研发阶段/n内容简介：马蹄学名荸荠，营养丰富，含有抗菌成分荸荠英，具有清热化痰、消积、生津止渴和润燥滑肠的作用，能治疗黄疽、热淋、目赤、咽喉肿痛及降血压。本研究以我国特产马蹄（荸荠）为原料，采用先进工艺及有效的护色技术，攻克了马蹄淀粉老化沉淀及褐变影响产品质量的技术难关，成功研制出马蹄天然果粒饮料。本产品不含化学合成防腐剂和色素，口感清凉爽口，甜而不腻，脆而不烂，色、香、味及营养价值保持了马蹄的原风味。已生产出易拉罐马蹄爽全天然果肉饮料试样三批，可直接实现工业化生产，加工马蹄爽副产品（孛荠皮）可制备

本发明涉及一种适合于天然药物超声连续提取浓缩装臵，可以广 泛应用于制药行业，同时还可以应用于食品加工、化工分离等行业， 实现连续提取、连续浓缩的高效生产过程。本装臵即可适用于单次提 取、浓缩过程，又可适用于多次提取、浓缩过程。可实现在溶剂完全 回收的情况下对药物的多次提取，节省步骤及溶剂，具有很强的环保 特性。通过在不锈钢反应釜外增加超声波振子，利用超声波的空化效 应，增加天然药物有效成份向溶剂中转移的速度，使有效成份的浸取 效率大幅提高，真空技术在浓缩阶段的应用使得浓缩更加充分，通过 两种技术的有

在徐晶课题组的系列研究中，团队均以含季碳双环二酮前体为出发点，利用快速骨架构建和高选择性化学反应为核心策略，高效地完成了多个相当具有挑战性的复杂虎皮楠生物碱的全合成。在虎皮楠生物碱Dapholdhamine B的全合成研究当中，徐晶课题组意外发现了一个1,5-氢迁移反应，并由此设计了Caldaphnidine O的一个高效自由基

植物香精油，又称芳香油，是天然植物和香料的精华，被誉为“植物香料的灵魂”，它是一类分子量较小的植物次生代谢产物，蕴含于植物香料体内，具有浓郁、鲜明的香气特征和一定挥发性。植物精油，在植物学上称精油（essential oil）或香精油（ethereal oil），商业上称芳香油（aromatic oil），化学和医药学上称挥发油（volatile oil），是天然香料的代名词，它是一类植物源次生代谢物质，是植物体内分子量较小，用水汽蒸馏的方法得到的，几乎不含高沸点成分，具有浓郁的芳香气味，有一定挥发性的油状液体物质。精油的提取目前常用的主要有传统的水汽蒸馏提取、压榨法、吹气吸附法和现代的超临界CO2提取。 本试验首次采用同时蒸馏萃取技术对天然植物（生姜）挥发性成分进行了提取，而且取得了良好的效果。同时蒸馏萃取（SDE，Simultaneous distillation and solvent extraction）是近年发展起来的一种易挥发成分提取方法。它把食品的浆液置于一圆底瓶中，圆底瓶连接在仪器的右侧；以一鸡心瓶盛装溶剂，连接于仪器的左侧，2瓶分别加热，水蒸汽和溶剂蒸汽同时在仪器中部被冷凝下来，水和溶剂不相混溶，在仪器的“U”形管中被分开来，分别流回两侧的瓶中，结果蒸馏和提取同时连续进行，并且只需要少量的溶剂就可提取大量的食品。该方法利用Likens-Nickerson装置，把蒸馏和萃取两步合二为一，提高了提取效率，减少了溶剂用量，节省了时间；并且同时蒸馏萃取得到的挥发油不需复杂预处理，可直接进行GC/MS分析，免去了操作污染，节省了萃取时间，得到的提取物气味浓郁，能把mg/L级挥发性有机成分从脂质或水质介质中浓缩数千倍。同时蒸馏萃取应用在苦杏仁挥发油、花椒挥发油、四川凉山杜鹃挥发油、芥末膏制品的风味成分的提取中并达到了很好的提取效果，在乌龙茶和鲜茶香气成分的提取上也有应用；该法还用来提取牛肉风味料、蒸煮鸡肉中的挥发性香气成分，甚至还可以对烟草中的挥发性成分进行提取。

