环境污染预防生物技术--课件

环境污染预防生物技术1ppt课件环境污染控制环境污染控制环境污染治理环境污染治理环境污染预防环境污染预防清洁生产清洁生产环境生物材料、环境友好材料环境生物材料、环境友好材料废物资源化废物资源化生态农业生态农业2ppt课件清洁生产清洁生产清洁能源清洁能源清洁原料：清洁原料：清洁生产过程清洁生产过程清洁的产品：清洁的产品：新能源开发新能源开发可再生能源利用可再生能源利用现有能源的清洁现有能源的清洁少用或不用有毒有害或稀缺原料少用或不用有毒有害或稀缺原料：减少排放物和废物的毒性和数量：减少排放物和废物的毒性和数量使用中使用后减少各种不利影响使用中使用后减少各种不利影响3ppt课件第一节第一节煤的生物脱硫煤的生物脱硫生物脱硫的背景生物脱硫的背景煤中硫的存在形式煤中硫的存在形式硫的生物脱除机理硫的生物脱除机理微生物脱硫的工艺微生物脱硫的工艺微生物脱硫技术的发展现状和工艺微生物脱硫技术的发展现状和工艺4ppt课件一、生物脱硫的背景化石燃料煤和石油中所含有的硫是化石燃料煤和石油中所含有的硫是环境境的主要的主要污染源之一。染源之一。酸雨的危害酸雨的危害脱硫的必要性脱硫的必要性生物脱硫的生物脱硫的优势脱有机硫是一个世界性脱有机硫是一个世界性难题5ppt课件化石燃料煤和石油中所含有的有机硫和无机硫是环境的重要污染源严严重重性性 1998年年我我国国有有一一半半以以上上城城市市降降水水pH低低于于5.6。华中中地地区区酸酸雨雨出出现频率率大大于于70%，降降水水的的年年均均pH低低于于5.0，酸酸雨雨面面积占占国国土土面面积的的30%，是是继欧欧洲洲、北北美美后后世世界界第第三大中酸雨区。三大中酸雨区。迫迫切切性性 随随着着能能源源危危机机的的逐逐步步加加剧剧，开开采采高高硫硫化化石石燃燃料料成成为为必必然然。高高硫硫化化石石燃燃料料必必须须预先经过脱硫处理才能进一步使用。预先经过脱硫处理才能进一步使用。6ppt课件vv酸雨污染酸雨污染酸雨污染酸雨污染绝大部分是硫酸和硝酸，主要来源于人类广泛使用化石燃绝大部分是硫酸和硝酸，主要来源于人类广泛使用化石燃绝大部分是硫酸和硝酸，主要来源于人类广泛使用化石燃绝大部分是硫酸和硝酸，主要来源于人类广泛使用化石燃料，向大气排放了大量的二氧化硫和氮氧化物。料，向大气排放了大量的二氧化硫和氮氧化物。料，向大气排放了大量的二氧化硫和氮氧化物。料，向大气排放了大量的二氧化硫和氮氧化物。vv欧洲是世界上一大酸雨区，欧洲是世界上一大酸雨区，欧洲是世界上一大酸雨区，欧洲是世界上一大酸雨区，vv美国和加拿大东部也是一大酸雨区。美国和加拿大东部也是一大酸雨区。美国和加拿大东部也是一大酸雨区。美国和加拿大东部也是一大酸雨区。vv亚洲的酸雨主要集中在东亚，其中中国西南、华南是酸雨最亚洲的酸雨主要集中在东亚，其中中国西南、华南是酸雨最亚洲的酸雨主要集中在东亚，其中中国西南、华南是酸雨最亚洲的酸雨主要集中在东亚，其中中国西南、华南是酸雨最严重的地区，成为世界上第三大酸雨区。由于欧洲地区土壤缓严重的地区，成为世界上第三大酸雨区。由于欧洲地区土壤缓严重的地区，成为世界上第三大酸雨区。由于欧洲地区土壤缓严重的地区，成为世界上第三大酸雨区。由于欧洲地区土壤缓冲酸性物质的能力弱，酸雨使欧洲冲酸性物质的能力弱，酸雨使欧洲冲酸性物质的能力弱，酸雨使欧洲冲酸性物质的能力弱，酸雨使欧洲30%30%的林区因酸雨的影响而的林区因酸雨的影响而的林区因酸雨的影响而的林区因酸雨的影响而退化。在北欧，由于土壤自然酸度高，水体和土壤酸化都特别退化。在北欧，由于土壤自然酸度高，水体和土壤酸化都特别退化。在北欧，由于土壤自然酸度高，水体和土壤酸化都特别退化。在北欧，由于土壤自然酸度高，水体和土壤酸化都特别严重，有些湖泊的酸化导致鱼类灭绝。美国国家地表水调查数严重，有些湖泊的酸化导致鱼类灭绝。美国国家地表水调查数严重，有些湖泊的酸化导致鱼类灭绝。美国国家地表水调查数严重，有些湖泊的酸化导致鱼类灭绝。美国国家地表水调查数据显示，酸雨造成了据显示，酸雨造成了据显示，酸雨造成了据显示，酸雨造成了75%75%的湖泊和大约一半的河流酸化。加拿的湖泊和大约一半的河流酸化。加拿的湖泊和大约一半的河流酸化。加拿的湖泊和大约一半的河流酸化。加拿大政府估计，加拿大大政府估计，加拿大大政府估计，加拿大大政府估计，加拿大43%43%的土地（主要在东部）对酸雨高度敏的土地（主要在东部）对酸雨高度敏的土地（主要在东部）对酸雨高度敏的土地（主要在东部）对酸雨高度敏感，有感，有感，有感，有1400014000个湖泊是酸性的。水体酸化会改变水生生态，而土个湖泊是酸性的。水体酸化会改变水生生态，而土个湖泊是酸性的。水体酸化会改变水生生态，而土个湖泊是酸性的。水体酸化会改变水生生态，而土壤酸化会使土壤贫瘠化，导致陆地生态系统的退化。壤酸化会使土壤贫瘠化，导致陆地生态系统的退化。壤酸化会使土壤贫瘠化，导致陆地生态系统的退化。壤酸化会使土壤贫瘠化，导致陆地生态系统的退化。7ppt课件酸雨的危害美国纽约州，阿第伦达克山980年泰 德.史 匹 格 尔早春时节的酸雨酸雪污染了河川，造成一场致命的“酸流”，令溪鳟纷纷死于鳃部伤害。(国家地理杂志)8ppt课件酸雨对森林的破坏酸雨对森林的破坏9ppt课件二、煤中硫的存在形式二、煤中硫的存在形式无机硫：占无机硫：占6070，绝大部分以黄铁矿，绝大部分以黄铁矿硫硫(FeS2,FeS）的形式存在，还有少量硫酸）的形式存在，还有少量硫酸盐盐硫，微量的元素硫。硫，微量的元素硫。有机硫：与煤中的有机质结合为一体，分布有机硫：与煤中的有机质结合为一体，分布均匀均匀,物物理法不易脱除。主要有噻吩基、巯基、理法不易脱除。主要有噻吩基、巯基、硫醚和多硫链等官能团形式。硫醚和多硫链等官能团形式。