秸秆半纤维素水解液发酵丁醇及木质素纤维素综合利用技术与产业化
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：丁醇作为燃料具有良好水不溶性、低蒸汽压、高热比等特点，能够与汽油达到更高的混合比，能量密度接近汽油，更适合在现有的燃料供应和分销系统中使用，被认为是比燃料乙醇更具有广泛应用前景的第三代生物燃料。同时，生物丁醇还具有显著的环保效益，可减少石油精炼过程中温室气体的排放。以粮食为原料生产生物燃料不仅不能满足社会需求，而且会危及粮食安全。另外，由于成本因素，发酵原料对丁醇的价格起着决定性影响。项目首次建成秸秆半纤维素发酵丁醇及多联产的中试生产线；研制出以减压蒸馏、离子交换、电渗析等为主导的秸秆半纤维素水解液精制分离新工艺；为秸秆发酵燃料丁醇工业化生产提供了一条新的技术路线。
专利和进展情况：该项目已建立了年产600吨秸秆酸水解木糖发酵燃料丁醇产业化示范工程。为秸秆酸水解木糖发酵5万吨级丁醇工业生产提供了工业化规模放大参数。申请中国发明专利29项，获中国授权发明专利9项。
带有原位分离的新型丁二酸发酵过程
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
项目来源：中国科学院知识创新项目
概况：发酵工程产品特点是量大面广，在我国国民经济发展中占有重要地位。用微生物发酵生产丁二酸遇到的一个难题是代谢产物的反馈抑制，其现象是代谢产物的浓度达到一定范围后，目标产物不再增加，而杂质则大量增加，导致发酵产率无法提高，大量杂质还会干扰后续的分离。采用反应和分离耦合的过程工程策略消除或较少产物对发酵过程的反馈抑制，实现新型工业化学品丁二酸的发酵工艺。如本技术产业化获得成功，将提高我国在此领域的国际竞争力。
专利情况：对耦合工艺中装置、工程菌株等申请了相关的专利。
秸秆酶解发酵燃料乙醇新技术及其产业化示范工程
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
项目来源：中国科学院知识创新工程重要方向性项目
概况：作为自然生态循环的大宗中间产物，如能把秸秆从环境的污染源变成生态工业的宝贵原料，无疑具有重大的经济、社会和生态效益。本所开发的秸秆酶解发酵燃料乙醇新技术及其产业化示范工程项目创新性强，创建了具有自主知识产权的不添加酸碱的秸秆汽爆新技术、气相双动态固态发酵新技术和秸秆固相酶解同步发酵－分离耦合新技术。所建成的年产 3000 吨秸秆发酵生产燃料乙醇产业化示范工程具有集成和配套的特点，产品具有市场竞争力，为秸秆酶解发酵燃料乙醇工业化生产提供了一条符合我国国情的生产技术路线。该项目对发展我国可再生能源和贯彻可持续发展战略具有重要的意义，是循环经济的重要内容，市场前景良好。
专利和实际应用情况：在项目执行过程中，申请专利25项，其中申请美国发明专利1项，获中国授权发明专利15项。在山东建立了年产3000吨秸秆酶解发酵燃料乙醇产业化示范工程。
甜高粱发酵燃料乙醇成套技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期
项目来源：国家星火科技项目
概况：甜高粱茎秆汁液含量高达50-70%，含糖量可达12-22%。特别是甜高粱还具有抗旱、耐涝、耐盐碱、易栽培、方便利用、适应性广等优点，可以作为饲用作物又可为能量作物，与淀粉质原料作物比较，在生产燃料乙醇的生产成本上具有明显的优势。本项目的甜高粱燃料乙醇发酵可以采用固态和液态发酵两种工艺路线：甜高粱液态乙醇发酵工艺采用糖汁原料乙醇发酵的传统工艺；固态乙醇发酵工艺路线克服了甜高粱汁难以保藏和液态发酵周期性强的缺点，茎秆采用干法保藏，经过粉碎后进行固态发酵，并与乙醇气提分离工艺相结合实现甜高粱燃料乙醇的生产，乙醇发酵后得到的酒糟同样可转化为蛋白饲料。
