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綠藻資源的生物轉化關鍵技術研發及產業化應用
項目成果/簡介:以我市豐富的綠藻生物質資源（滸苔、石莼）為主要研究對象，針對藻體胞壁特性、多糖結構、理化質構特性及生物活性進行系統研究，探索出一系列具有自主知識產權的綠藻生物工程技術，攻克了海藻溫和高效轉化關鍵技術，率先實現綠藻綜合利用及其產品的成果轉化與產業化推廣，實現生物乙醇、精準生物肥、綠藻多糖等農用制品的規?；a，經濟效益顯著。系統性闡明了綠藻糖鏈分子結構、理化性質、生物學功能及其空間定量構效關系，首次構建綠藻多糖工具酶系并明晰酶多位點催化與調控機制。創新性建立了綠藻資源的生物轉化關鍵技術，突破了藻體溫和破壁液化與高效提取轉化技術瓶頸，開發了具有自主知識產權菌株的綠藻工具酶的液體高通量發酵與規模化制備技術。構建基于計算機在線智能控制的硫酸鼠李低聚糖酶法精準制備技術、人工智能神經網絡下的糖鏈構效實時預測系統、穩定性葉綠素制取以及非酸溫和預處理乙醇轉化技術，開拓了綠藻資源高值化綜合利用的新領域。項目階段:工業化生產階段效益分析:滸苔（Enteromorpha prolifera）和石莼（Ulva lactuca）是我國黃海、東海最主要的綠藻資源，同屬于綠藻綱、石莼目，具有良好食用和藥用價值，（本草綱目、臨海異物志等），在我國東南沿海養殖量均在10萬噸以上。我國黃海海域自07年以來連續10年暴發綠潮滸苔，生物量高達1000萬噸每年。將這類大型生物質資源合理利用并高值轉化，不僅有助于環境保護，而且會帶來顯著的經濟效益。項目開發產品包括綠藻多糖工具酶、硫酸鼠李低聚糖、穩定性葉綠素、農用精準生物肥、功能性飼料添加劑、新型植物病害生物防治等生物制品。在農用制品領域實現綠藻精深加工的成果轉化與產業化推廣，開拓了我國海藻利用范圍，提升產業整體技術水平，市場預期前景廣闊。知識產權類型:發明專利 、 軟件著作權知識產權編號:ZL2012102016043 ZL201410298678.2 ZL2013102784589 ZL2012101066863技術成熟度:通過中試技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無
中國海洋大學
2021-04-11
一種規模化農田無線物聯網智能滴灌系統及方法
本發明涉及一種規模化農田無線物聯網智能滴灌系統及方法，屬于高效節水灌溉技術領域。本發明所述的規模化農田無線物聯網智能滴灌系統包括遠程控制中心、若干測控模塊、田間滴灌系統和終端，實現全無線化的控制傳輸，提出了針對滴灌田間測控模塊的降耗休眠措施，同時測控模塊標識有專用信息，通過便攜式終端讀取即可完成測控模塊定位、讀取、設置等管理操作，解決規模化農田智能化滴灌系統功耗高、布置困難、管理復雜的問題；同時降低了規模化農田的智能滴灌系統的搭建投入，提高管理效率。
中國農業大學
2021-04-11
國產化智能溫室及其環境控制系統配套設施的研制
本項目以教育部設施農業網上合作研究中心為依托，結合科技部、教育部和上海市 科技興農重點攻關項目，進行了新型智能溫室結構設計及其配套設施的綜合設計與開發、 建模與控制新方法的應用基礎理論研究和 "溫室環境計算機控制系統"開發、基于圖像 處理技術的葉片面積估算技術的溫室水肥精準灌溉控制系統、作物栽培管理輔助決策支 持系統等一系列研究，實現了對溫室的遠程自動控制。
同濟大學
2021-04-11
稠密相氣固兩相流動參數測量及可視化方法
