2金5銀4銅｜醒酒食品、VR技術、養生牛肉、智伴機器人……陝師大的科技範兒！
提金劑怎麼使用
創新驅動發展 科技成就夢想
2018年“灃東杯”
陝西省科技工作者創新創業大賽
榮獲
2金5銀4銅
金、銀及總獲獎專案數均居首位
這是咱師大人的成績！
醒酒食品、VR技術
養生牛肉、DIY機器人
煤系優質針狀焦
油脂生產、綠色提金
白及產品、顆粒活性炭
智伴機器人、智慧農產品
帶你走進
科技範兒
的師大！
2018年“灃東杯”陝西省科技工作者創新創業大賽
我校專案獲獎清單
專案
負責人
學院
獎項
基於醋酸菌功能的醒酒食品研發
張寶善
食品工程與營養科學學院
金獎
基於VR技術的文化與教育資源數字化展示平臺
張玉梅
計算機科學學院
金獎
創未來DIY機器人創客工作室
秦 健
教育學院
銀獎
健康養生牛肉系列產品開發
劉永峰
快速高效生產油脂的超臨界萃取多聯產技術
牛鵬飛
煤系優質針狀焦
董文生
化學化工學院
銀獎
白及工廠化生產體系建設及產品開發
牛俊峰
生命科學學院
銀獎
針對礦石與電子垃圾的綠色提金技術
楊 鵬
化學化工學院
銅獎
智慧農產品溯源鏈服務平臺
李蜀瑜
智慧互動教育機器人
馬 苗
蘭炭末製成型顆粒活性炭
金獎
·
張寶善
1
基於醋酸菌功能的醒酒食品研發
關注健康
隨著人們生活水平不斷提高，人的飲酒行為越來越普遍，愈來愈多的飲酒人士已經關注到飲酒後的健康問題，酒前、酒後開始食用
解酒產品
。
目前大多數解酒製品主要以植物為原料製得，成本較高。本研究根據乙醇在人體中的代謝機理，選擇富含乙醇脫氫酶、乙醛脫氫酶等豐富酶系的醋酸菌類微生物為原料，使乙醇在胃腸道代謝產生乙醛，再進一步轉化為乙酸而被吸收或排洩，從而降低過量酒精對人體的傷害，並且大大降低了成本。
我校研究並開發了一種完全新型的，與傳統中藥和化學物質解酒作用截然不同的解酒劑產品。
本產品以耐酸性強的醋酸菌為菌劑，經過擴大培養、菌體收集和細胞破碎真空冷凍乾燥等關鍵工序製成。
該產品已透過動物毒理學實驗和功能性評價，發現對機體過量飲酒有很好的保護作用，現已申請了國家發明專利（ZL201110040979。1），並已成功透過固態法培養進行生產，是一種富含高脫氫酶含量、能大大緩解酒精對飲酒者引起不良反應的安全、健康產品。
金獎
·
張玉梅
2
基於VR技術的文化與教育資源
數字化展示平臺
用VR技術為文化和教育賦能
VR傳統節日
隨著資訊科技的迅猛發展，文化資源和教育資源的保護、傳承、傳播正在面臨根本性變化，其在文化創新和教育創新中的開發利用價值正在急劇增長。因此亟待在資源與媒介、內容與技術、傳承與創新之間搭建文化、教育與科技的橋樑，支撐文化資源和教育資源的數字化傳承與傳播，讓文化和教育適應不斷更新的資訊科技以滿足學習者的需求變化。
本專案集成了虛擬現實、雲計算、大資料、人工智慧等主流技術和方法，圍繞文化、教育、科技資源的融合化傳承與開放利用問題，採用文理工跨學科領域的交叉研究方式，涉及資源採集與重構、虛擬現實、人機互動、智慧推送、服務傳播等研究領域。利用虛擬現實、人工智慧、大資料等新技術，與文化資源和教育資源深度融合，服務於國家文化與教育傳承。特別在教育領域，虛擬現實技術將大大提高教育技術水平，改善實驗環境，最佳化教學過程，解決傳統教學不能解決或難以解決的問題，對繁榮我國文化教育事業，增強文化自信意義重大。
AR電子積木箱
