|
搜索
搜 索
高等教育領域數字化綜合服務平臺
生物質及城市有機廢物的高效、清潔發電技術
項目研究的背景及用途：本項目的出發點是將我國大量的生物質及城市有機廢物資源(如農作物廢棄物、林業廢棄物、城市垃圾中豐富的有機物、造紙造漿中的廢物、酒精生產廠的廢液廢渣、動物糞便、食品加工中的廢棄物、家庭中有機垃圾、草類廢棄物，產量約每年 30 億噸)高效轉化為清潔的電力。我國當前的生物質及城市有機廢物資源沒有得到合理的利用。利用生物質作為能源，不僅僅是解決了長期的能源供給問題，更重要的是大大緩解了環境保護的壓力。本項目的技術路線所排放的其他污染物如硫化物、粉塵粒子的濃度也大大低于現有的燃煤發電廠。此外，高效、清潔的氣化發電技術可以克服現有的城市垃圾處理處置方式的缺點。與現有垃圾焚燒爐技術相比，本項目的技術路線具有以下優點:
(1)發電效率高;
(2)炭轉化率高、能量利用率高;
(3)排放的二次污染物少;
(4)初投資和遠行費用低。
本項目的目的是有效地利用生物質及城市有機廢物，通過流化床氣化的方式將其轉變為電力。確保生產電力的成本可以與現有的燃煤電廠競爭，同時確保生產過程符合環境友好性要求，沒有明顯的二次污染。成果水平及主要技術指標:本技術水平處于國內領先水平,在國際上也是領先的。目前正在申報發明專利 2 項。所需廠房占地面積:需要穩定的生物質或生活垃圾原料供應(年需要量為8000 噸左右);設備相對比較簡單，但需要由相關的廠家定制生廠;廠房面積約為15000～20000 平方米;投資規模在 500 萬左右。
市場分析及效益預測：本項目的市場前景很大。以天津市為例，天津市每年約有 600 萬噸生物質資源，可發出功率為 90～100 萬千瓦的電。若考慮大量種植能源作物，則可以發出更多的電，而且隨著發電規模的擴大，可以顯著降低成本。如果單座發電廠的規模在 2000～4000 kW，該發電成本與燃煤電廠相當。為天津市大量的生物質廢物找到一條合理的利用途徑，同時解決了因城市有機垃圾堆置而帶來的環境污染問題。以 2000 千瓦的發電能力為例，投資回收期為 2.2 年，年盈利為 220 萬左右。
天津大學
2021-04-11
高性能生物基光固化樹脂的制備技術
以生物基原料生產環境友好的化工產品是人類實現可持續發展的必由之路， 生物基涂層材料的研究已經成為全球涂料科學技術領域的研究前沿。傳統的生物基光固化樹脂玻璃化轉變溫度偏低，力學性能較差，影響了其應用推廣。團隊圍繞如何制備兼顧生物基含量與綜合性能的生物基光固化樹脂開展研究，通過化學結構的設計，在提升生物基光固化樹脂性能的同時保證了其較高的生物基含量。目前團隊所研發的生物基光固化樹脂具有較高的生物基含量和雙鍵轉換率，其固化膜的熱穩定性及硬度、彈性模量、抗沖擊性等性能與常用商業石油基光固化樹脂相當，產業化前景廣闊。
江南大學
2021-04-13
手性氨基酸的微生物高效生產方法
手性氨基酸作為最重要的原料和中間體，市場規模也越來越大。本項目研發的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一種非天然的氨基酸，是一種重要的化工原料，被用作為多種手性藥物合成中的重要中間體，包括抗結核藥物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癲癇藥物左乙拉西坦。D-蘇氨酸是天然氨基酸 L-蘇氨酸的光學異構體，是一種非天然氨基酸。主要應用于手性藥物、手性添加劑和手性助劑等領域，在制藥行業作為手性合成的手性源，主要用于生產新型光譜抗生素、D-蘇氨醇和多肽合成過程的蘇氨酸保護劑。L-天冬酰胺是常見的 20 種氨基酸之一，在食品、醫藥、化工合成、微生物培養等領域廣泛應用。