燥后便制得超细重质碳酸钙。 [颗粒形状]重质碳酸钙的形状都是不规则的,其颗粒大小差异较大,而且颗粒有一定的棱角,表面粗糙,粒径分布较宽,粒径较大,平均粒径一般为1~10μm。重质碳酸钙按其原始平均粒径( d)
响应面法优化微生物诱导碳酸钙沉积培养基
2014年第33卷第6期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1533· 化工进展 响应面法优化微生物诱导碳酸钙沉积培养基 竹文坤1，牟涛2，段涛1，张友魁1，罗学刚1 （1西南科技大学中国工程物理研究院激光聚变研究中心极端条件物质特性联合实验室，四川绵阳 621000； 2中国工程物理研究院，四川绵阳 621000） 摘要：通过响应面法对微生物诱导CaCO3沉积的培养基组分进行优化。结果表明，最适宜培养基配方为葡萄糖30g/L、大豆蛋白胨10g/L、尿素50g/L、硝酸钙0.5mol/L、吐温80体积分数0.05%以及氯化镍250μmol/L。葡萄糖浓度和尿素浓度、葡萄糖浓度和硝酸钙浓度、葡萄糖浓度和吐温浓度、硝酸钙浓度和吐温浓度以及尿素浓度和氯化镍浓度，对微生物诱导CaCO3沉淀量的影响有着比较显著的双因子效应。沉淀物CaCO3含有少量有机质，形成方解石型或方解石和球霰石混合晶型的CaCO3，其形貌和堆积密度随外界条件改变而不同。 关键词：响应面；优化；微生物；碳酸钙；沉淀；培养基 中图分类号：Q 93-335 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2014）06–1533–06 DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2014.06.029 Optimization for microbiological-induced CaCO3 precipitation medium using response surface methodology ZHU Wenkun1，MU Tao2，DUAN Tao1，ZHANG Youkui1，LUO Xuegang1 （1Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties，Southwest University of Science and Technology and Research Center of Laser Fusion，CAEP，Mianyang 621000，Sichuan，China；2China Academy of Engineering Physics， Mianyang 621000，Sichuan，China） Abstract：Response surface methodology was applied to optimize the medium composition for microorganism induced CaCO3 precipitation. The results show that the optimal medium formulation was glucose 30g/L，soybean peptone 10g/L，urea 50g/L，calcium nitrate concentration 0.5mol/L，Tween 80 concentration 0.05% and chlorination nickel 250μmol/L. The glucose concentration and urea concentration，glucose concentration and calcium nitrate concentration，glucose concentration and Tween concentration，calcium nitrate concentration and Tween concentration as well as urea concentration and chlorination nickel concentration had significantly two-factor effect on microorganism induced CaCO3 precipitation yield. Precipitated CaCO3 contained a small amount of organic matter，and the morphology and bulk density of CaCO3 on forming calcite or calcite-vaterite mixed crystal depended on precipitation conditions changes. Key words：response surface；optimization；microorganism；calcium carbonate；precipitation；culture medium 自然界中的成岩微生物通过其自身的生命活动，与周围环境介质之间不断发生酶化作用，逐渐矿化形成胶结物质CaCO3。微生物成岩作用需经历漫长地质时期的累积，最终将自然界中的疏松的岩石碎屑胶结成坚硬的岩石[1-5]。受此自然现象启发，可利用成岩细菌——碳酸盐矿化菌，提供其适宜的 收稿日期：2013-10-28；修改稿日期：2013-11-16。 基金项目：国家自然科学基金项目（11075134）。 第一作者及联系人：竹文坤（1983—），男，讲师，博士，主要从事生物修复研究工作。E-mail zhuwk0@https://www.360docs.net/doc/b75747460.html,。
碳酸钙的用途
碳酸钙 百科名片 碳酸钙图片 碳酸钙是一种无机化合物，是石灰岩石（简称石灰石）和方解石的主要成分. 目录[隐藏] 【物理化学性质】 【碳酸钙的分类】 【泄漏应急处理】 【健康危害】 【用途】 【制法及工艺流程】 【中文名】碳酸钙 【英文名】Calcium carbonate 【别名】Carbonic acid calcium salt; Limestone; Marble 111 【俗名】石灰石、方解石、大理石、白垩、文石、钟乳石、霰石、汉白玉[1]【产品名称】碳酸钙 【分子式】CaCO? 【分子量】100.09 【熔点】825°C 【主要成份】CaO占56.03%,CO?占43.97% 【CAS 登录号】471-34-1 【EINECS 登录号】207-439-9 【结构式】如下图