进展情况：该项目已完成中试，正在进行产业化推广开发。
纤维素均相反应合成醋酸纤维素酯清洁工艺与集成技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
项目来源：国家自然科学基金项目、自主开发项目
概况：醋酸纤维素是纤维素中的羟基被酯化所得产品，是最重要的商业化的纤维素衍生物之一，是仅次于粘胶纤维的第二大品种。主要用于制备醋酸纤维过滤膜、香烟过滤嘴、各种膜材料（如液晶膜）、醋酸纤维素纤维、电绝缘材料和涂料等，应用领域非常广泛。中科院过程所开发了以离子液体为介质的纤维素均相功能化新工艺，在无任何外加催化剂的条件下，只以醋酸酐为酰化剂，在温和的反应条件下(常压下，＜100 oC，反应时间几十分钟)，一步即可合成出不同取代度的醋酸纤维素。反应后的离子液体溶剂可有效回收并循环使用。整个工艺简单，生产成本低，使用的化学物质少，能耗低，对环境无污染。
专利情况：本项目已经申请中国发明专利三项。
秸秆汽爆变性新技术与生态板生态肥产业化示范工程
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期
概况：目前国内生产各种密度板，多以胶或树脂为黏合剂，甲醛含量过高，危害人体健康。该项目采用“爆”的方法，利用秸秆在高温高压的蒸气中自然产生的各种低聚糖和糠醛、酚等天然黏合剂，并解决了防回潮变形、防腐等关键技术，不添加任何黏合剂就生产出了可完全降解的装饰板。用同样的方法生产出含有腐植酸的生态复合肥，全部生产过程没有三废排放，实现了对作物秸秆的全利用。该项目目前已建立了年产2万立方米的秸秆生态板和5000吨/年秸秆生态肥的产业化示范工程，开辟了秸秆清洁利用的新途径，开发出农业秸秆资源利用的新领域，有利于改善人类生存环境质量和人类健康水平，对农业现代化的可持续发展和“三农”问题的有效解决具有重要意义。
专利和进展情况： 4项发明专利获得授权
罗布麻汽爆脱胶及其综合利用技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期
项目来源：企业委托开发合作
概况：罗布麻市场国内外的供求极不平衡，求远远大于供，市场的容量极大，同时，本项目中罗布麻的衍生产品多，深度开发潜力更大。但是由于罗布麻含有胶质过多，使加工成可纺纤维增加了很大的技术难度。本项目创建了无污染汽爆新技术，建立了清洁的罗布麻脱胶方法，避免了化学方法的污染，同时也克服了酶法成本高、脱胶率低的缺点；同时实现了罗布麻组分的分层多级利用，创立了经济合理的罗布麻综合利用新工艺。该项目建立了罗布麻纤维清洁脱胶，联产黄酮类化合物、低聚木糖和罗布麻杆制备生态板材生态产业链。
专利情况：已申请7项专利。
耐盐碱产烃植物种植及加工
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：中国石油资源安全已经严重影响社会经济发展和国家安全，生物能源将成为保证我国能源安全的重要途径之一。我国有大量的不宜耕种的盐碱地、荒坡、戈壁和沙漠，可以作为石油植物等能源植物种植的土地约有数亿公顷。因此，有能源专家预测石油植物的开发将成为解决未来能源问题的有效新途径之一。中科院过程所采用分子标记、基因转接、诱变等手段和技术，以生物量、烷烃产量、烷烃组成等为指标进行新品种选育，筛选耐盐碱、生长迅速、石油组分含量高、品质好的产烷烃石油植物品种；采用生物技术进行种苗快速繁育和人工繁殖，形成适于规模化种植的技术。建立移动式新鲜原料榨汁获取和收集，烃类物质提取、分离、分级，长链烷烃的化学和生物裂解。
木质纤维素工业生物质废物资源化利用成套技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
