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木质纤维素 林业和农业废弃物 化学组成: 纤维素 半纤维素 木质素 提取物 木材细胞壁：纤维素、半纤维素和木质素 生物技术涵盖内容 微生物技术 酶的制备与修饰 生物反应：生物降解、生物转化 产物分离提纯 基因重组菌株 降解产品 纤维素、半纤维素： 低聚糖 单糖 糖醇 乙醇 乙烯 膳食纤维 食品饮品的添加剂和增稠剂 药品 中国的燃料乙醇 汽油乙醇燃料（Gasohol）：汽油90%，乙醇10% 国家计委2001年起在全国逐步推广 原料：陈粮为主 木质纤维素：潜在的原料 关键技术 蒸汽爆破或其它预处理技术 纤维素酶的制备 纤维素、半纤维素的酶水解 戊糖、己糖同步转化成为乙醇 蒸馏 脱水 中试生产线 中试结果 处理木质纤维原料：5 t/d 6-7 t木质纤维原料生产1 t乙醇和1 t木质素 乙醇成本： 4,000 元/t 技术可行 有待解决的问题 纤维素酶制备：酶的活力，产率 乙醇转化：氧气需求，转基因工程菌 木质素：大规模工业利用 生产线的工业放大 能源植物的大面积种植 低聚木糖 生理功效 肠道双歧杆菌的高选择性增殖 提高免疫力 促进营养物质和钙、铁的吸收 抑制有害菌的生长 降低血清胆固醇 防止便秘 低聚木糖制造技术 低聚木糖作为饲料添加剂的应用试验 江苏省农林厅饲料站、南京农业大学动物科技学院组织 试验动物：蛋鸡、肉鸡、蛋鸭、肉鸭、仔猪、育肥猪 产量： 显著增长 抗生素： 减少35-60% 养殖毛利润： 提高 18-25% 购买1元低聚木糖产品，可增加毛利润3-5元。 市场前景 我国现有家禽（以鸡为主）60亿只，猪6亿只 5%使用低聚木糖 每年需低聚木糖：2.6亿元 每年增加养殖毛利润：8-13亿元 反刍动物（牛、羊）、水产养殖的试验正在进行 纸浆漂白 去除残余木质素 化学漂白：氯气、次氯酸盐 对环境的危害：有机氯化合物 酶预处理 去除木聚糖、己烯糖醛酸 减少氯的用量 减少对环境的影响 节省化学药品 改善打浆性能 关键技术 高活力木聚糖酶制备：含很低的纤维素酶活力 调控技术： 碳源 氮源 梯度pH和温度控制 进料方式 结果 氯气用量：减少 50-60% 纸浆白度：改善 纸浆打浆性能：改善 纸浆强度：基本上不影响 漂白成本：基本上不增加 原浆 Cl2 洗涤 NaOH H2O2 洗涤 CaClO2 洗涤 漂白桨 酶预处理 酶制备 酶预处理及漂白工艺 * * 生物产业与生物技术 南京林业大学 余世袁 2005-11 生物经济、生物产业 农业 林业 动物 微生物 生物质 能源 食品 饲料 药品 日用工业品 环境 光合作用 光子 CO2 光反应 暗反应 6-磷酸-果糖 提取物 木质素 半纤维素 纤维素 H2O o----o ----o ----o ----o ----o ----o ----o Enzyme o----o ----o ----o ----o ----o ----o ----o 纤维素：生物合成与生物降解 Enzyme Glucose β-1’4- linkage 木质素： 表面活性剂 分散剂 减水剂 油田各种用剂 燃料乙醇： 应对石油危机的一种新能源 纤维素、半纤维素 单糖 乙醇 低聚木糖： 更健康的食品 更安全的饲料 更高的利润 木聚糖 低聚木糖 （DP=2-10） 木糖 x ( C5H10O5)n Flowchart of 300t/a production line 生产线 动物 保健 饲料 添加剂 生物漂白： 保护环境 提高质量 经济可行 木质素 木聚糖 * * * *