[编辑本段] 【物理化学性质】 【密度】 2.93g∕cm3 【硬度】莫氏硬度3 【分解温度】898°C 【熔点】当压力为10.4MPaJF ，熔点为1339°C 【水溶性】几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。 【介电常数】7.5-8.8[2] 【安全数据】危险品标志Xi 危险类别码R36/38 【安全说明】S26;S37/39 【状态】白色晶体或粉末。无味。露置空气中无反应，不溶于醇。 【性质】遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。在101.325千帕下加热到900℃时分解为氧化钙和二氧化碳。 [编辑本段] 【碳酸钙的分类】 1、按生产方法分类 根据碳酸钙生产方法的不同，可以将碳酸钙分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙。 重质碳酸钙(俗称，重钙，单飞粉、双飞粉、三飞粉、四飞粉) calcium carbonate ,heavy 分子式CaCO?分子量100.09 简称重钙，是用机械方法（用雷蒙磨或其它高压磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等就可以制得。由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小，所以称之为重质碳酸钙。 性质：白色粉末。无臭、无味。露置空气中无变化，比重2.710。熔点1339&or dm;C。几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热分解为氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO?)。
微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的注浆方法
第47卷第3期2019年5月河海大学学报(自然科学版)Journal of Hohai University(Natural Sciences)Vol.47No.3May 2019DOI :10.3876/j.issn.10001980.2019.03.011 基金项目:国家自然科学基金(51578214)作者简介:彭劼(1971 )男,教授,博士,主要从事软基处理研究三E?mail:peng?jie@https://www.360docs.net/doc/b75747460.html, 引用本文:彭劼,黄慕凡,谢高强,等.微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的注浆方法[J].河海大学学报(自然科学版),2019,47(3):259? 264.PENG Jie,HUANG Mufan,XIE Gaoqiang,et al.Grouting method of MICP?treated soil [J].Journal of Hohai University (Natural 微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的注浆方法 彭 劼1,2,黄慕凡1,2,谢高强1,2,田艳梅1,2 (1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京 210098;2.江苏省岩土工程技术工程研究中心,江苏南京 210098) 摘要:为了探讨微生物诱导碳酸钙沉积(MICP )在实际工程中的应用方法,尝试注浆管MICP 加固土体,即在土体中插入不同分布密度注浆孔的注浆管,将菌液和胶结液通过注浆管注入土体中,从而形成加固体,并通过对比试验,研究注浆管MICP 的加固效果三试验结果表明,经过注浆管MICP 处理,能形成完整的且强度较高的固化砂柱,并且固化砂柱的强度比较均匀三 关键词:微生物诱导碳酸钙沉积;注浆管;土体加固;模型试验 中图分类号:TU43 文献标志码:A 文章编号:10001980(2019)03025906 Grouting method of MICP?treated soil PENG Jie 1,2,HUANG Mufan 1,2,XIE Gaoqiang 1,2,TIAN Yanmei 1,2(1.Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering ,Hohai University ,Nanjing 210098,China 2.Jiangsu Research Center for Geotechnical Engineering Technology ,Nanjing 210098,China )Abstract :To explore the application method of MICP in the actual project,the MICP grouting pipe is used to reinforce the soil in this study.That is to insert the grouting pipe into the soil through holes of different densities,then penetrate the bacteria fluid and the cementing fluid into the soil through the holes on the grouting pipe,and at last,the cemented sand column can be formed in the soil.By comparing the reinforcement effect of contrast experiments,the results show that this grouting method can be used to form a complete and high strength cemented sand column and the strength of each layer is relatively balanced.Key words :MICP;grouting pipes;model experiment;soil reinforcement 传统的土体加固方法如真空预压固结二电渗固结二化学注浆等方法存在诸多不足[1?3],如工期长二能耗大二对环境有不良影响等三近年来,微生物诱导碳酸钙沉积(microbially induced carbonate precipitation,MICP)在土体加固方面的研究得到越来越多的重视[4?7]三MICP 是指特定细菌的代谢产物与周围环境中的物质合成碳酸钙的过程[8]三自然界中存在多种微生物,可在新陈代谢过程中生成碳酸钙,其机制种类主要包括:尿素水解如巴氏芽孢杆菌八叠球菌(Sporosarcina pasteurii )二反硝化作用如Castellaniella denitrificans 二硫酸盐还原如sulphate reducing bacteria 等[9?11]三其中尿素水解类微生物具有环境适应性强二碳酸钙生成量高二沉积速度快等优点[11?12],因此成为MICP 加固土体研究中受到最多关注和应用的微生物三 Whiffin [11]首次将MICP 方法应用于土体加固中,其利用巴氏芽孢杆菌八叠球菌诱导碳酸钙沉积在松散砂中,显著地提高了砂土的剪切强度三Dejong 等[4]进一步用X 射线衍射试验确定了其中起到胶结作用的物质是方解石晶型碳酸钙三之后,学者们进一步研究了不同的微生物二钙源种类二化学试剂浓度以及环境因素 的影响等[13?15]三如何有效地将微生物和相关的化学试剂(如尿素和氯化钙)输送到需要加固的土体位置是MICP 加固土