项目来源：国家863目标导向课题的支持
概况：我国每年产生包括白酒糟、醋糟、甘蔗渣、稻壳、中药渣、木材加工废料等木质纤维素工业生物质废物近2.0亿吨，目前除稻壳、木材废料等含水较低的原料得到了较有效的资源化利用外（气化、燃烧），对于高含水、甚至含酸碱的其他废物仍缺乏有效的利用技术。项目组建立了利用糟渣生产高活性碳材料及生物质燃气的成套技术，获得了国家863目标导向课题的支持，经过系统的基础研究，优化建立了技术工艺，设计了白酒糟处理量2.0t/h的中试流程，与酿酒类、化工类公司合作，目前正在建立中试装置，预计将在2010年初基本完成中试装置建设，2010年5月以前实现装置连续运行。基于该中试研究成果将开展技术放大，实施10万吨级白酒糟资源化利用技术示范。
专利和实际应用情况：项目技术的产权的70%属于过程工程研究所，可根据产品需要灵活选择工艺（活化或气化），并推广应用于低含水生物质（如稻壳、木屑）。目前的合作企业已经制定了共同开展技术示范的计划.
生物残渣固态发酵生产生物药肥
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：我国是一个农业大国，每年有10 亿吨左右的农业废弃物产生，过量的农业废弃物以及果蔬加工过程产生的残渣，已经造成严重的环境污染和资源浪费，生物残渣的资源化利用一直是我国可持续发展战略的需要。中科院过程所对果蔬残渣、芦笋下脚料、芦笋渣以及海带渣等生物残渣进行了研究，发现其中含有大量的氨基酸、蛋白质、维生素以及矿物元素等，可满足苏云金芽孢杆菌的生长，应用于发酵苏云金芽孢杆菌，具有成本低廉、工艺简单等优势，利于苏云金芽孢杆菌制剂的大量生产与应用。壳寡糖独特的调节植物代谢、提高植物抗病虫害以及改善作物品质等优良特性，联合固态发酵所得Bt杀虫剂可起到杀虫、肥效一体化功效。
进展情况：已基本完成实验室研究，可进行中试和产业化开发。
新型生物柴油集成与髙值化技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：世界范围内柴油的供应量严重不足，给生物柴油留下广阔的发展空间。生物柴油是由植物油、动物脂肪以及食用废弃油等为原料，经过酯基转移作用得到的脂肪酸酯类物质作为一种可再生的清洁能源，是当前最受关注的生物质能源之一。中科院过程所针对传统碱催化工艺存在反应时间长、反应温度高、转化率低的缺陷，选择文棉籽油等不同的原料，研究了反应体系中的传质规律、反应过程的调控、反应及分离的系统集成等，建立了高效的生物柴油生产技术体系。该工艺适用于多种植物油脂的转化，工艺简单、连续、高效，反应速度快，能耗低，在常温下，30分钟的转化率达96%以上，生产工艺绿色无污染。此外，还建立了脂肪酸酯制备绿色增塑剂等技术。
专利和进展情况：申请相关专利1项，完成实验室研究，可进行中试和产业化开发。
有机废弃物发酵沼气技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期
项目来源：中科院知识创新工程项目
概况：沼气技术的推广应用成为解决当前能源和环境问题的重要出路。粪便、秸秆等有机废弃物原料规模化沼气发酵不仅拥有农村沼气建设的技术基础，同时在政府大力推动新农村建设，发展循环经济相应政策支持的下，其废物资源化利用和多能源产品的输出所带来的技术和经济上的优势无疑也是其推广应用的核心驱动，其发展具有广阔的应用市场、重大的经济和社会效益。中科院过程所建立了有机废弃物特别是纤维类有机废弃物沼气发酵成套技术，底物降解率提高30%，发酵周期缩短到40%，沼气产率达到300 m3/t左右。
生物质综合利用 中国科学院过程工程研究所
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