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发酵废液/废渣微生物电化学产氢的工艺与装备
2 015 年我国实施了史上最严的环境保护法，对企业污染排放做出严格规定， 对违法排污企业惩罚力度大大加强。食品和药品发酵企业的废水/废渣的资源化 利用是降低企业运行成本的有效途径。发酵废水/废渣由于其有机质含量高、可 生化处理性好和成分相对稳定的特点，非常适用于微生物电化学产氢气。 微生物电化学产氢所用到的装置称作微生物电解池。该装置被质子交换膜分 隔成一个阳极室和阴极室。在阳极室，生长在电极表面的微生物能够降解有机物 生成二氧化碳、质子和电子。质子和电子分别通过质子交换膜和外电路到达阴极， 两者在一定的外电压（>0.2 V）作用下在阴极生成氢气。整个装置可以实现污水 中有机物的去除，同时回收氢气。
西安交通大学
2021-04-10
生物法固定二氧化碳厌氧发酵制备丁二酸
丁二酸又名琥珀酸，是生物炼制产品工程中最重要的碳四平台化合物，是制备多种重要化工中间体（1，4-丁二醇、四氢呋喃、g-丁内酯等）与生物可降解材料（PBS）的原料，市场需求总量将有望由目前的1.8万吨扩展至400万吨。传统生产方法采用的是从丁烷经顺丁烯二酸酐通过电解生产，生产污染大，成本高，抑制了丁二酸这一大宗化学品的发展潜力。生物法生产丁二酸的主要原料来源广泛且价格低廉（玉米、废乳清、工农业生产废料等），可以减少对不可再生资源的消耗，微生物合成丁二酸的过程中吸收并固定CO2用于菌株的代谢，并最终生成丁二酸，每生产1kg丁二酸，将会有0.37kg的CO2被固定。如果将发酵生产丁二酸与另一大宗发酵产品乙醇的生产过程进行耦合，更可将发酵生产乙醇产生的CO2加以利用，减少温室气体的排放，并同时生产出丁二酸、乙醇等产品。该制备技术具有产物浓度高、原料来源丰富、分离简便、产品质量高等优势。可利用葡萄糖、玉米粉糖化液、纤维素/半纤维素水解糖液并在发酵中固定二氧化碳气体作为碳源，在较高葡萄糖浓度下（100g/L）实现了较高浓度产物的累积（60~70g/L），生产强度达1.5g/（L•h），丁二酸提取收率≥80%，产品纯度≥98%。拥有具有自主知识产权的丁二酸生产菌株：产琥珀酸放线杆菌NJ113，该菌株具有良好的丁二酸生产性状，生产水平目前处于国际先进、国内领先。建立了从种子培养、厌氧发酵、产物分离提取及检测分析等一系列较为完整的上下游工艺，具有路线简单、便于操作、绿色清洁等优点。
南京工业大学
2021-04-13
特色高品质葡萄酒发酵工艺优化关键技术与新产品开发
该成果 2013 年获全国商业科技进步奖二等奖。主要创新成果有： 1. 应用葡萄酒风味物质变化规律生产特色新产品工艺优化体系。 2. 营养保健葡萄酒生产工艺优化以及关键技术。 3. 酒泥酵母甘露糖蛋白提取应用技术与高档特色葡萄酒生产工艺集成开发。4. 建立了新工艺产业化应用及技术转移新模式。
扬州大学
2021-04-14
新一代柠檬酸绿色智能发酵技术集成与产业化
本项目获 2018 年中国轻工业联合会科技进步奖一等奖柠檬酸是一种重要的三羧酸类化合物，广泛应用于食品、医药、化工等领域，是当前世界上产量和消费量最大的食用有机酸，是世界第二大发酵产品。虽然发酵法生产柠檬酸起步较早，但目前其生产技术仍存在问题，如发酵种子培养周期长、活力低；发酵菌种影响柠檬酸合成的生理、代谢特性认识有限；传统同步糖化发酵工艺原料利用不充分；柠檬酸提取过程能耗高，废水有机物浓度高、处理难度大等。因此，本项目在江南大学刘龙教授带领下实现了传统的技术升级和转型，实现绿色智能化生产。获 2018 年度中国轻工联合会科技进步一等奖。
主要创新内容及技术突破：
1、建立了结合超声波诱导孢子快速萌发与种子糖化酶水平表征的移种策略， 发酵强度由 2.55 g·L-1·h-1 提升至 2.85 g·L-1·h-1（提升幅度 11.8%）；
