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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 生物医药区 » 生物科学 » 纤维素发酵
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hilaryyyy

银虫 (小有名气)

[交流] 纤维素发酵

有谁知道纤维素发酵生产酒精的厂家吗？
帮忙介绍个
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二十一世纪什么最贵，人才！
1楼 2008-11-19 10:09:56
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hilaryyyy

银虫 (小有名气)
或者是最新进展也可以
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二十一世纪什么最贵，人才！
2楼2008-11-19 10:10:26
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xjp13

金虫 (正式写手)
呵呵，我也在关注该领域！

推荐网站：http://www.bioindustry.cn/      可能有你想要的信息！


第二代生物燃料 离应用有多远？


今年上半年以来，全球粮价上涨让“人车争粮”的生物燃料生产模式广受诟病。而甘蔗、油菜及其他可用于制取生物燃料的作物，要么仍需占用大量耕地，要么加工工艺尚不成熟。在此背景下，业界的目光开始转向更为丰富的原料来源——大量存在于植物茎叶中的纤维素。

作为目前全面替代化石燃油的最大希望，纤维素生物燃料已成为第二代生物燃料研发中的焦点。那么，这一前途广阔的领域目前进展如何，距离实用生产还存在哪些困难？

解开能量“封印”，工艺复杂

“这两年来，纤维素生物燃料的技术研发取得了许多突破，国外已经有了一些小规模的投产尝试。”中国科学院青岛生物能源与过程研究所(筹)生物能源资源中心主任、研究员徐健在近日举办的中国科学院生物能源与过程学术研讨会上说，“总体来看，目前这个领域还是以实验室阶段为主，尚未具备商业化的条件”。

作为构建植物身体的主要成分，纤维素是把光合作用吸收的碳“封印”储存的形式，分子结构稳定。比起用于制取第一代生物燃料的淀粉、蔗糖和生物油脂，将纤维素分解成可直接用于转化燃料的单糖更为困难，传统的化工方法几乎无能为力。

为此，人们只有求助它在自然界中的“克星”：能分解纤维素的各种酶与微生物。目前用纤维素制取生物燃料的主流技术是采用两步法，即先用酶把纤维素分解为单糖，再由细菌将其转化为乙醇、丁醇或脂肪酸，后者再进一步合成为生物柴油。

“生物柴油的二氧化碳排放量远低于传统柴油，不过目前一般是从动植物油脂中提炼，原料成本较高。而改用秸秆等农业废弃物，就将获得大量廉价的原料。”研究所“工程大肠杆菌制备生物柴油关键技术”项目首席科学家、研究员咸漠介绍说，其团队正在研究如何将秸秆中的纤维素分解，并由改造过的工程大肠杆菌转化为合成生物柴油所需的脂肪酸燃料酯。目前，该项目已取得阶段性进展，从植物、细菌中成功克隆了脂肪酸合成的部分酶基因。

从实验室到工厂，尚存难点

中国科学院青岛生物能源与过程研究所(筹)所长王利生表示，比起太阳能、风能等其他可再生能源，生物能源更难实现大规模集中生产。其中一个重要原因，就是微生物生产工艺若要达到产业化所需的规模，就不能采用实验室那一套的简单放大。

“从小型生物反应器到大型设备，微生物的生存空间、个体数量等都要增长至少几个数量级。如何让它们充分与外界接触并完成生理过程、达到足够高的反应效率，甚至维持基本生存，工艺上都会有许多新的困难。”王利生说。

在研究所不久前刚刚迁入的崂山园区，有一个1700平方米的中试车间。和该所开发的各项生物能源技术一样，微生物燃料项目的实验室工作完成后，将首先在这里进行中等规模试产，通过检验后才算拿到继续扩大规模、进入工厂的“合格证”。

规模化的工业生产，需要微生物具备良好的厌氧、耐高温特性，而现有菌种很少能满足要求。为克服这一难题，徐健主持的研发团队正在培育一种嗜热厌氧的杆菌，用于制取微生物乙醇。

此外，纤维素降解而成的单糖中一般只有葡萄糖能被有效转化，而难以利用的木糖也占了相当比例，如玉米秸秆的木糖含量就高达25%。如果不能有效利用这部分物质，整条生产线的原料利用率和经济效益都难以取得突破。近年来，业界正在开发能使木糖发酵的微生物及生产工艺，并取得了一定突破。

成本问题更是限制微生物燃料推广的重要因素。据介绍，从棕榈油中提炼的生物柴油比传统石化柴油成本高出30%以上，而目前用微生物制取柴油的工艺更为复杂，无论建设投入还是产品价格都缺乏吸引力。

