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高效、高可靠性永磁电机及其控制
高效、高可靠性永磁电机及其控制 项目简介 在课题组开发研制了一类新型永磁无刷电机及其相关容错控制方法。电机的转子上 没有永磁体、电刷以及绕组，这确保了电机的机械牢固性，并由此保证电机在高速运行 时的可靠性；定子永磁型电机与传统永磁无刷电机相似，电机内的气隙磁链主要由高性 能永磁体产生，确保了电机的高效率和高功率密度。电机的相间独立性较高，能够容错 运行，适合于高可靠性应用领域。 同时，还开发了永磁直线电机结构，具有成本低、效率高以及易于维护的优点，适 合于长行程传输领域。
江苏大学
2021-04-14
转炉底吹石灰粉高效洁净低成本冶炼技术
相比于“顶吹氧气、底吹惰性气体”的常规转炉冶炼工艺，“顶吹氧气、底吹氧气-石灰粉”的转炉炼钢方法具有显著的冶金优势，既能降低转炉炼钢的原辅料消耗，提升转炉出钢的钢水纯净度，也能为转炉高废钢比冶炼和智能化炼钢提供良好的基础条件。但底吹氧气-石灰粉加剧了转炉炉底的侵蚀，炉底寿命短的问题限制了底吹石灰粉转炉的大规模推广应用。
为了解决上述问题，本团队提出了利用 CO 2 延长底吹氧气-石灰粉转炉使用寿命的新方法，将 CO 2 与 O 2 混合作为喷粉载气可以降低底吹喷嘴上方的火点区温度，从根源上抑制底吹喷嘴的高温熔损，减轻喷嘴周围镁碳砖的氧化脱碳，同时增强转炉冶炼后期的熔池搅拌，获得更好的脱氮控氧效果；本团队通过实验和模拟相结合的方法，探明了底吹喷枪材质和结构对其冲蚀磨损速率的影响规律，经过大量测试和模拟完成了底吹喷枪材质和结构的优化，解决了底吹喷枪的磨损问题；本团队自行设计搭建了一套 1:1 的全仿真的粉剂喷吹实验系统，真实模拟工业现场的喷粉工况，探明了喷粉系统的工作原理，通过对喷粉系统关键装置和操作制度的优化，掌握了获得稳定无脉动粉气流的关键技术。
在实验室研究的基础上，本团队利用一座 120 吨转炉完成了转炉底吹石灰粉的工业示范，攻克了供气系统、供粉系统、输粉系统和粉气流分配系统等关键系统装备的集成难题，编制了转炉底吹石灰粉的系统控制和操作工艺模型，实现了转炉底吹石灰粉的安全稳定运行，改善了转炉的冶炼指标，取得了显著的经济和社会效益。
北京科技大学
2021-04-13
一种包含取冰结构的高效制冰容器
本发明涉及食品加工设备技术领域，解决了现有制冰容器在制冰和取冰效率、食品安全性及耐用等方面的技术问题，尤其涉及一种包含取冰结构的高效制冰容器，包括用于容纳制冰用水的制冰槽，所述制冰槽内可分离设置有用于分离并提取冰块的取冰网兜，所述制冰槽包括作为主体承载结构的槽身，在槽身内设置有多个横竖垂直分布的隔断，任意两个隔断之间形成用以容纳制冰用水或冰块成型的分槽，所述隔断为上窄下宽有利于传热的梯形结构。本发明相较于传统的制冰容器提升了冰块的成型速度和脱冰用冰的便捷性。配合取冰网兜给制冰容器赋予快速取冰的能力，因此可以在多种场景下应用，提高取冰效率，并保障了食品安全。
南京工业大学
2021-01-12
海洋微藻高效绿色养殖提取 EPA 产业化
成果简介：二十二碳六烯酸（DHA）是人体所必需的一种多不饱和脂肪酸，是大脑细胞膜的重要构成成分，可辅助脑细胞发育，对治疗高血脂症、动脉粥样硬化等能起到有效作用。本课题组通过开发破囊壶菌高密度异养发酵生产二十二碳六烯酸（DHA）关键工程化技术，筛选出高产 DHA 的破囊壶菌工业菌株 2 株。同时优化获得了破囊壶菌生产 DHA 的工艺条件，批量发酵培养破囊壶菌，获得 DHA的提取技术，在分离纯化 DHA 的基础上，能够进一步优化中式技术，获得高纯度（90%）DHA，实现商业价值。
成果水平： 国内领先，团队专有技术
应用范围：海洋生物能源与生物资源可持续发展利用技术，利用海洋微生物进行高附加值、高产能的海洋生物能源开发（提取 DHA），主要可应用于海洋微藻产氢产脂、生物医药、生物食品、保健等领域。
市场分析及前景：据统计目前市售食品级低浓度（22％-25％）DHA 价格在26.9-36.5 万元/吨；食品级高浓度 DHA（27％-30％）为 73-109.5 万元/吨，而纯度为99.9％的DHA售价高达16.8万美元/公斤。当前DHA的生产主要来自鱼油，普遍存在分离成本高、具有鱼腥味、有污染物等问题。海洋微生物的不饱和脂肪酸成分简单，易于分离纯化，用于发酵生产 DHA 可以有效解决利用鱼油生产DHA 的问题，降低 DHA 的生产成本，产业过程污染少，随着国内消费者健康意识的不断提升以及购买力的提高，国内 DHA 的需求必将进一步增加，其开发应用前景广阔。
主要技术指标：分离得到 200 多株可培养的破囊壶菌菌株，获得高产 DHA
和类胡萝卜素的破囊壶菌工程菌株，如 Aurantiochytrium sp. PKU#SW7 和Thraustochytriidae sp. PKU#Mn16，其 DHA 占细胞干重达 20%；另已获得 4 株破囊壶菌基因组二代测序结果；申请发表专利（破囊壶菌的分离纯化培养，破囊壶菌快速测定方法等）；获得粗制 DHA 工艺技术。
投资规模：包括设备、资金、场地、人员等。
合作方式：技术转让等
天津大学
2021-04-11
一种高效聚羧酸系减水剂及其制备方法