2、进行了柠檬酸发酵生产菌株的系统生物学分析，发现发酵后期的低 pH 环境可激活柠檬酸合成相关基因的表达，葡萄糖作为效应物可激活其转运蛋白的表 达；
3、强化同步糖化发酵方式，利用葡萄糖模糊预测模型结合糖化酶阶段添加的策略补偿发酵中后期 pH 急剧降低导致的葡萄糖供给速率不足，中试规模发酵强度进一步提升至 3.15 g·L-1·h-1，残总糖由 19.2 g·L-1 下降至 13.2 g·L-1（下降幅度 31.3%）；
4、应用模拟移动床实现了柠檬酸发酵液连续分离提纯及废水资源再利用，在实现了清洁化生产的同时柠檬酸收率达到 98%，较传统钙盐法提高 5%。
江南大学
2021-04-11
复合垃圾衍生燃料制造技术
复合垃圾衍生燃料制造技术是开发低成本、高固硫率和防潮抗水型，适用于工业锅炉燃用的复合垃圾衍生燃料，可以适量加入粘结剂或根据生物质具体性能对其进行生物化学预处理以适当提高其粘结力；可将复合垃圾衍生燃料的灰分、水分、挥发分、发热量、燃料比、粒径大小、焦渣特性、热变形特性等调整到有利于燃烧的最佳值，大幅度降低生产成本，使之发展成先进的高效清洁燃料。 该工艺的关键环节之一，是制备出适合我国现有锅炉燃烧的新型垃圾衍生燃料。RDF制备过程中掺入一定量的煤，不仅有利于提高热值，均匀分配物料，同时还可以起到助粘的作用；同时，压制成型块燃料，使其具有统一形状和规格，易实现成型时添加固硫、脱氯剂及催化剂等，再配套合适的燃烧设备，既有利于高效燃烧又能减少污染。该处理方式，可为国内垃圾提供一条新型资源化解决途径，这样既节省了处理垃圾的处理费和供热燃料费，又减少了固体废弃物。 本研究利用生物质型煤生产工艺来进行了 C-RDF 成型制备研究。复合垃圾衍生燃料炉前成型是指直接使用煤场的动力配煤，在不添加或添加少量粘结剂的条件下，由置于锅炉旁的成型机成型后直接下落到炉排上，供锅炉燃用。 垃圾衍生燃料成型工艺主要分为三个工序，即原料制备、搅拌成型和固结干燥。3个环节中重点在于原料制备环节。 垃圾衍生燃料之所以能在炉内燃烧过程中取得较散煤好的经济和环境效益，是由于燃料个体形状规格，使垃圾衍生燃料层具有均匀分布的空隙率，且其单个空隙容积较大，有利于可燃气体的反应。燃料层的空隙率大则通风阻力小，有助于降低风机电耗和结渣程度。
北京交通大学
2021-02-01
复合防锈润滑脂技术
防锈几乎是所有金属与生俱来的共性，因为只要有氧，就必然有金属的氧化，有水汽就会有金属的锈蚀。只要有界面就存在摩擦，相对应的就需要润滑，润滑是随摩擦产生的，这是在日常生活和科学技术领域的任何地方都存在的一种平凡现象；也是现代技术部门经常遇到的最普遍最重要的问题之一。因此防锈润滑脂是一种用途极其广泛的长线产品。 防锈主要是为了保障材料的使用性能，延长其使用寿命。润滑主要是为了使机械设备在苛刻的使用条件（如高温、高速、高负荷、特殊介质环境）下持续稳定工作，发挥最大功能，减少维修和停工损耗，节约能耗和材料消耗，提高综合经济效益。由于金属材质和使用环境的差异，摩擦形式的不同，对产品有不同的功能要求。为了适应用的需要，开发生产了各种不同用途的润滑脂、防锈剂。 新近开发的该复合防锈润滑脂是复合了多重防锈及润滑于一体的一种膏脂，在高温120℃和强紫外线照射下不流淌，不流失；在低温-40℃下不干固、不龟裂；经水冲刷不脱落不稀释；在丝扣缝隙有很好的油浸润性。可用于长期暴露在野外的螺栓（如铁路轨道螺栓）的防锈润滑，达到延长使用寿命，方便松紧螺栓进行保养和维修的目的。产品已在铁道轨道最恶劣环境路段的螺栓上做了应用试验，其防锈和浸润润滑效果极佳。 本产品也可用于各类传动（齿轮、链条、滚球）部位的润滑，也可用于其它长期暴露在野外露天的螺栓的防锈与润滑，是一种适应性较广的防锈润滑兼备的实用型膏脂。
武汉工程大学
2021-04-11
XCC桩及复合地基技术
