バイオエタノールのメリット.doc

1、二酸化炭素排出量削減，地球温暖化防止貢献事。2、燃料使用、化石燃料使用量減事。3、作成原料廃木材廃棄作成削減繋。4、利用、従来石油頼燃料消費軽減期待。問題点1、地球上耕作地全利用作、石油代代替中心的難。2、作成為、農業機械肥料、農薬必要、原料原料作成二酸化炭素排出問題点場合。3、原料使点、食料競合行問題点。1. 第1編 各種原料製造技術課題(非食料系系原料製造技術現状課題 2. 作物開発科草類資源植物評価実用化課題 ) 3. 第2編 前処理糖化技術(系高効率酵素糖化向前処理技術 4. 前処理糖化評価最適化 ) 5. 第3編 発酵技術(第2世代()効率的生産-CBP法展開 6. 清酒醸造技術活用原料発酵技術開発 ) 7. 第4編 濃縮分離技術後処理技術(省型次世代蒸留開発 8. 膜利用濃縮技術 ) 9. 第5編 課題展望(国内外導入進今後課題 10. 自動車産業燃料期待展望 1、自動車、同社緑化研究所（愛知県市黒笹）報道公開、燃料（）生産効率引上酵母菌開発発表。同社遺伝子組換技術駆使、燃料製造発酵工程重要役割担酵母菌開発。酵母菌、酵素糖化工程植物繊維分解時出来糖中、自然界酵母発酵難高効率発酵可能、酢酸発酵阻害物質強。約47g/世界発酵濃度実現。原料割合向上製造大幅低減可能。同社、製造原料前処理酵素糖化酵母発酵一貫技術開発取組、液体燃料匹敵製造目指。今後、収率向上取組、会社連携、2020年目標実用化目指。2、摘要：作为生物质燃料的原料，正在进行旨在增加产量、提高生产效率的生物燃料专用转基因作物的技术开发。2011年2月，瑞士的大型种子企业先正达公司宣布，美国农业部批准其进行能够大幅度提高生物乙醇生产效率的玉米商业化种植。为了生产生物乙醇，首先要用酶将玉米等原料中的淀粉变成糖。而该公司开发的玉米被导入了这种酶的基因，玉米从长出来那天起就含有这种酶。生物产业技术 2011年 第5期 P4-43、 种生物乙醇柴油混合燃料及其制备方法 PDF该专利涉及一种生物乙醇柴油混合燃料及其制备方法。该生物乙醇柴油混合燃料各组分体积分数如下：浓度为95的含水乙醇1020；柴油40一45；生物柴油3540；助溶剂5。按体积分数取各组分，按扣下顺序混合：先将柴油与生物柴油混合，再掺混浓度为9511含水乙醇，最后加入助溶剂，既得到所述混合燃料。该生物乙醇柴油混合燃料具有比单纯生物柴油或乙醇柴油更好的燃料性能，并兼具二者能源、环境优势。采用该方法制备的生物乙醇柴油可长时间存放且不分层，部分理化性质接近柴油，制备工艺简单，经济、能源及环保效益显着。助溶剂的使用对混合燃料的性质影4、日本开发多种酵母一步法生产纤维乙醇 PDF日本神户大学Akihiko Kondo教授带领的研究团队于2011一O724宣布，开发出一步法预处理过程，可从纤维素和木质纤维素制取生物乙醇。该过程采用离子液体可将纤维素转化成凝胶，并再采用组合有多种酵母的遗传工程酵母菌，在细胞表面上将纤维素破解成可发酵的糖类这种预处理过程在比常规水解(使用稀硫酸时为约200。C)要低的温度即i00。C下进行，并且不会产生与酸处理相关的废物问题。当将遗传工程酵母加人凝胶中时，这类酶菌就可将纤维素分解成糖类，然后再采用相同的酵母发酵而产生乙醇。在实验室试验中，神户大学研究团队已验证了遗传工程酵母菌可在离子液体存在下生存。并且这种方法可用于纤维素以及来自甘蔗加工的含木质素的甘蔗渣的处理。研究人员正在优化该过程，并寻求采用不同的离子液体以进一步降低处理温度。这种一步法过程途径预计可大大降低乙醇生产的成本。粮食与饲料工业 2011年第9期 P 3-3 5、 统合生物工艺与纤维素分解性高温菌乙醇转化的研究进展赵立峰 严金平 孙焕民 伊日布斯 昆明理工大学生命科学与技术学院 昆明650224摘要：生物乙醇是可再生的绿色能源,作为可以完全或部分替代化石能源的新型能源,近年来受到了世界各国的关注。木质纤维素作为生物乙醇的生产原料具有巨大的市场潜力,而统合生物工艺（CBP）能有效降低木质纤维素乙醇的生产成本,为纤维素乙醇的工业化生产提供了新的工艺思路。