我国生物炼制产业发展路线图

众所周知,石油是工业文明的血液。而石油炼制工业可谓是整个现代工业体系的基础与支柱。石油炼制以化石资源为原料,以化学催化剂为手段实现物质转化,通过对原料进行一次、二次和深度加工得到一系列化学产品,石油炼制产品进一步作为生产合成纤维、合成橡胶、塑料及化肥、农药的基本原料。随着石油资源的日益枯竭,化石经济面临严峻挑战。据国际能源署（IEA）的评估,中国已经是仅次于美国的全球第二大石油消费国,对海外石油的依赖程度越来越大。     

2014生物质炼制专刊序言

生物质是自然界最丰富的含碳有机大分子功能体,它有望通过"生物炼制"实现"石油炼制"的辉煌。但是由于生物质资源本身及其转化过程的复杂性,生物质产业虽备受关注,却被认为是遥远的未来产业。传统的生物质资源化利用思路都是先耗费一定的能量破坏生物质结构,然后再进行转化,不仅没有考虑到产品的功能需求,而且过程的原子经济性不高。如何实现化学键更加复杂的固相木质纤维素生物质炼制是实现生物质产业的关键和难点。理想的生物质炼制的目的是以最大得率分离木质纤维原料中各个组分,以尽可能地保持分子的完整性,最大可能地优化利用和最终实现最大价值。这就要求生物质炼制应当是基于原料结构、过程转化和产品特点三者的关联,面向原料、面向过程、面向产品的炼制过程。本期专刊报道了我国生物质炼制技术领域专家学者在原料炼制、炼制技术、组分转化等领域取得的最新研究进展。     

微藻生物炼制研究现状及发展策略

前言 资源短缺和环境污染问题已成为制约世界经济可持续发展的瓶颈.以可再生且环境友好的生物质资源替代化石资源已成为解决资源和环境问题的主要途径之一①,Henry R.Bungay②在1982年针对生物质资源开发与利用提出了生物炼制(Bio-Refinery)这一概念.美国国家可再生能源实验室(U.S.NREL)将生物炼制定义为将生物质原料转化为燃料、电热能和化学产品的生物质转化工艺与设备的集成.生物炼制的原料主要有:含纤维素的生物质和废弃物、谷类或玉米、青草、苜蓿、微藻等.其中微藻是一类在海洋、湖泊等水体中广泛分布的微型植物,能够利用光能固定CO2实现自养,其细胞中含有丰富的油脂、色素、蛋白质、维生素等成分.微藻生物炼制是以微藻为原料,生产各种化学品、燃料、生物基材料和食品等产品的工艺与设备的集成.     

工业生物技术的过程优化——节能降耗的关键

近年来能源资源短缺．生态环境恶化等一系列问题日渐突出．现代工业化经济进程与化石资源日渐枯竭的现实形成了剧烈冲突．人类社会的可持续发展面临着前所未有的挑战。生物炼制是以可再生生物资源为原料基础生产能源与化工产品的新型工业模式,通过开发新的化学、生物和机械技术．大幅提高可再生生物资源的利用水平．是降低化石资源消耗的一个有效途径。     

工业生物技术的过程优化——节能降耗的关键

近年来能源资源短缺．生态环境恶化等一系列问题日渐突出．现代工业化经济进程与化石资源日渐枯竭的现实形成了剧烈冲突．人类社会的可持续发展面临着前所未有的挑战。生物炼制是以可再生生物资源为原料基础生产能源与化工产品的新型工业模式,通过开发新的化学、生物和机械技术．大幅提高可再生生物资源的利用水平．是降低化石资源消耗的一个有效途径。     

中草药生物质炼制工程

目前我国中药产业面临资源紧张、药材利用率低、加工过程浪费严重等问题,究其原因主要是单一药效成分利用、加工转化技术落后所致。针对上述问题,从生物质炼制角度,综述了实现中草药资源高效利用的原料预处理、提取、转化及残渣后处理等4个关键单元操作中主要技术的研究进展,并指出中草药生物质炼制工程发展趋势与前景。     