淀粉类食品的改良的发明很多，目前市售的淀粉类食品改良剂一般采用无机盐类与表面活性剂进行复配，例如明矾，碳酸盐，亚硫酸盐，乳化剂，蛋白粉等。这些该良剂它们对淀粉类食品，如拉面、面包等进行改良，可增加韧性，调节硬度和口感。但无机盐类食品添加剂会对人体产生一定的毒性，长期食用会对人体产生不良的影响。针对上述的传统淀粉类食品添加剂对人体长期产生的不良影响，开发出一种天然无害且品质好的改良剂是一个亟待解决的问题。 作为淀粉类食品的添加剂需具备以下条件：性能稳定，对人体无毒副作用，温和无刺激性，具有营养性，口感清香，能够与淀粉长链分子发生作用，对淀粉类食品加工过程中的流变性能以及面团的韧性，硬度，保水性，表面光洁度等性能有很好的改善。制备方法简单，耗能少，成本低，在干燥状态下稳定性好。 本项目包括天然小麦蛋白的复合改性方法及在淀粉类食品中的应用范围。关键技术已申请一项国家发明专利（200710009677。1，CN 101138384A）。 二、技术成熟度 制备出的复合改性小麦蛋白的乳化性、膨润性明显提高，与淀粉长链分子作用形成三维网络结构，改善了淀粉类食品的内部质构，增强了淀粉类食品的韧性，去酰胺的得到的部分小分子物质具有优越的乳化性能，可以替代食品的乳化剂。本产品作为淀粉类食品添加剂的替代物，是一种天然的无公害、环境友好产品，具有极高的营养价值。 三、投产条件和预期经济效益 效益分析：小麦蛋白1000元/吨，投资总额100万元，生产能力2000吨/年、 年产值2000万元。

天然纤维增强塑料复合材料在市场上持续增长显著。2000年，北美天然纤维增强复合材料的市场已经超过1.5亿美元，到2005年，整个市场销售超过14亿美元，年增长54%。但是天然纤维热塑性复合材料作为新材料在我国尚处于起步阶段，还没有形成产业。 华东理工大学聚合物加工室用黄麻纤维毡增强聚丙烯，制得天然纤维复合材料（NMT），通过添加不同改性剂和填料，对纤维进行表面处理以及和玻纤混杂等方式，较显著地提高了麻纤维复合材料的力学性能。和长春一汽四环车身车架厂合作，将麻纤维增强聚丙烯复合材料应用于试制卡车侧护板。

1 研究背景 1.1 高压力、大直径和高可靠性的非金属压力管道需求迫切 管道作为五大运输方式之一，是输送石油、天然气、饮用水等重要能源和资源的主要手段，对国民经济的发展和稳定至关重要，被称为国民经济的“生命线”。我国压力管道发展迅猛，应用规模不断增大，在石油、天然气和饮用水输送等重大工程建设中发挥了不可替代的作用。在油气领域，国内油气管道已形成纵横东西、贯通南北、连接海外的管道输送网络。目前我国的原油管道1.9×104km，成品油管道2×104km，天然气干线管道4.8×104km，油气管道的总长度稳居全球前五名。以西气东输三线为例，其西起新疆霍尔果斯，东至福建省福州市，全长5220km，设计年输量3×1010m3。此外，油田集输管网和城镇燃气管网的管道长度已达到数十万公里，且仍在不断增长，成为油气管道重要组成部分。在水资源输送领域，为解决我国的水资源时空分布不均问题，我国已经实施了多项跨流域、跨地区的长距离管道输水工程，如南水北调工程、广东省的“东深引水工程”和“西江引水工程”、天津的“引滦入津工程”和山东的“引黄济青工程”。