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。     

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]     

乙烯的直接生物合成

乙烯是世界上需求最大的化工原料,随着石油资源的日益枯竭和原油价格的不断攀升,生物乙烯迎来了重大发展机遇。文中主要比较两条生物乙烯合成途径——生物乙醇脱水制备乙烯途径 (即间接途径) 和生物乙烯的直接合成途径,重点论述了直接合成途径和途径中关键酶的性质、利用微生物直接合成生物乙烯的基因工程策略、工程化制造生物乙烯的前景及成功事例,并指出直接合成生物乙烯替代石化乙烯具有较大的市场潜力。     

生物炼制是一个多学科交叉的前沿方向

1982年．生物炼制的概念在《science》上首次被提出。生物炼制．就是说以生物质为基础的化学工业也必须打破原来用生物质单纯生产单一产品的传统观念．充分利用原料中的每一种组分,将其分别转化为不同的产品．实现原料充分利用、产品价值最大化和土地利用效率最大化。目前．生物炼制已经成为世界各国研究的热点．主要内容包括生物材料、生物基化学品、生物能源、生物基原料、生物炼制平台技术等。     

生物炼制与可再生资源

分析了化石经济时代走入末路而将被生物炼制产业经济取代的必然性,生物炼制在原料来源和产品上显示了比石油炼制工艺的优越性,介绍了世界各国生物炼制产业发展状况及我国的现状,总结了生物炼制的基本过程,指出了我国生物炼制产业发展中存在的问题和对策,对全球生物炼制产业做了展望,阐述了生物炼制利用可再生资源是走可持续性经济发展道路的唯一实现途径,它必将引发全球性的技术变革。     

生物炼制技术及其应用于生物能源开发

生物炼制技术（Biorefinery techniques）涉及面很广,既有传统性,又有现代性,应用面非常广泛,传统的生物制酒、制酱油、制豆腐乳等在我国已有悠久的历史。现代的生物炼制技术这些年有较快的发展,如经基因技术改造或重组的“运动发酵单胞菌”用于生产乙醇;又如经基因工程技术重组受体菌即“工程毕赤酵母”高效生产某些酶制剂产品用于发展饲料产业、乳品产业等     

生物炼制技术用于生物石油开发

几年前美国一家国家实验室研究人员发明生物炼制石油技术,即用一种极端纤细细菌的催化作用炼制优质的石油产品,该菌能在高温（60℃）下分离重油（注：重油指非常规石油的统称。包括重质油、高粘油、油沙、天然沥青等）中的硫氢、重金属物,使这些杂质含量降低20％～50％左右。这种生物炼油技术不仅提高“生物石油”的质量,而且更有利于环保。在炼制生物石油方面除细菌外,有些微藻也值得注意,一种叫丛粒藻（Botryococcus braunii,又称葡萄藻）的单胞藻,它产生的碳氢化合物占其干物质重量的15％～75％,最高达到90％,其组成与原油极为类似,经过加工处理后达到真正石油的指标。除了该藻藻体有“储能库”之称以外,微藻中还有小球藻、盐藻（均系绿藻类）等均有“储能”的潜力,都可用透明玻璃管作为“生物反应器”,通入含1％CO2的空气,对数增殖期测定其产烃量,已达到占细胞干重的16％-44％,每天可从藻体生物量中索取大量油烃化合物,完全有可能利用“环型玻璃管生物反应器”按需求量扩大再生产,从其生物量炼制生物石油。在美国,哈佛大学和斯坦福大学有关专家组建了一家公司想从生物炼油开辟新径：     

生物炼制国际学术研讨会通知

北京化工大学拟于2007年10月20日至23日在北京友谊宾馆承办“生物炼制国际学术研讨会”,英文名称“International Conference on Biorefinery”。该学术研讨会由中国化工学会和中国生物工程学会主办。本次会议将针对以下主题和范围进行研讨:1生物基化学品;2生物能源;3生物材料;     

生物基材料产业专利态势分析

正在全球工业不断发展、石油资源日益短缺、环境问题日益突出以及对可持续发展不断迫切的情况下,利用生物质资源炼制生物基材料的产业迅速发展,已经成为未来全球工业发展的必然趋势。文章综述了国内外生物基材料产业化发展的最新进展,并以汤森路透(Thomson Reuters)公司的德温特专利索引(Derwent Innovation Index)数据库为数据源,利用汤森数据分析(Thomson Data Analyzer)软件对相关专利进行分析,分析总结生物基材料产业化发展态势。     

生物炼制与工业生物技术——访马延和研究员

作为“生物炼制细胞工厂的科学基础”这一国家“973”项目的首席专家中科院微生物所所长助理、中国生物工程学会副秘书长马延和老师的工作可称得上是日理万机,但她仍千百忙中抽出时间接受了我们的采访,令我们感动;谈到请他为广大读者介绍近来来备受关注的我国生物炼制技术,他态度谦逊,思维敏捷,从丰厚的科研经验中加以归纳和总结,令我们欣佩,也使我们获益匪浅。[编者按]     

生物炼制国际学术研讨会

北京化工大学拟于2007年10月20日～23日在北京友谊宾馆承办“生物炼制国际学术研讨会”，英文名称“International Conference on Biorefinery”。该学术研讨会由中国化工学会和中国生物工程学会主办。     

