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SCI和EI收录∣中国化工学会会刊
本期目录
2005年 第13卷 第4期 刊出日期:2005-08-28
    TRANSPORT PHENOMENA & FLUID MECHANICS
    封闭多井油藏中的压力恢复分析
    林加恩,杨慧珠
    . 2005, 13(4):  441-450.  doi:
    摘要 ( )   PDF (3259KB) ( )  
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    A general method has been developed for analyzing pressure buildup data from a well located in a system with both production and injection wells in a closed, bounded two-phase flow reservoir. The proposed method enables one to calculate the total mobility or permeability-thickness product, the skin factor, the average drainage-area pressure and the injection-production ratio (at the instant of shut-in) with accuracy from pressure buildup (or fallooff) data dominated by a linear trend of reservoir pressure.
    Out of thousands of well tests, several typical field examples have been presented to illlustrate the application of the proposed method for analyzing pressure transient data from a well located in a water-injection multiwell reservoir. And the possible application of this method to heterogeneous systems such as naturally fractured reservoirs is also discussed. Approaches to aid practicing engineers in verifying the buildup interpretation (or recognizing the interference of offset wells) are presented. Extension of the presented method to a gas well located in a multiwell gas reservoir is also suggested
    加齿被动控制自由湍射流多尺度涡结构的实验研究
    刘欣, JIANGNan
    . 2005, 13(4):  451-456.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2353KB) ( )  
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    Turbulent flow field of the free jet with circular nozzle and wedged nozzles is measured using hot wire anemometry with resolution higher than the smallest turbulence time scale. Wavelet analysis is employed to perform multi-scale decomposition of instantaneous turbulence fluctuating velocity signals, and the energy distribution of the turbulent multi-scale eddy structures over scales is studied using wavelet coefficients. Investigation of the multi-scale eddy structures of circular jet and various wedged jets reveals the transport of the energy of these wedged jets in the space from the axis to the side of the jet, as compared with the circular jet. Furthermore, not only the eddy structures at the wedge tines in the near field are crashed, but also the interactions such as eddy structure union and entrainment take place at different longitudinal and normal locations along with the development of the jets because of the existence of wedges.
    SEPARATION SCIENCE & ENGINEERING
    壳聚糖亲和膜脱除蛋白质溶液中的内毒素
    孙海翔, 张林, 柴红, 陈欢林
    . 2005, 13(4):  457-463.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2323KB) ( )  
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    Affinity membrane was prepared with chitosan immobilized on the hydrophile- modified poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membrane. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis indicated that the contents of-NH2 and -OH groups increased and fluoride decreased on the membrane surface after modification. Using this kind of affinity membrane, the effects of operation parameters such as pH, ionic strength and flow rate, on the amount of end otoxin removed were investigated. The results showed that the equilibrium adsorption capacity and the dissociation constant of the affinity membrane to endotoxin were 21.4 EU.mg^-1 membrane and 0.50 EU.ml^-1, respectively, at pH 7.0 and ionic strength 0.2 mol.L^-1. Adsorption appeared to follow a typical Langmuir adsorption isotherm. At pH 5.0, ionic strength of 0.2 mol.L^-1, the removal rate of endotoxin from BSA solution with the chitosan affinity membrane was up to 88.6% (11.50 EU.mg^-1 membrane), and the recovery of BSA was 93.4% (0.187 mg.mg^-1 membrane), while at pH 11.0, ionic strength of 0.2 mol.L^-1, the removal rate of endotoxin from lysozyme solution was 72.4% (9.92 EU.mg^-1 membrane), and the recovery of lysozyme was 92.3% (0.104mg.mg^-1 membrane).
