❶ 生物柴油
生物柴油(Biodiesel)是由油酸、亚油酸等长链饱和或不饱和脂肪酸,同甲醇或乙醇形成的脂肪酸甲酯(fatty acid methyl esters,FAMEs)或脂肪酸乙酯(fatty acid ethyl esters,FAEEs)类化合物。
许多微生物,如酵母、霉菌和藻类等,在一定条件下能将碳水化合物转化为油脂贮存在菌体内,称为微生物油脂。大部分微生物油的脂肪酸组成和一般植物油相近,以C16和C18系脂肪酸,如油酸、棕榈酸、亚油酸和硬脂酸为主,因此微生物油脂可替代植物油脂生产生物柴油,随着工业生物技术的发展,微生物油脂发酵从原料到过程都不断取得新进展,美国国家可再生能源实验室指出:微生物油脂发酵可能是生物柴油产业的重要研究方向。
秸秆是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源,可以再生。玉米秸秆约占农作物秸秆的50%,富含纤维素、半纤维素、木质素等,可通过微生物发酵生产脂肪酸、烃类物质及其衍生物即生物柴油。这一技术的突破,将从根本上解决玉米秸秆综合利用问题,对缓解我国目前石油资源紧缺局面,减少废料对环境的污染,实现资源优化和再生具有非常重要的意义。
木霉菌能够产生多种水解酶,促进木质纤维素的降解。如:β-1,4 葡聚糖酶,使纤维素的内糖苷键断裂;木聚糖酶,分解秸秆中与纤维素连接的半纤维素,使得纤维素暴露出来与纤维素酶接触;木质素降解酶类,能有效降解木质素;已有研究发现一些木霉菌菌丝体内的油脂含量较高,因此利用秸秆发酵木霉菌获取油脂具有应用潜力。
木霉利用秸秆生产油脂的主要过程如下:天然产物→纤维素→葡萄糖→丙酮酸→乙酰CoA→脂肪酸合成→通过碳链延长和去饱和生成多不饱和脂肪酸→通过缩合形成微生物油脂(王雪等,2011)。多不饱和脂肪酸的生物合成是以饱和脂肪酸-硬脂酸为底物,经碳链延长和脱饱和两个反应而来,它们分别由相应的膜结合延长酶和脱饱和酶所催化,链延长供体是丙二酸单酰CoA,由乙酰CoA羧化酶催化,该酶是第一个限速酶,由多个亚基组成的复合物,以生物素为辅基。该酶结构中有多个活性位点,如乙酰CoA结合位点、ATP结合位点、生物素结合位点等,因此该酶能被乙酰CoA、ATP和生物素所激活。ADP是该酶ATP的竞争性抑制剂,抗生物素蛋白可作用于生物素而抑制该酶的活性,丙二酸单酰CoA起反馈抑制作用。另外,丙酮酸盐对该酶有轻微激活作用。脱饱和体系由微粒体膜结合的细胞色素b5、NADH、细胞色素b5、还原酶和末端脱饱和酶组成,整个合成途径在油酸和亚油酸处各有一个分支点,从而产生了ω-3,ω-6及ω-9共3个系列的多不饱和脂肪酸。
木霉菌的许多种属已经被用来研究脂类物质的产生,木霉所能产生的脂肪酸种类主要为C16饱和脂肪酸,C18单不饱和脂肪酸和C18多不饱和脂肪酸等。木霉不仅能够利用五碳糖,而且能够利用六碳糖合成微生物油脂。Leobardo(1992),Ballance(1961),Brown(1998),Ruiz(2007)等分别研究了 T.viride,T.harzianum,T.reesei和长枝木霉(T.longibrachiatum)菌丝内的油脂含量,发现木霉菌丝中的油脂含量最高可达32%。1980年Betina和Koman对提取的绿色木霉菌丝内油脂成分进行分析发现,所提取物质的主要成分为三酰甘油,还有一些磷脂(鞘磷脂、磷脂乙醇胺和磷脂酰胆碱),对脂肪酸种类进行分析发现C16和C18占到了总成分的42%和32.5%,与植物油的成分十分相似,因此可替代植物油脂生产生物柴油。
