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本技術(shù)采用自主開發(fā)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)化新型立式鼓泡塔式反應(yīng)器，通過特殊的內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)與組合，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)氣 (醇) 液 (酸) 呈現(xiàn)鼓泡式逆向流動(dòng)，反應(yīng)器內(nèi)局部與整體混合狀況均良好，溫度分布、停留時(shí)間及壓降等操作條件可控，有效的耦合了聚酯多元醇或增塑劑生產(chǎn)過程中酯化反應(yīng)過程和移走副產(chǎn)物小分子的精餾過程，強(qiáng)化了小分子副產(chǎn)物的分離效率，實(shí)現(xiàn)了傳質(zhì)傳熱和反應(yīng)過程的耦合強(qiáng)化，使過程效率大幅提高。以PEA為例，生產(chǎn)周期可從傳統(tǒng)的20多小時(shí)縮短至6個(gè)小時(shí)，酸值等即可達(dá)到指標(biāo)要求。該技術(shù)不但節(jié)能降耗，提高產(chǎn)品品質(zhì)，還可滿足柔性化生產(chǎn)要求。其主要技術(shù)特點(diǎn)： 1. 流場(chǎng)結(jié)構(gòu)化新型立式鼓泡塔式反應(yīng)器中氣液呈鼓泡式逆向流動(dòng)，反應(yīng)器內(nèi)局部和整體流型可調(diào)控，無死區(qū)。 2. 新型立式鼓泡塔式反應(yīng)器采用多段組合的連接方式，拆裝方便，反應(yīng)器內(nèi)物料停留時(shí)間、溫度分布等可調(diào)控，自動(dòng)化程度高。 3. 連續(xù)化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，酸值低，水含量低。 4. 該連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)可大幅縮短生產(chǎn)周期，大大減少能耗等。 5. 該連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大，適合多種聚酯多元醇和增塑劑的柔性化生產(chǎn)。

本技術(shù)以 (甲基) 丙烯酸甲酯和二甲基乙醇胺為主要原料，在催化劑存在下，通過反應(yīng)精餾獲得高轉(zhuǎn)化率高純度的產(chǎn)品。同現(xiàn)有工藝相比，本技術(shù)采用反應(yīng)精餾技術(shù)，具有原料消耗低，產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 對(duì)于年產(chǎn)5000噸 (甲基) 丙烯酸二甲氨基乙酯生產(chǎn)線，設(shè)備投資約1000萬元。主要設(shè)備包括：反應(yīng)精餾塔、泵、貯罐、精制塔等。

項(xiàng)目研究的背景及用途：在工業(yè)循環(huán)水中需要使用大量的阻垢分散劑。主要目的是阻止結(jié)垢。目前，工業(yè)上主要使用有機(jī)酸聚合物(聚丙烯酸、聚馬來酸、二元或三元共聚物等)。實(shí)踐證明，現(xiàn)在使用的有機(jī)酸聚合物的降解率很低，這些化合物最終將作為廢物排放，對(duì)環(huán)境造成污染。聚環(huán)氧琥珀酸(PESA) 是一種綠色阻垢分散劑，無磷無氮、生物降解性能好并適用于高堿、高金屬含量水系。美國 90 年代初就開發(fā)了這種藥劑。日本及其他發(fā)達(dá)國家也相繼對(duì) PESA 及其衍生物進(jìn)行了研究。在我國，該項(xiàng)目作為國家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目于 2002 年立項(xiàng)。聚環(huán)氧琥珀酸是我國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)制定的當(dāng)前國家鼓勵(lì)發(fā)展的節(jié)水設(shè)備(產(chǎn)品)之一。 技術(shù)原理及流程：天津大學(xué)自 1998 年開始進(jìn)行該項(xiàng)目的研究。目前，已經(jīng)具備了進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)。合成的工藝條件溫和(<100℃，1 大氣壓)，工藝路線短。整個(gè)生產(chǎn)工藝中無任何污染物產(chǎn)生。該產(chǎn)品可以取代工業(yè)循環(huán)水領(lǐng)域正在使用的聚丙烯酸、聚馬來酸、二元或三元共聚物等。特別適合于需要同膦酸酯、有機(jī)磷酸等含磷緩蝕劑進(jìn)行復(fù)配。例如，海上石油、天然氣開采，工業(yè)循環(huán)水等。 成果水平及主要技術(shù)指標(biāo)：國際先進(jìn)水平，已經(jīng)申請(qǐng)了國家發(fā)明專利。 主要設(shè)備:搪瓷釜、加料罐、儲(chǔ)罐、泵等。建設(shè) 1200 噸(30%固含量)的生產(chǎn)裝置，主要設(shè)備投資 40 萬元。此外，還需要蒸汽(4 kg 壓力)、循環(huán)冷卻水。 市場(chǎng)分析及效益預(yù)測(cè)：按每噸(30%固含量)產(chǎn)品計(jì)，原料成本:2150 元/噸。 綜合成本：3400 元/噸。預(yù)計(jì)售價(jià) 7000 元/噸，利稅:3600 元/噸。 