以南水北调中线工程为例，年均输送生活、工业用水6.4×1010m3，农业用水3×1010m3，供水范围内总面积15.5万平方千米，惠及沿线6000万人口。 以聚乙烯及其增强复合管为代表的非金压力属管道具有耐腐蚀、抗震、柔性好、寿命长等优势，在越来越多的应用领域替代金属管道，成为世界各国竞先研发的未来管道发展方向。全球非金属管道的年均增速约5.9%，我国聚乙烯管道年平均增速更是达15%。 随着聚乙烯及其增强复合管的不断发展，其在燃气和输水等领域应用不断扩展。在燃气领域，在燃气领域，美国、英国、丹麦等的城市燃气管道中聚乙烯管应用比例均接近100%，而我国新铺设的中低压城市燃气管90%以上采用聚乙烯管材。在输水领域，我国城市建筑排水管道85%采用塑料管，城市排水管道的塑料管使用量达到50%，城市供水管道（DN400mm以下）80%采用塑料管，村镇供水管道90%采用塑料管，逐渐占据主导地位。目前，多数国家已经在燃气和给水领域选择聚乙烯管逐渐替代金属管道，实现以塑代钢。 近年来，非金属压力管道逐渐在更高压力、更大直径和更高安全性要求的油气集输、核电冷却水输送等领域广泛应用。如在油田的油气集输及开采领域，用于油气田注水的非金属压力管道（直径50-75mm），工作压力已经达到32MPa；用于油田站内给水的非金属压力管道（直径315mm），工作压力已经达到2MPa；用于油田集输管的非金属压力管道（直径50-75mm），工作压力已经达到4MPa，平均工作温度高达60℃。在核电站冷却水输送领域，美国的Callaway核电站率先铺设聚乙烯管道的外围冷却水系统，我国新建的AP1000核电站（浙江三门核电、山东海阳核电）外围冷却水输送均采用聚乙烯管道（直径752mm，径厚比DR9）。由于聚乙烯管道具有耐海水及微生物腐蚀、抗震等优势，许多现有核电站冷却水管道系统也逐渐更换为聚乙烯管道，如2017年大亚湾核电站成功将其核安全相关的反冲洗系统管道更换为200mm，DR9的聚乙烯管道。 1.2 管道系统安全性的要求日益迫切 随着聚乙烯管道系统在燃气、供水等领域的应用日益广泛，其安全问题受到越来越多的关注。根据中国城市规划协会地下管线专业委员会的统计报告，2009年至2013年中国城市管线典型事故共计75起，而其中导致人员死伤的27起。南京“7.28”管道泄漏爆炸事故共造成22人死亡，120人住院治疗，爆燃点周边部分建筑物受损，直接经济损失4784万元。台湾“8.1”燃气泄漏爆炸事故中多条街道陆续发生可燃气体外泄，并引发多次大爆炸，造成32人死亡，321人受伤，经济损失高达1.4亿元。类似的管道泄漏导致爆燃的事故给全社会带来了重大的公共环境和人身安全的威胁。 随着聚乙烯管道系统在燃气、供水等领域的应用日益广泛，全社会对管道系统安全性的要求也日益迫切。 1.3 焊接过程的温度控制是提升管道系统可靠性的关键 当我们追溯这些事故的源头，会发现有53%的聚乙烯管道系统故障发生在管道的接头处——即管材与管材焊接的部位（来自塑料管道数据库委员会PPDC）。接头作为管道系统中质量最薄弱的环节，其焊接质量影响到整个管道系统的安全运行。 电熔焊接是目前聚乙烯管道最常用的连接方式之一。它通过预埋在电熔套筒内部的电阻丝加热电熔套筒的内表面及管材的外表面，使二者吸收热量并熔融，而后固定、冷却。 在电熔焊接过程中，温度是最重要的参数，也是造成接头失效最本质的原因。不合理的焊接工艺导致的焊接过程的温度控制不当，引发冷焊和过焊等缺陷。