微生物污垢形成的协同作用机理及其抑垢关键技术开发

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51376042
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0603.传热传质学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The collaborative mass transfer mechanism of biofouling formation and key technology development of biofouling inhibition will be suggested and studied in this project, which is a key to the biofouling problems of the heat transfer equipment in industrial cooling water system. The contents include as folows. The experiments of gene sequencing for typical bacterium of causing biofouling will be carried out by the Gene Chip Technology under the influence of certain environmental factors. The target component of affect surface adsorption will be screened in bacterial genetic components, nutrition components and metabolites components. And the target component will be classified and drawn association graph, which would describe mutually beneficial synergy network between bacteria of causing biofouling and its metabolites. We will design purebred cultivation system of single and mixed bacteria of causing biofouling. The video images of bacteria migration at the solid-liquid interface will be captured by using the micro-particle image velocimetry system. The migration regular of solid-liquid interface for the bacteria of causing biofouling and its metabolites will be clarified and the mathematical model of biofouling interfacial mass transfer will be established, which consider the surface adsorption thermodynamics with kinetics. We will apply this model to electromagnetic field research in order to establish the electromagnetic anti-fouling of strengthening mass transfer model. On the basis of above theoretical research, the electromagnetic parameters and the coating on the surface of heat exchanger will be guide and optimize, then regulate and control synergy network between bacteria metabolic system and interfacial adsorption, which could cut off the relationship among microbial communities, microbial community and interface and develop restrain biofouling key technology.
针对工业循环冷却水系统的换热设备微生物污垢问题,本项目拟开展微生物污垢形成的协同传质机理及抑垢关键技术开发研究。内容包括:研究特定环境因素影响下,利用基因芯片技术对典型致垢细菌进行基因测序实验,筛选出细菌基因组分、营养源组分、代谢产物成分等对表面吸附有影响的目标序列,对目标序列作图和分型,描述致垢菌群及其代谢物质之间互利共生协同作用网络;人工设计单一致垢细菌和混合致垢细菌等纯种的培养体系,利用显微粒子图像测速系统,采集细菌在固-液界面迁移视频图像,结合表面吸附热力学和动力学,阐明致垢菌群及其代谢物质界面迁移规律,建立微生物界面传质机理模型,并应用于电磁场抑垢研究中,建立电磁抑垢强化传质机理模型;以理论研究为基础,指导优化电磁场参数和换热器表面涂层,调控致垢菌群及代谢系统与吸附界面间协同作用网络,切断菌群之间、菌群与界面之间互利共生的依存关联,开发抑垢关键技术。

结项摘要

针对工业循环冷却水系统的换热设备微生物污垢问题,本项目开展微生物污垢形成的协同传质机理及抑垢关键技术开发研究。内容包括:研究特定环境因素影响下,利用基因芯片技术对典型致垢细菌进行基因测序实验,筛选出细菌基因组分、营养源组分、代谢产物成分等对表面吸附有影响的目标序列,对目标序列作图和分型,描述致垢菌群及其代谢物质之间互利共生协同作用网络;人工设计单一致垢细菌和混合致垢细菌等纯种的培养体系,利用显微粒子图像测速系统,采集细菌在固-液界面迁移视频图像,结合表面吸附热力学和动力学,阐明致垢菌群及其代谢物质界面迁移规律,建立微生物界面传质机理模型,并应用于电磁场抑垢研究中,建立电磁抑垢强化传质机理模型;以理论研究为基础,指导优化电磁场参数和换热器表面涂层,调控致垢菌群及代谢系统与吸附界面间协同作用网络,切断菌群之间、菌群与界面之间互利共生的依存关联,开发了电磁抑垢关键技术。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(9)
专利数量(12)
入口温度对换热器污垢热阻的影响及其修正
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    化工自动化及仪表
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹生现;周昊;张腾宇;李宗攀;时丕栋
  • 通讯作者:
    时丕栋
碳纤维换热器换热性能实验研究
  • DOI:
    10.16146/j.cnki.rndlgc.2016.08.002
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    热能动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹生现;段洁;王恭;赵波
  • 通讯作者:
    赵波
Modeling of the boiler-turbine unit with two phase feature selection and deep belief network
具有两相特征选择和深度置信网络的锅炉汽轮机组建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of chemical engeering of Japan
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhenhao Tang;Yu Wang;Shengxian Cao
  • 通讯作者:
    Shengxian Cao
基于图像技术的工业循环水硅酸根离子检测研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    化工自动化及仪表
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹生现;夏珺;韩宇
  • 通讯作者:
    韩宇
Experimental study on microbial fouling characteristics of the plate heat exchanger
板式换热器微生物污垢特性实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Zhiming Xu;Jingtao Wang;Yuting Jia;Xiaoya Geng
  • 通讯作者:
    Xiaoya Geng

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其他文献

基于自校正LS-SVM的电厂锅炉烟气含氧量软测量系统
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    化工自动化与仪表
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐振浩;段洁;曹生现;王恭
  • 通讯作者:
    王恭
基于多模型智能组合算法的锅炉炉膛温度建模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐振浩;张宝凯;曹生现;王恭;赵波
  • 通讯作者:
    赵波
基于水质监测的换热器结垢、腐蚀预测模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹生现;李思博;李学冰
  • 通讯作者:
    李学冰
移动式光伏板积灰干式清洗装置研制及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵波;范思远;曹生现;王恭;许兆鹏;崔立业;李晓刚
  • 通讯作者:
    李晓刚
基于电导滴定法的碳酸钙成垢诱导期实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈立军;杨善让;曹生现;孙伟华;于明乐;徐志明
  • 通讯作者:
    徐志明

其他文献

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曹生现的其他基金

基于多参数检测的微生物污垢诱导期及影响因素研究
  • 批准号:
    50806010
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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