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本項目獲 2018 年中國輕工業聯合會科技進步獎一等獎檸檬酸是一種重要的三羧酸類化合物，廣泛應用于食品、醫藥、化工等領域，是當前世界上產量和消費量最大的食用有機酸，是世界第二大發酵產品。雖然發酵法生產檸檬酸起步較早，但目前其生產技術仍存在問題，如發酵種子培養周期長、活力低；發酵菌種影響檸檬酸合成的生理、代謝特性認識有限；傳統同步糖化發酵工藝原料利用不充分；檸檬酸提取過程能耗高，廢水有機物濃度高、處理難度大等。因此，本項目在江南大學劉龍教授帶領下實現了傳統的技術升級和轉型，實現綠色智能化生產。獲 2018 年度中國輕工聯合會科技進步一等獎。 主要創新內容及技術突破： 1、建立了結合超聲波誘導孢子快速萌發與種子糖化酶水平表征的移種策略， 發酵強度由 2.55 g·L-1·h-1 提升至 2.85 g·L-1·h-1（提升幅度 11.8%）； 2、進行了檸檬酸發酵生產菌株的系統生物學分析，發現發酵后期的低 pH 環境可激活檸檬酸合成相關基因的表達，葡萄糖作為效應物可激活其轉運蛋白的表 達； 3、強化同步糖化發酵方式，利用葡萄糖模糊預測模型結合糖化酶階段添加的策略補償發酵中后期 pH 急劇降低導致的葡萄糖供給速率不足，中試規模發酵強度進一步提升至 3.15 g·L-1·h-1，殘總糖由 19.2 g·L-1 下降至 13.2 g·L-1（下降幅度 31.3%）； 4、應用模擬移動床實現了檸檬酸發酵液連續分離提純及廢水資源再利用，在實現了清潔化生產的同時檸檬酸收率達到 98%，較傳統鈣鹽法提高 5%。 

科研領域及方向 熱能與動力工程/工程熱物理 （1）PLC控制系統在電廠中的架構與工程應用、熱工控制過程控制策略； （2）虛擬儀器儀表在測控系統中的應用； （3）火電廠集控運行； 項目概況 該系統綜合利用計算機、通信以及數據管理技術對電廠熱工儀表（熱電偶、熱電阻、壓力類儀表及變送器）進行了設計與開發，采用模塊化設計方案與面向對象的編程方法，將校驗軟件與數據庫管理軟件綜合集成，實現了熱工儀表的自動校驗及其校驗數據的綜合管理，包括壓力儀表、熱電偶、熱電阻溫度傳感器及其變送器的儀表參數管理、校驗數據管理、打印管理以及校驗數據綜合查詢等校驗管理方面的相關內容。最終形成了一套集便攜式、現場在線自動校驗以及校驗綜合管理等于一體的電廠熱工儀表自動校驗與綜合管理系統。 主要特點 該系統采用模塊化編程方法進行設計，將壓力儀表、熱電偶、熱電阻溫度傳感器及其變送器的儀表參數管理、校驗數據管理、打印管理以及校驗數據綜合查詢等校驗管理方面的相關內容進行了綜合設計，實現了熱工儀表校驗與數據管理功能的統一。 市場前景 隨著我國電力事業和國際標準化進程的發展，電廠熱工儀表的校驗已經從被動轉向主動，面對的各種被校儀表的生產廠家、種類、型號等也是各不相同的，對其進行高效校驗以及校驗的綜合管理也是一件比較困難的事情，電廠的安全運行迫切需要隨時對熱工儀表進行現場在線校驗，以便及時發現問題，采取措施，故本套系統設備具有較為廣泛的應用前景。

本成果包括系列基于硅基或SOI基材料的高壓集成技術，可用于700V AC-DC電源管理IC、600V/1200V高壓柵驅動IC、不同電壓需求的高壓開關IC、D類功率放大器、電機驅動IC等的研制，滿足照明、工業控制、汽車電子、電機驅動、消費電子等領域的需求。具體包括： 硅基：（1）超低比導通電阻700V單晶型BCD工藝；（2）600V外延型BCD工藝；（3）1200V外延型BCD工藝；（4）48V高功率BCD工藝；（5）40V高壓雙極型工藝。 SOI基：（1）600V 厚層SOI BCD工藝；（2）650V薄層SOI高壓CDMOS工藝；（3）300V薄層SOI高壓CDMOS工藝；（4）200V薄層SOI高壓CDMOS工藝；（5）100V薄層SOI高壓CDMOS工藝；（6）40V薄層SOI高壓CDMOS工藝；（7）-200V SOI高壓CDMOS工藝；（8）-100V SOI高壓CDMOS工藝。

本成果包括系列基于硅基或SOI基材料的高壓集成技術，可用于700V AC-DC電源管理IC、600V/1200V高壓柵驅動IC、不同電壓需求的高壓開關IC、D類功率放大器、電機驅動IC等的研制，滿足照明、工業控制、汽車電子、電機驅動、消費電子等領域的需求。

