秸稈資源生態(tài)高值化關(guān)鍵過程的基礎(chǔ)研究

1、工程名稱： 秸稈資源生態(tài)高值化關(guān)鍵過程的根底爭辯首席科學(xué)家：起止年限：陳洪章 中國科學(xué)院過程工程爭辯所中國科學(xué)院一、爭辯內(nèi)容和課題設(shè)置后三年主題路線仍為秸稈組分分別-纖維素酶解發(fā)酵與熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的有機整合的爭辯主線。主要爭辯內(nèi)容為：1、秸稈組分分別機制及其過程、方法的爭辯組分分別”“分級轉(zhuǎn)化”“產(chǎn)品集成”，歸納出木質(zhì)纖維素“組分分別”普適規(guī)律；從木質(zhì)纖維素組分性質(zhì)入手，爭辯組分性質(zhì)與纖維素酶解之間的關(guān)系，爭辯開粉酶解水平；干個萬噸級的、經(jīng)濟穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的、具有顯示度秸稈產(chǎn)業(yè)；關(guān)注秸稈其他組分在秸稈轉(zhuǎn)化過程的作用及其和開發(fā)利用，如細(xì)胞壁蛋白、灰益。2、纖維素酶解過程超分子構(gòu)造變化與高效纖維素生物基因構(gòu)

2、建技術(shù)從多方面開展微生物及其纖維素降解酶類對秸稈纖維素的降解作用等的研 究。除此之外，在現(xiàn)有爭辯工作的根底上，擴展原立項爭辯內(nèi)容：爭辯利用，突破秸稈等自然木質(zhì)纖維難被降解的瓶頸；爭辯，以進一步提高酵母菌工程菌轉(zhuǎn)化與利用半纖維素或秸稈水解液的力量。3、秸稈分級轉(zhuǎn)化反響過程的工程規(guī)律構(gòu)造物料反響過程以及簡單系統(tǒng)跨尺度的過程工程根底：工程水平對微生物基因分子、代謝網(wǎng)絡(luò)的影響；同步糖化發(fā)酵耦合過程及代謝調(diào)控規(guī)律，提高纖維素酶效率和酒精、微生物油脂的發(fā)酵效率，降低纖維素發(fā)酵本錢；爭辯秸稈纖維素高濃度發(fā)酵分別耦合過程中特有生物反響非線性動力學(xué)特性與集成，高濃度固相酶解-液相發(fā)酵分別一體化過程的驗證；爭辯秸

3、稈發(fā)酵剩余物定向轉(zhuǎn)化途徑；法，以及分別的秸稈半纖維素構(gòu)造與功能之間的關(guān)系。目標(biāo)、爭辯內(nèi)容、局部課題的名稱等作適當(dāng)調(diào)整。課題一、秸稈組分分別機制及其方法的爭辯主要爭辯內(nèi)容：間的交互作用關(guān)系，確定不同秸稈最正確汽爆條件的和半纖維素分別條件；相關(guān)基因。表達細(xì)胞壁活性蛋白，探究高效酶解工藝；離子液體、再生酸堿體系等對不同秸稈分別效果，離子液體、再生酸堿體系等溶劑狀態(tài)下反響特征及其組分間的交互作用。爭辯目標(biāo)：分分別理論體系，建立汽爆分別的系統(tǒng)模型說明秸稈壁蛋白促進纖維素酶解得機制；生疏不同溶劑分別過程中組分界面分別過程和官能團轉(zhuǎn)化機制；課題擔(dān)當(dāng)單位：中國科學(xué)院過程工程爭辯所課題負(fù)責(zé)人：陳洪章爭辯員課題二

4、、秸稈纖維素酶解過程分子構(gòu)造變化與高效降解纖維素生物基因構(gòu)建主要爭辯內(nèi)容：結(jié)晶區(qū)的破壞，提出纖維素酶解的作用機制；基、催化纖維解聚、破壞結(jié)晶區(qū)構(gòu)造形成短纖維，即無定形化的反響機理和與纖維水解酶類協(xié)同作用的條件,并研制適于上述兩類酶協(xié)同作用的型生化反響器,以大幅度提高纖維素的酶解效率；飾種類，及其在微生物中的表達；維素酶產(chǎn)酶菌株的酶系組成，提高酶系的比活力和降解效率；木素相關(guān)酶學(xué)爭辯，提醒木素降解機制；或秸稈水解液的力量。爭辯目標(biāo)：子定向進化等改造基因重組菌奠定理論根底；在纖維素、木質(zhì)素酶解機理方面提出有創(chuàng)性的理論；經(jīng)過人工進化得到較高性能的人工酶；得到酶系優(yōu)化、降解效率高的5-8株的纖維素生物