L-天冬酰胺可以作為添加劑用于清涼飲料,同時在腫瘤治療及蛋白質糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸輸液，以及具有降壓、平喘、抗消化性潰瘍、胃功能障礙等功能，并可用于治療心肌梗死、心肌代謝障礙、心力衰竭、心臟傳導阻滯、疲勞癥等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培養和動物細胞培養重要的添加劑。L-叔亮氨酸是一種非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空間位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不對稱合成中作為誘導不對稱的模板。隨著不對稱合成的發展, 叔亮氨酸的應用也非常廣泛。又由于占空間大的叔丁基鏈及其疏水性, 它在多肽的合成中能夠很好地控制分子構象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的穩定性, 因此在藥物和生物應用中正迅速地發展, 用于抗癌、抗艾滋病等藥物和生物抑制劑及肽等。
江南大學
2021-04-11
甾體激素藥物的綠色生物制造與工藝研究
甾體激素藥物是僅次于抗生素的第二大類藥物。全球甾體類藥物總值近 500 億美元，占世界醫藥銷售額的 6%。中國是甾體藥物原料及其制劑的主要生產國，年產值近 800 億元人民幣。
本項目組圍繞重要甾體化合物中間體 AD、三羥基雄甾烯酮及其相關下游產 品，開展生物轉化關鍵技術研究與產業應用研究，突破了生物催化去氫表雄酮雙 羥化制備三羥基雄甾烯酮的技術體系，創新了屈螺酮合成新方法。項目改造優化 了微生物轉化菌種的性能，開發了新型發酵和綠色提取工藝，建立了全流程的過程工程控制技術，大幅提高了產品的轉化率，建成了百噸級規模的甾體化合物生產線。項目成果在 Green Chemistry、Journal of Steroid Biochemistry andMolecular Biology、Steroids 等期刊上共發表了相關文章 30 余篇，申請國家發明專利 28 項，其中授權 10 項。獲中國石油和化工行業協會優秀專利獎 1 項，全國大學生“挑戰杯”競賽一等獎 1 項。
江南大學
2021-04-13
化妝品生物活性物制備與應用技術
本項目旨在發掘天然植物中具有美白、抗皺、保濕、殺菌及防腐等天然活性成分，開發其提取、純化技術。 另一方面，本項目組與江南大學生物工程學 院合作，利用發酵法制備具有美白、抗衰老、抗皺、保濕等功效的發酵產物，產品分為直接發酵產物和植物發酵后的提取物。在活性成分先進制備基礎上，根據美白、抗衰老、抗皺、防曬、抗污染等理論，對天然活性原料進行協同復配，形成多靶點、多動能集成功效原料組合，并建立化學方法、生物化學方法（細胞水平、動物實驗）到人體實驗的完整功效評價技術平臺，打通從天然原料到實際配方應用的通路。
江南大學
2021-04-13
精氨酸脫亞胺酶及瓜氨酸的生物制備
精氨酸脫亞胺酶（Arginine deiminase）簡稱 ADI，它能將精氨酸水解，生產瓜氨酸和氨，是生物體中參與尿素循環而起作用的酶。基于這個反應機理，目前精氨酸脫亞氨酶一方面可用于功能性氨基酸 L-瓜氨酸的生物制備；另一方面可作為藥物用于癌癥諸如肝細胞癌、黑色素細胞癌、腎癌等以及一些病毒感染的 治療。 瓜氨酸是一種非蛋白質氨基酸，具有抗衰老、增強免疫力、提高運動員力量與耐力、增加創傷愈合和改善微循環等功能。本項目通過菌種篩選獲得一株高產精氨酸脫亞酶的糞腸球菌菌株，通過分子改造，獲得適合人體生理條件的精氨酶脫亞酶，可用于醫藥；利用糞腸球菌來源的精氨酸脫亞氨酶可用于瓜氨酸的生物制備，瓜氨酸產量可達到 250g/L 以上，底物精氨酸的摩爾轉化率 100%。
創新要點
成功開發了具有自主知識產權的精氨酸脫亞胺酶生產菌株及瓜氨酸制備工藝，達到或超過國際先進水平。
江南大學
2021-04-11
醬油發酵過程微生物代謝危害物控制技術