内部温度过高会使得金属丝周围的聚乙烯材料因温度过高而裂解，从而导致接头强度不足，产生过焊现象；内部温度不足则会导致熔合区深度和界面强度不足，产生冷焊现象。冷焊缺陷很难从外观上或通过常规液压试验分辨，但其可能导致焊接接头在服役过程中沿熔合面发生贯穿裂纹扩展失效，具有很大的安全隐患。 1.4 应用过程的安全状态监测是保障管道系统安全运行的关键 接头是管道系统的薄弱环节。美国塑料管研究所（PPI）技术总监Sarah Patterson在2016年美国机械工程师协会（ASME）压力容器与管道（PVP）50周年会的大会报告上指出，非金属管道的无损检测与安全监测研究是今后塑料管道技术发展应用的重要课题。 在接头安全监测方面，管道的服役过程安全监测研究主要有以下四种：（1）基于应变的监测技术：主要采用应变片等传感器测量管道应变。该方法技术成熟，但测点多、电路复杂，且仅能获得材料表层局部的应变信息。（2）连续碳纤维复合材料自监测技术：如内嵌连续碳纤维的复合材料，可以实时提供结构应变信息。采用连续碳纤维自监测的应变灵敏度系数小于传统应变片，且应变检测范围很小。（3）基于埋入传感器的监测技术：如利用嵌入式光纤光栅的管道应变场监测。光纤检测集成度高、精度高，已经在管道、桥梁等结构的智能监测中得到广泛应用。（4）基于导电填充材料的监测技术：在不导电的聚乙烯或其他非金属基体树脂中掺入少量导电纤维或颗粒，从而在材料中建立导电传感网络，当材料产生变形或局部损伤时，导电网络相应地产生导通节点数变化或局部断开，通过测量材料宏观电阻变化可以获得材料应变或局部损伤等信息。 基于导电填充材料的智能监测技术一直是混凝土结构与生物传感器领域的前沿与热点。其关键问题是如何通过合理的传感器设计，在不影响监测对象本身工作特性的同时，有效地提取监测对象的服役状态和结构损伤信息。开展结构安全监测技术研究，智能监测感知压力容器与管道结构失效特征参量，实现损伤失效的预警和运行的自主优化，是未来压力容器行业重要的研究方向。 2 智慧管件系统解决方案 非金属管道的智慧管件系统包含管件焊接过程的温度场智能调控和管件使用过程的损伤自监测两个功能，如图1所示。 2.1 焊接过程温度场调控 电熔焊接过程从本质上是电阻丝通电生热、聚乙烯材料相变熔合的过程，熔区温度在时间和空间上的变化很大程度上体现出焊接过程的发展。如图2所示，智能焊机的“智能”正是来源于我们所提出的熔区复合温度场理论模型。该模型能够根据采集到的实际电压电流数据，小成本、高精度地实时推演焊接过程的发展。不同于传统焊机对被控对象内部情况的“一无所知”，智能焊机首次采用基于熔区温度场的方式在线监测焊接过程，使得参数的调节和设计有坚实的理论依据。 在温度场模型的基础上，本作品能实现对焊接过程的质量控制。在焊接接头性能与加工条件的研究上，团队通过热重分析和凝胶渗透色谱分析研究PE100在不同温度焊接后的热降解行为，得出典型工业级PE100材料的允许焊接最高温度在270℃的结论。同时，通过超声检测和梯度试验的方法证实了管材熔区深度与焊接界面强度的关联。 基于上述理论研究和多次实践，对聚乙烯最高温度和熔区拓展深度进行控制是应对过焊和冷焊缺陷的重要方式。智能焊机对质量进行控制的思路即通过实时温度场计算聚乙烯最高温度和熔区边界，让最高温度在不超过270℃，熔区深度控制在2～3mm。为使焊接效率最高，通过由调整次数、焊接时长、最高温度等指标组成的代价函数对不同调整策略进行评价，从而获得最优的电压调整策略。