主要介绍利用高温纤维素分解菌的统合生物工艺策略以及国内外对高温纤维素分解菌代谢工程研究的最新进展。生物技术通报2011年 第8期 55-59页6、 俄欧洲生物燃料发展目标作品简介：欧洲是世界最大的生物燃料市场。据欧盟生物柴油委员会（EBB）的资料，截至2007年7月，欧盟25个成员国的生物柴油生产能力合计达到607万吨年，比前几年翻了一番。欧盟生物乙醇燃料协会的有关人士说，2006年欧盟生物乙醇产量从上年的91亿升上升到157亿升。德国、法国、瑞典和西班牙在运输用生物燃料领域领先。欧盟计划将生物燃料在燃料中的比例从2005年的1提高到2010年的5。75，2020年七升到10。石油经济学家2007年7月号 页 数：1页7、 用木材生产纸浆和生物燃料作品简介：目前，美国生物乙醇占运输工具燃料总量2，而生物柴油只占001。未来10年需要加速发展生物燃料，虽然，一年生农业废料可用作生产生物燃料，但是，林产品工业应发展速生材种用于生产生物燃料和纸浆，例如杨木和桉木等。美国木材制浆和造纸工业每年生产纸浆消耗木材约108亿t，从硫酸盐制浆蒸煮抽提液中可得到松节油和塔罗油约7亿L，用于转化成生物柴油。页 数：1页 发布日期：2010-10-268、 日本王子造纸公司利用桉树低成本生产生物乙醇摘要：日本王子造纸公司透露，通过用桉树生产生物乙醇的生产过程的开发，实现了每升80日元以下的成本。通过对纤维素糖化酶的十几次的循环使用，成功降低了成本。生物产业技术2011年 第3期 页码范围：7-8页1. 製造歴史現状生物学的調製第一次世界大戦中、溶媒産生嫌気発酵産生出発原料合成、当時合成生産理想的方法。、合成大規模生産同時、粉等炭水化物基質溶媒発酵急速発展遂、一時発酵次世界二番目大発酵工業発展。、20世紀50年代、石油工業打撃被、ABE発酵次第衰退、北米、日本徐生産停止。一方、中国、当時特殊経済政治環境、依然ABE発酵生産行幾少数国一。近年、国際原油価格激変動、石油資源再生不可能性共通認識基、発酵法ABE生産技術広範関心呼起。数年、国内11社ABE発酵企業建設、生産再開、5社設立準備中、操業開始後、国内ABE発酵生産年産100万規模達見込。属菌Clostridia溶媒産生工業菌株唯一供給源。我国穀物、類主農業生産状況踏、溶媒発酵菌種多、中国科学院微生物研究所AS 1.70、上海溶媒廠能力持新抗-2号、国内研究所工場自選抜育成、馴養行。菌種産生溶媒中3成分、比率6:3:1。第7次5年計画期間中、中国科学院上海植物生理生態研究所研究員、焦瑞身、楊蘊劉、土壌分離突然変異誘発、比率高菌株EA 2018得、溶媒中3成分、比率7:2:1、変換率伝統的菌株比5%高。2. 現在製造中直面問題上述、石油化学工業急速発展、石油系激競争直面、ABE発酵製品経済面不利立場置。発酵経済競争力失至主原因、1）発酵用炭素源高。2）発酵液中濃度低。3）発酵過程選択性高、。以下、問題分述。2.1食糧原料高伝統的発酵法生産、主、溶媒連続発酵、産物及副産物蒸留法分離抽出、生産過程環境保護措置含。現在、中国国内嫌気発酵生産製造主原料、穀物、等質食糧資源。近年、国内等食糧作物原料産業急速発展、全国的食糧価格急速上昇一定程度、生産大幅増加結果。同時、国食糧価格安定食糧安全守戦略配慮、等食糧作物大規模使用発展制限。、原料変換率高、安価非穀類原料利用生産、生産下、産業直面。2.2毒性低産物濃度伝統的ABE発酵生成3産物（、）、溶媒3成分中主産物濃度高、発酵法製造下手段一。、伝統的発酵生産最終濃度1314g/L前後、閾値超原因、生成溶媒、特溶媒産生細胞対害毒作用。外国報告、C.beijerinckii BA101MP2培養基及発酵条件下産物濃度20.9g/L（総溶媒32.6g/L）達、現在報告中最溶媒収率高菌株、特殊培養基培養条件下得結果、工業的応用可能性備。溶媒産生自体耐性高、Tomas中、熱質groESL遺伝子過剰発現、菌体細胞対阻害作用85%低下、最終的産物濃度33%引上。Borden中、DNA由来、過程確定耐性関連2個遺伝子過剰発現、組換菌体細胞耐性13%、81%高。