全球生物基化学品商业化发展现状及趋势

生物基化学品是指以农业废弃物、植物基淀粉和木质纤维素材料为原料,采用生物炼制的方法生产的化学品.与利用化石能源生产的化学品相比,生物基化学品具有原料可持续获取、环境友好等特点,因而在化石燃料资源的不断耗竭、全球气候变暖的背景下,日益受到人们的关注.在多年的不断研发之后,尤其是近年来生物技术突飞猛进的背景下,生物基化学品的生产技术不断取得突破,生产成本有所降低,产品性能有所提高,因而市场竞争力不断增强.     

生物质原料预处理、组分分离到结构选择性拆分——生物质原料工程学的发展

在石化资源日益匮乏的严峻形势下,生物质将成为未来新一代生物及化工产业的最理想的替代原料.因此,如何使生物质资源成为生物基能源、生物基化学品和生物基材料的通用原料,成为目前世界各国共同关注的焦点和热点.从生物炼制及生物质科学与工程的发展可以看出,原料预处理是实现生物质高效转化的必要手段,而组分分离-定向转化是原料预处理的进一步提升,它可以实现纤维素、半纤维素和木质素的分别转化,但是仍然存在着原子利用率不高、能耗高、工艺路线复杂等问题.鉴于生物质是一个功能大分子体,要使其成为通用原料,应该根据原料结构特点和产物要求,发展结构化功能高值拆分的转化过程,即原料的选择性结构拆分思路.从原料预处理到组分分离,再到选择性结构拆分,实现了原料工程学的发展与逐步成熟,其最终目的是要真正建立以生物质为通用原料的新型工业技术体系和研究平台.     

盐肤木生物质炼制工程

盐肤木为我国乡土植物,分布范围广,资源量丰富。盐肤木果实含有油脂,但含油量低,因此盐肤木是一种非典型油料植物,不能单独作为油料植物进行产业化开发。作者根据多年对盐肤木果实和枝桠梢头物料特性的研究,提出了以蒸汽爆破为核心技术的盐肤木生物质炼制新模式,提取的盐肤木果油申请了国家卫生部新资源食品并获得了新资源食品许可批文。以盐肤木资源为原材料,以蒸汽爆破技术为依托,集成不同组分分离技术,各组分分别进行功能转化,形成了盐肤木果油、生物柴油、蛋白饲料、黄酮、本色面巾纸、酚醛树脂、生物质成型燃料、沼气八大产品的盐肤木生物质炼制技术体系和生态产业链集成,为自然界中非单一经济型野生植物资源的开发提供了新的模式。     

中国工业生物技术的历史、现状和未来

生物经济需要构建可再生生物质资源的新型工业模式,即以生物炼制替代化石资源炼制,形成新的生产方式。生物炼制是开拓创新型技术,即采用多联产技术．实现生物质的高效综合利用。是生产能源、材料与化工产品的新型工业模式。工业生物技术是生物炼制的核心技术,是人类生物技术发展史上继医药生物技术、农业生物技术之后的第三次浪潮．     

中国工业生物技术的历史、现状和未来

生物经济需要构建可再生生物质资源的新型工业模式,即以生物炼制替代化石资源炼制,形成新的生产方式。生物炼制是开拓创新型技术,即采用多联产技术．实现生物质的高效综合利用。是生产能源、材料与化工产品的新型工业模式。工业生物技术是生物炼制的核心技术,是人类生物技术发展史上继医药生物技术、农业生物技术之后的第三次浪潮．     