MyLabVR虛擬實驗室
MR人體醫學系統解析專案
基於VR技術的文化與教育資源數字化展示平臺包含文化和教育兩個模組。在文化方面，藉助虛擬場景，使用者可體驗到不同民族、不同地域、不同節慶所處的文化氛圍，感受不同文化之間的差異。
這種先進資訊科技與傳統文化的融合，解決了傳統文化因枯燥而不易被大眾接受的弊端，給傳統文化賦予了新的生命力。在教育方面，學習者可以更加直觀形象全面的學習，既減輕了教授者的負擔，同時提高了學習者的學習效率；顛覆了傳統教學方法中學習者無法參與、無法互動、無法實踐的瓶頸。一方面促進學生主動參與、樂於探究、勤於動手、交流與合作的能力，另一方面提升課堂教學效果，此外還可以避免學生實踐過程中存在的危險以及減少學校實驗耗材的成本等。
Kinect AR皮影
本專案的實施，可有效解決我國文化與教育資源的傳播與開發問題，形成文化與教育資源傳承與開發的技術體系，以更為生動直觀的形式傳播文化和教育資源。
銀獎
·
秦健
3
創未來DIY機器人創客工作室
圓孩子們的機器人之夢
機器人教育與創客教育是教育發展的必然趨勢，機器人課程與創客課程的開設是中小學的必將選擇。目前市場上缺乏少成體系的課程、DIY機器人套件良莠不齊、教育機器人價格偏高且過於偏向機器人比賽以及人工智慧背景匱乏等行業痛點。
工作室面向對機器人教育與創客教育感興趣的中小學校及學生，將機器人與創客結合起來，設計貫通中小學與大學的系統的機器人與創客課程、開設機器人創客興趣班、開發低成本產品、培養師資以及舉辦系列化科普活動，從而形成以“培養消費者的創造力”為核心的發展框架。
同時還採用“網際網路+教育”的模式，設計線上機器人與創客的課程，開發線下低成本的DIY機器人套件以及開設機器人培訓班，利用網路優勢降低運營成本，圓孩子們的機器人之夢。
銀獎
劉永峰
4
健康養生牛肉系列產品開發
全國第一個“蒸牛肉”產品的企業標準
本專案以陝西特色秦川牛肉為研究物件，按照總體研究思路，經開展八種傳統肉品加工工藝（蒸制、煮制、燉制、煎制、炸制、烤制、乾製和醃製）研究，比較八種加工肉製品中的蛋白、氨基酸、不飽和脂肪酸等營養素含量，比較嫩度、咀嚼性等食用品質，比較加工後肉製品中產生的多環芳烴、亞硝酸鹽、反式油酸等有害物質，篩選出了能夠最大保持肉中營養素、保證肉食用品質，同時加工產生有害物質最少的蒸制工藝。
經過對該工藝多次最佳化，現已形成比較穩定的蒸牛肉產品，產品營養價值高、安全性最佳，現已經過了陝西省產品質量監督檢驗研究院檢測，獲批了
全國第一個“蒸牛肉”產品的企業標準
。
銀獎
牛鵬飛
5
快速高效生產油脂的
超臨界萃取多聯產技術
綠色環保、低成本、易於實現
油脂行業是國民生活必需品產業，年產價值上萬億元。然而目前中國80%的油脂產能為“浸出法”制油，所用“輕汽油”浸出溶劑易爆炸，正己烷汙染環境且易導致油脂溶劑殘留，同時制油殘渣難以開發利用，產業鏈短。開發一種更為環保健康的制油方式取代溶劑浸出法成已成為全世界油脂工作者的首要任務。
超臨界萃取技術
是未來油脂製備領域的主要方向之一。從目前的文獻報道來看，其油脂萃取過程有著“
綠色環保、低成本、易於實現
”等多種特點，甚至已被部分油脂生產企業所應用（單釜規模達4000L），用於生產高階油脂。儘管已有多篇文獻研究報道超臨界萃取工藝的改進，包括萃取壓力、溫度、流量、萃取時間等因素對萃取得率的影響，但都難已從本質上改善超臨界萃取油脂時“生產效率低及能耗高”的“頑疾”。