运动发酵单胞菌在生物炼制中的研究进展

以木质纤维素生物质为原料的生物炼制技术已成为全球研发的热点和难点。欧盟国家和美国的中长期生物质能源发展路线图中均将木质纤维素生物炼制技术作为重要目标,但是目前整体水平尚处于中试阶段。我国的纤维素类生物质原料非常丰富,将其转化成燃料乙醇及生物基础化学品等具有较大的潜力,但当前要想实现商业化生产,还面临着很多瓶颈问题亟待解决。缺乏能够同时高效利用纤维素类水解物的发酵菌株,已成为纤维素生物质高效与高值转化的关键制约因素。运动发酵单胞菌是目前唯一一种通过ED途径兼性厌氧发酵葡萄糖的微生物,其独特的代谢途径使其成为构建产乙醇工程菌的优选宿主之一;同时由于该菌具有较高的糖利用效率等优点,也是其他生物基化学品生产的重要候选平台微生物,如山梨醇、葡萄糖酸、丁二酸和异丁醇等。本文从该菌的研究历程、分子生物学基础、菌种改良及该菌在生物能源及生物基化学品等生物炼制体系中的应用研究角度进行了综述,并提出该菌可作为纤维素生物质生物炼制系统的新的重要平台微生物。     

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．     

菊芋全植株生产燃料乙醇的工艺探讨

<正>菊芋具有耐寒和耐旱等优点,可在非耕地种植,是重要的非粮能源植物,也是生物炼制研究的主要果糖基原料来源。利用菊芋的生物炼制生产生物燃料和生物基化学品具有广阔的发展前景。文章讨论了如何利用菊芋全植株的生物转化进行生物炼制,并重点对利用菊芋生产燃料乙醇的技术路线进行了论述。     

大肠杆菌对木质纤维素水解液抑制物的胁迫耐受性

木质纤维素类生物质是前景广阔的化石原料替代品，其生物炼制可生产生物能源、生物基化学品和生物材料等多种产品，可降低碳排放，有助于实现“双碳”目标，因此受到越来越多的关注。然而，木质纤维素生物炼制需要经过预处理、微生物发酵和产物纯化等多个步骤，其中，预处理过程产生的多种化合物抑制微生物的细胞生长和发酵性能，是制约生物转化效率的瓶颈之一。大肠杆菌是木质纤维素生物炼制常用的宿主，被广泛应用于多种化合物的生产，研究其对木质纤维素水解液中抑制物的耐受性，对于提高木质纤维素生物炼制效率具有重要意义。本文首先介绍了木质纤维素的主要成分和基本结构，对木质纤维素的预处理方法以及预处理后水解液中的主要抑制物种类进行了简单阐述；随后，总结了木质纤维素水解液中几类主要抑制物呋喃类、羧酸类和酚类对大肠杆菌细胞的毒性，以及大肠杆菌对上述抑制物的胁迫响应机制和基于机制的菌株改造靶点；最后，综述了提高大肠杆菌对上述抑制物的胁迫耐受性的菌株改造策略，包括随机突变、实验室适应性进化和组学辅助的理性设计等，为利用代谢工程构建用于木质纤维素生物炼制的高效大肠杆菌菌株提供参考。     

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．     

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.     

工业生物技术创新与发展 —“中国工业生物技术发展高峰论坛·2008”专刊序言

资源匮乏、能源短缺和环境污染日趋恶化等现实问题,已经成为社会可持续发展的巨大障碍。工业生物技术作为生物技术发展的第三次浪潮,是解决目前人类所面临的资源、能源与环境问题的有效途径之一,是工业可持续发展最有希望的技术。本期“中国工业生物技术发展高峰论坛·2008”专刊, 集中展现了我国工业生物技术专家学者在生物炼制和生物基化学品、微生物基因组学和生物信息学、代谢工程与药物研发、现代工业酶技术、生物炼制细胞工厂、生物催化与生物转化、工业生物过程技术以及工业微生物菌种的选育和改良等工业生物技术领域所取得的最新进展。希望通过专刊的出版, 更好地促进我国工业生物技术领域的交流和发展。     

工业生物技术创新与发展 —“中国工业生物技术发展高峰论坛·2008”专刊序言

资源匮乏、能源短缺和环境污染日趋恶化等现实问题,已经成为社会可持续发展的巨大障碍。工业生物技术作为生物技术发展的第三次浪潮,是解决目前人类所面临的资源、能源与环境问题的有效途径之一,是工业可持续发展最有希望的技术。本期“中国工业生物技术发展高峰论坛·2008”专刊, 集中展现了我国工业生物技术专家学者在生物炼制和生物基化学品、微生物基因组学和生物信息学、代谢工程与药物研发、现代工业酶技术、生物炼制细胞工厂、生物催化与生物转化、工业生物过程技术以及工业微生物菌种的选育和改良等工业生物技术领域所取得的最新进展。希望通过专刊的出版, 更好地促进我国工业生物技术领域的交流和发展。     

用微生物生产乙烯

乙烷、丙烷、丁烷等气体饱和炭氢化合物和乙烯、丙烯、丁烯等气体状不饱和炭氢化合物都由天然气及原油等石油资源制造。但地球上石油资源有限,面临枯竭的危机。为此期待开发新的生产方法。乙烯是不饱和C.H化合物中最简单的化合物,也是石油化学中最重要的原料。日本工业大学应用微生物工学科福田秀雄研究应用微生物生产乙烯。筛选结果,丝状菌有62％。酵母菌