10ppt课件有机硫类型烷基烷基-硫醇硫醇环基环基-硫醇硫醇芳香基芳香基-硫醇硫醇二烷基二烷基-硫硫环基环基-硫硫苯并苯并-二氢噻吩二氢噻吩环基烷基环基烷基-硫硫芳香基烷基芳香基烷基-硫硫二烷基二烷基-硫硫噻吩噻吩苯并苯并-噻吩噻吩噻吩并噻吩并-噻吩噻吩二苯基二苯基-噻吩噻吩硫醇硫醇噻吩类噻吩类硫化物Dibenzothiophene(DBT)11ppt课件煤炭的化学结构模型12ppt课件三、硫的微生物脱除机理1.1.无机硫的脱除机理无机硫的脱除机理两种观点：两种观点：细细菌菌浸浸出出脱脱硫硫细细菌菌的的生生化化反反 应应有有助助于于硫化物在水中的溶解；硫化物在水中的溶解；微微生生物物助助浮浮脱脱硫硫微微生生物物改改变变矿矿物物表表面面性质使黄铁矿溶于水。性质使黄铁矿溶于水。13ppt课件(1)微生物浸出脱硫的机理氧氧化化亚铁硫硫杆杆菌菌和和氧氧化化硫硫硫硫杆杆菌菌是是目目前前对无无机机硫脱除效果最好的微生物；硫脱除效果最好的微生物；另另外外还有有氧氧化化亚铁钩端端螺螺旋旋菌菌、酸酸热硫硫化化叶叶菌菌2FeS2+7O2+2H2O 2FeSO4+2H2SO4 (1)2FeSO4+1/2O2+H2SO4Fe2(SO4)3+H2O(2)FeS2+Fe2(SO4)33FeSO4+2S（间接接氧氧化化 (3)2S+3O2+2H2O2H2SO4（4）14ppt课件(2)微生物助浮脱硫的原理微生物助浮脱硫的原理u一种物理浮选法和微生物处理相结合的方法。一种物理浮选法和微生物处理相结合的方法。u未未经经微微生生物物处处理理的的情情况况下下，煤煤和和黄黄铁铁矿矿的的微微粒粒浮在水中，一起浮在气泡上不能分开。浮在水中，一起浮在气泡上不能分开。u加加入入细细菌菌后后，细细菌菌仅仅能能吸吸附附在在黄黄铁铁矿矿上上，由由于于微微生生物物的的亲亲水水性性和和微微生生物物的的迅迅速速粘粘附附，黄黄铁铁矿矿表表面面由由疏疏水水性性变变为为亲亲水水性性，在在浮浮选选过过程程中中，黄黄铁铁矿矿难难以以浮浮在在空空气气泡泡上上就就下下沉沉到到底底部部，灰灰分分也也可可同同时时下沉而被去除。下沉而被去除。15ppt课件微生物水微生物水黄铁矿黄铁矿煤煤空气空气水水微生物助浮脱硫过程示意图微生物助浮脱硫过程示意图浮选柱浮选柱固液分离固液分离污水处理污水处理回回用用16ppt课件2.有机硫的脱除机理以二苯并噻吩为模式化合物的脱硫途径(1)碳架破坏途径(C-C键被切断)(2)碳架保留途径(专一地切断C-S键而保留完整的碳架)17ppt课件四、微生物脱硫的工艺（1）微生物浸出脱硫技）微生物浸出脱硫技术简单的的处理理空气空气搅拌式反拌式反应器器（2）微生物助浮脱硫）微生物助浮脱硫浮浮选柱柱内内进行行，美美国国弗弗吉吉尼尼亚大大学学开开发的的Microcel微微泡泡浮浮选柱柱和和美美国国肯肯塔塔基基大大学学开开发的肯浮的肯浮劳特浮特浮选柱。柱。18ppt课件简单的的处理：理：煤煤炭炭上上布布洒洒含含有有微微生生物物的的溶溶液液，水水浸浸透透在煤中在煤中实现脱硫。脱硫。生生成成的的硫硫酸酸在在底底部部从从煤煤中中去去除除。装装置置简单，经济，操作容易，但，操作容易，但处理理时间长。19ppt课件空气空气搅拌式反拌式反应器：器：把把粉粉碎碎了了的的煤煤与与含含有有微微生生物物的的溶溶液液在在空空气气泡泡中中进行行搅拌拌脱脱硫硫，比比机机械械搅拌拌对微微生生物物损伤小小，同同时因因为能能迅迅速速微微生生物物生生长必必需需的的二二氧氧化化碳碳和和氧氧气气，可可以以加加快快浸浸出出速速度度及及增增强浸浸出出效效果果,缩短短了了处理理时间。18182828天天能能脱脱去黄去黄铁矿90909595。20ppt课件FeSFeS2 2氧化氧化液体液体粉碎粉碎过滤过滤中和沉淀中和沉淀加热加热水洗水洗原煤原煤含菌液体回流含菌液体回流煤成品煤成品沉渣处置沉渣处置加加水水煤炭细菌脱硫工程的工艺过程煤炭细菌脱硫工程的工艺过程粉碎粉碎过滤过滤中和沉淀中和沉淀加热加热原煤原煤含菌液体回流含菌液体回流沉渣处置沉渣处置加加水水水洗水洗煤成品煤成品反应器反应器煤炭细菌脱硫工程的工艺过程煤炭细菌脱硫工程的工艺过程无机硫的微生物脱硫工艺无机硫的微生物脱硫工艺微生物浸出脱硫微生物浸出脱硫21ppt课件五、微生物脱硫技术的发展现状和趋势以以微微生生物物为对象象的的基基础研研究究逐逐渐发展展到到以以工工艺流流程程设计和和总体体设计为目目的的的的应用用研研究，致力于工究，致力于工业技技术的开的开发与与应用。用。美美国国、荷荷兰、德德国国、捷捷克克等等报道道了了半半工工业化化或或工工业性性实验，捷捷克克北北部部三三个个露露天天煤煤矿采采用用氧氧化化亚铁硫硫杆杆菌菌脱脱除除褐褐煤煤中中硫硫，结果果显示示，无无机机硫硫脱脱除除率率平平均均为78.5，有有机机硫硫的的脱脱除除率率平平均均为23.4。中中国国在在这方方面面的的研研究究起步起步较晚，只限于晚，只限于实验室研究。室研究。22ppt课件存在的问题及策略a.煤的破碎煤的破碎费用高；用高；b.反反应时间长，c大大规模生模生产中中传热是一个棘手是一个棘手问题；d.硫氧化硫氧化产物需物需进一步一步处理；理；e.煤炭中的煤炭中的杂质对微生物的抑制作用。微生物的抑制作用。23ppt课件（2）存在的问题及策略解决策略：解决策略：a.选育和育和驯化高效脱硫菌，化高效脱硫菌，b.利用生物工程技利用生物工程技术构建高效脱硫工程菌，构建高效脱硫工程菌，c.对脱脱硫硫液液进行行回回收收处理理，实现废物物资源源化化，避免二次避免二次污染染,d.设计更更加加合合理理的的工工艺流流程程。重重组菌菌株株比比原原始始菌菌株株具具有有更更高高的的脱脱硫硫效效率率和和广广阔的的工工业应用用与与环境保境保护前景。前景。24ppt课件第二节 石油的生物脱硫一、石油中硫的存在形式一、石油中硫的存在形式l原油的总硫量在原油的总硫量在0.037.89，大部分，大部分为有机硫，占总硫量的为有机硫，占总硫量的5070；l少量的元素硫、硫代硫酸盐、少量的元素硫、硫代硫酸盐、H2S、FeS2溶解或悬浮在油中。溶解或悬浮在油中。l有机硫的存在形式有硫醇、硫化物和噻吩有机硫的存在形式有硫醇、硫化物和噻吩三大类，主要为噻吩类有机硫硫醇易于去除，三大类，主要为噻吩类有机硫硫醇易于去除，杂环硫较难。