上海協業趙静波州立大学楊尚天共同、固定化利用、生産菌株馴化行、中固定菌体細胞、溶媒生成時期、有機酸、等阻害物対抵抗能力絶高、最終的耐性収量著向上突然変異株得。菌株P2培養基発酵最終濃度、21g/L達。突然変異株固定化発酵技術結時、P2培養基発酵最終濃度2429g/L達。全体的言、遺伝子工学及代謝工学手段、溶媒産生耐性一定程度向上、向上菌株自身条件制限大受。現在工業規模溶媒発酵、発酵液中総溶媒20g/L達、細胞代謝停止、比60%70%計算、最終的濃度1214g/L間、現有工業菌株一歩越耐性。、伝統的ABE発酵低産物濃度、発酵経済性影響及重要要因一。2.3発酵産物中、副産物現在、伝統的ABE発酵、60%、同時30%10%前後。ABE発酵産物中、商業価値最高、副産物低価値産物属。同時、産生酢酸酪酸回収、原料変換効率下、生産増。、発酵産物濃度大幅高不可能状況下、発酵過程主発酵産物生合成選択性高、副産物量減比率高、食糧消費下、発酵産業経済性競争力高上有効手段。、前述耐性依然、一避、考慮重要問題。中国科学院上海生命科学研究院科学研究者、伝統的突然変異誘発方法、高比率EA2018得、産物、比率7:2:1、伝統的菌株比率10%高、発酵総溶媒濃度見、濃度14g/L前後、耐性閾値突破、大努力必要。3. 研究進展応用中国科学院上海植物生理生態研究所研究者、前世紀50年代、連続発酵調製技術研究、国家第7次5年計画取組期間中、突然変異誘発、高比率EA2018菌株手入、河北省、山東省工業化連続発酵生産応用成功、規模6000/年達、2010年当該特許菌株全達成。同研究所中国科学院合成生物学重点実験室楊蘊劉、姜衛紅、楊晟研究共同取組、上海協業作。協業主技術構想、現在製造中直面問題的、産生発酵菌株遺伝子改造及発酵、製品回収最適化、次3目標実現。1）製品中比率高。2）廉価代替原料見。3）発酵産物濃度高。、伝統的発酵法製造過程制限的克服、次生産経済性高。3.1比率向上比率向上、微生物合成経路再構築最適化実現。古典的代謝経路、溶媒産生由来。溶媒産生、60%70%生成、20%30%、10%2種類低価値副産物生成。経路再構築最適化、合成量減、菌株既存比較的高変換効率保上、総溶媒占比率引上、生産経済競争力増強可能性。副産物生合成量減、Janati-Idrissi伝統的化学的変異誘発手段、産生突然変異株C.acetobutylicum 2-BrBul得、比率同時低下。研究報告、pSOL失、溶媒産生退化株M5DG1、adhE遺伝子過剰発現、経路再構築、産生回復、比率90%以上、濃度野生型半分。Papoutsakis研究室M5中adhE遺伝子過剰発現組換菌対発酵最適化、比率85%持、濃度野生型株同、代謝効果極。上海協業、合成経路鍵酵素（酢酸）遺伝子、産生基本的遮断、発酵最適化比率85%以上高。3.2調製原料源開拓3.2.1、非食糧原料類含有量高農作物、世界各地我国大量栽培。類原料市場価格、小麦穀類原料比安、生産大量用。生産企業、原料中類原料混入発酵行、使用量減。一種多年生草本植物、中国語通称洋姜、鬼子姜。大、1当3075塊茎生産。生塊茎豊富含、極大開発潜在力有一野生資源、微生物発酵化学品生産糖資源。小麦B、可溶性、小麦、呼、小麦加工及小麦原料発酵副産物、発酵生産用。国内天冠集団、上海協業C.acetobutylicum EA 2018菌株譲受、B糊混合発酵開発、単独B糊原料行生産実現。3.2.2木質繊維原料最応用潜在力有一発酵原料、一般広認。近年、外国、調製研究多報告。現在研究進展具合総合、変換製造、原料前処理単糖加水分解、糖液発酵生成、産物蒸留回収等。上記実行可能性具、依然多克服技術上。菌種言、同等利用早急解決難題一。木質繊維原料中主（主要成分）、主（主要成分）。、最主要成分、次、含有量比較的少。溶媒産生（C.acetobutylicum, C.beijerinckii）天然利用能力具、比、代謝能力不足、唯一炭素源発酵、溶媒収率生成速度低具体的表。木質繊維原料中含有量次、最主要考、溶媒産生代謝工学関研究展開重要意味。