2金5银4铜 | 醒酒食品、VR技术、养生牛肉、智伴机器人……陕师大的科技范儿！

创新驱动发展  科技成就梦想

2018年“沣东杯”

陕西省科技工作者创新创业大赛

荣获2金5银4铜

金、银及总获奖项目数均居首位

这是咱师大人的成绩！

醒酒食品、VR技术

养生牛肉、DIY机器人

煤系优质针状焦

油脂生产、绿色提金

白及产品、颗粒活性炭

智伴机器人、智慧农产品

带你走进科技范儿的师大！

2018年“沣东杯”陕西省科技工作者创新创业大赛

我校项目获奖清单

项目

负责人

学院

奖项

基于醋酸菌功能的醒酒食品研发

张宝善

食品工程与营养科学学院

金奖

基于VR技术的文化与教育资源数字化展示平台

张玉梅

计算机科学学院

金奖

创未来DIY机器人创客工作室

秦    健

教育学院

银奖

健康养生牛肉系列产品开发

刘永峰

食品工程与营养科学学院

银奖

快速高效生产油脂的超临界萃取多联产技术

牛鹏飞

食品工程与营养科学学院

银奖

煤系优质针状焦

董文生

化学化工学院

银奖

白及工厂化生产体系建设及产品开发

牛俊峰

生命科学学院

银奖

针对矿石与电子垃圾的绿色提金技术

杨    鹏

化学化工学院

铜奖

智慧农产品溯源链服务平台

李蜀瑜

计算机科学学院

铜奖

智能交互教育机器人

马    苗

计算机科学学院

铜奖

兰炭末制成型颗粒活性炭

董文生

化学化工学院

铜奖

金奖 · 张宝善     

1

基于醋酸菌功能的醒酒食品研发

关注健康

随着人们生活水平不断提高，人的饮酒行为越来越普遍，愈来愈多的饮酒人士已经关注到饮酒后的健康问题，酒前、酒后开始食用解酒产品。

目前大多数解酒制品主要以植物为原料制得，成本较高。本研究根据乙醇在人体中的代谢机理，选择富含乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶等丰富酶系的醋酸菌类微生物为原料，使乙醇在胃肠道代谢产生乙醛，再进一步转化为乙酸而被吸收或排泄，从而降低过量酒精对人体的伤害，并且大大降低了成本。

我校研究并开发了一种完全新型的，与传统中药和化学物质解酒作用截然不同的解酒剂产品。本产品以耐酸性强的醋酸菌为菌剂，经过扩大培养、菌体收集和细胞破碎真空冷冻干燥等关键工序制成。

该产品已通过动物毒理学实验和功能性评价，发现对机体过量饮酒有很好的保护作用，现已申请了国家发明专利（ZL201110040979.1），并已成功通过固态法培养进行生产，是一种富含高脱氢酶含量、能大大缓解酒精对饮酒者引起不良反应的安全、健康产品。

金奖 · 张玉梅     

2

基于VR技术的文化与教育资源

数字化展示平台

用VR技术为文化和教育赋能

VR传统节日

随着信息技术的迅猛发展，文化资源和教育资源的保护、传承、传播正在面临根本性变化，其在文化创新和教育创新中的开发利用价值正在急剧增长。因此亟待在资源与媒介、内容与技术、传承与创新之间搭建文化、教育与科技的桥梁，支撑文化资源和教育资源的数字化传承与传播，让文化和教育适应不断更新的信息技术以满足学习者的需求变化。

本项目集成了虚拟现实、云计算、大数据、人工智能等主流技术和方法，围绕文化、教育、科技资源的融合化传承与开放利用问题，采用文理工跨学科领域的交叉研究方式，涉及资源采集与重构、虚拟现实、人机交互、智能推送、服务传播等研究领域。利用虚拟现实、人工智能、大数据等新技术，与文化资源和教育资源深度融合，服务于国家文化与教育传承。特别在教育领域，虚拟现实技术将大大提高教育技术水平，改善实验环境，优化教学过程，解决传统教学不能解决或难以解决的问题，对繁荣我国文化教育事业，增强文化自信意义重大。

