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代谢改造酿酒酵母高效生产葡萄糖二酸
葡萄糖二酸是一种重要的化合物，在医疗和工业中有着广泛的应用。目前生产葡萄糖二酸的方法主要以化学法-葡萄糖化学氧化法为主，但该方法具有选择性低、成本高、得率低、要高温及产生大量氧化反应副产物不利于后续葡萄糖二酸的分离等局限性。目前生物法合成葡萄糖二酸主要是在大肠杆菌中进行的，但在大肠杆菌中异源合成葡萄糖二酸被许多因素限制。酿酒酵母因具有耐酸能力强、耐低温、可低 pH 发酵、没有噬菌体感染、适合大规模发酵、易分离和高抗逆性等特点，已被广泛用于产有机酸的研究，因此酿酒酵母比大肠杆菌更适合葡萄糖二酸的生产并具有更高的工业应用价值。利用酿酒酵母合成葡糖二酸具有很好的应用前景。
创新要点
1) 以酿酒酵母 BY4741 为出发菌株，将拟南芥的肌醇加氧酶 MIOX4 和丁香假单胞菌的 UDH 基因在 delta 重复序位点高效表达，敲除转录抑制因子OPI1 获得工程菌 Bga-3，该菌株在分批补料发酵条件下能够产 6 g/L 的葡萄糖二酸，为目前报道的最高值；
2) 通过提高工程菌的转运胞外肌醇的能力和工程菌自身合成肌醇的能力，解决提高葡萄糖二酸产量的关键问题；
3) 进一步协调肌醇用于细胞自身代谢活动和葡萄糖二酸合成之间的分配关系，并通过提高葡萄糖二酸合成途径效率和发酵优化，提高肌醇利用率和葡萄糖二酸合成的产量。
江南大学
2021-04-11
抗过敏益生菌的研发及制剂的高效制备技术
过敏性疾病已经成为世界第六大疾病，涉及全球 22%的人口。如哮喘、鼻 炎、过敏性湿疹、食物过敏和过敏性休克等均与特异性免疫球蛋白 E（IgE）介 导的免疫反应密切相关，但目前过敏疾病的治疗药物存在副作用，不宜长期使用。江南大学食品生物技术中心经过多年的积累，通过体外高通量筛选。细 胞、动物模型，人群临床试食及多组学机制解析等手段，研究得到能够有效调 节免疫，缓解过敏性疾病，可长期食用无毒副作用的益生菌；并以此为基础， 开发了提升益生菌在消化道中抗逆性的关键技术，并攻克了菌种在产业化应用时的发酵工艺、活性保持、生产技术等多层面难题。
主要成果包括：
（1）研发得到 3 株有效缓解不同过敏性疾病的益生菌，长双歧杆菌 CCFM1029 通过降低血清中总 IgE 水平，皮肤组织 IL-4、IL-13 水平，局部组织 中组胺的释放，以及炎症细胞的浸润，缓解过敏性湿疹；短双歧杆菌 CCFM1067 通过改善肥大细胞炎症浸润，降低皮肤组织中 IL-13 和 CCL11 水平，且提高皮
肤组织中 IL-10 的表达，最终实现缓解特应性皮炎症状；罗伊氏乳杆菌 CCFM1040 显著降低过敏性哮喘小鼠肺部病理炎症，抑制血清中尘螨特异性免疫30 球蛋白 IgG1 的产生，降低肺泡灌洗液中 IL-5、IL-13、IL-17A 的含量，缓解过 敏性哮喘症状；
（2）通过剖析益生菌的底物代谢规律和关键限制性生长因子，建立科学有 效的益生菌特异性增殖培养体系，并基于生长过程碳氮代谢规律，提出遵循底 物消耗规律的自动补料技术和发酵精准化自动控制工艺。益生菌增殖密度达到 1.0×1010 cfu/mL 以上，是传统培养方法的 5~10 倍；
（3）开发了提高益生菌消化道耐受性的关键技术，解决了菌株通过胃肠道 后存活率低的技术难题。通过开发高渗预胁迫、微胶囊预包埋等技术，使功能 菌株在胃酸环境下的存活率达到 95%以上，在胆盐环境下的存活率达到 90%以上。
江南大学
2021-04-11
L-苏氨酸的微生物高效生产方法
L-苏氨酸在食品、饲料、医药和化妆品等领域的用量呈长期稳定增长趋势，尤其在饲料添加剂中增长最为迅速。以添加了 L-苏氨酸的低蛋白配方饲料作为家禽日粮，不但可以缓解天然蛋白的匮乏，减少动物氨的排放，还能提高家禽的生产性能。而在医药领域，L-苏氨酸除了用于氨基酸输液之外，随着人类保健意识的提高，各类氨基酸保健饮品涌现市场，L-苏氨酸是必不可少的配方成分。L-苏氨酸有望取代色氨酸，成为继赖氨酸和甲硫氨酸之后第三大发展最迅速的氨基酸。因此 L-苏氨酸产业迫切需要提高产量，降低成本，以满足市场需求。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，对关键基因进行了测序、蛋白结构解析及定向改造，以达到“开源节流”，即增强 L-苏氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高L-苏氨酸产率近 20 倍，具有较好的应用前景。
