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先進的生物技術范文第1篇

關鍵詞：生物基聚酰胺；聚酰胺纖維；可再生資源；生物技術

中圖分類號：TQ342+.1 文獻標志碼：A

Latest Technology Developments of Bio-based Polyamide and Its Fiber

Abstract： In recent years， the constantly growing public awareness and interests in bio-based plastics around world has improved the development of several kinds of bio-polymer including polyamide. This article reviewed the development status-quo of global polyamide industry， and gave a detailed introduction on the latest R&D developments of bio-based PA6， Pa66 and long-chain polyamides as well as their down-stream products.

Key words： bio-based polyamide； polyamide fiber； renewable resources； bio-technology

1 全球聚酰胺材料的發展概況

根據統計，聚酰胺（PA）材料的38%用作纖維，46%注塑成型，14%擠壓成型，其余深加工制品大約占2%左右。PA纖維（主要包括PA6和PA66）是僅次于聚酯纖維的第二大合成纖維品種。在過去的10年中，全球PA纖維生產呈持續下滑趨勢，2010 ― 2012年間西歐地區的PA市場下降了6%，美國下降了9%，2012年全球PA纖維產量維持在400.81萬t。

與此同時，中國PA纖維的產能不斷拓展。據統計，2005― 2010年期間的年增長率一直保持在17.69%，這在一定程度上緩沖了全球PA及其纖維制品的下跌形勢，2012年國內PA纖維產量達到181.46萬t，其中長絲紗173.0萬t，短纖維8.44萬t，設備的運轉率視品種不同在70% ～ 83%之間。

全球性經濟減速影響下的PA纖維產量的變化，主要對PA長絲紗和短纖維的市場供給產生了較大影響，同時產業用紗的生產亦受到明顯波及。期間己內酰胺及其樹脂的價格不斷上漲，2011年我國進口的己二酸己二胺鹽價格上漲了24.22%，己內酰胺價格上揚了31.70%。

PA地毯紗產量下跌明顯，年下滑速率達9%，作為地毯重要市場的美國其產量下降了16%，相繼關閉了Shaw等多家地毯紗工廠。地毯市場的變化亦與聚酯BCF量化及其替代PA地毯絨頭紗的趨勢日益明顯有關。期間美國的聚酯BCF份額由2002年的1.1%升至目前的30%；歐洲地毯生產亦出現了相似的狀況，其出口中東地區的地毯紗受阻，市場持續蕭條，需求萎縮，地毯紗產量的下降幅度也超過了10%。同時全球PA短纖維產量下跌了約1/4，作為PA短纖維生產的主要國家之一美國也出現了大幅減產。

2.1 生物基PA66

生物基己二酸（ADA）的制備，可選用葡萄糖為原料，在酶菌的環境下經發酵轉化，進而在壓力條件下加氫制得。生物基己二酸與己二胺可按常規聚合工藝制得PA66，生物己二酸制造工藝如圖 1 所示。

美國Rennovia公司采用空氣氧化工藝，即葡萄糖原料在催化條件下氧化得到葡萄糖二酸（glucoric acid），用其做中間體經催化加氫得到己二酸。該公司選用非糧食木質素為原料，第一個商業化的生物基ADA裝置產能13.5萬t/a，擬于2018年完成生產性運轉。Rennovia公司聲稱可以生產100%的生物基PA材料，也具有將生物基ADA轉化為己二腈（AND）技術和生物基己二胺（HMD）的技術，用以生產100%生物基PA66聚合體。

Verdezyne公司合成生物基ADA的研究亦從實驗室進入批量生產試驗階段，并在美國加州建設了商業化試驗裝置。該項技術采用糖類、植物油為原料，通過變性酶工藝對葡萄糖施以發酵處理以制得ADA。該生物基己二酸的商業化裝置預計2014 ― 2015年完成。加工成本較傳統石油基ADA要低20% ～ 30%（基于原油價格40歐元/桶）。Verdezyne公司生物基己二酸技術的原料選擇為非糧食生物質，即使用大豆、椰子油或棕櫚油生產中的副產品作原料 。