AR电子积木箱

MyLabVR虚拟实验室

MR人体医学系统解析项目

基于VR技术的文化与教育资源数字化展示平台包含文化和教育两个模块。在文化方面，借助虚拟场景，使用者可体验到不同民族、不同地域、不同节庆所处的文化氛围，感受不同文化之间的差异。

这种先进信息技术与传统文化的融合，解决了传统文化因枯燥而不易被大众接受的弊端，给传统文化赋予了新的生命力。在教育方面，学习者可以更加直观形象全面的学习，既减轻了教授者的负担，同时提高了学习者的学习效率；颠覆了传统教学方法中学习者无法参与、无法互动、无法实践的瓶颈。一方面促进学生主动参与、乐于探究、勤于动手、交流与合作的能力，另一方面提升课堂教学效果，此外还可以避免学生实践过程中存在的危险以及减少学校实验耗材的成本等。

Kinect AR皮影

本项目的实施，可有效解决我国文化与教育资源的传播与开发问题，形成文化与教育资源传承与开发的技术体系，以更为生动直观的形式传播文化和教育资源。

银奖 · 秦健     

3

创未来DIY机器人创客工作室

圆孩子们的机器人之梦

机器人教育与创客教育是教育发展的必然趋势，机器人课程与创客课程的开设是中小学的必将选择。目前市场上缺乏少成体系的课程、DIY机器人套件良莠不齐、教育机器人价格偏高且过于偏向机器人比赛以及人工智能背景匮乏等行业痛点。

工作室面向对机器人教育与创客教育感兴趣的中小学校及学生，将机器人与创客结合起来，设计贯通中小学与大学的系统的机器人与创客课程、开设机器人创客兴趣班、开发低成本产品、培养师资以及举办系列化科普活动，从而形成以“培养消费者的创造力”为核心的发展框架。

同时还采用“互联网+教育”的模式，设计线上机器人与创客的课程，开发线下低成本的DIY机器人套件以及开设机器人培训班，利用网络优势降低运营成本，圆孩子们的机器人之梦。

银奖   刘永峰     

4

健康养生牛肉系列产品开发

全国第一个“蒸牛肉”产品的企业标准

本项目以陕西特色秦川牛肉为研究对象，按照总体研究思路，经开展八种传统肉品加工工艺（蒸制、煮制、炖制、煎制、炸制、烤制、干制和腌制）研究，比较八种加工肉制品中的蛋白、氨基酸、不饱和脂肪酸等营养素含量，比较嫩度、咀嚼性等食用品质，比较加工后肉制品中产生的多环芳烃、亚硝酸盐、反式油酸等有害物质，筛选出了能够最大保持肉中营养素、保证肉食用品质，同时加工产生有害物质最少的蒸制工艺。

经过对该工艺多次优化，现已形成比较稳定的蒸牛肉产品，产品营养价值高、安全性最佳，现已经过了陕西省产品质量监督检验研究院检测，获批了全国第一个“蒸牛肉”产品的企业标准。

银奖   牛鹏飞     

5

快速高效生产油脂的

超临界萃取多联产技术

绿色环保、低成本、易于实现

油脂行业是国民生活必需品产业，年产价值上万亿元。然而目前中国80%的油脂产能为“浸出法”制油，所用“轻汽油”浸出溶剂易爆炸，正己烷污染环境且易导致油脂溶剂残留，同时制油残渣难以开发利用，产业链短。开发一种更为环保健康的制油方式取代溶剂浸出法成已成为全世界油脂工作者的首要任务。

超临界萃取技术是未来油脂制备领域的主要方向之一。从目前的文献报道来看，其油脂萃取过程有着“绿色环保、低成本、易于实现”等多种特点，甚至已被部分油脂生产企业所应用（单釜规模达4000L)，用于生产高端油脂。尽管已有多篇文献研究报道超临界萃取工艺的改进，包括萃取压力、温度、流量、萃取时间等因素对萃取得率的影响，但都难已从本质上改善超临界萃取油脂时“生产效率低及能耗高”的“顽疾”。

