面向污油资源化的鼠李糖脂高效破乳机制与方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51778293
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    57.0万
  • 负责人：
    龙旭伟
  • 依托单位：
    南京理工大学
  • 学科分类：
    E1002.城市污水处理与资源化
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Demulsification to achieve a totally separation of oil and water is the most efficient mean to recover valuable components in the waste crude oil which is commonly presented in petroleum exploitation and refinery processes. However, the regular approaches fail to demulsify the extremely stable waste crude oil that is a water-in oil type crude oil emulsion stabilized by complex emulsifiers and fine solid particles. Rhamnolipid, as an environmental friendly biosurfactant, owns fantastic efficiency on demulsifying such crude oil emulsion, possessing great potential in industrial application. However, its mechanism on demulsification is unclear. This project aims to illustrate the demulsification mechanism of rhamnolipid within three key processes: coalescence of droplets, film breakage and retraction from the point of biomechanics using experimental and molecular dynamic simulation approaches. In addition, the regulation law of the stability of waste crude oil will be studied. After that, a high-performance demulsification process towards the recovery of crude oil from the waste crude oil will be developed via introducing the demulsification mechanism of rhamnolipids. This project will facilitate the new methodology of high-performance demulsifying the waste crude oil towards the reuse of waste crude oil. This research will also serve as a fundamental research for high-performance demulsification as well as the interaction between rhamnolipids and interfacial membrane.
污油是一类广泛产生于石油加工过程中的高稳定含油乳液废弃物，破乳是其资源化及无害化处理的关键，但目前尚缺乏高效的处理手段。申请人前期发现生物表面活性剂鼠李糖脂可高效破乳污油，为应对日趋严峻的污油处理难题，解析其中的作用机制至关重要。本项目拟借鉴生物物理学领域的相关研究方法，研究鼠李糖脂与乳化剂、界面膜之间的相互作用；从生物力学角度出发，借助微流控技术研究鼠李糖脂在液滴聚并、液膜破裂等过程中的作用及影响机制，并引入液膜卷缩行为共同揭示高效破乳过程；通过上述研究阐明鼠李糖脂的高效破乳机制。研究污油中固体微粒吸附乳化剂的性能对污油稳定性的影响，掌握污油稳定性的调控规律，建立并完善鼠李糖脂高效破乳污油的新方法。本项目将有助于开拓污油的高效破乳新方法，推动污油高效资源化回收技术的发展，同时对更广泛的高效破乳研究、揭示鼠李糖脂与界面膜之间的作用机理也具有重要意义。

结项摘要

污油广泛产生于石油开采、运输和加工过程中，是一种极其稳定的原油乳液，如何高效的处理已成为相关行业的一大难题。对其进行破乳以回收其中的原油是目前的重要解决方案，但传统的物理/化学手段难以高效处理。本项目基于前期的研究基础，研究鼠李糖脂的高效破乳作用机理，开发以鼠李糖脂为代表的生物破乳剂用于污油的处理。本项目研究了鼠李糖脂与乳化剂、乳液界面膜之间的相互作用关系；评价了鼠李糖脂在液膜上的吸附能力；并从生物力学角度出发，阐释了鼠李糖脂的高效破乳机制；还研究了固体微粒对污油稳定性的影响；基于鼠李糖脂的破乳作用机理，筛选和开发了新型生物表面活性剂，并将其用于污油的破乳，并构建了污油破乳的新方法。此外，本项目还进行了多批次的污油破乳中试验证。本项目构建的高效破乳新方法，不仅有利于推动污油资源化回收技术的发展，也为更加广泛的高效破乳研究提供了新的思路。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（9）
High-Performance Production of Biosurfactant Rhamnolipid with Nitrogen Feeding
氮气进料高效生产生物表面活性剂鼠李糖脂
  • DOI：
    10.1002/jsde.12256
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Surfactants and Detergents
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Wu Tingyu;Jiang Jingjing;He Ni;Jin Mingjie;Ma Kefeng;Long Xuwei
  • 通讯作者：
    Long Xuwei
Recent progress towards industrial rhamnolipids fermentation: Process optimization and foam control
工业鼠李糖脂发酵的最新进展：工艺优化和泡沫控制
  • DOI：
    10.1016/j.biortech.2019.122394
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Bioresource Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Jiang Jingjing;Zu Yunqiao;Li Xiaoyi;Meng Qin;Long Xuwei
  • 通讯作者：
    Long Xuwei
Efficient purification of sophorolipids via chemical modifications coupled with extractions and their potential applications as antibacterial agents
通过化学修饰和提取有效纯化槐糖脂及其作为抗菌剂的潜在应用
  • DOI：
    10.1016/j.seppur.2020.116897
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Tang Yujing;Ma Qianqian;Du Yulu;Ren Lu;Van Zyl Leonardo J.;Long Xuwei
  • 通讯作者：
    Long Xuwei
Surfactin的生产及在石油工业的应用研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    生物加工过程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨子云;马科锋;何禹锟;龙旭伟
  • 通讯作者：
    龙旭伟
槐糖脂的生物合成、发酵及分离纯化
  • DOI：
    10.13343/j.cnki.wsxb.20200391
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    微生物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    唐玉景;龙旭伟
  • 通讯作者：
    龙旭伟

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其他文献

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基于狭缝装置的机械消泡研究
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  • 批准年份：
    2014
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    青年科学基金项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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