    REACTION KINETICS, CATALYSIS AND……
    碳酸钙在流动过冷沸腾条件下的结垢机理研究
    邢晓凯, 马重芳, 陈永昌
    . 2005, 13(4):  464-470.  doi:
    摘要 ( )   PDF (3163KB) ( )  
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    Fouling of heat transfer surfaces during subcooled flow boiling is a frequent engineering problem in process industries. It has been generally observed that the deposits in such industrial systems consist mainly of calcium carbonate (CaCO3), which has inverse solubility characteristics. This investigation focused on the mechanism to control deposition and the morphology of crystalline deposits. A series of experiments were carried out at differentsurface and bulk temperatures, fluid velocities and salt ion concentrations. It is shown that the deposition rate is controlled by different mechanism in the range of experimental parameters, depending on salt ion concentration. At higher ion concentration, the fouling rate increases linearly with surface temperature and the effect of flow velocity on deposition rate is quite strong, suggesting that mass diffusion controls the fouling process. On the contrary, at lower ion concentration, the fouling rate increases exponentially with surface temperature and is independent of the velocity, illustrating that surface reaction controls the fouling process. By analysis of the morphology of scale, two types of crystal (calcite and aragonite) are formed. The lower the temperature and ion concentration, the longer the induction period and the higher the percentage of calcite nreciDitated.
    双分散多孔催化剂颗粒中的气体扩散
    刘秀凤, 张宝泉, LINY.S.
    . 2005, 13(4):  471-476.  doi:
    摘要 ( )   PDF (1880KB) ( )  
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    A flux equation of diffusion for bi-disperse porous catalyst pellets was proposed by modifying the previously developed model equation over fractal trajectories. The proposed fractal model equation considered the same tortuous degree for both micro- and macro-pores. The experimental data of diffusion over a bi-disperse Ni/gamma-alumina pellet were obtained with a standard Wicke-Kallenbach diffusion cell for both carbon monoxideethylene and carbon dioxide-ethylene binary mixtures. The fitting between experimental results and the fractal model equation leads to a fractal dimension of 1.11. The prediction of diffusion flux over the bi-disperse Ni/gammaalumina pellet by the proposed fractal model equation is much better than the traditional tortuosity-based model equation by comparison with the measured flux through the pellet.
    SYSTEM ENGINEERING
    一种新的模糊聚类-分级算法及其在流程报警管理中的应用
    朱群雄, 耿志强
    . 2005, 13(4):  477-483.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2236KB) ( )  
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    Overmany alarms of modern chemical process give the operators many difficulties to decision and diagnosis. In order to ensure safe production and process operating, management and optimization of alarm information are challenge work that must be confronted. A new process alarm management method based on fuzzy clusteringranking algorithm is proposed. The fuzzy clustering algorithm is used to cluster rationally the process variables, and difference driving decision algorithm ranks different clusters and process parameters in every cluster. The alarm signal of higher rank is handled preferentially to manage effectively alarms and avoid blind operation. The validity of proposed algorithm and solution is verified by the practical application of ethylene cracking furnace system. It is an effective and dependable alarm management method to improve operating safety in industrial process.
    THERMODYNAMICS AND CHEMICAL……
    油藏流体中H型水合物生成条件的计算
    马庆兰,陈光进,郭天民,张坤,JulianY.Zuo, DanZhang, Heng-JooNg
    . 2005, 13(4):  484-490.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2055KB) ( )  
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    In this work, a thermodynamic model is developed for prediction of structure H hydrate formation. The model combines the Peng-Robinson equation of state for the vapor, liquid and aqueous phases with the extended Ng-Robinson hydrate model for gas hydrate formation of all three structures. The parameters of 14 structure-H hydrate formers are determined based on the experimental data of structure-H hydrates in the literature. The expression of fugacity of water in the empty hydrate phase is correlated for calculating structure-H hydrate formation conditions in the absence of free water. The model is tested by predicting hydrate formation conditions of a number of structure-H hydrate forming systems which are in good agreement with the experimental data. The proposed model is also applied to the prediction of hydrate formation conditions for various reservoir fluids such as natural gas and gas condensate.