本项目通过多年的技术积累，提供的快速高效超临界萃取油脂多联产技术（获得多项国家发明专利），旨在取代已占油脂产能80%的溶剂浸出法生产油脂技术，解决油脂行业环境污染、爆炸、产业链短等多项行业问题。

银奖   董文生    

6

煤系优质针状焦

实现高附加值转化

陕西省榆林是国内大型煤炭基地之一，高温煤焦油的年产量已达10万吨，急需深加工处理以实现其高附加值转化。煤焦油沥青是煤焦油初次蒸馏时得到的深黑色釜底残渣，随着蒸馏条件的不同，其产率一般为煤焦油的50％～60％。目前，煤焦油沥青的主要用途有两类：一类是生产碳材料的黏结剂、浸渍剂，该部分数量较大，另一类是针状焦和碳纤维等高科技产品的原料，具有很高的附加值。

针状焦具有结晶度高、热膨胀系数小、取向性好、导电导热性能好等优点，广泛应用于传统电炉炼钢行业的超高功率石墨电极、特种炭素制品等领域。近年随着锂电池行业的快速发展，中国锂电池负极材料需求量明显增长，采用针状焦制备负极材料，因其成本低、克容量较高、综合性能稳定等优势，用量大幅攀升。

偏光显微结构

目前，全世界针状焦总产能为110万吨主要集中在美国和日本。我国对针状焦的研究到目前为止已经有了将近40个年头。据不完全统计，我国每年对针状焦的需求量约为20万吨，但由于国内针状焦产能上的不足和质量稳定性的欠缺，产品主要供应国内石墨电极企业生产中低端产品，高端的高功率和超高功率石墨电极所需的优质针状焦全部依靠进口。

热膨胀系数

针对目前国内针状焦生产企业采用的传统工艺中存在的煤沥青先期结焦，管路堵塞，无法连续正常生产以及产品性能差高等难题，本项目以陕北高温煤焦油为原料，通过复合溶剂沉降和蒸馏切割等综合技术手段，获得分子量分布范围窄的富含γ组分的沥青，控制焦化和煅烧反应条件，制备出热膨胀系数（CTE）值＜1.0×10-6/℃的优质针状焦，产品质量与进口针焦相当。

银奖   牛俊峰     

7

白及工厂化生产体系建设及产品开发

白及快速繁殖育苗体系

本项目通过对白及种子在大田内进行直播育苗，克服了因种子细小、没有胚乳、在自然条件下极难萌发的困境，针对珍稀濒危药用植物特别是兰科药用植物资源再生过程中的种源问题，以珍稀濒危药用植物种苗快速繁育及优良种质资源收集筛选为重点，突破人工环境下白及微小种子高频萌发技术难题，并自主创新工厂化快速繁育关键技术体系，使白及种子萌发率提高从自然条件下的不足10%提升至70%，球茎的催芽系数由传统技术的1-3提升至4-5，将白及种植成本从现在的300,000元/公顷降低至9,000元/公顷，为白及繁育提供充足的种源。

本研究体系主要包括多项国家发明专利技术，主要涉及“一种白及的繁殖方法”、“白及的温室直播繁殖方法”、“一种白及种苗的移栽方法”、“一种白及的催芽方法”、“一种兰科植物育苗装置”和“白及快速繁殖育苗的方法”等相关技术体系，共同组成了白及快速繁殖育苗体系。

本项目依托于我校西北濒危药材资源开发国家工程实验室，作为技术支撑单位负责建立白及相关种苗繁育技术，仿野生抚育栽培技术。主要涉及建立完整的的白及大田直播体系、白及仿野生栽培抚育体系、白及林下仿野生抚育技术、白及的迁地保护技术、白及种质资源圃的建立体系，逐步形成对濒危药材从原生地保护、迁地抚育、快速繁殖、有效成分的测定、种植资源圃的建立及新品种选育一体化、白及化妆品系列、生物涂料系列开发等相关体系。团队针对白及在药用、医疗及化工领域的作用进行了产品开发，目前已开发出美妆、壁纸胶等十余种产品。