王雪等(2012)通过尼罗红染色对木霉菌株的产油能力进行了初筛,共从52株木霉菌株中筛选出了包括橘绿木霉(T.citrinoviride)ACCC30152,T.harzianumQ2-37,卵孢木霉(T.ovalisporum)ACCC31640,黄绿木霉(T.aureoviride)T1-1,T.harzianumT8-118,T.aureovirideTA,拟康宁木霉(T.pseudokongningi)TP,钩状木霉(T.hamatum)TG,盖姆斯木霉(T.gamsii)TK7A,T.virideACCC30594等11株,在575nm激发光下菌丝内部能够观察到大量发出橘红色荧光的油脂颗粒的木霉菌株。
将上述11 株菌株PDA培养基液体发酵后,采用酸热法提取油脂,其中以棘孢木霉T1-1每升发酵物所能获得的油脂量最多,为1.062g油脂/L发酵液(表16.1);在以玉米秸秆和麦麸粉为主要成分的固体培养条件下,哈茨木霉Q2-37菌株在30℃条件下发酵8 d,油脂产量可达37.3g油脂/kg干物料。对产生的代谢物成分用气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)进行分析,共检测到14种烷烃类物质,其中有9种为C9-C18的链烃,与化石柴油的主要成分相同。
表16.1 液体培养条件下木霉菌的产油能力测定结果*
*实验结果为三个重复取平均值加减标准差,排列顺序为按照油脂提取量从高到低排列。
木霉的油脂多包含在较坚韧的细胞壁中,有一部分甚至与蛋白质或糖类结合,难以分离,因此提油前应对干燥菌体进行预处理,一般采取烘干磨碎的方法,然后利用酸热法提取油脂。该方法主要是利用盐酸对细胞壁中糖及蛋白质等成分的作用,使原来结构紧密的细胞壁变得疏松,再经沸水浴及速冻处理,使细胞壁进一步被破坏,有机溶剂可有效地浸提出细胞中的油脂,提取效果与SCF-CO2法相近(李植峰等,2001)。
陈凯等(2009)研究发现,木霉不仅可以产生能够生产生物柴油的油脂类物质,还可以产生与化石石油结构相类似的烃类物质。对以麸皮为主要基质的培养基上的绿色木霉LTR-2菌丝内的脂类物质进行提取和气相色谱分析,共检测到了57种成分,所提取化学物质中9~18个碳原子的链烷、环烷或芳烃的含量占总量的24.28%,而化石柴油中的烃类成分主要为C9-C18的链烃、脂环烃、芳香烃等。通过对比分析可以发现,木霉油脂的成分与化石柴油相近,可以用于代替化石柴油作为能源物质。
❷ 生物制造产业包括哪些
(一)生物医药领域。重点发展预防和诊断严重威胁我国人民群众生命健康的重大传染病的新型疫苗和诊断试剂。积极研发对治疗常见病和重大疾病具有显着疗效的生物技术药物、小分子药物和现代中药。加快发展生物医学材料、组织工程和人工器官、临床诊断治疗康复设备。推进生物医药研发外包。
(二)生物农业领域。重点发展优质、高产、高效、多抗的农业、林业新品种和野生动植物繁育种源。大力发展生物农药、生物饲料及饲料添加剂、生物肥料、植物生长调节剂、动物疫苗、诊断试剂、现代兽用中药、生物兽药、生物渔药、微生物全降解农用薄膜等绿色农用生物制品,推进动植物生物反应器的产业化开发,促进高效绿色农业的发展。开发具有抗病和促进生长功能的微生物药品及其他生物制剂,保护和改善水域生态环境,发展健康养殖。
(三)生物能源领域。加快培育速生、高含油、高热值、高产专用能源植物品种,合理利用荒山荒地,推进规模化、基地化种植;积极开展以甜高粱、薯类、小桐子、黄连木、光皮树、文冠果以及植物纤维等非粮食作物为原料的液体燃料生产试点,推动生物柴油、集中式生物燃气、生物质发电、生物质致密成型燃料等生物能源的发展。
(四)生物制造领域。加快推进生物基高分子新材料、生物基绿色
化学品、糖工程产品规模化发展。支持农产品精深加工和食品生物制造技术、装备、工艺流程的研发及规模化生产。开发新型酶制剂,发展生物漂白、生物制浆、生物制革和生物脱硫等清洁生产工艺,加快生物制造技术推广应用,降低物耗、能耗和污染。
(五)生物环保领域。重点发展高性能水处理絮凝剂、混凝剂、杀菌剂及生物填料等生物技术产品,鼓励废水处理、垃圾处理、生态修复生物技术产品的研究和产业化。支持荒漠化防治、盐碱地治理、水域生态修复、抗重金属污染、超富集植物等新产品的生产和使用。
