生物质利用技术

生翰质列用技术　

诗　

（生物质４Ｅ＿ｒ＿教育部重点实验室（浙江大学）／浙江大学化学工程与生物工程学院，杭州３１００１４）　

化石资源是现代人类社会赖以生存的物质基　

础。随着经济的快速发展，石油、煤、天然气等化石资　源日益枯竭，导致化学品生产的原材料陷入危机。生　

物质是地球上最为丰富的可再生资源，是自然界碳　循环过程的重要环节，兼具可再生性与清洁性，是取　

代化石资源成为化学品生产原料的理想替代物。发　展以生物质为基础的新一代化学品制备技术——生　物质化工已成为国际社会的共识。　

２０１７年ｌ１月１９日，生物质化工教育部重点实　验室（浙江大学）和国际生物过程协会共同主办的首　

届生物质利用技术国际会议旨在促进国内外在生物　

质的化学和生物转化、生物质的高附加值利用以及　生物质利用的过程设计和操作等领域的最新成就和　

信息技术的交流，加强前沿学科间的交叉和渗透，推　进我国从事生物质研究的科技工作者与国外同行的　

沟通与合作。　生物质利用技术面向国家的重大需求，针对生　

物质资源的特点，深入开展生物质资源的高值化利　

用，解决生物质资源化利用中的关键和共性技术难　题，以实现生物质深度利用和综合利用，开创具有国　际先进水平的生物质化工研究新领域，提高我国生　

物质利用水平，推动生物质化工这一战略性新兴产　业的发展，促进国民经济从石化经济向生物质经济　

的根本转变。生物质化工教育部重点实验室（浙江大　学）围绕着生物质这个主题，根据当前生物质化工学　

科方向的发展趋势以及我国生物质化工领域面临的　实际问题，开展了５个方面的相关研究工作。　

（１）生物质大分子功能化　该实验室以生物质大分子的功能化为核心，阐　

明生物质大分子的结构—性能的相关关系，以生物　

卢丹：助理研究员。　收稿日期：２０１８—０１—１８　质大分子的化学修饰、结构调控、功能设计和定制应　用为重点，开发基于生物质大分子的新型医药、环保　

和分离功能材料，实现生物质大分子的高值化利用；　研究纤维素、淀粉、壳聚糖、透明质酸、聚氨基酸等生　

物质材料的高效制备和衍生化；研究生物质大分子　材料的结构特性、功能化修饰和构效关系，制备药用　辅料、靶向胶囊和纳米载体等医药材料，用于药物输　

送和基因治疗；研究壳聚糖、聚谷氨酸和改性淀粉等　作为水处理剂在环境保护和治理方面的应用，实现　

工程化制备；研究纤维素微球和纤维素膜材料的制　备新方法，通过结构修饰和功能改进，提高材料性　

能，用于生物大分子分离或者典型气体分离；利用计　算机分子模拟和仿真等方法，探讨不同功能生物质　

材料的共性和个性特征，实现功能材料的定制设计，　实现生物质大分子材料的高性能化和功能化。　

（２）生物质定向化学转化　该实验室围绕生物质基平台化合物制备中的连　

续化、绿色化和高效化，开展生物质定向化学转化过　

程的应用基础研究。实验室深入研究高温液态水中　纤维素降解的化学转化机理与动力学，探索与发展　

生物质定向化学转化的酸碱催化反应基础理论，设　计开发长效过渡金属负载（或杂化）固体酸催化剂，　构建与完善纤维素基平台化合物体系及其定向转化　

新方法。实验室开展超／近临界水、离子液体等环境　友好反应介质中的定向转化技术研究，以提高纤维　

素转化率和平台化合物选择性为目标，研发非常规　介质中的反应一分离耦合、连续管道化反应新技术，　

实现生物质的高效转化。实验室设计新型反应器，研　究反应器工程放大规律，推进平台化合物化学制造　的工业化进程，开发符合我国国情、具有自主知识产　

Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｕｄａｎ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　