铜奖   杨鹏     

8

针对矿石与电子垃圾的绿色提金技术

  新型提金剂溴化物 / 核酸体系

 

利用溴化物/核酸体系对贵金属金进行快速刻蚀、在金矿和电子垃圾中对金的提取以及毒性进一步研究，通过控制浓度、PH、温度、搅拌速率等条件，我们报道了一种新的提金方法，该方法以溴化物/核酸为浸金体系，其中溴化物作为氧化剂，核酸作为配体，该方法在溶液中将金从零价氧化为三价（AuBr4-），然后与核酸形成配合物，并且最终获得了近90%的金浸出率。整个金矿的浸出过程在室温和近中性的条件下进行，体现了一个温和的浸出条件和对环境低的毒害，而传统的氰化物体系具有明显的缺点，如毒性大和高成本。

因此，本体系具有低毒、快速和选择性的优点，可以利用该体系浸出低品位金矿和电子垃圾里的金，浸出液经过锌粉还原，之后离心除杂，高温煅烧后，提出其中的金。

铜奖   李蜀瑜     

9

智慧农产品溯源链服务平台

区块链+物联网

智慧农产品溯源平台主要功能可以归结为以下四个方面：

1.农业生长环境实时气候、视频数据、农产品供应链安全信息、政府、企业、行业、消费者四位一体权威信息智能挖掘、预警信息发布处理；

2.实现农产品从农田到餐桌的质量安全信息的双向追溯。从种植、收获、加工、销售一站式360度无缝集成与追溯；

3.全程可溯源绿色有机农产品在线交易平台、B2C、C2C模式、有效整合各地特色农产品产供销资源；

4.农业政务、政策管理、市场监督信息管理、农业技术推广、农业专家系统、农业病虫害在线视频诊疗。

本服务平台整体遵循“区块链+物联网”的技术架构设计，综合运用智能感知技术、无限通信技术来保证农产品安全、可追溯。针对农产品的源头污染问题，将农产品的生长环境，例如对土壤、水源、空气等环境要素的监测结果按照一定周期写入区块链，以避免源头污染的农产品进入市场。

借助物联网技术实现“一物一码”，准确记录从原料管理、生产、加工、流通、仓储再到销售的全过程流通信息，并将这些流通信息写入区块链用以建立可追溯体系。

利用智慧农产品溯源链服务平台信任体系提供统一监管服务，为政府及相关行业监管提供数据支持，建立“产品有标准、生产有规程、质量有追溯、市场有监管、企业有诚信”的长效监管模式。

铜奖   马苗     

10

智能交互教育机器人 

孩子的智能小伙伴

机器人在教育领域的应用表现出无可比拟的教育价值和发展前景，其多学科交叉融合的特性为培养宽口径、高素质、复合型的工程型人才提供了一个良好的平台。针对低龄儿童对重复学习的厌烦情绪和缺乏家长陪伴的现象，智能教育机器人应用而生。

本产品研发智伴机器人的目的与当今机器人研究发展的必然趋势相符，目标是在空余时间陪伴儿童并激发儿童学习兴趣，使其更主动学习知识百科、了解传统文化、受国学经典熏陶，不沉迷于电子设备，在愉快的体验中完成重复的学习任务，养成良好学习习惯，为以后的学习打下夯实的基础。

本创业团队自主设计研发的智能交互陪伴机器人，应用到的主要核心技术包括：自主跟踪技术、语音识别技术（将声音转化为结构化信息）、语义分析技术（分析理解结构化信息，解析语音命令）等。主要创新点在于利用自主跟踪技术来实现机器人对目标对象的实时跟踪，做到真正意义上的“陪伴”。