江南大学
2021-04-11
L-甲硫氨酸的微生物高效生产方法
L-甲硫氨酸广泛应用于饲料业，是家禽饲料中首选的限制性氨基酸。L-甲硫氨酸是强肝解毒剂、促进发育剂，当缺乏时会引起食欲减退。甲硫氨酸广泛应用于营养补充与畜产饲料，由于甲硫氨酸容易被鸡吸收而转变为鸡肉蛋白，在鸡饲料中添加甲硫氨酸，可少耗饲料，并使鸡肉生长健全。L-甲硫氨酸合成方法主要为化学合成法和微生物发酵法两种。因化学合成法会产生大量有害物质，微生物发酵法生产甲硫氨酸越来越受到关注。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，以达到“开源节流”，即增强 L-甲硫氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高 L-甲硫氨酸产率，目前中间菌株产率已达 21 mmol/L，具有重要的应用前景。
江南大学
2021-04-11
太阳能高效聚光热电联合供能系统
一. 项目简介：应用背景
太阳能光伏发电及太阳能热水器是目前太阳能利用最为成熟和广泛的两个技术领域，但是由于其产能形式单一，最终严重制约了其进一步的技术发展和市场推广前景。其中太阳能光伏发电存在光电转化效率低（由于温度效应，晶硅型光伏发电系统综合光电转化效率只能达到 12%-13%），光伏组件成本高，导致其成本回收期长。同时光伏电池生产也存在高能耗高污染的问题。如何提高单位面积光伏电池的发电量，减少电池用量是降低系统成本提高发电收益的重要手段。通过聚光可以有效提高光伏电池片表面的太阳能能流密度，并大大增加光伏电池的光电输出功率，成倍减少电池片用量（用量为传统技术的 1/4），间接降低了光伏电池生产的总能耗和总污染，但是提高电池表面太阳能能流密度的同时，电池的温度也急剧升高，严重影响电池的电输出性能和使用寿命，只有通过水冷的方式来降低电池温度，这就形成了该技术手段的另一种产能形式，太阳能热水。即太阳能热电联供。
西安交通大学
2021-04-11
超临界二氧化碳燃煤循环流化床锅炉及发电系统与发电方法
本发明公开了一种超临界二氧化碳燃煤循环流化床锅炉及发电系统与发电方法，锅炉包括炉膛、分离器、尾部烟道和位于分离器回料段中的外置式换热器，炉膛内设有冷却壁和中温过热器，外置式换热器内设有高温再热器和分别与冷却壁和中温过热器连通的低温过热器，尾部烟道内设有低温再热器、高温过热器、上级省煤器、下级省煤器和空气预热器，其中，高温过热器与中温过热器连通，低温再热器与高温再热器连通；锅炉的工质为超临界二氧化碳。本发明锅炉能有效控制冷却壁壁温，保证锅炉安全可靠运行且热效率高；发电机组趋于小型化，具有更快的负荷响应速度，深度调峰适应性强，充分发挥煤炭资源优势，提高能源利用率，保障能源安全。
东南大学
2021-04-11
超临界二氧化碳循环流化床燃煤锅炉及其驱动的发电系统
本发明公开一种超临界二氧化碳循环流化床燃煤锅炉，采用超临界二氧化碳代替现有循环流化床锅炉内蒸汽作为吸热做功的工质，工质吸热过程包括一次分流和一次再热。超临界二氧化碳循环流化床锅炉工质受热面包括设置在炉膛内的二氧化碳冷壁屏式加热器和高温再热器；分离器出口处至炉膛在回料器段并行布置以灰作为热源的外置上级省煤器；尾部烟道内沿烟气流动方向受热面包括低温再热器和下级省煤器。本发明还公开了该超临界二氧化碳循环流化床燃煤锅炉驱动发电的发电系统。本发明的超临界二氧化碳循环流化床燃煤锅炉强化了再热器高温段的烟气传热，同时也缓解了尾部烟道热量需求压力，能够有效降低污染物的排放量、排烟温度，增大锅炉效率。
东南大学
2021-04-11