“超级细菌”梦想，何日实现？

徐健介绍说，第二代生物燃料技术高成本的一个原因，是目前全球的纤维素酶技术集中在少数国际大公司手中，难于引进。如果改用微生物代替酶来分解纤维素，将显著降低成本并摆脱技术依赖。

“更理想的状态，当然是只用一种微生物直接把纤维素转化为醇类或脂肪酸，并具备足够的转化效率。可惜至今为止，还从未发现过这样的‘超级细菌’。”徐健说，“就连自然条件下能快速、充分分解纤维素的菌种，目前发现得也很少，而且还不能直接用于生产。”

实际上，目前人类连地球上微生物的种类总数都难以准确估计，更谈不上详细研究每个物种的生理特点了。因此，对工程微生物的筛选、培育，是一项浩繁艰巨甚至充满偶然性的工作。而某些国际生物工程集团通过专利对菌种进行技术垄断，一定程度上也会影响其他科研机构的选择余地。

“用现代生物技术对微生物进行定向改造，比如让大肠杆菌、酵母菌等易于大量培养的工程菌含有分解纤维素或合成脂肪酸的酶，也将是今后微生物燃料的重要发展方向。”咸漠表示，用转基因等方式将多项关键特性在某些菌种上“集成”，或许正是打造“超级细菌”的有效途径。
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3楼2008-11-19 13:00:41
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蓝风叙

木虫 (著名写手)
南阳的天冠集团
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认真做人踏实做事静心做研究
4楼2008-11-19 14:26:23
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qgaoamtf

至尊木虫 (职业作家)
中科院过程所。
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5楼2008-11-19 14:39:40
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liuziyong

金虫 (小有名气)
中粮集团在肇东的公司  酶利用诺维信的  
河南天冠集团
山东龙力和山东大学合作的项目
不过都处于研究阶段  工业化盈利有很大困难
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6楼2008-11-25 16:51:30
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xjp13

金虫 (正式写手)
诺维信昨日宣布，全球最大的第二代酶制剂工厂在江苏太仓正式投产。诺维信全球执行副总裁Peder  Holk  Nielsen在接受《第一财经日报》采访时表示，这将是全球最大的酶发酵生产设施。

　　第一代的生物燃料技术就是玉米生产乙醇的工艺，而由于粮食价格的大面积反弹，玉米乙醇此前已经被发改委紧急叫停。

　　但事实上，目前玉米乙醇的生产成本仍低于纤维素乙醇，玉米乙醇的生产成本大约是1.5美元/加仑；而纤维素乙醇，也就是第二代燃料乙醇，生产成本大约是3～4.5美元/加仑。

　　“由于玉米乙醇的主要原料是淀粉，所以就酶制剂的成本而言，目前为4～6美分/加仑，而目前的纤维素乙醇，其酶制剂的成本仍然高达70美分/加仑，要达到理想状态的30美分/加仑，还需要至少几年的时间。”Peder  Holk  Nielsen同时表示。

　　长期研究生物燃料的中国地质大学教授张晓第认为，第二代燃料乙醇的生产成本与第一代燃料乙醇持平之日，就是整个生物质能源产业大发展之时。

　　“如何降低成本使得纤维素乙醇可以大规模商业化生产是个世界性的课题。”张晓第同时认为。

　　Peder  Holk  Nielsen认为，尽管酶在整个第二代生物燃料中的成本较高，但由于第二代生物燃料的原料较第一代的玉米原料成本大为减少，所以，未来几年有望解决成本的平衡问题。
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7楼2008-11-25 21:59:34
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xjp13

金虫 (正式写手)
据记者了解，截至2008年8月，全球有超过40个纤维素乙醇示范项目。国内至少有三个非粮食乙醇项目已经进入示范阶段。我国的非粮食乙醇燃料技术，已经由理论探讨和技术研究转向实际运作，由纸上的设想迈向现实。



这三个项目中，第一个是已经在2006年投料试车成功的中粮集团黑龙江年产500吨纤维素乙醇试验装置，设计原料为玉米秸秆，是世界上首次将连续气爆技术用于纤维素制乙醇的装置。第二个是河南天冠集团在2007年10月投产的纤维素乙醇项目，是我国第一条年产3000吨的纤维素乙醇生产线。此外，华东理工大学以木屑、稻壳为原料的600万吨“纤维素废弃物制取乙醇技术”项目在上海奉贤也已经试验成功，目前正准备更大规模试生产。
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8楼2008-11-27 20:01:18
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zyd0116

银虫 (初入文坛)
糖化技术是产业化关键！！！
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9楼2008-11-28 15:24:10
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hilaryyyy

银虫 (小有名气)
谢谢大家积极参与讨论，继续啊！！！
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二十一世纪什么最贵，人才！
10楼2008-12-03 10:56:11
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