此外，利用语音唤醒、语音识别等多项语音交互技术，实现功能丰富、可扩展性强的人机语音互动功能。所研发完成的智能陪伴机器人可实现离线语音唤醒、自主跟踪目标对象、互聊陪伴、中文学习、国学经典、中英翻译、数学计算、公众号上传学习动态、知识百科以及多种儿童学习、娱乐等功能。

铜奖   董文生     

11

兰炭末制成型颗粒活性炭

固定碳高、孔隙发达、灰分和挥发分低

兰炭是低变质煤中低温干馏的固体产品，具有固定碳高、孔隙发达、灰分和挥发分低等特点，广泛应用于冶金、化工、新材料、医药等领域。在兰炭生产、运输、存放过程中，粒度小于6 mm 的兰炭粉末基本被当做低价燃料处理，不仅造成了优质资源的极大浪费，而且大量堆积或直接燃烧更会造成粉尘、雾霾等严重的环境污染。据统计,神木县现有兰炭企业23家,榆林及周边年产兰炭 4000万吨，经筛分后得到副产品兰炭末年产170万吨。

活性炭因具有发达的孔隙结构、较高的比表面积及稳定的化学性质等优点而被广泛用于医药卫生、环境保护、国防、工业等领域。随着活性炭应用的专业化和需求量的日益增加，人们迫切需要开拓活性炭原料来源和途径，制备出具有工业应用价值的活性炭。常规多孔炭材料主要以煤、木材、果壳及农副产品为原料，通过物理活化或化学活化工艺生产。木材、果壳及农副产品等原料受来源限制，而且产率较低，难以制得高强度、高吸附性能的多孔炭；煤作为目前广泛使用的制备多孔炭的原料，其杂质和灰分含量高，导致多孔炭的杂质和灰分含量高、比表面积低、吸附性能不佳。兰炭末含碳量高，且灰分、挥发分含量低，是制备优质多孔炭潜在的原料。

孔径分布图

目前，对于以兰炭末为原料生产活性炭的研究大都集中在采用物理或化学活化法制备粉状活性炭。采用KOH等强碱为活化剂虽能制得高比表面积的活性炭，但存在工艺路线长、成本高、对设备腐蚀严重等问题；一般的物理活化法将兰炭末直接升温至800~900 ℃进行活化，但由于兰炭末初始孔隙少且石墨化倾向大，难以获得性能良好的活性炭；并且对比粉状和颗粒状活性炭，成型活性炭在运输、使用和回收等方面更有优势。因此，探寻提高兰炭末活化性能的新方法有着重要意义。

煤焦油沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残余物，占煤焦油的40%～60%，是目前国内许多煤焦油加工企业生产中的渣料。我省榆林地区目前潜在的煤沥青资源在200万t /a 左右,其加工利用水平和效益对整个煤焦油加工来说至关重要。目前许多煤焦油加工企业，沥青基本不再加工，其价格常低于原料焦油，造成煤焦油加工企业效益不佳。因此，如何有效地将这些副产物兰炭末和煤焦油沥青转化为高附加值产品，对促进产业升级和当地经济的发展具有重要意义。本项目采用兰炭末为主要原料，以煤沥青为原料调制成型结合剂，兰炭末在结合剂作用下成型，经炭化和活化制备环保用成型颗粒活性炭。

本次大赛是陕西省科学技术协会、陕西省教育厅、陕西省科技厅、西咸新区沣东新城管委会深入贯彻党的十九大精神，充分发挥科技第一生产力作用，支持科技工作者创新创业活动，促进技术与资源的结合，实现多方共赢的生动实践；也是引领科技工作者挺进经济建设主战场，促进创新链、产业链、资金链、政策链协同互动，加快科技成果的推广、转化与应用的重要平台和抓手。

以科技创新需求为导向

搭建服务创新平台

营造创新氛围  发挥资源优势

为创新发展贡献科技力量 

微尚工作室

编辑/ 刘书芳 彭意茹 陈佳薪

责任编辑/ 张莹

内容来源于科协、科技处

大家都在看