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利用农业废弃物中木糖发酵生产高值γ氨基丁酸
农业废弃物中富含木糖，木糖以大分子的木聚糖的形式广泛存在于植物半纤维素中，可通过水解等农林业副产物如玉米芯等获得。如何利用廉价农业废弃物中木糖发酵生产高附加值产物具有重要前景。本实验室通过多年研究，挖掘出具有自主知识产权的可高效利用木糖生产γ氨基丁酸（GABA)的乳酸菌,L. buchneri WPZ001 可利用木糖或玉米芯水解液为碳源生长并高产 GABA。GABA 是中枢神经系统中一种抑制性神经递质,在保健食品及饲料添加剂中用途广泛，而目前其生产方法均为利用葡萄糖发酵生产。 本研究室研究发现：L. buchneri WPZ001 在以木糖为碳源的培养基中的生长和 GABA 合成情况均优于葡萄糖，在分别以木糖和玉米芯稀硫酸水解液为碳源的 1 L 规模的静置发酵中，48 h 的 GABA 产量分别可达 70.1 g/L 和 61.2 g/L，优化后，GABA 产量进一步提升到 313.1 g/L。本技术以富含木糖的农业废弃物为原料生产 GABA 的，不仅有助于降低 GABA 生产成本，还对再生资源的利用具有重要意义。
江南大学
2021-04-11
规模化沼气工程沼液、沼渣减量化及资源化利用
沼气工程是一种有效处理有机废弃物的工程技术,尤其是在畜禽粪污处理和高浓度有机污水处理方面效果显著,在国内外得到了大力推广应用。近年来,随着养殖业和农产品加工业向大型化发展以及沼气作为新能源开发利用,我国沼气工程正朝着大型化、产业化方向发展。沼气工程在处理有机废弃物的同时又能够产生清洁能源,处理后的沼液沼渣还可能成为有机肥料。但实际工程中这些废弃物往往不能得到预期的“就地直接利用”,带来很多负面影响：①沼液中含有大量的N、P、K营养元素、生理活性物质(BAC)、数量庞大的微生物菌群以及其它无机离子和极微量的重金属成分等。这些物质成份复杂、含量未知,直接用作肥料灌溉,难以发挥最好的效用,弊大于利;②沼液直接农业利用受季节性影响明显,且由于贮存和运输等原因,没有足够的田地及时消纳,只能直接排放造成环境污染；③沼液、沼渣在农田施用时,没有规范性的技术指导,一旦施用量过大,超过土地承载能力和作物利用能力,便会造成二次污染。因此沼液、沼渣问题已经成为制约规模化沼气工程产业化推广的瓶颈。本项目围绕规模化沼气工程存在的沼液、沼渣减量及其高附加值利用等问题开展研究,通过系统分析与测定沼液中的主要组分、生理活性物质及其物理化学和生物学特性；结合沼气工程厌氧发酵液回流工艺和沼液营养物质浓缩与水资源回收技术应用研究,显著减少沼气工程沼液沼渣排放量,有效实现发酵液中营养物质与水资源分离回收；系统考察了沼液作为有机营养液、沼渣作为有机肥和人工基质在农业应用的效果,解决沼液、沼渣的消纳问题,有效提高沼液、沼渣的附加利用价值,对于促进规模化沼气工程的可持续发展具有重要意义。
北京化工大学
2021-02-01
利用微波改变煤炭特定理化特性用于改善成浆性能的方法
本发明涉及水煤浆生产方法,旨在提供一种利用微波改变煤炭特定理化特性用于改善成浆性能的方法。该方法是将煤炭破碎至粒度为0.05～5mm后进行微波辐照改性,控制微波辐照量以使得煤炭中:含氧官能团中羟基和羧基的总含量降低至3～6mmol/g,颗粒孔隙比表面积降低至2～7m2/g,自由态碱金属离子含量增加至0.2～0.4wt.%。微波辐照能够选择性改变煤炭中含氧官能团等特定理化特性,从而明显提高水煤浆浓度和降低表观粘度,性能优于传统的电加热炉或燃烧炉对煤炭由外向内的辐射、对流和传导加热。仪器设备简单易操作,投资和运行成本低,适宜工业自动化生产线。
浙江大学
2021-04-11
水媒法提取植物油及副产物高效回收与利用
