《超临界二氧化碳和热处理对富含益生元的苹果汁中菊粉化学稳定性和功能特性的影响》

  • 来源专题:食物与营养
  • 编译者: 李晓妍
  • 发布时间:2019-09-06
  • 富含菊粉的苹果汁在不同的压力水平下进行超临界CO2处理,并进行常规热处理。评估了理化性质(pH、可溶性固形物含量、ζ-电位、粒度分布和流变行为),有机酸(柠檬酸和苹果酸)含量以及酚类化合物。此外,进行抗氧化活性测定(DPPH和TEAC)以及糖含量和低聚果糖分析(HPAEC-PAD)。压力水平的增加降低了悬浮在功能性果汁中的粒度。超临界处理能够保留所有负责饮料功能性质的化合物以及山梨糖醇、葡萄糖、果糖和蔗糖等天然营养成分。新兴技术没有降低果汁样品的抗氧化活性,从而保持了它们的功能。超临界CO2处理没有改变菊粉的化学特征,而在热处理的样品中,菊粉链分解成短链低聚果糖的单元。总体而言,超临界技术可能是富含菊粉的苹果汁加工的有趣选择。

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  • 《Evonik和Siemens从二氧化碳和生态电中产生高附加值的特殊化学品。》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2018-02-02
    • Evonik和西门子正计划利用可再生能源和细菌的电力,将二氧化碳(CO2)转化为特种化学品。这两家公司正在一个名为Rheticus的联合研究项目中研究电解和发酵过程。该项目今天启动,将运行两年。第一家试验工厂计划于2021年在德国Marl的Evonik工厂投产,该工厂生产的化学物质如丁醇和己醇,都是用于特殊塑料和食品添加剂的原料。下一阶段可以看到一个年产能高达2万吨的工厂。还有生产其他特殊化学品或燃料的潜力。来自这两家公司的大约20名科学家参与了这个项目。 “我们正在开发一个平台,让我们能够以比现在更经济、更环保的方式生产化工产品,”西门子公司技术项目负责人Gunter Schmid博士解释说。“使用我们的平台,运营商未来将能够扩展他们的工厂以满足他们的需求。”这项新技术结合了多种好处。它不仅能使化学品可持续生产,还能作为能源储存,能够应对电力波动,帮助稳定电网。Rheticus与德国的Kopernikus能源转型计划有关,后者正在寻求新的解决方案来重组能源系统。Rheticus项目将从德国联邦教育和研究部(BMBF)获得280万欧元的资助。 “在Rheticus平台上,我们想证明人工光合作用是可行的”,Thomas Haas博士补充道,他负责Evonik公司战略研究部门Creavis的项目。人工光合作用是将二氧化碳和水转化为化学物质,利用化学和生物的步骤,在一个类似于叶子使用叶绿素和酶来合成葡萄糖的过程中。 西门子和Evonik都为这一研究合作贡献了自己的核心竞争力。西门子正在提供电解技术,这是将二氧化碳和水转化成氢气和一氧化碳(CO)的第一步。Evonik是一种发酵过程,通过特殊微生物的帮助,将含有CO的气体转化为有用的产品。在Rheticus项目中,这两个步骤——电解和发酵——从实验室扩大到一个技术测试设备。 Rheticus汇集了Evonik和Siemens的专业知识。这个研究项目展示了我们如何应用“力量到x”的想法”,来自BMBF的Karl Eugen Hutmacher博士说。利用电力来产生化学物质是一种从动力到x的概念。作为Kopernikus倡议的四大支柱之一,其想法是帮助转化和储存可再生能源,有效地利用电能。与此同时,Rheticus平台也有助于减少大气中的二氧化碳含量,因为它将二氧化碳作为原材料。例如,生产一吨丁醇需要三吨二氧化碳。 Evonik和西门子在Rheticus平台上看到了巨大的未来潜力。它将使工厂规模达到预期的规模变得简单——化学工业将能够灵活地适应当地的情况。在未来,它们可以安装在任何地方,比如发电厂废气或沼气的来源。 哈斯说:“从地理位置、原材料来源和产品的角度来看,其模块化的特性和灵活性使得新平台对特种化学品行业具有吸引力。”Schmid补充道:“我们相信,其他公司将使用这个平台,并将其与自己的模块集成,以制造他们的化学产品。”