本專案透過多年的技術積累，提供的快速高效超臨界萃取油脂多聯產技術（獲得多項國家發明專利），旨在取代已佔油脂產能80%的溶劑浸出法生產油脂技術，解決油脂行業環境汙染、爆炸、產業鏈短等多項行業問題。
銀獎
董文生
6
煤系優質針狀焦
實現高附加值轉化
陝西省榆林是國內大型煤炭基地之一，高溫煤焦油的年產量已達10萬噸，急需深加工處理以實現其高附加值轉化。煤焦油瀝青是煤焦油初次蒸餾時得到的深黑色釜底殘渣，隨著蒸餾條件的不同，其產率一般為煤焦油的50％～60％。目前，煤焦油瀝青的主要用途有兩類：一類是生產碳材料的黏結劑、浸漬劑，該部分數量較大，另一類是針狀焦和碳纖維等高科技產品的原料，具有很高的附加值。
針狀焦具有結晶度高、熱膨脹係數小、取向性好、導電導熱效能好等優點，廣泛應用於傳統電爐鍊鋼行業的超高功率石墨電極、特種炭素製品等領域。近年隨著鋰電池行業的快速發展，中國鋰電池負極材料需求量明顯增長，採用針狀焦製備負極材料，因其成本低、克容量較高、綜合性能穩定等優勢，用量大幅攀升。
偏光顯微結構
目前，全世界針狀焦總產能為110萬噸主要集中在美國和日本。我國對針狀焦的研究到目前為止已經有了將近40個年頭。據不完全統計，我國每年對針狀焦的需求量約為20萬噸，但由於國內針狀焦產能上的不足和質量穩定性的欠缺，產品主要供應國內石墨電極企業生產中低端產品，高階的高功率和超高功率石墨電極所需的優質針狀焦全部依靠進口。
熱膨脹係數
針對目前國內針狀焦生產企業採用的傳統工藝中存在的煤瀝青先期結焦，管路堵塞，無法連續正常生產以及產品效能差高等難題，本專案以陝北高溫煤焦油為原料，透過複合溶劑沉降和蒸餾切割等綜合技術手段，獲得分子量分佈範圍窄的富含γ組分的瀝青，控制焦化和煅燒反應條件，製備出熱膨脹係數（CTE）值＜1。0×10-6/℃的優質針狀焦，產品質量與進口針焦相當。
銀獎
牛俊峰
7
白及工廠化生產體系建設及產品開發
白及快速繁殖育苗體系
本專案透過對白及種子在大田內進行直播育苗，克服了因種子細小、沒有胚乳、在自然條件下極難萌發的困境，針對珍稀瀕危藥用植物特別是蘭科藥用植物資源再生過程中的種源問題，以珍稀瀕危藥用植物種苗快速繁育及優良種質資源收集篩選為重點，突破人工環境下白及微小種子高頻萌發技術難題，並自主創新工廠化快速繁育關鍵技術體系，使白及種子萌發率提高從自然條件下的不足10%提升至70%，球莖的催芽係數由傳統技術的1-3提升至4-5，將白及種植成本從現在的300，000元/公頃降低至9，000元/公頃，為白及繁育提供充足的種源。
本研究體系主要包括多項國家發明專利技術，主要涉及“一種白及的繁殖方法”、“白及的溫室直播繁殖方法”、“一種白及種苗的移栽方法”、“一種白及的催芽方法”、“一種蘭科植物育苗裝置”和“白及快速繁殖育苗的方法”等相關技術體系，共同組成了白及快速繁殖育苗體系。
本專案依託於
我校西北瀕危藥材資源開發國家工程實驗室
，作為技術支撐單位負責建立白及相關種苗繁育技術，仿野生撫育栽培技術。主要涉及建立完整的的白及大田直播體系、白及仿野生栽培撫育體系、白及林下仿野生撫育技術、白及的遷地保護技術、白及種質資源圃的建立體系，逐步形成對瀕危藥材從原生地保護、遷地撫育、快速繁殖、有效成分的測定、種植資源圃的建立及新品種選育一體化、白及化妝品系列、生物塗料系列開發等相關體系。團隊針對白及在藥用、醫療及化工領域的作用進行了產品開發，目前已開發出美妝、桌布膠等十餘種產品。