为克服压榨法提油率低、蛋白质变性严重及浸出法毛油精炼繁杂、油品安全质量低的问题，自上世纪50年代出现了以水为媒介提取植物油的研究，并发展出水代法和水酶法，但在大宗油料提油中始终难以工业化应用，其主要问题为水代法提油率低、水酶法用酶量大和缺乏油料亚细胞水平高效粉碎、多相体系大规模连续分离的技术与设备等。项目组自1988年开展以水为媒介的提油技术研究，在国家和省科技计划支持下，相关技术与装备研究取得突破，并实现产业化，其中2项鉴定成果达国际领先水平，获教育部技术发明奖二等奖
创新点：
（1）革新水酶法提油工艺，大幅降低用酶量和生产成本。传统水酶法工艺会酶解油料中所有影响水酶法提油的组分，新工艺只酶解影响油脂释放和乳状液破除的组分。酶用量（对原料）由原来的1-2%降至0.15%，同时保护了花生等油料中大部分蛋白质的结构与功能性质。
（2）创新和拓展以水为媒介提油的研究思路，提出“水媒法提油技术”概念。在提取介质中加入部分食用乙醇，调节提取介质极性，减少乳状液形成和降低后续破乳与分离的难度，提高清油得率。项目组将此方法定义为乙醇水提法，在油茶籽油（山茶油）提取中实现产业化应用。2015年以来提出并完善水媒法提油技术概念，促进技术应用拓展。
（3）突破水媒法加工关键技术与装备，实现工业化油料高效干法粉碎及多相体系连续分离。研发了油料亚细胞水平高效干法粉碎设备，花生经此设备一次粉碎后，平均粒径接近亚细胞级（21.82 μm），满足水媒法加工要求。该设备在茶籽仁和核桃仁粉碎中有同样效果。提出了“沉降+两次两相离心”的组合，研制了高效智能化多相连续沉降分离器，实现产业化生产线上油、乳状液、水和渣四相连续分离。解决了长期限制水媒法产业化的技术和装备问题。
（4）集成水媒法技术与装备，实现水媒法提油及副产物高效回收利用产业化。建立了日处理花生50吨的水酶法提取花生油和蛋白（肽）、年加工2000吨油茶籽的乙醇水提法提取油茶籽油和茶皂素及年加工1800吨核桃水代法提取核桃油和蛋白的生产线。油和蛋白提取率均分别达到92%和85%以上。水媒法花生油和油茶籽油的3-氯丙醇酯、缩水甘油酯和反式脂肪酸含量远低于市售品牌油脂。
江南大学
2021-05-11
一种冬夏两用型车载太阳能利用装置
本发明公开了一种冬夏两用型车载太阳能利用装置，包括太阳能收集单元，以及与太阳能收集单元连接用于储存电能的蓄电池组件，还包括：对汽车进行供冷的制冷单元；对汽车发动机冷却液进行温度控制的加热单元；所述蓄电池组件对所述制冷单元和加热单元同时供电。与现有技术相比，本发明利用太阳能发电板将太阳能转化为电能并收集在蓄电池中。夏天时，利用蓄电池所储存的电量驱动一个压缩式制冷系统实现汽车内部舒适的环境。冬天时，利用蓄电池所储存的电量维持发动机的冷却液在一定的温度范围内。该装置很好的利用了太阳能和汽车运行过程中的废热，解决了夏天空调耗能冬天汽车电池容量小，启动困难的问题，具有非常好的应用前景。
浙江大学
2021-04-11
利用糖蜜、秸秆水解液等廉价糖质原料连续发酵生产丁醇
丁醇是一种重要的化工有机溶剂，也是一种极具潜力的新型生物燃料。本项目从实验室保藏的丙酮丁醇梭菌中筛选出能较好利用糖质原料的菌种Clostridium saccharobutylicum 进行糖蜜、纤维素水解液等糖质原料的丙酮丁醇发酵。以糖蜜为原料，半连续发酵稳定持续 8 d (205 h，26 循环)，2 级罐的平均总溶剂为 15.27 g/L，生产强度为 1.05 g/L/h，发酵时间缩短为 21-25 h；在连续发酵中稳定持续160 h，平均总溶剂为12.41 g/L，生产强度为1.24 g/L/h。以玉米秸秆水解液为原料，在 3-L 发酵罐中发酵培养 40 h，总溶剂 16.1 g·L-1，其中丁醇 10.59 g·L-1，发酵强度为 0.40 g·L-1·h-1，生产率为 0.33 g·g-1；采用变温连续发酵持续稳定 269 h，平均总溶剂为 12.28 g·L-1（其中丁醇8.50 g·L-1），发酵强度为 0.429 g·L-1·h-1
江南大学
2021-04-11
利用克氏原螯虾头酶解制备调味料的方法
1、项目简介 小龙虾头是小龙虾加工中的主要废弃物。本技术利用生物酶水解方法制备小 龙虾风味调味料。本产品技术易于实行，成本低，产品安全可靠。 2、创新要点 本技术利用酶技术处理小龙虾头，产品风味强，可以作为食品调味料用