    用NRTL方程推算高压汽液平衡并同时描述过量焓
    计伟荣,E.Stiebing
    . 2005, 13(4):  491-497.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2201KB) ( )  
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    The non-random two liquids (NRTL) equation together with the Pitzer/Curl Virial equation of state are used to investigate the simultaneous representation of excess enthalpies (h^E) and vapour-liquid equilibria (VLE) and the VLE prediction from h^E data. The calculation strategy for properly determining NRTL parameters and the effect of their temperature dependence on the simultaneous correlation of h^E and VLE data and the VLE extrapolation are analysed in detail. 
    SEBS三嵌段共聚物膜的形态研究
    韩霞, 刘洪来, 董亚明, 胡英
    . 2005, 13(4):  498-503.  doi:
    摘要 ( )   PDF (4530KB) ( )  
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    Surface morphologies of the films of poly [styrene-b-(ethylene-co-butene)-b-styrene] (SEBS) have been studied by using tapping-mode atomic force microscopy (TM-AFM). The films of block copolymer were prepared both by spin-coating on mica and by solvent-casting on different solution surfaces. For spin-coating samples, the effect of solution concentration, solvent, and annealing temperature are investigated. It is shown that changing the concent ration of the solution makes no difference on the morphology of the film of the block copolymer. The microstructures are quite stable during thermal annealing; only the size of the domains changes toward the equilibrium configuration. However, solvent annealing can notably change the microstructures. When different selective solvents are used for film spin-coating, different morphologies can be obtained and explained by the different solubility parameters of the solvents. As expected, significant different morphologies in the top and the bottom surfaces of the casting films were observed. The images of the top surfaces reveal cylinder microdomains, while those of the bottom surfaces were spherical morphologies.
    关于CO2有机溶剂体系液相体积膨胀的研究
    李志义, 夏远景, 刘学武, 邓小亮, 胡大鹏
    . 2005, 13(4):  504-509.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2003KB) ( )  
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    The supercritical antisolvent (SAS) process has been developed in recent years for the tormation of nanoand micro-particles. It is necessary to study the liquid phase volume expansion (LPVE) and find the relationships between the operating conditions and the LPVE in order to develop a practical meethod for determining the operation conditions and selecting an organic solvent for SAS process. The PR equation of state with vdW-1 mixing rule is used to calculate the LPVE for CO2/toluene, CO2/acetone and CO2/ethyl acetate systems, and the results show that the LPVE for each CO2/organic solvent system decreases as the temperature increases. The relationship between the LPVE and the solubility of CO2 in the liquid phase for CO2/organic solvent systems is investigated, and the results show that the LPVE is determined directly by the solubility of CO2 in the liquid phase, xCO2, and can be related to xCO2 independently. No matter what system of CO2/organic solvent is and how different the temperature is, the LPVEs have little difference as long as the solubility of CO2 in the liquid phase, xCO2, keeps constant. The lower temperature is always favorable to the SAS process. The higher the solubility of CO2 in an organic solvent under certain operation condition, the more suitable it is to the SAS process.
    BIOTECHNOLOGY & BIOENGINEERING
    黑曲霉Aspergillus niger P-6021浆态发酵常山胡柚皮渣产果胶霉
    钟卫鸿,岑沛霖
    . 2005, 13(4):  510-515.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2221KB) ( )  
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    The peel of Citrus changshan-huyou, coupled with wheat bran, could be utilized by Aspergillus niger P-6021 in slurry-state fermentation to produce pectinase with suitable enzyme composition for application in apple juice processing. The production of pectinase is improved by additional nitrogen source substances and mineral supplements. The ratio of carbon source substances to nitrogen source substances in the medium also has significant effect on the pectinase production by A. niger P-6021 in slurry-state fermentation. In the optimized medium composition, the maximal enzyme activity could reach 42U.L^- 1 (polymethylgalacturonase), 6.7 U.L^- 1 (polymethygalacturatesterase), and 4.3 U.L^-1 (polymethylgalacturonate lyase), respectively, after 3 days at 180 r.min^- 1 and 30℃. The crude pectinase shows significant effect to improve the yield and clarification of apple juice.