銅獎
楊鵬
8
針對礦石與電子垃圾的綠色提金技術
新型提金劑溴化物 / 核酸體系
利用溴化物/核酸體系對貴金屬金進行快速刻蝕、在金礦和電子垃圾中對金的提取以及毒性進一步研究，透過控制濃度、PH、溫度、攪拌速率等條件，我們報道了一種新的提金方法，該方法以溴化物/核酸為浸金體系，其中溴化物作為氧化劑，核酸作為配體，該方法在溶液中將金從零價氧化為三價（AuBr4-），然後與核酸形成配合物，並且最終獲得了近90%的金浸出率。整個金礦的浸出過程在室溫和近中性的條件下進行，體現了一個溫和的浸出條件和對環境低的毒害，而傳統的氰化物體系具有明顯的缺點，如毒性大和高成本。
因此，本體系具有低毒、快速和選擇性的優點，可以利用該體系浸出低品位金礦和電子垃圾裡的金，浸出液經過鋅粉還原，之後離心除雜，高溫煅燒後，提出其中的金。
銅獎
李蜀瑜
9
智慧農產品溯源鏈服務平臺
區塊鏈+物聯網
智慧農產品溯源平臺
主要功能可以歸結為以下四個方面：
1。農業生長環境實時氣候、影片資料、農產品供應鏈安全資訊、政府、企業、行業、消費者四位一體權威資訊智慧挖掘、預警資訊釋出處理；
2。實現農產品從農田到餐桌的質量安全資訊的雙向追溯。從種植、收穫、加工、銷售一站式360度無縫整合與追溯；
3。全程可溯源綠色有機農產品線上交易平臺、B2C、C2C模式、有效整合各地特色農產品產供銷資源；
4。農業政務、政策管理、市場監督資訊管理、農業技術推廣、農業專家系統、農業病蟲害線上影片診療。
本服務平臺整體遵循
“區塊鏈+物聯網”
的技術架構設計，綜合運用智慧感知技術、無限通訊技術來保證農產品安全、可追溯。針對農產品的源頭汙染問題，將農產品的生長環境，例如對土壤、水源、空氣等環境要素的監測結果按照一定週期寫入區塊鏈，以避免源頭汙染的農產品進入市場。
藉助物聯網技術實現“一物一碼”，準確記錄從原料管理、生產、加工、流通、倉儲再到銷售的全過程流通訊息，並將這些流通訊息寫入區塊鏈用以建立可追溯體系。
利用智慧農產品溯源鏈服務平臺信任體系提供統一監管服務，為政府及相關行業監管提供資料支援，建立“產品有標準、生產有規程、質量有追溯、市場有監管、企業有誠信”的長效監管模式。
銅獎
馬苗
10
智慧互動教育機器人
孩子的智慧小夥伴
機器人在教育領域的應用表現出無可比擬的教育價值和發展前景，其多學科交叉融合的特性為培養寬口徑、高素質、複合型的工程型人才提供了一個良好的平臺。針對低齡兒童對重複學習的厭煩情緒和缺乏家長陪伴的現象，智慧教育機器人應用而生。
本產品研發智伴機器人的目的與當今機器人研究發展的必然趨勢相符，目標是在空餘時間陪伴兒童並激發兒童學習興趣，使其更主動學習知識百科、瞭解傳統文化、受國學經典薰陶，不沉迷於電子裝置，在愉快的體驗中完成重複的學習任務，養成良好學習習慣，為以後的學習打下夯實的基礎。
本創業團隊自主設計研發的智慧互動陪伴機器人，應用到的主要核心技術包括：自主跟蹤技術、語音識別技術（將聲音轉化為結構化資訊）、語義分析技術（分析理解結構化資訊，解析語音命令）等。主要創新點在於利用自主跟蹤技術來實現機器人對目標物件的實時跟蹤，做到真正意義上的“陪伴”。