杂环硫较难。25ppt课件二、脱硫的途径和微生物生物脱硫的研究工作主要集中在红球菌属细菌，生物脱硫的研究工作主要集中在红球菌属细菌，目前红平红球菌目前红平红球菌IGTS8已用于开发商业的生物已用于开发商业的生物脱硫技术。脱硫技术。红平红球菌红平红球菌IGTS8中存在着中存在着120kb的线状质粒，的线状质粒，含有含有dszA、dszB、dszC基因负责催化基因负责催化DBT的脱的脱硫。这些基因已被克隆并测序，表达产物也被硫。这些基因已被克隆并测序，表达产物也被纯化出来。纯化出来。26ppt课件二、脱硫的途径和微生物假单胞菌广泛存在于石油中，具有许多作为生假单胞菌广泛存在于石油中，具有许多作为生物催化工业应用菌株的优良特性。物催化工业应用菌株的优良特性。研究者以假单胞菌为受体菌，将改造的研究者以假单胞菌为受体菌，将改造的dsz基因基因在其中进行表达，比原始菌株能更有效的脱硫，在其中进行表达，比原始菌株能更有效的脱硫，如构建的菌株如构建的菌株铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌EGSOX24小时能够小时能够转化转化95的的DBT，IGTS8仅为仅为18。27ppt课件脱硫油脱硫油生物反应器生物反应器酶和细胞增殖酶和细胞增殖生物催化剂和水循环利用生物催化剂和水循环利用失效的生物失效的生物催化剂催化剂副产物副产物回收回收高硫油高硫油分离分离油油生物催化生物催化剂和水剂和水O2O2O2O2CO2CO2CO2CO2三、经典的石油生物脱硫工艺流程三、经典的石油生物脱硫工艺流程营营养养物物28ppt课件生物脱有机硫的优势生生物物催催化化脱脱硫硫（BDSBDS）在在常常温温常常压压下下操操作作，而且能耗比而且能耗比加氢脱硫技术加氢脱硫技术（HDSHDS）低）低70%-80%70%-80%。该该过过程程还还可可回回收收有有机机磺磺酸酸盐盐等等化化学学品品，可可为为炼炼油油厂厂增增加加经经济济效效益益。采采用用BDS技技术术的的投投资资额额约约为为加加氢氢脱脱硫硫技技术术(HDS)的的一一半半，操操作作费费用用比比HDS低低10%-25%。从从整整个个汽汽油油组组分分来来讲讲，炼炼油油厂厂每每m3成成品品汽汽油的油的BDS成本成本1.59-2.65US$，低于，低于HDS成本。成本。29ppt课件嗜热耐热性微生物的优势I.石油炼制过程中的精馏后，即使在石油炼制过程中的精馏后，即使在HDS后的油品温度也较高。如用耐热性后的油品温度也较高。如用耐热性的微生物可省去冷却过程所带来的麻的微生物可省去冷却过程所带来的麻烦，并可提高生物脱有机硫的反应速烦，并可提高生物脱有机硫的反应速率；率；II.耐热微生物所含有的耐温酶类具有重耐热微生物所含有的耐温酶类具有重要的生产潜力和应用前景。脱有机硫要的生产潜力和应用前景。脱有机硫的耐热微生物酶催化剂热稳定好，反的耐热微生物酶催化剂热稳定好，反应速度快，较一般常温微生物优势明应速度快，较一般常温微生物优势明显；显；30ppt课件嗜热耐热性微生物的优势III.已发现的具降解已发现的具降解DBT能力的微生物能力的微生物(如红平红如红平红球菌、诺卡氏菌球菌、诺卡氏菌)耐热能力较差，仅能在耐热能力较差，仅能在30oC附近生长和脱硫附近生长和脱硫;一些耐热能力较强的假单胞一些耐热能力较强的假单胞菌、嗜酸热硫化叶菌等微生物能在菌、嗜酸热硫化叶菌等微生物能在50oC左右降左右降解解DBT，但均仅能攻击，但均仅能攻击C-C键，而不能有效脱键，而不能有效脱除除DBT中的有机硫；中的有机硫；IV.有必要寻找能耐热、能有效攻击有必要寻找能耐热、能有效攻击C-S键的微键的微生物，如能从自然界筛选到耐热性具碳架保生物，如能从自然界筛选到耐热性具碳架保留途径的脱有机硫菌株最佳，并可填补这一留途径的脱有机硫菌株最佳，并可填补这一领域的研究空白，具有重要的理论价值和应领域的研究空白，具有重要的理论价值和应用前景。用前景。31ppt课件四、技术经济分析目前与直接目前与直接购买低硫油相比仍十分昂低硫油相比仍十分昂贵。生物脱硫必生物脱硫必须与方便的与方便的氢制造技制造技术竞争。争。可以通可以通过其其过程的副程的副产品品创造价造价值。32ppt课件第三节 生物制浆一、造一、造纸废水的水的污染染造造纸工工业中中的的制制浆和和漂漂白白工工序序是是污染染物物产生生的的主主要要工工序序。传统的的化化学学漂漂白白采采用用氯或或二二氧氧化化氯，废水水中中含含大大量量氯代代有有机机物物，具具有有致致癌癌致致畸畸作作用用。废水水中中还有有很很高高的的COD、BOD，1985年年更更发现废水水中中含含有有剧毒毒二二噁噁英英类化化合合物物。（淮河的（淮河的污染染为例）。例）。33ppt课件木质素木质素空腔空腔纤维素纤维素木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁木质素存在于除苔藓和藻类外所有植物的细胞壁中，中，由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度由松柏醇、香豆醇和芥子醇聚合而成的高度分枝多聚物。分枝多聚物。木质素的转化木质素的转化木质素是造纸工业有效利用纤维素的最大障碍，结构非常复杂，与木聚糖形成复合体紧密附着在纤维上，难以去除34ppt课件传统制制浆是是用用烧碱碱或或硫硫酸酸盐高高温温蒸蒸煮煮原原料料，除除去去木木质素降低素降低纤维间的的结合力利于制合力利于制浆。影响影响纸浆得率，并造成得率，并造成环境境污染。染。35ppt课件二、生物技术用于造纸的漂白（1）木聚糖）木聚糖酶的的预漂白作用漂白作用n 木木聚聚糖糖酶对纸浆进行行预漂漂白白，可可以以减减少少随随后后的的化化学学漂漂白白用用氯量量3040，废液液中中有有机机氯化化物与毒性物含量物与毒性物含量显著减少。著减少。