|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
面向生物医药和精细化工绿色高效制造的微流控技术
1. 痛点问题
化学工业是我国国民经济的支柱产业，集中于生产基础和大宗化工原料，而面向高端制造业和战略性新兴产业的产品，其比重不足10%。化工产业正受到国外技术壁垒和国内消费结构升级及生态环境保护要求提高的多重压力，需要加快转型升级，迈向高端化和绿色化。
针对传统医药中间体、精细化工生产设备技术革新的研究方向，微反应器和微流控技术的研究和应用成为国内外研究机构的研究热点。微反应器和微流控技术自上世纪九十年代提出，就受到学术界和产业界的广泛关注。微反应连续化生产技术是一项在新世纪中具有革命性的技术，是生物、化学、化工等交叉前沿的方向；2009年，25家国际著名跨国公司和研究机构将微化工技术列入化工产业发展新方向，联合启动了构建所谓灵活、快速、未来化工厂的“F3计划”。医药中间体、精细化工产品由于产量小，目前普遍采用传统的反应釜等设备，单批次生产，存在原料利用率低、污染排放量大,生产过程安全性较差，难以适应可持续发展的需要。解决医药中间体、精细化工生产的环保、安全、效率等问题，是目前广大中小型生产企业实现跨越式发展的关键。
2. 解决方案
微反应器/微流控技术：以微结构元件为核心，在微米或亚毫米受限空间内进行的流动、传递和反应过程，它通过减小体系的分散尺度强化混合、分散与传递，提高过程可控性和效率，以“数量放大”为基本准则，将实验室成果可靠地运用于工业过程，实现大规模生产。
目前，微反应器/微流控技术已经从研究阶段向工业化生产阶段发展，相关技术及产品的应用正处于快速增长的阶段，在生物医药、化妆品、环保等领域，都有着广泛的应用需求。采用微反应器成套技术，在实现化学品生产的连续化同时，具有低能耗，高效率，低排放，高安全性等一系列优势。
1) 本项成果基于微化工技术，结合先进的生产装备自动化技术，提供面向生物医药制造领域的绿色高效的微流控技术生产方案。
2) 同时，结合先进智能制造技术，可以构建全自动的集成化工艺平台，实现智能化、绿色化的生产工艺及装备的整体应用。
清华大学
2021-09-08
类环状流微膜蒸发板翅式冷凝蒸发技术 新型高效冷凝蒸发器
该项目是在国家自然科学基金委的大力支持下，由西安交通大学吴裕远教授主持的课题组经过15年的艰苦努力，突破传统机理，锐意科技创新，所取得的最新成果，荣获2001年国家技术发明奖二等奖。该项目是西安交通大学，拥有完全的自主知识产权,非常适宜在制氧、石油、化工、乙烯等换热器领域推广应用。
西安交通大学
2021-01-12
一种制备氢氧化铝微粉联产碳酸钾的方法
公开了一种铝酸钾溶液碳分法制备氢氧化铝微粉并联产碳酸钾的方法。以氢氧化铝、氢氧化钾、去离子水为原料制备铝酸钾溶液，加入表面活性物质，用二氧化碳分解至pH值为12‑13，停止碳酸化分解，沉淀物经分离、干燥得微粉氢氧化铝；母液接着进行深度碳酸化，将溶液中残余氢氧化钾、生成的碳酸钾全部转化为碳酸氢钾，然后老化、过滤除去不溶物；滤液减压蒸发浓缩，冷却结晶，得到的碳酸氢钾固体经热分解得碳酸钾产品。
青岛农业大学
2021-04-13
一种基于微流场技术实现硫代磺酸酯烷基化的方法
本发明属于有机化学合成领域，涉及一种基于微流场技术实现硫代磺酸酯烷基化的方法。将硫代苯磺酸酯类化合物1与化合物2、铁催化剂、配体、第一溶剂混合，得到混合液；将混合液泵入至微流场反应装置的微流场反应器中进行光反应，即得硫代产物3。本发明以廉价易得的铁催化剂在紫光照射下激发产生自由基的方式激活反应活性较低的烷烃，与硫代磺酸酯交叉偶联实现室温下硫代烷基化修饰反应。该方法条件温和，无需添加外源性的氧化剂及昂贵的过渡金属络合物，同时通过微流场技术强化了反应过程，提高了反应效率，大大缩短了反应时间，为相关产物的规模化放大制备奠定了强力的基础。
南京工业大学
2021-01-12
一种在液体环境中制备高精度微透镜阵列的方法及制造系统
本发明涉及微透镜阵列打印技术领域，本发明提供了一种在液体环境中制备高精度微透镜阵列的方法及制造系统，能够在液体环境中通过受约束的界面振动产生液滴的打印技术来实现高精度微透镜阵列的制备，通过X、Y、Z三轴运动平台控制压电陶瓷喷头于载液容器内的载液中通过界面振动产生液滴依次打印微透镜形成微透镜阵列，该方法可制作尺寸可编辑的微透镜阵列，且具备极高的稳定性。本发明改变了微透镜阵列的制备环境，打印过程中载液对液滴可以进行有效的保护，可以避免或缓解在使用易挥发的打印材料时出现的挥发与制备过程中气流影响微透镜形状等问题，使微透镜阵列制作过程更稳定。
南京工业大学
2021-01-12
一种间位油基于微流场反应技术氨解制备硝基苯胺的方法