发酵工业原料炼制技术体系

要建立节粮、节水、节能和环保的发酵工业,首先面临的是发酵原料的炼制问题。本文通过深入分析发酵工业原料炼制的共性问题,结合多年生物质原料高值化炼制研究基础,提出“发酵工业原料炼制”的理念,根据发酵原料的结构特点和目标产物的要求,将发酵原料预处理——组分分离提升到依据产品功能要求的选择性结构拆分过程,并建立了以汽爆为核心的原料炼制技术平台以及针对淀粉类、糖类、木质纤维素类、生物质水解酸化生产的有机酸、醇类等典型发酵原料的多组分分层多级炼制技术体系范例,为实现资源节约、环境友好的发酵工业提供理论基础与技术支撑。     

生物炼制——实现可持续发展的新型工业模式

当前社会经济的可持续发展正面临着能源资源短缺、生态环境恶化的空前挑战。以可再生的生物质资源替代不可再生的化石资源、实现工业模式从石油炼制向生物炼制的根本转变,是转变经济增长模式、保障社会经济可持续发展的重大战略需求。对生物炼制这一新型工业模式进行了简单介绍。     

生物炼制

<正>世界各国对生物质资源日益重视,生物炼制被认为是解决环境、能源问题、实现人类可持续发展和生态文明的有效途径,如何保持原料特质、利用其结构实现原料的拆分与炼制并使之经济适用,需要从本质出发突破生物炼制的关键过程。     

生物炼制技术的发展

随着石油资源的日益枯竭,化石经济面临严峻的挑战,而以町再生生物质资源为基础的生物炼制正展现出其广阔的前景。通过石油炼制与生物炼制的对比,分析了生物炼制任各个方面所具有的优势。并以生物乙烯为例,阐述了其发展现状、存在问题及解决途径、未来发展趋势等。     

以菊芋为原料的生物炼制

依托新一代工业生物技术,中国科学院启动了以果糖基能源植物——菊芋为原料的生物炼制关键技术研究。2007年7月在威海召开的第二届中国资源生物技术与糖工程学术研讨会上,项目首席科学家．项目承担单位的中国科学院大连化学物理研究所研究员杜昱光介绍了以菊芋为原料的生物炼制技术。     

生物炼制技术的发展

随着石油资源的日益枯竭,化石经济面临严峻的挑战,而以町再生生物质资源为基础的生物炼制正展现出其广阔的前景。通过石油炼制与生物炼制的对比,分析了生物炼制任各个方面所具有的优势。并以生物乙烯为例,阐述了其发展现状、存在问题及解决途径、未来发展趋势等。[编者按]     

生物炼制技术及其产业发展

由于过度消耗化石资源引发的石油紧缺和温室效应问题,巳逐步影响到人类社会可持续发展的宗旨,开发能替代化石能源需求的新能源日渐急迫.生物质能源是化石能源的替代能源之一,对生物质能源炼制的研究成为很多人的关注热点.生物炼制产品的工业化,是形成可持续性的生物炼制品产业经济的关键.我国政府已经把发展生物质能源作为国家发展战略的一部分,确定了具体的发展目标,制定了相应的研发计划,出台了一系列法规以促进生物质能产业的健康发展.我国生物炼制技术在生物燃料、生物柴油、生物基化学品等领域取得了明显进步.本文主要综述生物炼制技术的研究进展及其产业发展情况.     

基于生物质资源的化工多元醇生物炼制研究进展

介绍了2,3丁二醇、1,2丙二醇和木糖醇等多元醇的主要用途及市场需求,从生产菌株、生产原料、生产方式等方面综述了国内基于生物质资源的2,3丁二醇、1,2丙二醇和木糖醇生物炼制的研究进展。     

关于召开“生物基化学品（以工业生物技术制备化学品）技术成果交流与发展研讨会议”的通知

各有关单位： 以石油、天然气、煤炭等化石资源为原料生产化学品对国民经济发展做出了重大贡献,然而化石资源是不可再生的,随着国民经济的发展,化石资源将逐渐减少,逐步枯竭。为了解决化石资源特别是石油资源的紧缺,以生物质资源替代化石资源生产化学品已成为各国竞相开发研究的热点。世界发达国家投入了大量人力、物力、财力研发以可再生资源为原料、采用生物技术制备化学品,取得了丰硕的成果。