n基基因因工工程程、蛋蛋白白质工工程程手手段段获得得的的耐耐热耐耐碱碱木木聚聚糖糖酶以以成成为研研究究热点点，几几个个编码木木聚聚糖糖酶的的基因已基因已经被克隆和被克隆和测序序,在大在大肠杆菌中表达杆菌中表达。36ppt课件（2）木质素酶的漂白作用1983年年分分别发现两两种种木木素素降降解解酶木木质素素过氧化物氧化物酶与与锰过氧化物氧化物酶。漆漆酶作作为木木指指素素降降解解酶用用于于纸浆漂漂白白的的研研究究是是最最晚晚的的。漆漆酶可可以以选择性性地地降降解解木木质素素，生生产纸浆。漆漆酶是是一一种种含含铜的的酶蛋蛋白白,最最主主要要的的生生产者者是是担担子子菌菌中中的的白白腐腐菌菌。漆漆酶的的作作用用需需要要氧氧化化还原原中中介介物物的的作作用用（简单的的有有机机化化合合物物如如3羟基基邻氨基苯甲酸氨基苯甲酸3-HAA）。）。37ppt课件（2）木质素酶的漂白作用以后的工作：以后的工作：选育高育高产木聚糖木聚糖酶菌种；菌种；筛选生生产过氧化物氧化物酶的菌种；的菌种；基因工程菌。基因工程菌。利利用用木木聚聚糖糖酶和和木木质素素酶共共同同作作用用有有望望完完全全降解木降解木质素。素。38ppt课件第四节 生物合成替代化工合成 一、生物合成的优势一、生物合成的优势生生物物合合成成过程程以以酶促促反反应为基基础，通通常常在在常常温温、常常压下下进行行，酶对底底物物有有高高度度的的专一性，生物一性，生物转化效率高，副化效率高，副产物少。物少。投投资省省，费用用少少，消消耗耗低低，过程程稳定定，降降低低污染染，有有利利于于实现工工艺过程程生生态化化，真真正正实现清清洁生生产的目的目标。39ppt课件二、以丙稀酰氨为例生物合成的应用二、以丙稀酰氨为例生物合成的应用1.1.丙稀酰胺的生产方法丙稀酰胺的生产方法以丙稀腈为原料，在催化剂的作用下，进以丙稀腈为原料，在催化剂的作用下，进行水合反应生成丙稀酰胺。行水合反应生成丙稀酰胺。（1）铜催化水合法）铜催化水合法利用骨架铜系列催化剂，丙稀腈与水直接反应生利用骨架铜系列催化剂，丙稀腈与水直接反应生成丙稀酰胺。纯度高，收率高，已实现大规模生成丙稀酰胺。纯度高，收率高，已实现大规模生产，是目前生产丙稀酰胺的主要方法。问题：高产，是目前生产丙稀酰胺的主要方法。问题：高温高压下进行，工艺流程较长，存在一些微量铜温高压下进行，工艺流程较长，存在一些微量铜离子及齐聚物和共聚物而影响产品的质量。离子及齐聚物和共聚物而影响产品的质量。40ppt课件丙稀酰胺的生物催化合成法（1 1）微生物催化水合法）微生物催化水合法用用产生生腈水水合合酶的的微微生生物物细胞胞固固定定后后，催催化水合生成丙稀化水合生成丙稀酰胺。胺。高高活活性性、高高选择性性、高高收收率率、低低能能耗耗、成成本本低低，无无齐聚聚物物和和共共聚聚物物等等副副产品品，没没有有铜离子等离子等杂志，志，“三三废”少。少。（3 3）酶催化水合催化水合用用丙丙稀稀腈水水合合酶和和酰胺胺酶两两步步转化化法法是是合合成丙稀成丙稀酰胺的最新工胺的最新工艺。41ppt课件生物合成的优势 在在常常温温常常压压下下进进行行，与与化化学学法法相相比比，微微生生物物催催化法生产工艺要节能和节省投资百分之五十。化法生产工艺要节能和节省投资百分之五十。微微生生物物催催化化法法生生产产丙丙稀稀酰酰氨氨过过程程种种，产产生生“三三废废”少少，而而化化学学法法生生产产过过程程中中，在在催催化化剂剂再再生生，产产品品后后处处理理等等操操作作中中产产生生大大量量的的酸酸、碱碱废废液液。因因此此，微生物催化发有利于环境保护。微生物催化发有利于环境保护。42ppt课件丙丙稀稀酰酰胺胺主主要要用用于于制制造造水水溶溶液液性性聚聚合合物物聚聚丙稀酰胺。丙稀酰胺。聚聚丙丙稀稀酰酰氨氨能能广广泛泛应应用用于于絮絮凝凝，增增稠稠，减减阻阻，凝粘，粘结，阻垢等领域。凝粘，粘结，阻垢等领域。2.丙稀酰胺的主要用途 43ppt课件2.丙稀酰胺的主要用途（1 1）在水）在水处理中的理中的应用用聚聚丙丙稀稀酰胺胺的的酰氨氨基基可可与与许多多物物质亲和和，吸吸附附形形成成氢键生生成成絮絮团，加加速速物物质粒粒子子沉沉降降，因因而而聚聚丙丙稀稀酰胺胺是是目目前前世世界界上上应用用最最广广、效效能能最最高高的的高高分分子子有有机机絮絮凝凝剂，其其品品种种有有阳阳离离子子,阴阴离离子子及及非非离离子子型型，适适用用于于不不同同的的处理理对象。象。44ppt课件2.丙稀酰胺的主要用途（2 2）在造）在造纸工工业中的中的应用用聚聚丙丙稀稀酰胺胺在在造造纸工工业中中主主要要应用用于于两两方方面面：一一是是提提高高填填料料、颜料料的的存存留留率率以以降降低低原原材材料料的的流流失失和和对环境境的的污染染；二二是是提提高高纸张的的强度度。另另外外，使使用用聚聚丙丙稀稀酰胺胺还可可以以提提高高纸的的抗抗撕撕性性和和多多孔孔性性，以以改改进视觉和印刷性能。和印刷性能。45ppt课件2.丙稀酰胺的主要用途（3 3）在采油工）在采油工业中的中的应用用高高分分子子质量量的的聚聚丙丙稀稀酰胺胺不不仅是是一一种种高高效效絮絮凝凝剂，也也是是一一种种极极其其优良良的的增增稠稠剂，在在油油田田石石油油开开采采中中可可作作为多多种种用用途途的的添添加加剂，如如用用作作钻井井液液添添加加剂，压裂裂液液及及用用于于聚合物聚合物驱油以提高石油采收率。油以提高石油采收率。46ppt课件第八章第八章环保型环保型型微生物制剂的开发应用型微生物制剂的开发应用环保型微生物制剂及其品种环保型微生物制剂及其品种环保型微生物制剂的生产与使用环保型微生物制剂的生产与使用 环保型微生物制剂的展望环保型微生物制剂的展望47ppt课件第一节第一节环保型型微生物制剂的开发应用环保型型微生物制剂的开发应用u环环保保型型微微生生物物制制剂剂指指将将具具有有特特定定功功能能的的有有益益微微生生物物大大量量繁繁殖殖后后制制成成活活菌菌体体或或菌菌体体产产生生的的特特定定物物质质的的产产品品，应应用用于于环环境境，起起到到治治理理污污染染，改善环境质量及保护环境的作用。改善环境质量及保护环境的作用。