稠密氣固流動問題是多相流研究領域的一個前沿性難題，廣泛存在于化工、冶金、電力等工業領域。氣固流動參數檢測和可視化尤為重要，是稠密氣固流動系統復雜研究體系中的共性問題之一。針對該問題，東南大學多相流測試研究室多年來開展了電學與激光散射的稠密氣固流動可視化及參數測量與表征方法的研究工作。 開發了電容層析成像系統(ECT)與激光光纖顆粒測量系統，可實時、在線檢測多相流參數的二維或三維分布狀況，成功應用于湍動流化床與濃相煤粉加壓氣力輸送中試試驗裝置上。
東南大學
2021-04-11
網絡化服務與工程支持系統集成平臺開發及其應用
網絡化服務集成平臺是設計、實施網絡化服務系統的基礎。本成果建立了通用的網 絡化服務與工程支持信息集成平臺，集成企業相關的服務資源，為企業實現網絡化服務 系統提供技術的支持。本項目涉及信息技術、自動化技術、制造技術和管理技術等多個科學研究領域，成 果來自于多個相關的理論研究和工業實施項目。成果已經應用于上海大眾汽車有限公司、 沈陽機床集團、無錫機床集團等企業，相關成果正在機床、電氣等行業推廣。 同時，本項目通過中德合作，探索了一條高校、企業和外國高校以及外國企業之間 合作研究開發項目的新模式，打開了中德交流合作模式的另一扇窗口。
同濟大學
2021-04-11
一個線蟲孵化信息素分子的合成及產業化推廣
項目簡介： 線蟲是危害大豆和土豆等諸多重要農作物的一類主要害蟲。目前 殺滅線蟲的主要方式是化學農藥法和基因改造法。化學農藥法的作用 因為線蟲快速產生的抗藥性以及線蟲卵殼強大的保護作用而收效甚 微；而基因改造的大豆或土豆只能抗拒若干種屬線蟲的危害，對于無 法選擇性抗拒的種屬則無計可施，而且基因改造法顯然無法滿足消費 者對高端非轉基因綠色農產品的消費需求。 在人們對線蟲的治理乏力的時候，Glycinoeclepine A，一種線蟲 孵化信息素的發現使人類看到了對抗線蟲的曙光。這種新的殺滅線蟲 的方式為大豆，土豆等深受線蟲危害的植物提供了新的保護機制。目 前的幾個化學合成的解決方案路線冗長，僅僅證明了該化合物是可以 人工合成的，無法真正的攻克對該化合物大量制備的要求，因而極大 的限制了它的應有推廣。 本項目在前期工作的基礎上，發展了高效的快速合成該信息素關 鍵六五并環體系的方法，一步構筑了其核心骨架結構，并精準的控制 了若干手性中心的生成。為該化合物的實用性合成打下了堅實的應有 基礎。在該項目中，我們擬完成對該化合物的高效合成并進行產業化 推廣。因為該化合物的活性達到非常高效的皮摩爾/L 的活性，對該化 合物的百毫克級的合成就可以支撐起大面積的推廣實驗。由于起始原 料便宜（200 元/公斤），且路線設計巧妙，所用試劑易得，符合農藥 分子的低成本要求。我們相信在兩年內可以達到幾十克級別的生成水平，完成對該信息素的產業化推廣。
南開大學
2021-04-11
寬帶鋼熱連軋自動化控制系統的研究與應用
熱連軋自動化控制系統是一種大型復雜控制系統，它很大程度上決定了生產線最終的市場競爭力。目前國內在寬帶鋼熱連軋自動化控制系統新建或改造上多采用以下兩種形式：一是硬件和軟件系統全部由國外供貨并調試；二是采用進口硬件系統，部分軟件由國內完成，但其中的核心軟件如L2數學模型系統、板形系統、質量控制系統（AGC、AWC、AJC等）從國外引進并由國外人員完成現場調試。兩種形式都存在著核心技術掌握在外方手中，不利于系統的后期升級和維護，不能滿足鋼廠再發展的需要。因此有必要開發全套具有自主知識產權的寬帶鋼熱連軋自動化控制系統，硬件系統可以采用當前國際上流行的最新控制器，而系統集成、控制模型和軟件的開發和現場調試全部由國內自主完成，并承擔全部的考核指標。如此可以不受國外公司的制約，同時節約大量外匯，減少工程投資。