本发明属于化学合成领域，涉及一种间位油基于微流场反应技术氨解制备硝基苯胺的方法。将间位油与氨水、催化剂混合，得到混合液；将混合液泵入微流场反应装置的微流场反应器中进行氨解反应，即得硝基苯胺。本发明采用微流场反应装置单项进料合成硝基苯胺，硝基苯胺的选择性高，总产率达到99.2％，产品的总纯度不低于99.0％。本发明采用微流场反应装置合成硝基苯胺，可以极大的降低反应的时间，最快可达12s，并提高反应产率，节能环保。本发明提供的合成方法通过微流场反应技术可以连续不间断地进行生产，生产能力大，产品质量优良，且成本降低。
南京工业大学
2021-01-12
一种高层建筑抽蓄储能风光智能微网系统及控制方法
本发明公开了一种高层建筑抽蓄储能风光智能微网系统及控制方法，包括风机组件、光伏阵列组件、抽蓄机组、及微网中央处理器；风机组件、光伏阵列组件、抽蓄机组连接在低压母线上；主电网能提供可靠的能源支持；微网和主电网由并网变压器、并网开关、公共连接点连接；微网中央处理器根据可再生能源的发电量和负荷需求量，管理调度系统能量分配；并实时监控系统状态，及时处理各类故障，实现微网在并网、离网两种模式间的无缝切换。本发明将可再生能源集成在高层建筑中，能源结构可持续发展，并利用建筑高程差将抽水蓄能机组作为储能设备，具有对电网负荷变化反应快速、调节灵活，调峰、填谷、调频、调相和事故备用的良好运行性能。
华中科技大学
2021-04-14
一种基于高频信号注入的双三相永磁电机系统故障诊断方法及系统
本发明公开了一种基于高频信号注入的双三相永磁电机系统故障诊断方法及系统，通过分析故障前后基波分量、谐波分量和零序分量之间的关系，准确定位故障；然后，采用高频信号注入来区分开路与电流传感器故障；最后，判断故障位置和类型，并输出；上述过程中设计了基于遗忘因子的最小二乘法对故障定位指数进行预处理，利用频率跟踪算法提取高频电流响应的幅值，用于判定故障类型。本发明解决了双三相永磁同步电机开路故障与电流传感器故障诊断与识别的问题，仅利用控制系统中现有的电流信号进行故障诊断，无需安装额外的硬件。方法简单且具有很强的鲁棒性，为故障后提高硬件利用率和容错性能提供了可能。
南京工程学院
2021-01-12
有关冷冻电镜解析的人源蛋白酶体26S全酶高分辨三维动态结构的研究
蛋白酶体是细胞中用来调控特定蛋白质的浓度和清除错误折叠蛋白质的主要机制的核心组成部分，是细胞中最普遍的不可或缺的大型全酶超分子复合机器之一，也是迄今为止发现的最大的蛋白降解机器。人源蛋白酶体全酶包含至少64个亚基，由盖子 (Lid)和基座(Base)亚复合体组成的调控颗粒RP(Regulatory Particle)所激活。2016年，该课题组与其合作者在《美国科学院院刊》报道了人源蛋白酶体的基态近原子分辨的冷冻电镜结构，以及三个亚纳米分辨的RP-CP亚复合体亚稳或过渡态的共存结构，并首次发现其中一个亚稳态构象的CP的底物转运通道处于开放状态（见PNAS 2016, 113: 12991-12996）。这一发现被德国马普所Baumeister课题组及其合作者在2017年的一篇《美国科学院院刊》论文中通过酵母蛋白酶体全酶的冷冻电镜亚纳米精度分析进一步证实、引用和比较（见PNAS 2017, 114, 1305-1310）。然而，在这些工作中，CP开放态的全酶结构离近原子分辨还有较大距离，未能充分揭示人源蛋白酶体全酶的激活后的运动行为。毛有东、欧阳颀课题组及其合作者在前期工作的基础上，利用他们自主开发的基于统计流行算法的高性能计算软件ROME（见PLoS ONE 2017, 12:e0182130）与优化的冷冻电镜处理方法，对ATP-γS结合状态下的人源蛋白酶体的全酶冷冻电镜单颗粒数据展开了深入分析，得到了6个共存的动态结构，其中包括3.6埃分辨率的基态结构，3.5埃的开放态CP结构，和三个CP开放态对应的亚稳简并态全酶4.2埃，4.3埃和4.9埃的结构。另外两个中间态结构分辨率为7.0埃和5.8埃。三个CP开放态对应的全酶结构的主要差别在于位于RP的AAA-ATPase激酶马达模块，伴随其不同的构象变化，至少有四个ATP-γS分子稳定结合在不同的AAA-ATPase亚基上，为其在不同核酸结合状态下形成的非稳定动态构象提供了重要证据。该研究首次观察到位于AAA-ATPase激酶马达模块中心的底物转运通道呈现从螺旋到鞍形不同的拓扑结构变化，为进一步分析底物和蛋白酶体全酶的相互作用奠定了重要基础。人源蛋白酶体全酶AAA-ATPase马达模块中心的底物转运通道发生大幅度的拓扑变构
北京大学
2021-04-11
东南大学物理学院王金兰教授在单原子催化剂动态稳定性方面取得进展
近日，东南大学物理学院王金兰教授与美国德克萨斯大学奥斯汀分校刘远越教授团队合作，基于第一性原理的多尺度模拟方法，结合真实电催化反应条件，在单原子稳定性方面取得了最新研究进展。
东南大学
2022-10-10