    A2O工艺缺氧生物磷去除
    王晓莲, 王淑莹, 彭永臻
    . 2005, 13(4):  516-521.  doi:
    摘要 ( )   PDF (1933KB) ( )  
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    A lab-scale anaerobic-anoxic-oxic (A^2O) process used to treat a synthetic brewage wastewater was investigated. The objectives of the study were to identify the existence of denitrifying phosphorus removing bacteria (DPB), evaluate the contribution of DPB to biological nutrient removal and enhance the denitrifying phosphorus removal in A^2O bioreactors. Sludge analysis confirmed that the average anoxic P uptake accounted for approximately 70% the total amount of P uptake, and the ratio of anoxic P uptake rate to aerobic P uptake rate was 69%. In addition, nitrate concentration in the anoxic phase and different organic substrate introduced into the anaerobic phase had significant effect on the anoxic P uptake. Compared with conventional A^2O processes, good removal efficiencies of COD, phosphorus, ammonia and total nitrogen (92.3%, 95.5%, 96% and 79.5%, respectively) could be achieved in the anoxic P uptake system, and aeration energy consumption was saved 25%. By controlling the nitrate recirculation flow in the anoxic zone, anoxic P uptake could be enhanced, which solved the competition for organic substrates among poly-P organisms and denitrifiers successfully under the COD limiting conditions. Therefore, in wastewater treatment plants the control system should be applied according to the practical situation to optimize the operation.
    大肠杆菌中表达来源于Agrobacterium radibacter的新hamA基因以生产5-氨基乙酰丙醇
    刘晓侠, 林建平, 秦钢, 岑沛霖
    . 2005, 13(4):  522-528.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2862KB) ( )  
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    A new hemA gene encoding 5-aminolevulinate (ALA) synthase was cloned from Agrobacterium radiobacter zju-0121. The ALA synthase catalyzes the pyridoxal phosphate-dependent condensation of succinyl coenzyme A (succinyl-CoA) and glycine to produce ALA. Four plasmids carrying the A. radiobacter hemA gene were transformed into different E. coli strains. The effects of both genetic and physiological factors on the expression of ALA synthase and ALA production were studied. The results indicated that the final intracellular activity of ALA synthase and the production of ALA in different expression systems varied largely. Among them, the recombinant E. coli BL21 (DE3) harboring the expression plasmid pET28-A. R-hemA was the most suitable one. The effects of isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) addition time, IPTG concentration, culture temperature and the initial concentration of precursors and glucose on the ALA production were also evaluated. The expressed ALA synthase accounted for about 23.7% of the intracellular soluble protein. The highest specific activity of ALA syn- thase was 13.8 nmol.min^-1.mg^-1 of intracellular soluble protein. In the batch culture of the recombinant E. coli, the extracellular ALA concentration reached 0.9g.L^-1.
    假丝酵母99-125脂肪酶促酯化合成生物柴油的研究
    邓利, 聂开立, 王芳, 谭天伟
    . 2005, 13(4):  529-534.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2189KB) ( )  
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    A self-made lipase preparation from Candida sp. 99-125 was used for the production of biodiesel through enzymatic esterification of fatty acids. The crude lipase powder and fermentation broth were immobilized on a cheap fiber cloth carrier. The conditions of lipase-catalyzed esterification between long-chain fatty acids and methanol in a solvent system were investigated in detail, including the temperature, pH value, substrate concentration, solvent, absorbent agent, enzyme dosage and purity, immobilization method, the mode of addition of substrate. The results show that reaction temperature, pH of lipase micro-environment, substrate concentration, enzyme dosage and purity affect the esterification strongly. Several new methods and enzymatic procedures for improving the enzymatic reaction involving the process cost are also discussed, such as fossil diesel fuel as reaction solvent, immobilization method, multi-step gradient addition of methanol. The esterification degree of 92.8% was obtained with oleic acid and methanol under the optimal reaction condition after 12.5 h reaction time. The half-life of the immobilized lipase preparation from crude free lipase powder for esterification was 15 days.