在此背景下，本項目以山東日照鋼鐵有限公司新建的1580mm熱連軋生產線為依托，設計并完成全部軟件和調試，取得了本科技成果。本科技成果的應用領域為軋鋼領域的寬帶鋼熱連軋生產線，實現熱連軋帶鋼的全自動化生產。自動化控制系統由三級組成，其中L0設備控制級包括交直流主輔傳動系統、現場機械液壓設備、控制執行機構、各種檢測儀表；L1基礎自動化級由HMI監控系統和多臺高性能控制器構成；L2過程控制級由三臺高性能PC服務器和多臺工業控制計算機構成；L3生產管理級（MES）由數據庫服務器、應用服務器和客戶端組成。該控制系統的基本原理就是通過三級系統之間互相配合，把整個生產線的多達數千個的控制點和數百個控制對象，分別按照不同的區域劃分到數百個控制功能當中在控制系統中完成，滿足工藝、設備、液壓及電氣要求，實現全線的自動化生產，達到設計的產品精度（厚度、凸度、板形、溫度等）指標，同時，整個系統具有高效性、可靠性、先進性、安全性和低維護性，以及很強的報警、診斷、故障分析能力。
北京科技大學
2021-04-11
有機官能化系列籠型倍半硅氧烷納米材料制備技術
該技術通過分子設計和環境友好的水解反應，利用頂角-戴帽法和官能團剪裁等手段制備帶有多種可反應性基團的中空籠型納米材料。材料具有質輕、透氣、超低介電常數、耐熱、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，體現了不同于傳統納米材料的優點，與聚合物有非常好的相容性和分散性。這類有機－無機雜化材料實現了將有機材料的耐熱性能和高強度與有機高分子材料的加工工藝簡單完美結合的目的。 籠型倍半硅氧烷與高分子聚合物的相容性良好，基本可以達到分子級均勻分散，這是普通無機填料無法達到的，得益于籠型倍半硅氧烷分子具有有機部分，既使在惰性基團取代籠型倍半硅氧烷中也可以與有機基體實現良好的相容行為。同時，材料的耐熱性能指標（如玻璃化轉變溫度，5%質量損失熱降解溫度）均有大幅度提高，這是因為籠型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了優異的抵抗熱沖擊性能，此外，還可以利用多官能化籠型倍半硅氧烷進行交聯反應實現三維交聯結構，以進一步提高耐溫性能。另外，籠型倍半硅氧烷可以作為各種催化劑和其他功能性材料的載體，在拓寬這些功能材料使用溫度的同時提高其某些性能，如提高電致發光材料的發光效率和發光純度，提高催化劑的催化效率和選擇性。 可以預見，隨著各個交叉學科領域的不斷擴展，籠型倍半硅氧烷作為典型的有機-無機雜化材料的優異性能將會引起人們越來越濃厚的研究興趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根據官能團不同，可溶解于有機溶劑或水；顏色：白色；耐熱性：熱分解溫度在250℃以上?？捎糜谀透邷夭牧?、航空航天材料、復合材料、超低介電材料、塑料及纖維改性、功能高分子材料、特種涂料、生物材料等制備。在高附加值材料領域，應用前景廣闊。項目投資300～400萬。
北京化工大學
2021-02-01
工業污泥制生物燃氣關鍵技術裝備與產業化示范
