【6A文】工业生物技术研究现状及发展趋势.ppt

《【6A文】工业生物技术研究现状及发展趋势.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、工业生物技术的研究现状与发展趋势生物工程（技术）是指运用现代生物科学、工程学和其他基础学科的知识，按照预先的设计，对生物进行控制和改造或模拟生物及其功能，用来发展商业性加工、产品生产和社会服务的新兴技术领域。基础：现代生物科学、工程学等方法：按照预先的设计，对生物进行控制和改造或模拟生物及其功能目的：发展商业性加工、产品生产和社会服务范畴：包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程五个方面，前四项是生物工程的四大支柱生物工程（技术）的定义生物生产过程生物工程（技术）的核心是建立生物生产过程细胞酶生物催化剂（游离或固定化）原料基质或培

2、养基（营养物质）预处理上游加工过程空气能量生物反应器检控系统生化反应过程产品提取副产品精制废物下游加工过程灭菌1、工业生物技术的崛起2、工业生物技术产业的主要形式3、工业生物技术发展的关键技术4、工业生物技术的未来展望主要内容◆人类活动需求的基本物质是人类文明的基础，而生物质一直是人类文明的重要物资基础。事实上，今天在地球上所发生的最大的物质和能量的循环（如C、N、O和太阳能）也是由生物加工所完成的。自然生物质资源转化阳光游牧文明食物工业文明化石原料农耕文明衣食住行人类文明演化人口资源压力1万年3千年2百年文明演化方向新文明未来生物质一直是人类

3、文明的重要物质基础。生物质资源加工利用方式的进步推动了人类文明的进步。化石资源日益匮乏:石油:50～100年煤炭:20～30年天然气:75～120年文明危机：石油战争、资源争夺资源——外交政策和国家安全人类面临着前所未有的生存与发展的危机目前地球所面临的环境危机直接或间接与化石燃料的加工和使用有关。如化石燃料燃烧后放出大量CO2、SOx、NOx等，被认为是形成局部环境污染、产生酸雨以及温室气体等环境问题的根源。联合国人口基金统计2050年地球人口将达到100亿！！！年1900210020002020205017亿人口1970（forecas

4、t）增长的极限（ClubofRome,1972）生长极限资源人均食品产量人均工业品产量人口环境污染文明冲突100亿人口61亿人口发展生物质加工产业是解决人类文明冲突的重要途径生物工程是解决人类面临危机的有效途径生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的生成过程如下CO2+H2O+太阳能--（CH2O）+O2生物质的具体种类:植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物（秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等）、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。生物质作用生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器

5、。太阳能照射到地球后，一部分转化为热能，一部分被植物吸收，转化为生物质能；由于转化为热能的太阳能能量密度很低，不容易收集，只有少量能被人类所利用，其他大部分存于大气和地球中的其他物质中；生物质通过光合作用，能够把太阳能富集起来，储存在有机物中，这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础。植物是生物质的主要种类，如木材、农作物（秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等）、杂草、藻类等是生物加工产业的基础木质纤维素的成份木质纤维素由纤维素、半纤维素、木质素和少量的可溶性固形物组成。(C6H10O5)n+nH2O→nC6H10O6纤维素　　　　　　　　　　

6、葡萄糖(C5H8O4)n+nH2O→nC5H10O5半纤维素　　　　戊糖（木糖为主）木质素是以苯丙烷及其衍生物为基本单位构成的高分子芳香族化合物，是一种酚类聚合物，起胶质的作用，将纤维素和半纤维素连接在一起。因化石资源不断枯竭、环境污染日益加剧目前化学工业的生产模式必须要进行彻底的变革，转向以生物可再生资源为原料，生物可再生能源为能源，环境友好、过程高效的新一代物质加工模式。其核心技术是工业生物技术。一、工业生物技术的新崛起1、工业生物技术是生物质资源利用的关键工业生物技术是以微生物或酶为催化剂进行物质转化，大规模生产人类所需的化学品、医药、能

7、源、材料等，是解决人类目前面临的资源、能源及环境危机的有效手段。它为医药生物技术提供下游支撑，为农业生物技术提供后加工手段。发展工业生物技术的任务，是把生命科学的发现转化为实际的产品、过程或系统，以满足社会的需要。工业生物技术不仅仅面对发酵行业，它已经开始进入包括农业化学、有机物、药物和高分子材料在内的很多领域，广泛应用于许多日常用品的生产，如洗涤剂和纺织品等，而且它的作用具有更加深远的意义2、工业生物技术的核心是生物催化生物催化剂与普通化学催化剂（通常为强酸和强碱等）相比，具有以下特点：（1）催化效率的高效性。每公斤天冬氨酸转氨酶可以催化生产

8、本身质量10万倍的天冬氨酸。（2）专一性强。酶只选择催化某种反应并获得特定的产物，所以其位点专一性、化学专一性和立体专一性强。生物催化法可高效地生产大