5、基因工程重組菌株，乙醇發(fā)酵工程菌株的構(gòu)建取得進展；課題擔(dān)當(dāng)單位：山東大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：陳冠軍教授主要爭辯內(nèi)容：mRNA等的變化過程，分析誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的構(gòu)造、功能及其基因構(gòu)造；的影響，建立發(fā)酵模型；并爭辯其動力學(xué)以及與乙醇發(fā)酵的耦合；過程的驗證；力學(xué)；混合糖及秸稈水解液油脂發(fā)酵工藝條件的爭辯及微生物油脂合成代謝調(diào)控的分子機制及調(diào)控策略的爭辯。爭辯目標(biāo)：利用課題2構(gòu)建的纖維素酶基因工程重組菌，探究出適用于純種發(fā)酵的固其放大規(guī)律，為秸稈纖維素酶解發(fā)酵奠定工程根底；說明外界周期刺激對于微生物的代謝在蛋白質(zhì)組成和基因水平的影響及信息傳遞在生物反響過程中的作用機制；總結(jié)出瘤胃微生物發(fā)酵纖維素類原料過程中基質(zhì)構(gòu)

6、造變化規(guī)律；產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。主要爭辯內(nèi)容：進一步加強對這些轉(zhuǎn)化工藝中分子構(gòu)造定向重構(gòu)機理的爭辯，如承受在線分析技術(shù)，深入爭辯生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化及定向催化轉(zhuǎn)化成高值化學(xué)品的機理；對秸稈能源化關(guān)鍵設(shè)備放大規(guī)律的進展?fàn)庌q，使自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)有用化。同時，開展熱解液提質(zhì)和改性利用方面的爭辯；爭辯目標(biāo)：爭辯秸稈發(fā)酵剩余物熱解轉(zhuǎn)化的分子構(gòu)造變化，實現(xiàn)簡單固體物料-秸稈的分級轉(zhuǎn)化；路線到達較高的能源轉(zhuǎn)化率。課題負(fù)責(zé)人：姚建中爭辯員主要爭辯內(nèi)容：摸索液化條件；特征；確定半纖維素的最正確分別方法和工藝路線。爭辯目標(biāo)：確定高活性木質(zhì)素的構(gòu)造以及木質(zhì)素-酚聚合物的構(gòu)造特征等，實現(xiàn)木質(zhì)素酚醛樹脂的合成。并對產(chǎn)品進展表征；利用奠

7、定根底。課題六：秸稈資源生態(tài)高值化的系統(tǒng)構(gòu)建及根底數(shù)據(jù)庫主要爭辯內(nèi)容：過程的數(shù)學(xué)模型；秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈并進展仿真模擬。工業(yè)園設(shè)計。爭辯目標(biāo)：集成數(shù)學(xué)模型，形成模擬集成計算方法；態(tài)工業(yè)園區(qū)方案或可行性報告。課題擔(dān)當(dāng)單位：清華大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：王副教授二、爭辯目標(biāo)一、總體目標(biāo)秸稈產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的形成與進展。預(yù)期總體目標(biāo)具體為:“組分分別、分級轉(zhuǎn)化”普適規(guī)律；說明纖維素酶解作用機制，構(gòu)建出高效纖維素酶；提醒秸稈分級轉(zhuǎn)化過程中型固態(tài)發(fā)酵、熱解轉(zhuǎn)化的工程根底；提出符合我國國情的具有指導(dǎo)性的秸稈生態(tài)高值化系統(tǒng)模型；家群體。二、后三年目標(biāo)完善秸稈組分分別過程和轉(zhuǎn)化機制，進一步深入爭辯秸稈轉(zhuǎn)化利用爭辯的三個共性關(guān)鍵問題：“組分分別”“分級轉(zhuǎn)化”“產(chǎn)品集成”，在此根底上：a)歸納出木質(zhì)纖維素“組分分別”普適規(guī)律；b)建立秸稈清潔經(jīng)濟、系統(tǒng)的組分分別方法，形成秸稈分級轉(zhuǎn)化的框架體系；c)以秸稈乙醇、微生物油脂和生物油為重點產(chǎn)品，探究出秸稈生態(tài)高