  • 《武汉岩土所基于光纤传感监测超临界二氧化碳运移前缘研究取得进展》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-04-06
    • 全球气候变暖已日益成为人们所关切的重要环境问题。为减轻大气含碳量及控制温室效应对全球气候的影响,二氧化碳(CO2)地质封存技术逐渐被认可为是一种安全且有效的方法来应对上述气候问题。地下深部咸水层作为主要的封存载体因具有分布广泛、储存量大等特点被视为CO2长期封存的最优场地。然而,由于储层应力场改变以及存在的天然裂缝、断层等地质结构、构造,CO2封存过程可能存在泄漏的风险。因此,有必要对CO2运移过程包括运移路径和前缘进行实时监测。目前,国内外实验室已经对CO2室内岩芯驱替实验进行了深入研究,主要集中于CO2溶解捕获机理及运移过程的监测,但缺乏在封存条件下针对超临界二氧化碳(scCO2)实时运移过程中应力场变化及运移前缘的同步监测。中国科学院武汉岩土力学研究所首次利用光纤布拉格光栅(FBG)传感技术对不同状态CO2的驱替过程进行实时动态监测,揭示了在CO2注入压力诱导下的应力场变化机理以及运移前缘规律。   研究人员采用的岩芯驱替夹持器可满足在50 MPa以及60℃条件下的实验要求,同时能够实现scCO2(31.1℃,7.38 MPa)的稳定驱替。采用的两根FBG传感器,规格为单根光纤上嵌入三个中心波长连续分布的光栅且沿岩芯轴向方向对称粘贴于岩样表面。实验样本为四川盆地侏罗纪上统蓬莱镇组红色砂岩。实验结果表明,岩芯表面动态应变响应与CO2注入压力相关且保持线性增长的关系(图1)。基于此,可进一步针对较高注入压力条件下诱导的应力场变化进行预测且为储层及井筒稳定性评估提供室内实验数据及理论依据。另外,从实验结果可以看出在45℃条件下的应变响应值略高于20℃条件下,这是由于光栅对温度变化敏感且岩芯受热易产生膨胀变形等因素。由于三个光栅沿轴向布设于岩样上、中、下三个位置,当CO2注入后诱导岩芯内部应力场的波动会先后传递到三个光栅的感应区域从而产生相应的应变响应和初始响应时间差(图2)。在不同温压条件下,初始应变时间差不同。由图2可知,当注入压力为2 MPa,围压为10 MPa时,最大时间差为0.5 s;而在20℃,孔压增至8 MPa及围压保持16 MPa时,初始响应时间差已增至1.3 s。这主要是因为注入压力的改变使CO2由气态(gCO2)转变为了液态(lqCO2),而对lqCO2增温后使其保持超临界状态时,初始时间差又略有减小。温压的变化对CO2物质属性影响明显,特别是流体的动力粘滞系数。根据时间差及光栅中心间隔的比值可初步估计不同状态CO2在岩芯内部的运移速度:gCO2运移速度最快;lqCO2最慢;scCO2介于两者之间。因此,根据FBG测量结果可知这种监测技术可用于观测CO2流体运移路径及相应的前缘信息,有助于应用在CO2封存现场渗漏监测。最后,针对上述实验过程利用COMSOL软件进行编程模拟,模拟结果与实验结果高度一致,从而进一步验证了实验数据的真实性及监测技术的有效性。   该研究相关成果发表于Wiley出版社旗下的《温室气体:科学与技术》(Greenhouse Gases: Science and Technology)杂志,第一作者为武汉岩土所硕士研究生范成凯,通讯作者为研究员李琦。该成果得到国家自然科学基金(No. 41274111)、中澳二氧化碳地质封存(CAGS3)项目共同资助。