此外，利用語音喚醒、語音識別等多項語音互動技術，實現功能豐富、可擴充套件性強的人機語音互動功能。所研發完成的智慧陪伴機器人可實現離線語音喚醒、自主跟蹤目標物件、互聊陪伴、中文學習、國學經典、中英翻譯、數學計算、公眾號上傳學習動態、知識百科以及多種兒童學習、娛樂等功能。
銅獎
董文生
11
蘭炭末製成型顆粒活性炭
固定碳高、孔隙發達、灰分和揮發分低
蘭炭是低變質煤中低溫乾餾的固體產品，具有固定碳高、孔隙發達、灰分和揮發分低等特點，廣泛應用於冶金、化工、新材料、醫藥等領域。在蘭炭生產、運輸、存放過程中，粒度小於6 mm 的蘭炭粉末基本被當做低價燃料處理，不僅造成了優質資源的極大浪費，而且大量堆積或直接燃燒更會造成粉塵、霧霾等嚴重的環境汙染。據統計，神木縣現有蘭炭企業23家，榆林及周邊年產蘭炭 4000萬噸，經篩分後得到副產品蘭炭末年產170萬噸。
活性炭因具有發達的孔隙結構、較高的比表面積及穩定的化學性質等優點而被廣泛用於醫藥衛生、環境保護、國防、工業等領域。隨著活性炭應用的專業化和需求量的日益增加，人們迫切需要開拓活性炭原料來源和途徑，製備出具有工業應用價值的活性炭。常規多孔炭材料主要以煤、木材、果殼及農副產品為原料，透過物理活化或化學活化工藝生產。木材、果殼及農副產品等原料受來源限制，而且產率較低，難以製得高強度、高吸附效能的多孔炭；煤作為目前廣泛使用的製備多孔炭的原料，其雜質和灰分含量高，導致多孔炭的雜質和灰分含量高、比表面積低、吸附效能不佳。蘭炭末含碳量高，且灰分、揮發分含量低，是製備優質多孔炭潛在的原料。
孔徑分佈圖
目前，對於以蘭炭末為原料生產活性炭的研究大都集中在採用物理或化學活化法制備粉狀活性炭。採用KOH等強鹼為活化劑雖能製得高比表面積的活性炭，但存在工藝路線長、成本高、對裝置腐蝕嚴重等問題；一般的物理活化法將蘭炭末直接升溫至800~900 ℃進行活化，但由於蘭炭末初始孔隙少且石墨化傾向大，難以獲得性能良好的活性炭；並且對比粉狀和顆粒狀活性炭，成型活性炭在運輸、使用和回收等方面更有優勢。因此，探尋提高蘭炭末活化效能的新方法有著重要意義。
煤焦油瀝青是煤焦油蒸餾提取餾分後的殘餘物，佔煤焦油的40%～60%，是目前國內許多煤焦油加工企業生產中的渣料。我省榆林地區目前潛在的煤瀝青資源在200萬t /a 左右，其加工利用水平和效益對整個煤焦油加工來說至關重要。目前許多煤焦油加工企業，瀝青基本不再加工，其價格常低於原料焦油，造成煤焦油加工企業效益不佳。因此，如何有效地將這些副產物蘭炭末和煤焦油瀝青轉化為高附加值產品，對促進產業升級和當地經濟的發展具有重要意義。本專案採用蘭炭末為主要原料，以煤瀝青為原料調製成型結合劑，蘭炭末在結合劑作用下成型，經炭化和活化製備環保用成型顆粒活性炭。
本次大賽是陝西省科學技術協會、陝西省教育廳、陝西省科技廳、西鹹新區灃東新城管委會深入貫徹黨的十九大精神，充分發揮科技第一生產力作用，支援科技工作者創新創業活動，促進技術與資源的結合，實現多方共贏的生動實踐；也是引領科技工作者挺進經濟建設主戰場，促進創新鏈、產業鏈、資金鍊、政策鏈協同互動，加快科技成果的推廣、轉化與應用的重要平臺和抓手。
以科技創新需求為導向
搭建服務創新平臺
營造創新氛圍 發揮資源優勢
為創新發展貢獻科技力量
微尚工作室
編輯/ 劉書芳 彭意茹 陳佳薪
內容來源於科協、科技處
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