傳統發酵食品加工過程中生成的胺(氨)類物質，如氨基甲酸乙酯（EC）、生物胺類等是影響發酵食品安全的重要因素。本成果在國內外率先進行了微生物干預減少發酵食品中 EC 及其前體的系統研發。主要技術內容包括： (1) 揭示了醬油發酵過程 EC 前體形成的微生物物質代謝機制； (2) 采用高通量篩選方法獲得可在醬油發酵過程中顯著減少 EC 前體積累的菌株； (3) 采用非基因工程手段在工業規模將醬油中 EC 含量降至低于 20 ppb，且對醬油主要理化指標和風味物質未產生影響。
本成果已獲授權核心發明專利 11 項，形成了包括利用 EC 或其前體菌株的篩 選與選育、微生物干預控制醬油中氨(胺)類有害物的專利群，發表論文 29 篇。 本技術對于解決基于混菌發酵過程的傳統發酵食品安全性的提升，具有普適性意 義和推廣前景；對于引領生物技術在傳統發酵食品中的應用、提升傳統發酵食品生產企業的技術水平、實現傳統發酵食品工業產業升級和可持續發展，具有重大 的科學意義和工業應用價值。
江南大學
2021-04-11
精氨酸脫亞胺酶及瓜氨酸的生物制備
精氨酸脫亞胺酶（Arginine deiminase）簡稱 ADI，它能將精氨酸水解，生產瓜氨酸和氨，是生物體中參與尿素循環而起作用的酶。基于這個反應機理，目前精氨酸脫亞氨酶一方面可用于功能性氨基酸 L-瓜氨酸的生物制備；另一方面可作為藥物用于癌癥諸如肝細胞癌、黑色素細胞癌、腎癌等以及一些病毒感染的治療。 瓜氨酸是一種非蛋白質氨基酸，具有抗衰老、增強免疫力、提高運動員力量與耐力、增加創傷愈合和改善微循環等功能。 本項目通過菌種篩選獲得一株高產精氨酸脫亞酶的糞腸球菌菌株，通過分子 改造，獲得適合人體生理條件的精氨酶脫亞酶，可用于醫藥；利用糞腸球菌來源的精氨酸脫亞氨酶可用于瓜氨酸的生物制備，瓜氨酸產量可達到 250g/L 以上，底物精氨酸的摩爾轉化率 100%。
江南大學
2021-04-11
食品加工中生物毒素控制創新技術與應用
1、項目簡介：
本項目是江南大學孫秀蘭教授主持的完成的，成功扭轉了我國長期以來食品 企業規模化脫毒技術和設備不足的局面，獲 2018 年度江蘇省科技進步獎一等獎。
2、主要創新內容及技術突破：
構建了高效抑制產毒真菌生長并降解毒素的食品級發酵菌株：針對傳統發酵 工藝，構建了基于自主知識產權的降解菌株稻殼固定化技術和生物酶定向脫毒技術，實現毒素形成的源頭控制； 建立了毒素降解中間產物潛在毒性傳感評價新體系：針對消減過程中毒素毒 性效應變化，構建基于毒性靶點基因、特異性生物蛋白、代謝標志物的細胞微流控和熒光傳感技術，實現毒素降解過程中產物潛在毒性及聯合毒性效應的高效評價；創制了毒素高效去除與降解一體化技術：針對單一化學降解對組分本身的破壞，構建高頻超聲、磁分離協同納米催化降解一體化技術，實現降解過程中毒素產物有效控制。 系統集成工業化生產脫除設備及現場檢測裝置：集成產毒基因莖環探針、離 子液體介導及端面場效應增強材料，建成工業化“超聲+臭氧”毒素穩定去除裝置，形成主動干預調控技術策略，實現了產業化推廣應用。
江南大學
2021-04-11
L-蘇氨酸的微生物高效生產方法
L-蘇氨酸在食品、飼料、醫藥和化妝品等領域的用量呈長期穩定增長趨勢，尤其在飼料添加劑中增長最為迅速。以添加了 L-蘇氨酸的低蛋白配方飼料作為家禽日糧，不但可以緩解天然蛋白的匱乏，減少動物氨的排放，還能提高家禽的生產性能。而在醫藥領域，L-蘇氨酸除了用于氨基酸輸液之外，隨著人類保健意識的提高，各類氨基酸保健飲品涌現市場，L-蘇氨酸是必不可少的配方成分。L-蘇氨酸有望取代色氨酸，成為繼賴氨酸和甲硫氨酸之后第三大發展最迅速的氨基酸。因此 L-蘇氨酸產業迫切需要提高產量，降低成本，以滿足市場需求。本實驗室以谷氨酸棒狀桿菌為出發菌株，通過代謝工程技術手段進行基因敲除和敲入，對關鍵基因進行了測序、蛋白結構解析及定向改造，以達到“開源節流”，即增強 L-蘇氨酸合成路徑代謝流，抑制或阻斷旁路途徑代謝流，最終提高L-蘇氨酸產率近 20 倍，具有較好的應用前景。
江南大學
2021-04-11