上海協業、比較及分子生物学実験通、C.acetobutylicum ATCC 824代謝経路中遺伝子xylA遺伝子xylB同定、C. acetobutylicum ATCC 824中輸送速度抑制、経路遺伝子発現強化、中最重要3種類単糖同等、高効率利用実現。、上海協業ATCC 824中ccpA遺伝子、菌株固有炭素異化代謝産物抑制（Carbon Catabolite Repression, CCR）取除、-混合炭素源同等利用実現。上記研究結果、代謝工学的手段、木質繊維加水分解液混合発酵適用工業菌株構築新構想提供。3.3ABE発酵液中濃度向上3.3.1低温発酵-産物技術菌体細胞対比較的大毒性持、菌株遺伝子改造耐性増強、生合成選択性産物濃度高有利条件作出。産生菌種対発酵産物阻害作用低減、発酵及下流改善、発酵液中毒性軽減、発酵終点濃度高。本協業変温発酵溶媒収量大幅増加実現、EA2018当発酵総溶媒収量28.0g/L達、内訳20.1g/L、3.4g/L、4.5g/L（未発表）。、温度調節技術用高収量実現過程、温度低下細胞代謝低迷、発酵周期長、細胞生産強度下可能性。、降温操作工業応用角度、消費増、設備前期投資増大、収量増加生産運転間経済総合的考慮必要。発酵-産物（Gas-stripping）結合技術採用、溶媒毒性下有効方法。方法発酵産生（H2、CO2）外界通入不活性利用発酵産物捕捉、発酵液中溶媒量減、集溶媒凝縮装置送回収、一方、発酵体系環流、引続発酵産物回収。本協業C.acetobutylicum EA2018式発酵-結合技術、ABE発酵産物濃度30g/L高、20g/L。3.3.2高耐性菌株中異種経路構築伝統的発酵産物濃度増加、主菌株耐性差制約。主要溶媒産生Clostridium acetobutylicum耐性限度2%（V/V）下回。菌体細胞耐性研究結果見、表現型多遺伝子決定、非常複雑有、現在菌株耐性改造一定困難存在。研究、Lactobacillus brevis, Lactobacillus delbrueckii一部菌株、現在溶媒産生明高耐性持発見、高耐性菌株自然界存在示。本協業馴化及等戦略、2株耐性菌株得、同定結果、乳酸桿菌属Lactobacillus属。踏、一乳酸菌耐性検出測定、大部分菌株溶媒産生明高耐性持、乳酸桿菌属一総体、比較的高耐性持可能性示唆。同時、得数株耐性限界3%（V/V）上回菌株、経路構築宿主菌候補者潜在能力有。合成経路Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Pseudomonas putida及 Bacillus subtilis, Lactobacillus brevis導入成功、生合成研究用、上記菌株発酵後微量得、非自然宿主生産実行可能証明。、異種合成、酵素質遺伝子合理的選択、遺伝子有効発現、代謝中間産物、競争的経路完全等困難存在、今後依然、合成生物学、代謝工学、質工学等手段基、産物濃度高必要。最近、研究者大腸菌発酵正生産突破口開報告、注目値。4. 展望一重要化学品、次世代燃料、生物学的調製法世界的規模研究焦点。現在、早急解決必要、製造低減、石油化学合成対市場競争優位得。我国農産品栽培構造基、伝統的ABE発酵最使基質、主、穀物等質原料、農産品一定程度、日常食糧、家禽家畜飼料工業用穀物使。国家食糧安全問題考、産業発展活路、非穀類基質高効率利用、溶媒発酵使用、工業化一定規模生産達成。生産、今産業化難、改善待条件下、代、等非食糧作物溶媒発酵行、一選択可能措置。、加水分解研究深、低下、種再生可能資源発酵生産用、必然的発展趨勢。発酵経済競争力強、廉価原料見合生産菌採用、発酵濃度（Concentration）、基質変換効率（Yield）、生産強度（Productivity）高、新生産菌種育成構築極重要、一方、遺伝子工学、代謝工学、現代分子生物学技術目標実現可能性提供。