北京大學物理學院現代光學所王劍威研究員與意大利羅馬大學Fabio Sciarrino教授、英國布里斯托爾大學Anthony Laing和Mark Thompson教授，受邀在國際著名刊物《自然-光子學》（Nature Photonics）上撰寫綜述文章，介紹“集成光量子技術”這一新興領域的基本科學原理和前沿進展。 量子技術利用量子物理基本原理，通過操控光或物質的量子疊加和量子糾纏等內稟屬性，其信息處理能力有望從根本上超越經典范疇的信息技術。集成光量子芯片技術是一門結合了量子物理、量子信息、集成光子學和微納制造等學科的前沿交叉技術，通過半導體微納加工制造，有望實現高性能且大規模集成的光量子器件和系統，達到對作為量子信息載體的單光子進行高效處理、計算和傳輸等功能。 國內外對集成光量子芯片技術的研究取得許多重要進展 2008年，國際上首次實現了基于二氧化硅平面光波導體系的量子受控糾纏門和量子干涉，開創了集成光量子芯片領域的先河。在過去十年間，國內外對集成光量子芯片技術的研究,取得了許多重要進展，目前已實現了片上光量子態的制備、量子操控以及單光子探測等核心功能，并且器件集成度和功能復雜度也都得到了大幅度提高。綜述總結了集成光量子芯片的主流材料體系、核心量子光學元器件，及其量子信息的前沿應用，包括量子密鑰分發和通信、物理和化學系統的量子模擬、量子玻色取樣、光量子信息處理和計算等。 集成光量子芯片的材料體系目前主要采用硅基絕緣體上、鈮酸鋰、激光直寫二氧化硅、氮化硅、氮化嫁、磷化銦等光波導材料。核心器件主要包括集成單光子源與糾纏光子源、可編程大規模集成光路、集成單光子探測器等，其中量子光源主要有非線性參量型量子光源和固態量子點型量子光源，而單光子探測主要通過超導納米線探測和過度邊緣感應傳感來實現。這些核心光量子集成器件的性能均取得了很大程度的提升。與此同時，集成光芯片平臺上也已經逐漸發展出一套可以將量子信息精確加載在單光子的路徑、偏振、時間、空間、頻率等不同自由度的方法，為該技術的發展提供了廣闊的便利性和多樣化。 集成光電子器件在經典通信系統中一直起著舉足輕重的作用，可以預期其也將在量子密鑰分發和量子通信中起到重要作用，特別是微小型、低成本、高性能的量子通信收發芯片的發展，將有助于進一步降低成本、提高可靠性，推進其實用化進程。目前，量子通信的幾種主要協議，包括制備-測量類的通信協議以及基于糾纏分布和量子隱形傳態類的協議等，已先后在硅基、磷化銦、氮化硅等光子芯片上得到實驗驗證。另外，全集成型量子真隨機數發生器也有很多實驗實現，并有望在不遠的將來提供微小型、高速和低成本的真隨機數發生器。 量子線路模型和基于測量的單向量子計算模型是實現通用量子計算的主流模型。光學量子計算的線路模型實現方案存在擴展性困難，但基于測量的光量子計算可以大大降低需要的物理資源，并可實現通用量子計算。在可編程的光量子芯片平臺上，目前已成功實驗驗證了Shor因數分解算法、Grover搜尋算法、優化算法等重要算法，并可在單一芯片實現多種復雜量子信息處理功能。近年來，片上制備并操控復雜量子態，包括高維量子態、多光子糾纏態、圖糾纏態等，均已在硅基和二氧化硅等平臺實現。值得一提的是，集成光量子芯片的高可編程性、高穩定性、高保真度，為通用量子計算的實現提供了基礎。 量子玻色取樣和量子模擬被認為是量子計算的短期實現目標和重要應用方向。觸發型玻色取樣和基于量子點光源的玻色取樣，被認為是實現具備“量子優勢”的玻色取樣量子計算的有效技術方案，有望超越經典計算機計算能力，其中前者已實現芯片上量子光源和線性網絡的全集成，而后者最近在中科大發布的一個論文預印本中報道了20光子60模式玻色取樣的重要突破。集成光量子芯片體系已實驗驗證了離散型和連續型的量子漫步功能，并可用于模擬復雜的物理和生物過程。同時，集成光量子模擬器也成功驗證了多種典型的量子模擬算法，有望有效地模擬化學分子動力學過程。

水是工業生產的主要媒介之一，在生產過程中既作為工藝介質，又作為輔助介質，因此應用十分廣泛，但由于以前水價偏低，致使企業不重視節水工作，不但用水量較大，同時還會產生大量的廢水，既增加了企業廢水處理的成本，又污染了環境。從2011年開始，國家又一次提高了污水的排放標準，與此同時，江蘇地區還重新修訂了工業企業的用水定額，對企業的用水與排水提出了更高的要求。針對于此，本課題組面向火力發電、鋼鐵、造紙、紡織印染、化學工業與石油化工等行業，在綜合企業現有水系統的基礎上，采用水夾點優化技術開發了集成節水技術，通過對水系統進行節水改造，通過提高水的重復利用率及廢水的深度處理與再生回用，可大大減少企業的新水用量和廢水排放量，降低企業的運行成本，減小環境治理的壓力。  本課題組可承接各種節水技術改造的工藝與設備設計、設備安裝調試等。

成果簡介隨著 LED 制造技術的發展， LED 應用已經從顯示設備的背光照明領域發展到了民用照明領域， 越來越多的 LED 已被應用在汽車、 路燈、 民用以及舞臺燈光等各種照明場合。 驅動電源性能是體現 LED 整體性能的關鍵， 保證 LED 驅動電源具有小巧、 長壽命、 高可靠性等優點是未來 LED 驅動電源的發展方向。本項目設計的是采用擁有自主知識產權的高性能功率變換器作為主電路， 將AC-DC 電源和驅動芯片的功能合二為一， 在實現功率因數校正的同時， 保證 LED

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