该技术是利用一种截面如字母X形的钢模代替传统的沉管灌注桩圆形钢模，钢模在 X形活瓣桩靴的保护下沉入地基中形成X形空腔，灌注混凝土后边振动边拔管，X 形活瓣桩靴自动打开，使混凝土进入X形空腔内，形成一种X形状的现浇混凝土 桩。施工机具、桩模和桩尖分别如图1〜4所示，成桩后的X形混凝土桩如图5 所示。现浇X形混凝土桩的截面尺寸通过三个变量控制：外包圆直径a、开弧 间距力和孤度。（如图6所示）；一般情况下，其取值范围分别在250mm~1500mm、 100 mm ~130 mm和60。~120。之间。与传统灌注桩技术相比，现浇X形混凝土 桩具有较大的单位体积材料比表面积，因而可以在不增加工程量的前提下大大 提高单桩承载力，从而提高性能价格比。以桩径为426 mm普通混凝土桩为例， 在等面积的情况下，X形混凝土桩周长是普通圆形截面桩的165.8 %,说明在混 凝土用量相同的情况下，X形混凝土桩侧摩阻力大大提高；在等周长的情况下，X 形混凝土桩的截面积仅为普通圆形桩截面的36. 4 %,说明在保证侧摩阻力基本 不变的条件下，X形混凝土桩的混凝土用量大大减小。
重庆大学
2021-04-11
PCC桩及复合地基技术
针对我国高速公路和高速铁路等工程建设中的工后沉降控制难题，研发了 具有独立自主知识产权的大直径现浇混凝土管桩（以下简称PCC桩）及复合地基 施工方法。PCC桩桩机设备由机架、高频振动头、双层套管沉模结构，活瓣桩靴, 沉模造浆器，混凝土分流器等部分组成。在技术实施过程中，首先进行场地平 整和定位等准备工作，然后通过PCC桩桩机上部振动头将特制两个固定同心的 大直径钢管组成的环形沉模装置，在活瓣桩靴的保护下打入地基设计深度，通 过混凝土分流器向该沉模装置的环形域均匀注入混凝土，然后振动拨出该沉模 装置，在沉入和拨出过程中，成模造浆器向该沉模装置内、外侧壁注入润滑泥 浆，活瓣桩靴结构在该沉模装置进入地基时闭合，拨出时自动分开，使之形成 混凝土管桩。为了保证桩与土共同承担荷载，并调整桩与桩间土之间竖向荷载 及水平荷载的分担比例，在群桩顶部设置1-2层土工格栅与碎石混合的加筋褥 垫层形成复合地基。复合地基褥垫层厚度一＜300-500mm,群桩桩间距3-4m,梅 花形布置和方形布置。
重庆大学
2021-04-11
石墨烯-橡胶复合材料
石墨烯橡胶复合材料的制备是一个挑战性的国际难题，采用常规方法难以制备。四川大学在国际上首次提出胶乳混合和原位还原的方法制备石墨烯橡胶纳米复合材料。解决了石墨烯的剥离和均匀分散难题，材料的机械强度、导电、阻隔等综合性能大幅度提高。提出了材料增强、阻隔、耐疲劳机理。研究工作被国际权威专家评价“他们的发现阐明了石墨烯用于天然橡胶增强的巨大潜力”。
四川大学
2021-04-11
智能压电纤维复合材料
智能压电纤维复合材料通过对单层平行排列压电纤维的复合，能有效抑制压电陶瓷沿三维方向的压电效应，增强机电效应的方向性，优化单向驱动性能；作为复合材料，结构整体性大幅提高，很好地克服了压电陶瓷的脆性问题，并能有效避免因局部纤维失效而影响整体器件的问题。智能压电纤维复合材料可进行大幅度弯曲和扭转，适宜应用于包括曲面在内的多种工作主体结构，因而极大地拓宽了压电器件的应用领域。智能压电纤维复合材料集传感、驱动和控制功能于一体，可以广泛应用于飞行器的智能蒙皮、自适应机翼、装备的振动噪声控制和结构健康监测等领域，对有效提高武器装备和飞行器性能、提升生存能力和延长服役寿命等方面具有非常重要的意义。
本项目针对振动对高性能飞行器等武器装备的关键性能、服役寿命的明显制约，发展厚度薄、重量轻、柔韧度好、机电效应方向性强、驱动力和变形量大的智能压电纤维复合材料，填补国内在该技术领域的研究空白，突破西方对该技术和产品的封锁，为智能材料和结构在我国航空、航天、武器装备及民用工业领域的应用提供技术支撑。
济南大学
2021-04-22