Researchers Aim for Bioethanol Production from Waste PaperShingoshu Co., a package material manufacturer based in Shiga Prefecture in western Japan, is developing a technology to produce bioethanol from waste paper and other materials by using cellulolytic yeast which is genetically engineered from cellulose. The joint research is being conducted jointly with Ritsumeikan University, Kobe University and Energen, a company that develops and sells biomass energy. The initiative was selected by the Ministry of the Environment (MOE) in April 2004 as a designated project to curb global warming.Since bioethanol is of plant origin, the carbon dioxide (CO2) emitted when it is blended with gasoline and burned is not counted as greenhouse gas emissions. Some countries have already been blending gasoline with bioethanol produced from such materials as sugar cane. In Japan, a blended fuel containing three-percent bioethanol was introduced in fiscal 2004. The MOE would like to see a nationwide supply system of blended fuels by 2012 and 10-percent bioethanol blended fuel in the future.Production of bioethanol from sugar cane and corn is costly; it requires large facilities, and Japan would need to import the raw materials. In contrast, the technology currently under development uses waste paper that cannot otherwise be recycled, which makes it possible to reduce costs and to use resources effectively. The existing bioethanol manufacturing methods require much time and involve high costs for the processes of fermenting and distilling starch. By using a special kind of bacteria, the new technology can drastically shorten the processes.Shingoshu is developing the technology, aiming to enter the market in 2007, and is expecting an annual production of 36,500 liters of bioethanol by 2012, which would mean an annual reduction of CO2