項目背景是北京市燃氣緊缺，日缺口最多達800萬立方米；北京市大力推廣市政天然氣管網入村工程；污水處理產生的大量污泥造成了嚴重的環境污染；北京2014年工業污泥產量超過100萬噸；污泥是城市水處理廠的伴隨產物，隨著社會文明的進步以及環保水平的提高，污水處理能力和處理量也在逐年增長, ,污泥的處理處置問題已成為世界性的課題。 目前國內污泥的處理處置率很低,主要是填埋和農用,也有一部分進行焚燒處理,而這些處理方式均會導致不同程度的二次污染問題。污泥熱解技術具有可回收能源 和有用物質、技術不復雜、氣體能源產品可不需要儲存、對不同的物料成分可以靈活運行等優點。 項目創新點在于太陽能干燥技術實現污泥干燥和減量化，有低能耗、綠色環保的優勢。污泥熱解-氣化工藝及關鍵設備循環流化床均系自主開發，具有自主知識產權，可實現污泥所蘊含的化學能高效轉化為生物燃氣。污泥熱解-氣化工藝主要產品系生物燃氣，聯產灰分和中壓蒸汽。污泥熱解-氣化工藝實現污泥中灰分無害化利用制建材并回收重金屬。污泥熱解-氣化工藝實現廢物零排放，原子經濟性高。 本技術使用固定床反應器,以制備氣體燃料為目的,對城市污水處理廠的污泥進行了熱解資源化研究。以污泥為原料進行了熱解工藝開發,考察不同反應條件對熱解效果的影響。得出在合適的操作條件下,污泥熱解制備氣體燃料最佳的反應條件。此時,氣體產率達35%,所得氣體中可燃組分H2、CH4和CO的總含量達到了60% ,產氣熱值為8039.77kJ/m3。對500℃時生成的焦油進行了成分分析,發現焦油中N和O含量較高,若用于燃燒可能會產生較多的二次污染物。 分別用干污泥和濕污泥與生物質混合,進行共熱解技術開發。結果發現,當干污泥中摻混50%時,能有效提高污泥熱解的氣體產率。濕污泥與生物質進行混合熱解時, 隨混合物中生物質比例的增加,溫度的增加,氣體產率、氣體熱值逐漸增加。對污泥熱解殘渣進行了水蒸氣氣化反應。分別改變溫度、固相停留時間、水蒸氣流量和 催化劑等條件,考察其對氣化結果的影響。得出污泥熱解殘渣水蒸氣氣化制取富氫燃氣的最佳條件。
北京化工大學
2021-02-01
重金屬低積累作物品種的篩選鑒定及產業化
近年來，隨著我國工農業生產的迅速發展，我國土壤環境中的重金屬（尤其鎘和鉛）污染日益嚴重。傳統的重金屬污染土壤治理存在著以下缺點:(1)成本高;(2)破壞土壤生態環境;(3)可能造成二次污染。因此，一般很難在大面積中-輕程度污染的污染土壤修復治理中實際推廣應用。 本成果已獲得授權國家發明專利（周啟星, 劉維濤, 魏樹和. 一種篩選重金屬低積累作物品種的方法，授權日期：2012 年 12 月 12日, 專利號：ZL200810229329.X），通過篩選和培育排異和低積累土壤鎘、鉛、砷等有害元素的農作物品種，提供了一種在重金屬中-輕程度土壤進行農業安全生產的技術方法，是一種成本低、操作簡單、對土壤干擾小，原位綠色和安全高效的技術途徑，利用本方法可以達到邊安全生產邊修復土壤污染之目的。 本項目初步制定了低積累品種篩選標準(1)該植物的地上部和根部的污染物含量都很低或者可食部位低于有關標準，盡管其它部位可能污染物含量較高；(2)該植物的富集系數(BFs)小于 1.0，即植物體內 污染物濃度低于土壤中污染物濃度；(3)該植物的轉運系數(TFs)小于1.0，即植物吸收的污染物主要累積在根部，向地上部轉運較少；(4)該植物對污染物具有較高的耐性，在污染環境中能夠正常生長且生物量無顯著下降。 該方法與傳統的污染土壤治理方法相比，具有投資少、工作量小、技術要求不高等優點，具有一定的創新性和實用性；而且作為一種污染土壤的安全生產技術，所收獲作物地上部重金屬含量低于國家相關標準，食用該作物不會對人體產生危害，可以通過出售該作物獲得較高的經濟效益；對作物根進行集中處理，不會造成二次污染，同時固定修復進程不僅不會破壞土壤生態環境，還有助于改善因重金屬污染而引起的土壤退化和生產力下降，恢復并提高其生物多樣性。因此，在重金屬中-輕度污染土壤種植低積累作物具有良好的經濟、環境和生態效益。
南開大學
2021-02-01