u从源头控制污染，保持生态平衡。从源头控制污染，保持生态平衡。一、微生物降解剂一、微生物降解剂二、微生物农药二、微生物农药 三、微生物肥料三、微生物肥料四、生物表面活性剂四、生物表面活性剂 五、生物塑料五、生物塑料六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂48ppt课件一、微生物降解剂一、微生物降解剂对污染物降解能力强的菌株扩大生产、制成对污染物降解能力强的菌株扩大生产、制成产品，应用于环境的无害化处理，即是微生产品，应用于环境的无害化处理，即是微生物降解剂。物降解剂。降解的对象是氰和腈化物、苯和酚、硝基化降解的对象是氰和腈化物、苯和酚、硝基化合物、石油烃类、氯苯和农药、洗涤剂等多合物、石油烃类、氯苯和农药、洗涤剂等多种有机物；还包括染料脱色菌、重金属吸附种有机物；还包括染料脱色菌、重金属吸附并转化菌、混合降解菌等。并转化菌、混合降解菌等。（难处理的）（难处理的）49ppt课件生物强化技术生物强化技术通过向废物处理系统中直接投加从自然界中筛通过向废物处理系统中直接投加从自然界中筛选的优势菌种或基因工程菌，以改善原处理系选的优势菌种或基因工程菌，以改善原处理系统的能力，达到对某一种或某一类有害物质的统的能力，达到对某一种或某一类有害物质的去除或某方面性能改进的目的的环境生物技术。去除或某方面性能改进的目的的环境生物技术。应用：应用：处理有毒有害难降解废水的处理如：制药废水、处理有毒有害难降解废水的处理如：制药废水、印染废水；印染废水；微污染水源水的处理（生物强化过滤有效去除微污染水源水的处理（生物强化过滤有效去除氨氮、亚硝酸盐、有机物、铁、锰、浊度、色氨氮、亚硝酸盐、有机物、铁、锰、浊度、色度等）；度等）；垃圾渗滤液的处理（如用日本专利产品垃圾渗滤液的处理（如用日本专利产品EMEM菌剂）菌剂）。50ppt课件二、微生物农药二、微生物农药1.1.定义：利用微生物或其基因产生或表达的各种定义：利用微生物或其基因产生或表达的各种 生物活性成分，用于防治植物病虫害、杂生物活性成分，用于防治植物病虫害、杂 草、鼠害各种制剂的总称。草、鼠害各种制剂的总称。51ppt课件2.2.特点：特点：高效低毒，对人畜安全无毒，不杀伤害虫的天敌高效低毒，对人畜安全无毒，不杀伤害虫的天敌和有益生物；和有益生物；无残留，不污染环境，利于保持生态平衡；无残留，不污染环境，利于保持生态平衡；许多是由许多是由多种有效成分构成多种有效成分构成的，害虫和病原菌难的，害虫和病原菌难 以产生抗药性；以产生抗药性；生产工艺设备简单，有明显的开发优势。生产工艺设备简单，有明显的开发优势。52ppt课件1 1细菌杀虫剂细菌杀虫剂u苏苏云云金金芽芽孢孢杆杆菌菌开开发发最最早早，应应用用最最成成功功，占占细细菌菌杀杀虫虫剂剂总总量量的的9595以以上上。对对800800余余种种昆昆虫虫有有不不同同程程度度的的致致病病性性，对对2020多多种种重重要要农农作物害虫防治效果显著。作物害虫防治效果显著。u伴伴胞胞晶晶体体：芽芽孢孢形形成成的的过过程程中中另另一一端端同同时时形形成成伴伴胞胞晶晶体体。形形态多多种种多多样，主主要要有有菱菱形形、球球形形、方方形形、多多边形形和和不不规则形形。是是一一种种蛋蛋白质，又称白质，又称内毒素，是主要的杀虫物质。内毒素，是主要的杀虫物质。微生物农药的主要品种简介微生物农药的主要品种简介53ppt课件1 1细菌杀虫剂细菌杀虫剂9090年年代代以以来来，第第二二代代细细胞胞工工程程杀杀虫虫剂剂和和第第三三代代基基因因工工程程杀杀虫虫剂剂相相继继投投入入市市场场。9090年年代代初初被被批批准准登登记记或或进进入入田田间间试试验验的的有有1010余余中中遗遗传传重组杀虫剂。重组杀虫剂。微生物农药的主要品种简介微生物农药的主要品种简介54ppt课件伴胞晶体的杀虫原理伴胞晶体的杀虫原理伴胞晶体伴胞晶体原毒素原毒素肠道碱性条件肠道碱性条件活性毒素片断活性毒素片断蛋白酶作用蛋白酶作用昆虫中肠上皮细昆虫中肠上皮细胞糖蛋白受体胞糖蛋白受体离子通道离子通道渗透平衡破坏渗透平衡破坏细胞膨胀并瓦解细胞膨胀并瓦解芽孢从穿孔部位进入芽孢从穿孔部位进入血腔，萌发成营养细血腔，萌发成营养细胞并迅速繁殖，害虫胞并迅速繁殖，害虫得败血症死亡得败血症死亡55ppt课件2 2病毒杀虫剂病毒杀虫剂昆虫病毒突出的特点是它们大都在宿主细胞内昆虫病毒突出的特点是它们大都在宿主细胞内形成形成蛋白结晶性质蛋白结晶性质的包含体（的包含体（inclusion inclusion bodybody）。）。根据包含体在寄主细胞中的部位，可分为：根据包含体在寄主细胞中的部位，可分为：（1 1）核型多角体病毒（核型多角体病毒（(NPV)(NPV)），多角体于），多角体于细胞核内形成，包含体内含有多个病毒粒子。细胞核内形成，包含体内含有多个病毒粒子。（2 2）质型多角体病毒质型多角体病毒(CPV)(CPV)），多角体于细），多角体于细胞质内出现，包含体内含有多个病毒粒子；胞质内出现，包含体内含有多个病毒粒子；（3 3）颗粒体病毒颗粒体病毒(GV)(GV)，椭圆形颗粒状包含体，椭圆形颗粒状包含体存在于细胞核或细胞质内。存在于细胞核或细胞质内。微生物农药的主要品种简介微生物农药的主要品种简介56ppt课件病毒杀虫剂病毒杀虫剂国际上：试制国际上：试制20多种病毒杀虫剂，大规模工业生多种病毒杀虫剂，大规模工业生产的只有几种，如美洲棉铃虫产的只有几种，如美洲棉铃虫NPV杀虫剂、舞杀虫剂、舞毒蛾毒蛾NPV杀虫剂、黃杉毒蛾杀虫剂、黃杉毒蛾NPV杀虫剂、赤松毛杀虫剂、赤松毛虫虫CPV杀虫剂。杀虫剂。我国：中国棉铃虫我国：中国棉铃虫NPV杀虫剂、油桐尺蠖杀虫剂、油桐尺蠖NPV杀杀虫剂、斜纹夜蛾虫剂、斜纹夜蛾NPV杀虫剂、松毛虫杀虫剂、松毛虫NPV杀虫剂、杀虫剂、菜粉蝶菜粉蝶GV杀虫剂以及病毒杀虫剂。杀虫剂以及病毒杀虫剂。