秸秆资源生态高值化关键过程的基础研究

1、工程名称： 秸秆资源生态高值化关键过程的根底争辩首席科学家：起止年限：陈洪章 中国科学院过程工程争辩所中国科学院一、争辩内容和课题设置后三年主题路线仍为秸秆组分分别-纤维素酶解发酵与热化学转化的有机整合的争辩主线。主要争辩内容为：1、秸秆组分分别机制及其过程、方法的争辩组分分别”“分级转化”“产品集成”，归纳出木质纤维素“组分分别”普适规律；从木质纤维素组分性质入手，争辩组分性质与纤维素酶解之间的关系，争辩开粉酶解水平；干个万吨级的、经济稳定运转的、具有显示度秸秆产业；关注秸秆其他组分在秸秆转化过程的作用及其和开发利用，如细胞壁蛋白、灰益。2、纤维素酶解过程超分子构造变化与高效纤维素生物基因构

2、建技术从多方面开展微生物及其纤维素降解酶类对秸秆纤维素的降解作用等的研 究。除此之外，在现有争辩工作的根底上，扩展原立项争辩内容：争辩利用，突破秸秆等自然木质纤维难被降解的瓶颈；争辩，以进一步提高酵母菌工程菌转化与利用半纤维素或秸秆水解液的力量。3、秸秆分级转化反响过程的工程规律构造物料反响过程以及简单系统跨尺度的过程工程根底：工程水平对微生物基因分子、代谢网络的影响；同步糖化发酵耦合过程及代谢调控规律，提高纤维素酶效率和酒精、微生物油脂的发酵效率，降低纤维素发酵本钱；争辩秸秆纤维素高浓度发酵分别耦合过程中特有生物反响非线性动力学特性与集成，高浓度固相酶解-液相发酵分别一体化过程的验证；争辩秸

3、秆发酵剩余物定向转化途径；法，以及分别的秸秆半纤维素构造与功能之间的关系。目标、争辩内容、局部课题的名称等作适当调整。课题一、秸秆组分分别机制及其方法的争辩主要争辩内容：间的交互作用关系，确定不同秸秆最正确汽爆条件的和半纤维素分别条件；相关基因。表达细胞壁活性蛋白，探究高效酶解工艺；离子液体、再生酸碱体系等对不同秸秆分别效果，离子液体、再生酸碱体系等溶剂状态下反响特征及其组分间的交互作用。争辩目标：分分别理论体系，建立汽爆分别的系统模型说明秸秆壁蛋白促进纤维素酶解得机制；生疏不同溶剂分别过程中组分界面分别过程和官能团转化机制；课题担当单位：中国科学院过程工程争辩所课题负责人：陈洪章争辩员课题二

4、、秸秆纤维素酶解过程分子构造变化与高效降解纤维素生物基因构建主要争辩内容：结晶区的破坏，提出纤维素酶解的作用机制；基、催化纤维解聚、破坏结晶区构造形成短纤维，即无定形化的反响机理和与纤维水解酶类协同作用的条件,并研制适于上述两类酶协同作用的型生化反响器,以大幅度提高纤维素的酶解效率；饰种类，及其在微生物中的表达；维素酶产酶菌株的酶系组成，提高酶系的比活力和降解效率；木素相关酶学争辩，提醒木素降解机制；或秸秆水解液的力量。争辩目标：子定向进化等改造基因重组菌奠定理论根底；在纤维素、木质素酶解机理方面提出有创性的理论；经过人工进化得到较高性能的人工酶；得到酶系优化、降解效率高的5-8株的纤维素生物

5、基因工程重组菌株，乙醇发酵工程菌株的构建取得进展；课题担当单位：山东大学课题负责人：陈冠军教授主要争辩内容：mRNA等的变化过程，分析诱导蛋白质的构造、功能及其基因构造；的影响，建立发酵模型；并争辩其动力学以及与乙醇发酵的耦合；过程的验证；力学；混合糖及秸秆水解液油脂发酵工艺条件的争辩及微生物油脂合成代谢调控的分子机制及调控策略的争辩。争辩目标：利用课题2构建的纤维素酶基因工程重组菌，探究出适用于纯种发酵的固其放大规律，为秸秆纤维素酶解发酵奠定工程根底；说明外界周期刺激对于微生物的代谢在蛋白质组成和基因水平的影响及信息传递在生物反响过程中的作用机制；总结出瘤胃微生物发酵纤维素类原料过程中基质构

6、造变化规律；产品生产工艺。主要争辩内容：进一步加强对这些转化工艺中分子构造定向重构机理的争辩，如承受在线分析技术，深入争辩生物质热解转化及定向催化转化成高值化学品的机理；对秸秆能源化关键设备放大规律的进展争辩，使自主学问产权有用化。同时，开展热解液提质和改性利用方面的争辩；争辩目标：争辩秸秆发酵剩余物热解转化的分子构造变化，实现简单固体物料-秸秆的分级转化；路线到达较高的能源转化率。课题负责人：姚建中争辩员主要争辩内容：摸索液化条件；特征；确定半纤维素的最正确分别方法和工艺路线。争辩目标：确定高活性木质素的构造以及木质素-酚聚合物的构造特征等，实现木质素酚醛树脂的合成。并对产品进展表征；利用奠

7、定根底。课题六：秸秆资源生态高值化的系统构建及根底数据库主要争辩内容：过程的数学模型；秸秆综合利用产业链并进展仿真模拟。工业园设计。争辩目标：集成数学模型，形成模拟集成计算方法；态工业园区方案或可行性报告。课题担当单位：清华大学课题负责人：王副教授二、争辩目标一、总体目标秸秆产业化技术的形成与进展。预期总体目标具体为:“组分分别、分级转化”普适规律；说明纤维素酶解作用机制，构建出高效纤维素酶；提醒秸秆分级转化过程中型固态发酵、热解转化的工程根底；提出符合我国国情的具有指导性的秸秆生态高值化系统模型；家群体。二、后三年目标完善秸秆组分分别过程和转化机制，进一步深入争辩秸秆转化利用争辩的三个共性关键问题：“组分分别”“分级转化”“产品集成”，在此根底上：a)归纳出木质纤维素“组分分别”普适规律；b)建立秸秆清洁经济、系统的组分分别方法，形成秸秆分级转化的框架体系；c)以秸秆乙醇、微生物油脂和生物油为重点产品，探究出秸秆生态高