    PROCESS AND PRODUCT TECHNOLOGY
    基于微粒群优化算法的不确定性调和调度
    赵小强, 荣冈
    . 2005, 13(4):  535-541.  doi:
    摘要 ( )   PDF (2296KB) ( )  
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    Blending is an important unit operation in process industry. Blending scheduling is nonlinear optimization problem with constraints. It is difficult to obtain optimum solution by other general optimization methods. Particle swarm optimization (PSO) algorithm is developed for nonlinear optimization problems with both continuous and discrete variables. In order to obtain a global optimum solution quickly, PSO algorithm is applied to solve the problem of blending scheduling under uncertainty. The calculation results based on an example of gasoline blending agree satisfactory with the ideal values, which illustrates that the PSO algorithm is valid and effective in solving the blending scheduling problem.
    RESEARCH NOTES
    一种改进的动态数据校正离群值检测法
    周凌柯, 苏宏业, 褚健
    . 2005, 13(4):  542-547.  doi:
    摘要 ( )   PDF (1551KB) ( )  
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    Data reconciliation technology can decrease the level of corruption of process data due to measurement noise, but the presence of outliers caused by process peaks or unmeasured disturbances will smear the reconciled results. Based on the analysis of limitation of conventional outlier detection algorithms, a modified outlier detection method in dynamic data reconciliation (DDR) is proposed in this paper. In the modified method, the outliers of each variable are distinguished individually and the weight is modified accordingly. Therefore, the modified method can use more information of normal data, and can efficiently decrease the effect of outliers. Simulation of a continuous stirred tank reactor (CSTR) process verifies the effectiveness of thee proposed algorithm.
    酮麝香,二甲苯麝香溶液结晶研究
    曲红梅,周立山, 白鹏, 杨志才, 余国琮
    . 2005, 13(4):  548-551.  doi:
    摘要 ( )   PDF (1207KB) ( )  
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    The ternary phase diagrams of musk ketone, musk xylene and various solvent were obtained by calculations. Moreover, the double saturated lines were found to be curve for the first time. The methods to separate eutectic mixtures of musks by solution crystallization were suggested on the basis of these phase diagrams. A new process was proposed to get musk ketone and musk xylene from the eutectics by adding acetonitrile and heptane in turn, which was verified by experiments. Musk xylene with purity of 97.50% and musk ketone with purity of 98.10% were obtained.
    计算大型塔板效率的区域贡献法
    许松林, 王惠嫒, 徐世民
    . 2005, 13(4):  552-555.  doi:
    摘要 ( )   PDF (1134KB) ( )  
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    From the measurement of liquid flow field on a large plate by a hot-film anemometer, three different regions on the large plate were presented, including a liquid circulation area near the inlet down-comer, a region with very slow moving or stagnant liquid on the side of the tray and an active flow region at the center of the plate. According to the contribution of the three regions, the tray efficiency for large plates was proposed. The prediction plate efficiency by the present model are compared with the experimental data in the literature and those calculated by other models. It is shown that the present model is more accurate for prediction of efficiency of large plates, and the calculation is simpler.
    微波协同萃取射干异黄酮的研究
    龚盛昭,程江, 杨卓如
    . 2005, 13(4):  556-559.  doi:
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    Microwave-assisted extraction (MAE) of isoflavones from Belamcanda chinensis was studied using ethanol as the solvent. The single factor experiment and the orthogonal method were used to optimize the MAE condition. It was concluded that two doses of intermittent microwave power radiation, 300 W each for 4 rain, were needed for extraction. The mass ratio of solvent to material was 8:1 and the alcohol mass fraction was 80%. The extracted liquor was then concentrated under vacuum and degreased with petroleum ether. The yield of total isofiavones was about 8.8% and the contents of tectoridin and iridin were 67.6% and 16.3% respectively. Compared with direct-heating extraction (DHE), MAE may shorten extracting duration, reduce solvent consumption, and improve yield and purity of isoflavones from Belamcanda chinensis.