江南大学
2021-04-11
利用自学习系统实现逼近理论极限的光学手性材料设计
随着纳米光子学的发展，具有超颖性质的人工微结构吸引了众多研究。针对日益增长的研究和设计需求，北京大学物理学院方哲宇及其研究团队实现了一种自洽的框架——BoNet，其结合了贝叶斯优化（Bayesian optimization）和卷积神经网络（convolutional neural network），实现了纳米结构对于超强光学手性的自学习。基于此框架，他们将纳米结构设计表示为图形，并输入卷积神经网络进行电场分布和反射光谱的学习，此过程不需要将纳米结构参数化为向量，因此最大化的保留了其几何信息和边界条件。同时，利用贝叶斯优化以实现对纳米结构远场光学手性的优化，并运用其采样样本反复训练神经网络实现自学习。利用BoNet，他们针对远场反射光谱的圆二色性进行优化并逼近了其理论极限(CD = 1)，同时利用神经网络匹配预测的近场电场分布，对获得的强光学手性进行分析解释。 此框架能够被直接推广用于其他光学性质的自学习优化，例如实现反常透射，偏振态调制和相位调制。更进一步的，此方法论能够帮助设计更多的，具有良好光学性质和运用价值的纳米光子学器件，比如消色差超透镜，超灵敏的微传感器以及智能超表面等。此研究同时能够启发更多数据驱动的研究，通过利用人工神经网络和其他机器学习的方法，实现对传统科学研究的新探索，在制药，引物设计，固体结构分析上启发新突破。 该工作于2019年11月19日在线发表于学术期刊《PHYSICAL REVIEW LETTERS》上，题为“Self-Learning Perfect Optical Chirality via a Deep Neural Network”(DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.213902)。北京大学物理学院方哲宇研究员是本文的通讯作者，李瑜，徐优俊，姜美玲为该文的共同第一作者，北京大学定量生物学中心来鲁华教授为合作者，北京大学为唯一通讯作者单位。该工作得到得到了科技部、教育部、国家自然科学基金委、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、北京大学纳光电子前沿科学中心、量子物质科学协同创新中心、北京大学高性能校级计算平台、北京大学生命科学中心高性能计算平台等单位的支持。用于近远场计算的神经网络结构表征实现了逼近理论极限的高手性，并利用神经网络对近场分布进行分析
北京大学
2021-04-11
一种利用波浪能的漂浮摆式海洋人工下降流装置
本实用新型公开了一种利用波浪能的漂浮摆式海洋人工下降流装置，该装置基于杠杆原理，通过将漂浮浮子所受的波浪力转换为压力水头，可将表层富氧水注入底层水体，缓解缺氧状况，改善水质。装置具有波浪自适应控制系统，可根据波浪力大小改变自身机械结构从而产生最佳下降流流量，从而高效利用波浪能。此外，在波浪条件较为恶劣环境下，控制系统将使整个装置处于待机状态，起到过载保护的作用，使得装置具有良好的生存能力。由于装置动力系统以机械构件为主，装置的维护和安装也比较方便。综上所述，本实用新型所提出的装置有望在国内外波浪能资源丰富的缺氧海域进行大规模工程化的应用，缓解大面积的水体缺氧情况。
浙江大学
2021-04-13
一种利用硫化氢酸气制备碳酸钠的方法
（专利号：ZL 201310697649.9） 简介：本发明公开一种利用硫化氢酸气制备碳酸钠的方法，属于脱碳技术领域。本发明方法首先将含有氢氧化钠和碳酸氢钠的缓冲溶液与未脱碳的硫化氢酸气进行混合反应吸收酸气中的二氧化碳和部分硫化氢，得到含碳酸氢钠和硫氢化钠的脱碳富液，然后加热脱碳富液，使脱碳富液中的硫氢化钠发生水解反应，转化成氢氧化钠，水解反应生成的氢氧化钠与脱碳富液中的游离碱和碳酸氢钠反应生成碳酸钠，酸气中的二氧化碳最终生成碳酸钠盐被固
安徽工业大学
2021-01-12