一种聚羧酸系高效减水剂及其制备方法.用聚乙二醇与丙烯酸酯化合成聚乙二醇丙烯酸酯﹙简称A物质﹚;再将丙烯酰胺与甲醛进行羟甲基化,然后用氨基磺酸进行磺化反应,生成含有碳碳双键并带有酰胺基和磺酸基的B物质;最后用丙烯酸,甲基丙烯磺酸钠,B物质,A物质通过自由基共聚反应,得到聚羧酸系高效减水剂.B物质是一种带有酰胺基和磺酸基的不饱和物质,能提供极性很强的阴离子磺酸基,其中酰胺基可提高减水剂的流动性和分散性能,并成功地合成了一种具有独特性能的聚羧酸系高效减水剂.本合成方法在水溶液条件下反应,无污染且符合国际环保发展方向,原料易得价格较低,工艺新颖反应条件温和,产品性能优异独特,具有广阔的发展前景。
兰州大学
2021-01-12
生物质及城市有机废物的高效、清洁发电技术
项目研究的背景及用途：本项目的出发点是将我国大量的生物质及城市有机废物资源(如农作物废弃物、林业废弃物、城市垃圾中丰富的有机物、造纸造浆中的废物、酒精生产厂的废液废渣、动物粪便、食品加工中的废弃物、家庭中有机垃圾、草类废弃物，产量约每年 30 亿吨)高效转化为清洁的电力。我国当前的生物质及城市有机废物资源没有得到合理的利用。利用生物质作为能源，不仅仅是解决了长期的能源供给问题，更重要的是大大缓解了环境保护的压力。本项目的技术路线所排放的其他污染物如硫化物、粉尘粒子的浓度也大大低于现有的燃煤发电厂。此外，高效、清洁的气化发电技术可以克服现有的城市垃圾处理处置方式的缺点。与现有垃圾焚烧炉技术相比，本项目的技术路线具有以下优点:
(1)发电效率高;
(2)炭转化率高、能量利用率高;
(3)排放的二次污染物少;
(4)初投资和远行费用低。
本项目的目的是有效地利用生物质及城市有机废物，通过流化床气化的方式将其转变为电力。确保生产电力的成本可以与现有的燃煤电厂竞争，同时确保生产过程符合环境友好性要求，没有明显的二次污染。成果水平及主要技术指标:本技术水平处于国内领先水平,在国际上也是领先的。目前正在申报发明专利 2 项。所需厂房占地面积:需要稳定的生物质或生活垃圾原料供应(年需要量为8000 吨左右);设备相对比较简单，但需要由相关的厂家定制生厂;厂房面积约为15000～20000 平方米;投资规模在 500 万左右。
市场分析及效益预测：本项目的市场前景很大。以天津市为例，天津市每年约有 600 万吨生物质资源，可发出功率为 90～100 万千瓦的电。若考虑大量种植能源作物，则可以发出更多的电，而且随着发电规模的扩大，可以显著降低成本。如果单座发电厂的规模在 2000～4000 kW，该发电成本与燃煤电厂相当。为天津市大量的生物质废物找到一条合理的利用途径，同时解决了因城市有机垃圾堆置而带来的环境污染问题。以 2000 千瓦的发电能力为例，投资回收期为 2.2 年，年盈利为 220 万左右。
天津大学
2021-04-11
手性氨基酸的微生物高效生产方法
手性氨基酸作为最重要的原料和中间体，市场规模也越来越大。本项目研发的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-苏氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一种非天然的氨基酸，是一种重要的化工原料，被用作为多种手性药物合成中的重要中间体，包括抗结核药物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癫痫药物左乙拉西坦。D-苏氨酸是天然氨基酸 L-苏氨酸的光学异构体，是一种非天然氨基酸。主要应用于手性药物、手性添加剂和手性助剂等领域，在制药行业作为手性合成的手性源，主要用于生产新型光谱抗生素、D-苏氨醇和多肽合成过程的苏氨酸保护剂。L-天冬酰胺是常见的 20 种氨基酸之一，在食品、医药、化工合成、微生物培养等领域广泛应用。L-天冬酰胺可以作为添加剂用于清凉饮料,同时在肿瘤治疗及蛋白质糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸输液，以及具有降压、平喘、抗消化性溃疡、胃功能障碍等功能，并可用于治疗心肌梗死、心肌代谢障碍、心力衰竭、心脏传导阻滞、疲劳症等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培养和动物细胞培养重要的添加剂。L-叔亮氨酸是一种非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空间位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不对称合成中作为诱导不对称的模板。随着不对称合成的发展, 叔亮氨酸的应用也非常广泛。又由于占空间大的叔丁基链及其疏水性, 它在多肽的合成中能够很好地控制分子构象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的稳定性, 因此在药物和生物应用中正迅速地发展, 用于抗癌、抗艾滋病等药物和生物抑制剂及肽等。
江南大学
2021-04-11
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