❸ 生物能源属于什么国标行业
生物能源属于中国国家标准行业编码中的C19行业,即“制造业氏郑中的非金属矿物制品业”。这个行业主要涉及到生物质能源的开发、生产和应用,包括生物质发电、生物质热能利用、生物质液体燃料指锋生产等方面。
在中国,生物质能源被认为是一种可再生能源,可以替代传统的化石燃料,减少对环境的污染,缓解能源供需矛盾。因此,生物能源产业在近年来得到了政策和资金的大力支持,成为了一个快速发展的新兴产业。
具体来说,生物能源行业的主要产品包括以下几个方面:
总的来说,生物能源行业的发展前景广阔,是一个值得关注和投资的新兴产业。
❹ 生物柴油在中国的市场怎么样
——预见2022:《2022年中国生物柴油行业全景图谱》(附市场规模、竞争格局和发展前景等)
生物柴油行业主要上市公司:卓越新能(688196.SH);嘉澳环保(603822.SH);海新能科(300072.SZ);隆海生物(836344.OC);ST大地生(833662.OC)
本文核心数据:中国生物柴油行业产能;中国生物柴油行业产量;中国生物柴油行业市场规模;中国生物柴油行业市场份额
行业概况
1、定义:生物柴油通常指由植物油、动物油或废弃油脂制成的脂肪酸甲酯或乙酯
生物柴油通常指由植物油、动物油或废弃油脂(俗称“地沟油”)与甲醇或乙醇反应形成的脂肪酸甲酯或乙酯,也称BD100生物液渗掘柴油,具有十六烷值高、低硫、无芳烃等特点,可作为车用柴油调和组分,是国际公认的可再生清洁燃料。
按生产原料,可分为以植物油脂、废弃油油脂和微生物油脂制成的生物柴油。其中,以植物油脂制成的生物柴油可分为棕榈油甲酯、豆油甲酯、菜油甲酯;以废弃油油脂制成的生物柴油可分为动物油脂甲酯和废弃食用油甲酯(UCOME)。
2、产业链剖析:产业链企业数量不多
生物柴油行业上游的市场参与者是生物柴油生产原材料的提供方,在我国主要为地沟油、酸化油等废油脂收集行业,包括各类原料油、甲醇、生产仪器设备等;中游主体是生物柴油的生产制造企业,负责生物柴油的研发、生产和装配;下游为生物柴油的终端应用,包括工业燃料、交通燃料、工业溶剂、工业润滑油、生物酯增塑剂、工业甘油等。
我国生物柴油产业的上游企业包括餐馆、酒店、养猪场和甲醇企业等,其中甲醇企业主要有新奥股份、淮北矿业、宝丰能源、开滦股份、金牛化工、陕西黑猫等。中游生物柴油生产制造企业包括卓越新能、嘉澳环保、隆海生物、海新能科(原三聚环保)、恒润高科、大地生物、河北金谷、唐山金利海、碧美新能源等。下游燃料油企喊卖业包括荣盛石化、华锦股份、石大胜华、博汇股份、国际实业等,增塑剂企业包括元利科技和榕泰实业等。
行业发展历程:生物柴油产业格局初步构建
我国生物柴油研发、生产始于21世纪初,经过20年发展,在自主创新技术的引领下,初步构建起了生物柴油的产业格局,在生产技术、产品质量、技术指标等方面已经可以比肩国际先进水平。
行业政策背景:政策推动生物柴油行业健康有序发展
生物柴油行业是一种重要的清洁能源,行业发展方向通常跟随可闹核再生能源以及生物经济发展规划的变化而调整。近年来,政府各部门发布了一系列的政策法规以推动国内生物柴油健康、有序的发展,相关的政策法规及主要内容如下表所示:
行业发展现状
1、中国生物柴油行业参与者规模较小
数据显示,2010-2021年期间,中国生物柴油行业的生产企业在40-50家之间。2013-2015年,全国生物柴油企业数量最多,达53家,但据美国农业部对外农业服务局发布的数据,当时国内许多大型生产商都处于闲置状态;截至2021年底,我国在运营的生物柴油企业数量约44家。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国生物柴油行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。