各種支鏈氨基酸（如纈氨酸和異亮氨酸）、活性氨基酸（如 γ-氨基丁酸、谷胱甘肽）是目前需求市場(chǎng)巨大的高價(jià)值氨基酸，本研究室利用系統(tǒng)生物學(xué)和合成生物學(xué)最新原理，利用基因工程技術(shù)，構(gòu)建了一序列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的遺傳轉(zhuǎn)化工具，消除了開展代謝工程的制約因素；然后對(duì)氨基酸合成關(guān)鍵酶、代謝網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行了定向改造和針對(duì)性設(shè)計(jì)；最后系統(tǒng)改造宿主菌細(xì)胞膜壁成分，優(yōu)化輔因子再生和生長(zhǎng)效率，最終提升工業(yè)菌株產(chǎn)率。 創(chuàng)新要點(diǎn) 針對(duì)高價(jià)值氨基酸生產(chǎn)菌株，對(duì)其合成途徑關(guān)鍵酶進(jìn)行定向改造，賦予抗反饋抑制性性質(zhì)，強(qiáng)化其轉(zhuǎn)錄表達(dá)；通過基因敲除優(yōu)化其整體代謝網(wǎng)絡(luò)，增大目的產(chǎn)物流量；優(yōu)化菌株通透性、胞內(nèi)能荷和氧化還原環(huán)境，增強(qiáng)其脅迫抗性和生長(zhǎng)性能。 

塑料制品給現(xiàn)代生活帶來極大便利的同時(shí)，也正造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。大多數(shù)塑料來自于石油產(chǎn)品，由于其極端的穩(wěn)定性，廢棄后在環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間也難以降解，最終造成持續(xù)性的環(huán)境污染問題。研發(fā)一系列可持續(xù)的高性能結(jié)構(gòu)材料，以部分替代石油基塑料，是該問題最有希望的解決方案之一。現(xiàn)有的生物基可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料都受到機(jī)械性能較差或制造過程的過于繁瑣的限制，這些因素從成本和生產(chǎn)規(guī)模上制約了這類材料的應(yīng)用。因此，引入先進(jìn)的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來制造新型的可持續(xù)高性能結(jié)構(gòu)材料將可以極大地提高這類材料的性能，拓寬其應(yīng)用范圍，加速可持續(xù)材料替代不可降解塑料的進(jìn)程。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)將仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念運(yùn)用于高性能生物基結(jié)構(gòu)材料的研制，發(fā)展了一種被稱為“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實(shí)現(xiàn)了具有仿生結(jié)構(gòu)的高性能可持續(xù)材料的規(guī)模化制備。通過這種定向變形組裝方法，團(tuán)隊(duì)成功地將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復(fù)合制備了具有仿生結(jié)構(gòu)的高性能可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料。所獲得的結(jié)構(gòu)材料具有比石油基塑料更好的機(jī)械和熱性能，有望成為石油基塑料的替代品。該工藝過程宜于放大，產(chǎn)品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤，使其可以作為一種更加美觀和耐用的結(jié)構(gòu)材料有望替代塑料。 該材料具有仿珍珠母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種仿生設(shè)計(jì)有效地改善了材料的力學(xué)性能。珍珠母所具有的磚-泥結(jié)構(gòu)，使其可以基于普通的天然物質(zhì)構(gòu)筑高性能的材料，并兼具高強(qiáng)度和高韌性的優(yōu)良特性。研究人員通過多尺度的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和表面化學(xué)調(diào)控，成功構(gòu)筑了這種兼具高強(qiáng)韌特點(diǎn)的天然生物基可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料。二氧化鈦包覆的云母片作為仿生結(jié)構(gòu)中的磚塊，一方面為結(jié)構(gòu)材料提供了遠(yuǎn)高于工程塑料的強(qiáng)度，另一方面，還通過裂紋偏轉(zhuǎn)等仿生結(jié)構(gòu)原理，大幅提高了材料的韌性和抗裂紋擴(kuò)展性能，為該材料作為一種新興的可持續(xù)材料替代現(xiàn)有的不可降解塑料打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:塑料制品給現(xiàn)代生活帶來極大便利的同時(shí)，也正造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。大多數(shù)塑料來自于石油產(chǎn)品，由于其極端的穩(wěn)定性，廢棄后在環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間也難以降解，最終造成持續(xù)性的環(huán)境污染問題。研發(fā)一系列可持續(xù)的高性能結(jié)構(gòu)材料，以部分替代石油基塑料，是該問題最有希望的解決方案之一。現(xiàn)有的生物基可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料都受到機(jī)械性能較差或制造過程的過于繁瑣的限制，這些因素從成本和生產(chǎn)規(guī)模上制約了這類材料的應(yīng)用。因此，引入先進(jìn)的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來制造新型的可持續(xù)高性能結(jié)構(gòu)材料將可以極大地提高這類材料的性能，拓寬其應(yīng)用范圍，加速可持續(xù)材料替代不可降解塑料的進(jìn)程。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)將仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念運(yùn)用于高性能生物基結(jié)構(gòu)材料的研制，發(fā)展了一種被稱為“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實(shí)現(xiàn)了具有仿生結(jié)構(gòu)的高性能可持續(xù)材料的規(guī)模化制備。通過這種定向變形組裝方法，團(tuán)隊(duì)成功地將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復(fù)合制備了具有仿生結(jié)構(gòu)的高性能可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料。所獲得的結(jié)構(gòu)材料具有比石油基塑料更好的機(jī)械和熱性能，有望成為石油基塑料的替代品。該工藝過程宜于放大，產(chǎn)品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤，使其可以作為一種更加美觀和耐用的結(jié)構(gòu)材料有望替代塑料。 該材料具有仿珍珠母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種仿生設(shè)計(jì)有效地改善了材料的力學(xué)性能。珍珠母所具有的磚-泥結(jié)構(gòu)，使其可以基于普通的天然物質(zhì)構(gòu)筑高性能的材料，并兼具高強(qiáng)度和高韌性的優(yōu)良特性。研究人員通過多尺度的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和表面化學(xué)調(diào)控，成功構(gòu)筑了這種兼具高強(qiáng)韌特點(diǎn)的天然生物基可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料。二氧化鈦包覆的云母片作為仿生結(jié)構(gòu)中的磚塊，一方面為結(jié)構(gòu)材料提供了遠(yuǎn)高于工程塑料的強(qiáng)度，另一方面，還通過裂紋偏轉(zhuǎn)等仿生結(jié)構(gòu)原理，大幅提高了材料的韌性和抗裂紋擴(kuò)展性能，為該材料作為一種新興的可持續(xù)材料替代現(xiàn)有的不可降解塑料打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本項(xiàng)目以教育部設(shè)施農(nóng)業(yè)網(wǎng)上合作研究中心為依托，結(jié)合科技部、教育部和上海市 科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，進(jìn)行了新型智能溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其配套設(shè)施的綜合設(shè)計(jì)與開發(fā)、 建模與控制新方法的應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究和 "溫室環(huán)境計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)"開發(fā)、基于圖像 處理技術(shù)的葉片面積估算技術(shù)的溫室水肥精準(zhǔn)灌溉控制系統(tǒng)、作物栽培管理輔助決策支 持系統(tǒng)等一系列研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。 