57ppt课件3 3真菌杀虫剂真菌杀虫剂 白僵菌（白僵菌（BeaureviaBeaurevia）是广谱性寄生真菌，既可）是广谱性寄生真菌，既可以在活体昆虫体内寄生，又可以营腐生生活，以在活体昆虫体内寄生，又可以营腐生生活，能侵染鳞翅目、鞘翅目、直翅目等的多种昆虫能侵染鳞翅目、鞘翅目、直翅目等的多种昆虫及螨类。及螨类。白僵菌的孢子侵染虫体后，适宜条件下分生孢白僵菌的孢子侵染虫体后，适宜条件下分生孢子萌发，在昆虫体内增殖，并分泌毒素和草酸子萌发，在昆虫体内增殖，并分泌毒素和草酸钙结晶，破坏寄主组织，使寄主代谢紊乱，最钙结晶，破坏寄主组织，使寄主代谢紊乱，最后在虫体上生出白色的棉絮状菌丝和分生孢子后在虫体上生出白色的棉絮状菌丝和分生孢子梗及孢子堆，虫体变成白色僵尸。梗及孢子堆，虫体变成白色僵尸。58ppt课件我国使用白僵菌防治松毛虫、松针毒蛾、油桐我国使用白僵菌防治松毛虫、松针毒蛾、油桐蚜虫、茶叶毒蛾、大豆食心虫、杨树天牛、玉蚜虫、茶叶毒蛾、大豆食心虫、杨树天牛、玉米螟、水稻叶蝉等害虫。米螟、水稻叶蝉等害虫。注意：白僵菌能感染家蚕，养蚕地区控制使用；注意：白僵菌能感染家蚕，养蚕地区控制使用；人体吸入大量的孢子类似感冒，操作者要进行人体吸入大量的孢子类似感冒，操作者要进行适当的防护。适当的防护。59ppt课件4 4杀虫杀虫抗生素抗生素阿维菌素阿维菌素 大环内酯类抗生素大环内酯类抗生素 神经末梢受体神经末梢受体氨基丁酸氨基丁酸阿维菌素阿维菌素促进促进氨基丁酸氨基丁酸释放释放进入细胞的氯离进入细胞的氯离子增加，细胞膜子增加，细胞膜超极化超极化细胞膜受体细胞膜受体神经信号传递受抑神经信号传递受抑产生菌为阿维链霉菌产生菌为阿维链霉菌对昆虫、线虫、螨虫有很好对昆虫、线虫、螨虫有很好的杀除效果的杀除效果。促进结促进结合于合于60ppt课件5 5原生动物杀虫剂原生动物杀虫剂孢子是微孢子虫生活史中孢子是微孢子虫生活史中唯一可在宿主细胞外生存唯一可在宿主细胞外生存的发育阶段，即本虫的感的发育阶段，即本虫的感染期。染期。孢子孢子寄主细胞寄主细胞释放原孢释放原孢质质分裂体分裂体二分裂或多分裂二分裂或多分裂重复感染重复感染或形成母孢子或形成母孢子孢子孢子61ppt课件6、防病抗生素、防病抗生素井冈霉素产生菌是吸水链霉菌井冈变种。井井冈霉素产生菌是吸水链霉菌井冈变种。井冈霉素是用量最大的农用抗生素，对水稻的冈霉素是用量最大的农用抗生素，对水稻的纹枯病、其他作物的立枯丝核菌引起的病害纹枯病、其他作物的立枯丝核菌引起的病害都有良好的防治作用。都有良好的防治作用。62ppt课件三、微生物肥料三、微生物肥料（一）定义及种类（一）定义及种类利利用用有有益益微微生生物物为为植植物物提提供供有有效效养养料料和和促促进进生生长长的微生物制剂。的微生物制剂。分分为为两两类类，一一类类是是增增加加植植物物营营养养的的供供应应量量，代代表表是是根根瘤瘤菌菌肥肥料料；另另一一类类是是通通过过生生长长刺刺激激素素对对植植物物的的刺刺激激作作用用，促促进进对对植植物物营营养养元元素素的的吸吸收收，或或是是拮拮抗抗某某些些病病原原微微生生物物的的致致病病作作用用，减减轻轻病病虫虫害害而而导导致致产产量量增增加加，是是广广义义的的生生物物肥肥料料，植植物物根根际际促促生菌即属此类。生菌即属此类。63ppt课件三、微生物肥料三、微生物肥料 微生物肥料比化学肥料的优点：微生物肥料比化学肥料的优点：长期使用不会造成环境的污染与危害。长期使用不会造成环境的污染与危害。但但还还不不能能从从营营养养角角度度完完全全满满足足作作物物生生长长的的需需要要，不能全部取代化肥，而是减少化肥的用量。不能全部取代化肥，而是减少化肥的用量。64ppt课件（二）主要微生物肥料（二）主要微生物肥料 1.1.根瘤菌肥料根瘤菌肥料根根瘤瘤中中细细菌菌以以多多形形态态(类类菌菌体体)出出现现，呈呈棒棒状状、T T型型、Y Y型型。根根瘤瘤的的结结构构有有利利于于保保护护根根瘤瘤菌菌，防防止止其其他他微微生生物物的的竞竞争争。植植物物与与根根瘤瘤菌菌是是互互惠惠共共生生关关系系，植植物物通通过过光光合合作作用用合合成成糖糖类类，输输送送到到根根瘤瘤，供供给给根根瘤瘤菌菌能能源源，根根瘤瘤菌菌固固氮氮把把空空气气中中的的分分子子氮氮转转化化为为化化合合态态氮氮，再再转转化化为为谷谷氨氨酸酸和和谷谷氨氨酰酰类类随随时时输输出出供供给给植植物物利利用用，利利用用率率可可达达100100，不污染环境。，不污染环境。65ppt课件（二）主要微生物肥料（二）主要微生物肥料 2.2.植物根圈促生菌剂植物根圈促生菌剂大大多多数数植植物物根根圈圈促促生生菌菌产产生生铁铁载载体体，将将铁铁螯螯合合起来，限制有害微生物生长；起来，限制有害微生物生长；或或产产生生一一种种或或多多种种抗抗生生素素抑抑制制或或杀杀死死多多种种病病原原体；或对杂草有害；或诱导植物产生整体抗性。体；或对杂草有害；或诱导植物产生整体抗性。66ppt课件（二）主要微生物肥料（二）主要微生物肥料 3.3.菌根菌菌根菌真真菌菌和和植植物物根根以以互互惠惠共共生生关关系系建建立立起起来来的的共共生生体体称称为为菌菌根根。外外生生菌菌根根的的真真菌菌菌菌丝丝在在根根外外形形成成致致密密的的鞘鞘套套，少少量量菌菌丝丝进进入入根根皮皮层层细细胞胞的的间间隙隙中中。植植物物根根为为真真菌菌的的生生长长提提供供能能源源，菌菌根根菌菌为为植植物物提提供供矿矿物物质质和和水水，还还可可产产生生植植物物之之间间的的抑抑制制物物质质，使使生生长长植植物物对对其其他他植植物物存存在在偏偏害害关关系系，削削弱弱外外来来者者的竞争，以保持占据的生境。的竞争，以保持占据的生境。67ppt课件四、生物表面活性剂(一一)生物表面活性剂的定义及性质生物表面活性剂的定义及性质生物在一定的生长条件下，在其代谢过程中生物在一定的生长条件下，在其代谢过程中分泌产生的具有一定的表面或界面活性的代分泌产生的具有一定的表面或界面活性的代谢产物。谢产物。