４５　兰　∞　年　第　ｕＩ　期　

国　际　学　术　动　

态　量　。。　年　第　ｕＩ　期　

国　际　学　术　动　态　权、低成本的平台化合物连续高效制备新技术。　（３）生物质生物催化与转化　

该实验室研究纤维素酶类等非粮生物质水解酶　类的结构和功能关系，夯实酶分子设计改造的理论　基础，进一步采用蛋白质分子定向进化技术，提高酶　

的催化活性和对产物抑制的耐受性。实验室研究全　局性调控因子的定向进化，开发新型诱导剂和诱导　

策略，提高生物质水解酶类的发酵水平，降低产酶过　程的原料和能量消耗。利用代谢工程技术构建高效　

率细胞工厂，重点探索目的基因的胞内活性表达、旁　路基因的敲除／抑制和阻遏、大片段基因簇转移的理　论和方法以及过程控制技术在工程菌发酵领域的应　

用。实验室开发和完善同步糖化发酵、发酵／分离耦　

合和ＣＢＰ反应体系，研究复杂生物反应体系的动力　学，根据动力学模型设计和优化生物转化过程的控　制体系，提高木质纤维素直接发酵的速率和转化率。　

（４）生物活性物质的分离与纯化　该实验室面向生物质资源的结构和物化特性，　

以提高资源利用率为目的，开展生物活性物质高效　分离方向的研究。实验室重点研究固体吸附剂和离　

子液体萃取剂的结构一性质关系，阐明分离介质与　生物活性物质之间的相互作用规律，设计制备具有　

分离选择性高的吸附剂和萃取剂；研究离子液体高　度非理想体系相平衡规律、离子液体界面性质和界　

面传递现象，结合离子液体的结构一ｊ生质一功能关　系，完善离子液体液一液萃取分离生物活性同系物　

新方法；开展生物活性物质在超临界流体中的扩散　

传质规律，为超临界状态下选择性动态提取目标物　提供依据；研究分离过程多尺度传质规律，发展分离　过程强化方法及关键装备，研究分离过程的流程构　

建与系统集成。　（５）低品位生物质的资源化　

该实验室以提高低品位生物质的处理效率和能　量利用率为研究目标，以解决低品位或废弃生物质　

资源化过程中诸如反应与分离过程耦合、过程强化、　高效催化氧化等共性关键科学问题为出发点，通过　

光、电、热、磁等能量场和自由基、双氧水、臭氧、催化　剂等物质场的耦合，从而实现低品位生物质的高效　

资源化；具体以有机废水和木质素为主要处理对象，　重点研究有机废水、木质素资源化的过程强化、多工　艺耦合及协同作用、反应动力学、物质分子结构的转　

化过程及调控、典型物质的传质／分离过程等过程　

４６　中的共性关键科学技术问题。实验室通过以上研究，　

揭示有机废水和木质素资源化的规律、为高效资源　化提供新工艺、新方法和新材料，从而为低品位生物　

质资源化提供理论基础和技术支撑。　本次会议由浙江大学化学工程与生物工程学院　院长任其龙教授、台湾科技大学副校长李笃中教授　共同担任大会主席，邀请了美国、丹麦、印度、澳大利　亚和马来西亚等国家的知名学者参会，就生物质利　

用技术的前沿和热点问题展开深入的交流与讨论。　会议主要聚焦于“生物质的化学与热化学转　

化”、“生物质的生物转化”、“高附加值生物质的利用　和过程”以及“生物基材料和催化”４个主题，吸引了　

来自１２个国家和地区共２６０余名代表参加，就生物　质利用技术领域的最新研究成果与发展趋势进行了　

为期两天的深入交流与讨论。会议的召开得到了国　家自然科学基金委的资助，并获得了浙江大学校内　外同仁的大力支持。浙江大学原常务副书记陈子辰、　

国家自然科学基金委化工处处长朱旺喜、台湾科技　

大学副校长李笃中、国际生物过程协会代表悉尼科　技大学Ｈｕｕ　Ｈａｏ　Ｎｇｏ教授为大会开幕致辞。北京化　

工大学校长谭天伟院士，ＩＥＣＲ主编、美国宾夕法尼　亚州立大学化工系主任Ｐｈｉｌｌｉｐ　Ｅ．Ｓａｖａｇｅ教授，原南　

京工业大学校长欧阳平凯院士，悉尼科技大学Ｈｕｕ　Ｈａｏ　Ｎｇｏ教授，丹麦皇家科学院院士Ｒａｆｉｑｕｌ　Ｇａｎｉ教　

授，美国尼科尔斯州立大学Ｒａｍａｒａｊ　Ｂｏｏｐａｔｈｙ教授　先后为本次论坛作了精彩的大会报告。　

谭天伟院士作了题为“化学品与生物燃油的绿　色生物合成”的报告，从能源和经济两个方面展现了　生物质利用的巨大潜力和经济效益，阐释了生物质　转化的美好前景。Ｐｈｉｌｌｉｐ　Ｅ．Ｓａｖａｇｅ教授以“水热合成　