目前，我國火電廠所采用的煙氣脫硫裝置許多從國外引進(jìn)，如：日本三菱重工、挪威 ABB、德國 Lurgi 等，不僅造價(jià)昂貴（投資幾百萬至幾千萬美元之間），而且運(yùn)行費(fèi)用很高。還有一些電廠采用國內(nèi)研發(fā)的濕法煙氣脫硫凈化技術(shù)，雖然造價(jià)較國外引進(jìn)低一些，但仍然存在運(yùn)行費(fèi)用高，脫硫效率低等問題。 純堿作為重要的基礎(chǔ)化工原料，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、建材等行業(yè)，廢棄堿渣是制堿工業(yè)產(chǎn)生的主要廢棄物之一。我國每年利用氨堿法生產(chǎn)純堿約 300 多萬噸，年產(chǎn)生廢液 3000 多萬 m3，廢堿渣近 300 萬噸。大部分氨堿廠的氨堿廢液廢渣靠筑壩堆存，天津堿廠在 70 年生產(chǎn)過程中已積存堿渣 1500 萬噸，占地 3.5km2，造成渣山周圍地區(qū)地上地下的嚴(yán)重污染。 利用廢堿渣作為脫硫劑，采用循環(huán)流化床煙氣脫硫凈化技術(shù)，可以起到“一箭三雕”的效果：脫硫效率不降低的條件下降低了煙氣脫硫的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)廢棄物的轉(zhuǎn)化消納、減少了石灰石開采對(duì)環(huán)境的沖擊。

隨著新功能基因的分離,克隆以及各種農(nóng)作物高效表達(dá)技術(shù)平臺(tái)的逐步建立,植物反應(yīng)器的研究越來越深入.本實(shí)驗(yàn)利用擬南芥(Arabidopsis thaliana)油體系統(tǒng)表達(dá)植物油體蛋白-角質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2(Keratinocyte growth factor-2,KGF-2).首先人工合成植物密碼子偏好性的KGF-2基因,并通過PCR技術(shù)克隆了擬南芥油體蛋白Oleosin基因,構(gòu)建由種子特異性啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的,含有油體蛋白和KGF-2融合基因的植物油體特異表達(dá)載體;通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化野生型擬南芥,采用Basta篩選之后,獲得26株轉(zhuǎn)基因擬南芥.