通过这种温度主动控制的方式，管道焊接缺陷产生的概率下降超80%。 1.1 服役过程安全状态自监测 为了实现管道系统服役过程的安全状态自监测，采用短切碳纤维（SCF）增强聚乙烯复合材料（PE-SCF）制备电熔管件。由于碳纤维SCF具有良好的导电性，随着纤维含量的不断增加，填充在聚合物基体内部的短碳纤维能够形成良好的导电网络，如图3所示。PE-SCF复合材料内部SCF导电网络的破坏与重组赋予了该材料压阻效应，能够用于监测PE-SCF复合材料承受的载荷。图4为循环拉伸载荷下PE-SCF的应变和电阻响应与时间的关系。可以看出，PE-SCF复合材料的监测电阻能够及时反映材料承受的应变。随着应变增加，材料的电阻值增加；应变降低，材料的电阻值也降低；并且监测电阻对应变变化的响应具有很好的稳定性。PE-SCF复合材料在拉伸力作用下发生变形，部分短碳纤维导电网络断开，导致材料的电阻率增加。随着应变的降低，短碳纤维之间的接触恢复到初始状态，电阻值也随之恢复。结果表明PE-SCF应变与电阻变化之间存在确定的关联机制，初步论证采用PE-SCF复合材料制备具有自监测功能的电熔接头具有可行性。 图5显示了爆破试验过程中所监测到的PE-SCF电熔接头的电阻和压力变化曲线。结果表明，随着内部压力的升高，两个电极之间的电阻会不断增加，电阻变化率曲线的斜率也迅速增加。这是因为在加压初始阶段，电阻变化主要由基体的弹性变形引起，在这种情况下，材料内部的导电网络仍然完整，因此电阻不会产生很大变化。当压力继续增加时，材料内部形成微裂纹，导致局部导电网络的破坏，电阻变化率显著增加。初步实验表明，利用电阻变化率监测PE-SCF电熔接头的内压载荷及结构损伤状态具有可行性。 图6显示了峰值内压为5MPa时的循环加载实验期间，电熔接头上监测到的电阻变化曲线。可见电熔接头表面电极之间的电阻变化趋势与接头内部的压力变化趋势一致，且每个周期的峰值电阻十分稳定。基于电阻测量的内压监测灵敏度系数约为29.56%/MPa。实验结果表明，载荷和监测到的电阻信号存在较为稳定的关联关系，因而用电阻变化监测电熔接头内部压力的变化是可行的。 上述测试结果表明，采用PE-SCF复合材料制备电熔管件，利用PE-SCF材料的压阻效应，能够实现基于电阻测量的管道系统在服役过程中的内压及安全状态实时监测，提升了管道系统的服役安全性。  

本发明公开了一种管道气垫运输机，其可在弧形工作面上移动 以输送物件，该装置包括：气垫组件（1），其底部设置有用于支撑的 支撑垫，支撑垫轮廓可与所述弧形工作面配合；柔性升降组件（2）， 设置在所述气垫组件（1）上，并可相对该气垫组件（1）伸缩，该柔 性升降组件（2）一端设置有托板（3），待输送的物件置于该托板（3） 上并可通过柔性升降组件（2）调节其相对于气垫组件（1）的输送高 度；所述气垫组件（1）充气时产生气膜层，运输机通过该气膜层与所 述弧形工作面相对移动，从而实现物件的输送。本发明输送装置采用 圆弧状椭圆形气垫，适用于管状运输，同时，采用双气囊升降结构， 增大了装置的运动行程。 

现在，城市的地下管道非常发达，各种各样的管道象蜘蛛网一样，深埋于地下。但对管道的裂纹、泄露等问题至今未能得到解决，为此造成了极大的浪费。据有关资料统计，仅石油输油管道的泄漏，每年为国家造成的经济损失达数亿元人民币。根据查阅的有关资料，国外有关方面的研究，仅限于地面的检测。而在地下的检测，才具有真正的现实意义。如果这项研究成功，将会带来巨大的经济效益和社会效