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科学研究

分离科学与技术研究中心—金伟团队

发布日期:2018-12-07 15:05|浏览量:   来源:  

团队名称

分离科学与技术研究中心

团队负责人

金伟

团队成员

1.金伟,男,校聘教授,中国科美高梅“百人计划”入选者,研究方向为电化学清洁生产与分离过程,主持和参与国家973、国家自然科学基金、加拿大NSERC、美国NIH和企业横向等项目;

2.张春芳,女,副教授,研究方向为分离膜材料制备及改性,承担国家自然科学基金面上、青年基金等项目,荣获无锡市科技进步二等奖等荣誉;

3.张军伟,男,副教授,研究方向为工业色谱分离,江苏省工业色谱分离工程研究中心副主任,主持国家自然基金、企业横向等项目,荣获中国轻工业联合会科技进步奖一等奖等荣誉;

4.白云翔,男,副教授,研究方向为膜分离技术及其集成化,承担江苏省产学研等项目,荣获中国轻工业联合会科技进步奖三等奖等荣誉。

团队介绍

化学与材料工程美高梅分离技术研究中心成立于1994年,有20余年的工业色谱、膜分离和浓缩、连续离子交换和吸附、电化学分离等纯化技术的开发和工程化基础,先后承担国家自然科学基金面上、青年项目、国家技术创新计划、江苏省科技支撑计划等项目,荣获中国轻工业联合会科技进步奖一等奖等荣誉

科研成果

方向一:工业色谱分离

1、特效色谱固定相树脂的开发和结构性能调控:拟研究能够以热水为洗脱剂,适合于糖醇类、有机酸类、氨基酸类等高效分离的多孔结构材料作为工业色谱分离固定相,探讨糖醇类、有机酸类、氨基酸类与无机酸、与杂有机酸的相互作用影响的机理和性能的分离理论规律;开发及工业化生产各种适用于糖醇类、有机酸类、氨基酸类高效分离的、不用任何化学品作洗脱剂的特种工业色谱固定相。

2、功能性糖醇清洁化分离纯化技术及工程化:拟对于色谱分离功能性糖醇进行工艺研究,主要进行工业色谱分离设备的设计、制造和放大,进行色谱分离柱内部料液的进出口均匀分配装置,固定相均匀装填技术,色谱分离柱罐壁返混效应的消除技术,系统内部的液相柱塞流流动技术的研究。实验室进行二组分分离的模拟移动床扩展为适用于多组分分离的模拟移动床结构扩展研究,在建立中试装置,并最终实现工程化。

3、生物法制备有机酸的绿色高效提取技术及工程化:我国有机酸(含氨基酸)工业生产中大多采用传统的沉淀、离心、萃取等技术进行分离提纯,产品纯度往往达不到所需的要求,还产生大量的三废污染环境。拟研究仅以水为洗脱剂的清洁化工业色谱分离体系,利用水在不同温度时离解度的差别实现色谱分离提纯,实现了三废污染的零排放,同时研究开发三组分和四组分同时分离纯化的模拟移动床色谱工艺技术,实现有机酸发明成果产业转化。

4、糖醇酸发酵液清洁高效脱色及除盐技术:糖醇酸体系需要经过脱色除盐工艺,目前的活性炭脱色和离子交换成本高、劳动条件恶劣,且多是间歇人工操作,拟研究专门用于脱色除盐的各类特种树脂,并开发出相应的全自动连续脱色工艺,并进行工业色谱分离设备的设计、制造和放大,进行色谱分离柱内部料液的进出口均匀分配装置,固定相均匀装填技术,色谱分离柱罐壁返混效应的消除技术,系统内部的液相柱塞流流动技术的研究。

方向二:电化学资源循环和高效分离技术

1、废弃二次资源的电化学定向转化新过程:揭示多场作用下废弃二次资源清洁转化新机制,构建微生物与电化学(电芬顿、旋流电解)耦合强化处理技术,形成资源循环和高值衍生产品制备(如能源材料、微生物燃料电池等)新过程;

2、基于电化学靶向识别与传感的过程智能控制技术:设计和制备无生物干扰的高敏靶向电化学生物传感器,原位监测微生物合成与转化过程的特征小分子代谢物,建立传感-反应的动态反馈调控机制,实现复杂系统的智能优化控制;

方向三:生物发酵-膜分离集成关键技术与工艺

1、膜分离技术用于生物发酵液的提纯精制:生物发酵制备抗生素、有机酸等过程中,存在大量影响生产和产品的菌丝、蛋白和有机抗体等杂质。传统真空转鼓、离心分离等只能将菌丝、固体杂质等部分去除,无法将大量蛋白、大分子有机物分离。将纳滤、超滤等膜分离技术运用到发酵液澄清除杂、浓缩精制工艺,可解决发酵生产中的分离提纯和浓缩难题。

2、连续生物发酵与膜分离过程耦合:发酵过程,生物细胞和酶会受到高浓度产物的反馈调节作用,形成产物抑制作用,造成产率和原料转化率难以提高。生物发酵过程与膜分离技术耦合,可选择性地从培养液中连续分离有抑制性、毒性或者不稳定性产物,使反应过程向生成产物方向进行,改善生物发酵过程中产物抑制现象以实现高效连续的生物合成与转化。

3、膜分离技术在纤维素发酵制备燃料低分子醇中的应用:非粮食类可再生纤维素发酵制备的燃料低分子醇(醇基燃料)在发酵液中含量很低,后续浓缩过程的能耗过高。将膜分离和发酵过程耦合,开展发酵-渗透汽化膜分离集成技术研究,有效降低纤维素制备燃料低分子醇的生产成本,同时提高五碳糖和六碳糖的转化率,促进其产业化进程。

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