转化生物质制备燃料和化学品”为题，介绍了当前国　际前沿的水热合成方法，对比分析了水热合成方法　

较传统方法的显著优势及发展空间，为后续的生物　质转化方向提供了有力的科学根据和技术指导。　

欧阳平凯院士以“生物制造的研究进展”为题，　从当今中国生物质利用现状着手，深入探讨目前中　

国生物质利用方法中的弊端和缺陷，点明了发展生　物质转化对我国制造领域的重大意义。　

在微藻转化生物质燃料方面具有很高声望的　Ｈｕｕ　Ｈａｏ　Ｎｇｏ教授以“微藻基技术能否成为生物燃　

油制造和废水处理的绿色方法？”为题，结合全球微　

藻的研究成果，系统、全面地介绍了微藻在废水处理　企业家精神与创新国际研讨会　

王志凯　

（浙江大学经济学院财政学系，杭州３１００２７）　

２０１７年１１月３～４日，企业家精神与创新国际　研讨会在杭州浙江大学顺利召开。本次会议由浙江　大学与特伦托大学、佛罗伦萨大学及美国北卡罗来　

纳大学共同主办，浙江大学民营经济研究中心和浙　江大学经济学院具体承办。大会３日上午的开幕式　由王志凯教授主持，会议学术主席、浙江大学文科资　

深教授史晋川先生发表了热情洋溢的致辞，会议外　方学术主席、意大利特伦托大学资深教授Ｂｒｕｎｏ　

Ｄａｌｌａｇｏ博士作了“Ｅｎｔｒｅｐｒｅｎｅｕｒｓｈｉｐ，Ｅｎｔｒｅｐｒｅｎｅｕｒｓ　ａｎｄ　Ｔｅｒｒｉｔｏｒｙ”的报告，英国金斯顿大学Ｄａｖｉｄ　Ｊｏｈｎ　

Ｓｍａｌｌｂｏｎｅ教授作了“Ｅｎｔｒｅｐｒｅｎｅｕｒｓｈｉｐ　ｉｎ　ａ　Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｅｘｔ”的报告。随后一天半的主题报告分４场依次　

展开，浙江大学民营经济研究中心张自斌副教授主　持第一场；台湾政治大学黄智聪教授主持第二场；武　

汉大学庄子银教授主持第三场；特伦托大学　Ｅｒｍａｎｎｏ　Ｔｏ￣ｉａ教授主持第四场。参加会议的代表包　

括来自英国金斯顿大学、意大利特伦托大学、佛罗伦　萨大学、俄罗斯高等经济大学、台湾政治大学、美国　国民经济研究局、世界银行、浙江大学、复旦大学、上　

海交通大学、武汉大学、厦门大学、西南财经大学、淮　阴师范学院等的专家学者共计５０余人。　

围绕会议主题，与会专家、学者从企业家精神与　创新、企业内部关系、区域经济生态环境、政府、制　

度、产业等诸多角度，探讨企业家精神与创新的机制　与环境。大家就企业家精神的概念及角色、影响创新　

和企业家精神的正式制度与非正式制度的重要性、　政府扮演的角色、企业家精神的社会屙眭进行研讨，　

形成了广泛共识。针对中国的经济转型，与会代表一　致认为企业家和企业家精神的成长对于中国经济的　

长远发展是非常重要的，来自国内外的专家、学者都　希望今后能够就相关问题，邀请来自学术界、企业界　和政府界的贤达，展开经常性的、建制性的研究讨　

论，以便帮助企业家精神的培育与成长。下面，集中　

提炼陈述代表的演讲报告观点。　

和生物燃油生产中的突出优势和利用前景。　Ｒａｆｉｑｕｌ　Ｇａｎｉ教授以“生物质制备化学品的最优　

转化”为题，结合原材料成本的差异性及不同合成路　径等众多因素建立了数学模型，在生物质基化学品　

的可控制备方面做了很多指导性工作，为化学品的　

绿色开发夯实了基础。　Ｒａｍａｒａｊ　Ｂｏｏｐａｔｈｙ教授以“木质纤维素基乙醇合　成中的生物和化学预处理方法”为题，以甘蔗为原　料，结合生物与化学的方法提出了生物质基乙醇合　成的新概念，并阐述了该技术工业化的可能性。　

王志凯：教授。　收稿日期：２０１７—１２—２６　此外，还有来自其他国家和地区的国内外专家　作了２３场Ｋｅｙｎｏｔｅ报告，２０场Ｉｎｖｉｔｅｄ报告和５０场　Ｏｒａｌ报告，分享了６６张Ｐｏｓｔｅｒ。生物质资源以其可