理化性质同化学合成的表面活性剂相似，但理化性质同化学合成的表面活性剂相似，但活性更高、无毒性，易被微生物降解，不会活性更高、无毒性，易被微生物降解，不会对环境造成二次污染，有可能成为化学合成对环境造成二次污染，有可能成为化学合成表面活性剂的替代品。表面活性剂的替代品。68ppt课件结构特点：结构特点：u非极性疏水基：一般为脂肪酰基链。非极性疏水基：一般为脂肪酰基链。u极性的亲水基：极性的亲水基：有多种形式，如中性脂的酯或醇功能团、脂肪酸有多种形式，如中性脂的酯或醇功能团、脂肪酸或氨基酸的羧基、磷脂中含磷的部分以及糖脂中或氨基酸的羧基、磷脂中含磷的部分以及糖脂中的糖基。的糖基。糖脂不溶于水，非极性糖脂溶于氯仿等憎水溶剂，糖脂不溶于水，非极性糖脂溶于氯仿等憎水溶剂，而极性糖脂溶于氯仿而极性糖脂溶于氯仿/甲醇混合溶剂。甲醇混合溶剂。69ppt课件（二）生物表面活性剂的种类（二）生物表面活性剂的种类按用途可分为按用途可分为生物表面活性剂和生物乳化剂生物表面活性剂和生物乳化剂。生生物物表表面面活活性性剂剂是是分分子子量量低低的的小小分分子子，能能显显著改变表面著改变表面/界面张力。界面张力。生生物物乳乳化化剂剂是是一一些些大大分分子子物物质质，虽虽不不能能显显著著降降低低表表面面/界界面面的的张张力力，但但对对油油水水界界面面表表现现出出很很强强的的亲亲和和力力，防防止止油油滴滴凝凝聚聚，从从而而使使乳乳状状液稳定。液稳定。依依据据他他们们的的化化学学组组成成可可分分为为糖糖脂脂、脂脂肽肽和和脂脂蛋蛋白白、中中性性脂脂/脂脂肪肪酸酸、磷磷脂脂、聚聚合合物物和和全全细细胞表面本身等。胞表面本身等。70ppt课件（三）生物表面活性剂的生产（三）生物表面活性剂的生产1.1.生产生物表面活性剂的菌株生产生物表面活性剂的菌株由由很很多多种种类类的的微微生生物物如如细细菌菌、放放线线菌菌、酵酵母母菌菌等合成。等合成。培培养养基基的的碳碳源源可可分分为为3 3类类：一一类类是是以以烷烷烃烃作作为为碳碳源源的的微微生生物物，如如棒棒状状杆杆菌菌；一一类类是是以以水水溶溶性性底底物物为为碳碳源源的的微微生生物物如如芽芽孢孢杆杆菌菌；第第三三类类是是以以烷烷烃烃和和水水溶溶性性底底物物两两者者为为碳碳源源的的微微生生物物，如如假假单单胞菌。胞菌。71ppt课件2.2.表面活性剂合成的代谢调节表面活性剂合成的代谢调节碳碳源源的的影影响响 ：培培养养基基中中的的碳碳源源是是决决定定生生物物表表面面活活性性剂剂结结构构和和产产量量的的重重要要因因素素，有有的的微微生生物物仅仅在在烃烃类类培培养养基基上上生生长长时时才才产产生生生生物物表表面面活活性性剂剂，但但也也有有的的只只需需要要一一些些糖糖类类和和氨氨基基酸就可以产生。酸就可以产生。可可以以通通过过向向培培养养基基中中加加入入长长链链脂脂肪肪酸酸、烃烃、甘甘油油酯酯等等油油性性物物质质诱诱导导，是是目目前前研研究究最最多多的的调调节节方方式式。添添加加烃烃的的类类型型很很重重要要，有有的的细细菌生产表面活性剂对烃类有一定的专一性。菌生产表面活性剂对烃类有一定的专一性。72ppt课件氮氮源源及及其其他他因因素素的的影影响响 ：如如C/NC/N比比可可以以决决定定假假单单胞胞菌菌对对糖糖脂脂的的生生产产；NaNONaNO3 3 是是石石蜡蜡酪酪杆杆菌菌 B126 B126 合合成成糖糖脂脂的的适适宜宜 N N 源源，用用铵铵盐盐作作N N源源则则产产量较低量较低 。提提高高产产率率的的方方法法：调调节节碳碳源源（烷烷烃烃、蔗蔗糖糖）、氮源；低稀释率；诱变筛选或构建工程菌。氮源；低稀释率；诱变筛选或构建工程菌。73ppt课件1.1.应用于石油开采用于石油开采业技技术（1 1）微生物）微生物强化采油技化采油技术往往油油层中中注注入入某某些些微微生生物物和和营养养物物质，微微生物生物产生表面活性物生表面活性物质。降降低低原原油油与与水水两两相相界界面面的的张力力，使使地地层毛毛细管管孔孔隙隙中中夹持持的的原原油油大大量量释放放出出来来，从从而提高原油采收率。而提高原油采收率。74ppt课件鼠鼠李李糖糖脂脂与与石石油油磺磺酸酸盐PSD-2PSD-2复复配配，使使大大庆原油的界面原油的界面张力大大下降。力大大下降。发酵酵液液与与磺磺酸酸盐B-100B-100复复合合使使用用，使使表表面面张力力降降得得更更低低，比比水水驱采采油油提提高高采采收收率率20%20%，成成为高效廉价高效廉价驱油油剂。75ppt课件2 2、在、在环境生物工程上的境生物工程上的应用用 增增溶溶作作用用和和乳乳化化作作用用。污染染环境境中中加加入入微微生生物物或或表表面面活活性性剂(生生物物的的或或化化学学合合成成的的),),能能够增增强憎憎水水性性化化合合物物的的亲水水性性和和生生物物可可利利用用性性,使使进入入环境境的的污染染物物不不断断地地降降解解，有有助助于于污染染环境的生物修复。境的生物修复。糖糖脂脂类生生物物表表面面活活性性剂不不仅可可提提高高烷烃的的去去除除率率,而而且且可可加加速速烷烃的的矿化化程程度度,缩短短可可被被微微生生物利用的适物利用的适应时间。76ppt课件3 3、在食品工、在食品工业和精和精细化工中的化工中的应用用 蔗蔗糖糖酯、卵卵磷磷脂脂、山山梨梨聚聚糖糖等等都都是是目目前前食食品品工工业常用的乳化常用的乳化剂。另另外外,生生物物表表面面活活性性剂还可可以以用用作作食食品品加加工工业和和精精细化化工工中中的的保保湿湿剂、防防腐腐剂、润湿湿剂、起起泡泡剂、增稠增稠剂、润滑滑剂等等 。如生物乳化如生物乳化剂作色拉作色拉调味味剂。槐槐糖糖脂脂具具有有良良好好的的皮皮肤肤亲和和性性，可可作作为皮皮肤肤保保湿湿剂用用于于化化妆品品中中。蔗蔗糖糖酯也也可可以以改改善善化化妆品品的的洗洗涤性能，增加皮肤的光性能，增加皮肤的光润和滑和滑腻性。性。