    1,2-环已二醇在溶液中的溶解度
    周彩荣, 王海峰, 蒋登高
    . 2005, 13(4):  560-563.  doi:
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    The solubility of trans-1,2-cyclohexanediol in water, methyl acetate, acetic ester, propyl acetate, butyl acetate, methyl acrylate, ethyl acrylate, 2-pentanone and acetoacetic ester was measured at temperatures ranging from about 300K to 330K, using a modification of the experimental technique of laser monitoring observation system. The solubilities were calculated by λh method, in which new parameters were introduced to express the activity coefficients of trans-1,2-cyclohexanediol, and determined from the experimental data. The new parameters provide good calculated results. The experimental data were also correlated with a simple model, and results were compared with present λh model.
    离子液体;石油沥青质的新型溶剂
    刘艳升, 胡玉峰, 王海波, 徐春明, 纪德军, 孙研, 郭天民
    . 2005, 13(4):  564-567.  doi:
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    The dissolution of petroleum asphaltenes with ionic liquids is studied for the first time. The results show that the ionic liquids could be used as novel solvents for asphaltenes. The important parameters governing the ability of ionic liquids for dissolution of asphaltenes are discussed. It is found that, the ionic liquids based on the cations containing a conjugated aromatic core or the anions which are strong hydrogen bond acceptors are most effective, whereas the ionic liquids containing 'non coordinating' anions such as [BF4]^- and [PF6]^- are nonsolvents for asphaltenes. Increase in the effeective anion charge density enhances the ability of ionic liquids to break the extensive asphaltene associations and thus enhances the solubility of asphaltenes in the ionic liquid. The dissolution ability of ionic liquid decreases apparently with increasing the substituted alkyl chain length of its cationic head ring. Temperature is found to play an important role on dissolution of asphaltenes, and the dissolution can be significantly imoroved bv microwave heatinz.
    以葡辛胺为拆分剂拆分酮基布洛芬
    朱圣东, 吴元欣, 喻子牛
    . 2005, 13(4):  568-571.  doi:
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    The process of resolution of racemic ketoprofen using n-octyl-d-glucamine as an optical resolution agent was investigated. The process consists of preparation of the diastereomer salt of ketoprofen with n-octyl-d-glucamine, liberation of S-(+)-ketoprofen from its diastereomer salt and recovery of the remaining ketoprofen and n-octyl-d- glucamine. The suitable conditions for preparation of the diastereomer salt were methanol and ethyl acetate (1:1 by volume) as the solvent, the ratio of solvent volume to ketoprofen mass at 8 ml:1 g, and the molar ratio of ketoprofen to n-octyl-d-glucamine at 1:1. The preferred approach to liberate S-(+)-ketoprofen from its diastereomer salt was alkali dissolution, acid adjustment and ethyl acetate extraction. Racemization of the recovered ketoprofen could be achieved by reacting the recovered ketoprofen with 10% NaOH at 507kPa for 6h. The recovered n-octyl-d- glucamine could be refined by acid dissolution and alkali adjustment. S-(+)-ketoprofen can be obtained with high optical purity and yield, showing that the present process is a practical and efficient one which can be used in industrial scale for preparation of S-(+)-ketoprofen.
    超临界二氧化碳萃取生姜油实验研究与数值模拟
    刘学武,李志义, 陈淑花, 詹世平, 夏远景, 魏勇
    . 2005, 13(4):  572-576.  doi:
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    An experimental setup for separating ginger essential oil by supercritical fluid extraction is established. The effects of the extraction pressure, temperature, CO2 flow rate and particle size of raw material on the extraction rate are investigated, and the optimum process conditions of supercritical CO2 extraction are determined. A mathematical simulation model is established based on the mass conservation in differential units of extraction bed. The total mass transfer driving force and the equilibrium absorption constant are evaluated by the linear driving force theory. The results from numerical simulation agree well with the experimental data.