节能节水蒸发式冷凝器（清洁生产的封闭式冷却塔）
蒸发式冷凝器将水冷式冷凝器-冷却塔系统中的冷凝器换热盘管直接放入冷却塔箱体中，使工艺流体被冷却冷凝过程与循环水冷却过程合二为一，直接冷却高效散热。蒸发式冷凝器主要是利用水蒸发时吸收热量而使管内的制冷剂蒸汽冷凝，它具有节水、节能、占地面积小等优点。“高效节能蒸发式冷凝器”技术具有以下关键创新：1、采用高效强化传热管之交变曲面波纹管；2、对盘管进行纳米亲水涂层处理；3、根据室外空气和循环水的条件不同，常年对蒸发式冷凝器的风量和水量进行优化控制；4、初期投资少、运行费用低。 已实现产业化。蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器能够有效、安全、稳定地应用于化肥厂、化工厂冰机系统压缩机冷却器，煤油、化工厂的酮苯脱蜡（脱油）装置、气体分馏装置、丙烷（丁烷）脱沥青装置、烷基化装置、烷基苯装置、糠醛装置、重整装置、芳烃抽提装置、干气脱硫装置、制氢装置、汽油异构化装置、汽油醚化装置、正已烷装置、汽油柴油加氢装置、航煤加氢装置、航煤脱硫醇装置、常减压装置、催化装置以及天然气轻烃回收装置和冶金行业等。蒸发式冷凝（却）器将冷却塔和热交换器的功能有效地整合到单台设备中，可将被冷却的流体温度降到相当接近空气湿度的情况。民用建筑中进行了一些示范工程建设，已应用机组包括：科学中心学术中心（10000m2，2500kW），沙河商贸中心（2400kW）环保技术推广所（650kW）。制冷空调暖通行业设备中可采用蒸发式冷凝器替代的冷水机组、冷却塔年产值600多亿元，并以年增长幅度超过15%的速度增长；近年来又从工业拓展到民用。我们以蒸发式冷凝器为核心技术，开发的蒸发式冷凝空调应用于环保技术推广所。改造前后，对水冷式和蒸发式冷凝空调系统分别进行了现场测试，测试结果表明空调制冷系统（不包含末端）在运行季节每个月都能不同程度地节约电能，节省电费，每年能节约电费1.6万元/年，节能率为28.6%。
华东理工大学
2021-04-11
喹啉异喹啉二甲基喹啉的节能型分离技术 及应用
喹啉、异喹啉、二甲基喹啉是医药、农药等工业的重要原料，它100%的来源于煤焦油化 工。依据熔点差节能分离获得高纯度原料后，再研制喹啉酮、喹啉酸、以及喹啉肽等农药、医 药中间体，用途广，附加值高。 本项目具有安全性高，产品质量好，设备通用性强的优点。拥有的中试设备可以进行不同 原料组成的试验研究，为产业化生产提供依据。
华东理工大学
2021-04-11
酯交换法生产碳酸二甲酯的节能改造新工艺
碳酸二甲酯(简称 DMC)是近年来受到国内外广泛关注的环保型绿色化工产品，其具有良好的反应活性，可以在诸多领域替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及 氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羫基化、甲基化、甲酯化及酯交换等反应生成多 种重要化工产品。碳酸二甲酯的合成工艺主要有光气法、甲醇氧化羫基化法和酯 交换法三大类。光气法由于使用了剧毒的光气，产品质量差，应用受到限制，且 光气本身的使用也受到限制，目前已逐步被淘汰，后两种方法是当前 DMC 的主要 生产方法，我国碳酸二甲酯的生产以酯交换法为主。酯交换法工艺中存在大量的 反应和常压及加压精馏塔，这些塔的能耗较高，年消耗蒸汽量较大，随着国内能 源价格的逐年增加，产品生产成本增长迅速，对产品的利润空间构成严重威胁。 本项目为自有专利技术，项目是在传统酯交换法合成和恒沸精馏分离工艺的基础 上，结合热泵和挟点技术发展而成的。该技术通过对现有的生产工艺进行综合的 能量匹配和优化，对耗能较大的反应精馏塔等设备进行节能改造，将塔顶蒸汽加 压升温后直接用作塔底再沸器的热源，不需要塔顶冷凝器及其冷却水消耗，也无 需用锅炉对塔底再沸器进行加热。传统工艺采用本项目技术改造后，可做到核心 工艺段能量自产自销，极大程度上降低了蒸气的消耗量，同时也降低了冷却水的 耗量，生产成本大大降低。
西安交通大学
2021-04-11