77ppt课件（五）问题和发展前景（五）问题和发展前景 u问题：问题：生产成本较高生产成本较高 3 31010倍倍 u解决策略：解决策略：(1)(1)通过选育高产菌株通过选育高产菌株 (2)(2)找到廉价发酵原料找到廉价发酵原料 （3 3）改进发酵工艺、用先进的下游技术）改进发酵工艺、用先进的下游技术 （4 4）开发出它的二次产品）开发出它的二次产品,提高其附加值。提高其附加值。78ppt课件五、生物塑料五、生物塑料 已已经经商商品品化化的的可可生生物物降降解解塑塑料料主主要要包包括括脂脂肪肪族族聚聚酯酯、淀淀粉粉-聚聚乙乙烯烯、热热塑塑性性淀淀粉粉共共混混物物、聚聚乳乳酸酸和和聚聚己己内内酯酯。（一）聚（一）聚羟基烷酸（羟基烷酸（PHAsPHAs）的结构）的结构当当R R为甲基、为甲基、m m为为1 1时，单体为时，单体为羟基丁酸羟基丁酸（HBHB），聚合物为），聚合物为PHBPHB。两种或两种以上的单。两种或两种以上的单体还能形成共聚物，典型代表为体还能形成共聚物，典型代表为PHBVPHBV，是，是羟基丁酸和羟基丁酸和羟基戊酸（羟基戊酸（HV)HV)的聚合物。的聚合物。79ppt课件线状的线状的羟基烷酸的聚酯。多聚物的相对羟基烷酸的聚酯。多聚物的相对分子质量可高达分子质量可高达2x102x106 6；PHBPHB是是100100立体专一立体专一性的，所有不对称碳原子都是性的，所有不对称碳原子都是D(-)D(-)构型，因构型，因此此PHBPHB是高度结晶的晶体。是高度结晶的晶体。在物理性质甚至在分子结构上与聚丙稀很相在物理性质甚至在分子结构上与聚丙稀很相似，如熔点、玻璃态温度、结晶度、抗张度似，如熔点、玻璃态温度、结晶度、抗张度等，并且具有相对密度大、透氧率低、抗紫等，并且具有相对密度大、透氧率低、抗紫外线照射、具有光学活性、阻湿性和压电性外线照射、具有光学活性、阻湿性和压电性等优点。等优点。PHAsPHAs的理化性质的理化性质80ppt课件PHAsPHAs的用途的用途PHAsPHAs这这类类热热塑塑性性聚聚酯酯可可以以纺纺丝丝、压压膜膜或或注注塑塑，在工业上可以用作各类包装材料；在工业上可以用作各类包装材料；农农业业上上用用作作农农用用薄薄膜膜、长长效效农农药药或或肥肥料料的的生生物降解载体；物降解载体；在在医医药药方方面面可可作作外外科科缝缝线线、骨骨骼骼代代用用品品或或骨骨板板、术术后后无无需需取取出出，还还可可用用于于血血管管替替代代品品，长效药物的生物降解载体长效药物的生物降解载体。81ppt课件PHBPHB的生物相容性：的生物相容性：研究发现，研究发现，PHBPHB的降解产物的降解产物D(-)D(-)3 3羟基丁羟基丁酸是普遍存在于高等动物中的中间产物，在酸是普遍存在于高等动物中的中间产物，在原核生物真核生物中发现的含有原核生物真核生物中发现的含有100100200200个个单体的小分子量的单体的小分子量的PHBPHB具有组成细胞膜离子具有组成细胞膜离子通道组成的作用，并且在人体血浆中也检测通道组成的作用，并且在人体血浆中也检测到它的大量存在。因而有理由相信，植入哺到它的大量存在。因而有理由相信，植入哺乳动物组织的乳动物组织的PHBPHB不会对机体产生毒性作用。不会对机体产生毒性作用。82ppt课件PHBPHB存在两个缺点：存在两个缺点：一是融化稳定性较差：一是融化稳定性较差：其其分分解解温温度度约约为为200200度度，与与熔熔点点（175175度度）相相近近。可可通通过过发发酵酵过过程程中中加加入入3HV的的前前体体合合成成PHBV共共聚聚体体或或将将PHB与与其其他他多多聚聚物物混混合合使用来解决；使用来解决；二二是是易易老老化化发发脆脆：可可以以通通过过简简单单的的淬淬火火处处理理来解决。来解决。83ppt课件（二）（二）PHAsPHAs的微生物合成的微生物合成1.1.合成合成PHAsPHAs的主要微生物的主要微生物目前研究较多的用于合成目前研究较多的用于合成PHAsPHAs的微生物有：的微生物有：产碱杆菌，假单胞菌属，甲基营养菌，固氮产碱杆菌，假单胞菌属，甲基营养菌，固氮菌属；红螺菌属。这些微生物分别利用不同菌属；红螺菌属。这些微生物分别利用不同的碳源生产不同的的碳源生产不同的PHAsPHAs。目前大多采用真养产碱杆菌和重组大肠埃希氏菌。目前大多采用真养产碱杆菌和重组大肠埃希氏菌。84ppt课件PHAsPHAs的合成及调控的合成及调控 PHAsPHAs的发酵生产中，将发酵分为两个阶段进的发酵生产中，将发酵分为两个阶段进行控制：行控制：第一阶段为菌体细胞的形成阶段，在此阶段第一阶段为菌体细胞的形成阶段，在此阶段微生物利用基质形成大量的菌体，而微生物利用基质形成大量的菌体，而PHAsPHAs的的积累很少；积累很少；第二阶段为多聚体形成阶段，当氮、磷、镁第二阶段为多聚体形成阶段，当氮、磷、镁或氧某种营养耗尽时，细胞进入或氧某种营养耗尽时，细胞进入PHAsPHAs的形成的形成阶段，在此阶段阶段，在此阶段PHAsPHAs大量形成而菌体细胞基大量形成而菌体细胞基本不繁殖。本不繁殖。85ppt课件PHAsPHAs的合成及调控的合成及调控 可采用流加发酵法对营养物质进行控制。菌体可采用流加发酵法对营养物质进行控制。菌体细胞形成阶段，在某些必须的营养成分成为生细胞形成阶段，在某些必须的营养成分成为生长限制因素之前，对其进行定量流加，延长细长限制因素之前，对其进行定量流加，延长细胞的对数期，从而可获得较高的菌体浓度。胞的对数期，从而可获得较高的菌体浓度。而在多聚体形成阶段，将以较低的速度限量流而在多聚体形成阶段，将以较低的速度限量流加氮源。流加法可以针对微生物生长和聚合物加氮源。流加法可以针对微生物生长和聚合物积累过程的特点实施灵活控制积累过程的特点实施灵活控制 。86ppt课件（三）（三）PHBPHB在环境中的降解在环境中的降解PHB能被土壤中发现的能被土壤中发现的295种微生物降解。种微生物降解。PHBV在好氧污水污泥培养在好氧污水污泥培养20oC、10周已降解周已降解大部分。大部分。降解的第一步是表面的降解的第一步是表面的OH和和COOH基团数基团数量增加，第二步是细菌解聚反应，解聚酶将高量增加，第二步是细菌