2.2 生物基PA6

美國Michigen大學研究人員利用葡萄糖發酵技術制得賴氨酸，進而成功合成了生物基己內酰胺，純度高于99.9%。圖 2 為生物基己內酰胺的制備工藝。

YXY技術是利用可再生植物原料經催化脫水、氧化制取2，5-呋喃二羧酸（FDCA），進而催化聚合可得到100%生物基2，5-呋喃二甲酸乙二醇酯，其中的FDCA亦可用于制備生物基PA。Solvay公司使用YXY技術生產出了PA工程塑料，Rhodia公司利用FDCA制得了PA及其纖維，日本帝人公司擬以FDCA為原料開發環境友好型芳香族聚酰胺纖維。

YXY技術的核心是FDCA的合成，其商業化試驗中使用的第一代原料是糖類或玉米淀粉，目前在原料的可利用性方面取得了巨大進步，已開始采用非糧食生物質資源。

Avantium公司在規模為 5 t/a和40 t/a的試驗設備的基礎上，于2012年又建成了1 000 t/a的FDCA試驗裝置，預計工業化后FDCA工廠的產能在 1 萬 ～ 10萬t/a之間。

荷蘭Utrech大學基于YXY技術的生命周期（LCA）分析認為，和傳統石油基產品相比，其CO2排放可降低50% ～70%，且生產鏈具有原料可再生和產品可回收再利用的優點。目前YXY技術的200 ～ 450 t/a的半生產性設備已在運轉中，預計2015年 3 萬 ～ 5 萬t/a的生產線可投入運營。

2.3 新型生物基PA4及其纖維

PA4是γ-氨基丁酸的線性聚合體（GABA），具有同其他PA材料相似的一系列優越性能，包括非常高的熔點和良好的生物可降解性能。生物基PA4的原料取之于可再生生物質。通常生物質經糖化處理得到葡萄糖，后經過酶處理工藝得到谷氨酸，二氨基戊二酸再經脫羧基反應得到GABA，用作PA4的單體，通常可在室溫條件下完成聚合反應。表 2 為生物基PA4同其他聚合物的基本技術特征比較情況。

據測試，生物基PA4纖維的吸濕特性與棉花相近，且纖維的染色性能良好。目前，日本國家工業科學技術研究所（AIST）已在生物基PA4的研究上取得了進展；20世紀70年代中期，我國吉林紡織研究設計院在PA4紡絲成形工藝方面也進行了較為系統的探索性試驗，取得了不錯的實驗室成果。

2.4 生物基長鏈PA

據統計，目前生物基PA610的市場需求量在2.5萬t/a左右，源于天然植物油原料的PA11（Rilsan）已有50年的制造歷史，與傳統PA6相比其環境友好特征更明顯，CO2排放量更低。據了解，Arkema公司的PA12系列（Rilsamid）的聚合生產能力已達到6 000 t/a規模，該公司已在我國江蘇常熟合作建設了PA11生產工廠。蘇州翰普公司利用可再生原料，開發了生物基長鏈PA系列，包括PA610、PA1010、PA11等的工程塑料，其生物組分在40% ～ 100%之間。

2007年DuPont（杜邦）公司開發的商品名為“Zytel？”的長鏈生物基PA即PA1010和PA610使用的癸二酸來源于可再生資源，其中PA1010的100%、PA610的70%組分使用非糧食生物質原料。DSM公司開發的生物基高性能工程塑料“EcoPaxx”即長鏈PA410聚合物的70%原料取材于蓖麻籽油。

EMS公司開發了商品名為“Grilamid”的生物基PA系列，包括PA1010（生物基組分99%）、PA610（62%）等。該公司開發的生物基長鏈PA系列聚合物的生命周期分析結果如表 3 所示。

2.4.1 生物基PA11

Arkema公司開發的生物基PA11選用蓖麻籽原料，制得了11-氨基十一酸，經 3 段聚合得到聚11-氨基十一酸。與環氧樹脂類產品相比，生物基PA11對環境的危害性可減輕一半，CO2排放量下降40%，其熱塑性樹脂亦可回收再利用。利用生物基PA11纖維及其樹脂可以制得100%的生物基復合材料，密度1.16 ～ 1.22 g/cm3，熱分解溫度230 ℃。PA11纖維的體積添加量橫向（UD）為30% ～ 35%，縱向（MD）為30%，目前已在飛機和運輸車輛的部件上使用。

2.4.2 生物基PA610

Rhodia公司開發的生物基PA610，使用了60%的可再生資源，年產量為2.5萬t，已大量用作生產單絲或牙刷鬃絲。德國Evonik公司開發了Vestamid生物基PA系列產品，主要包括PA610（HS）、PA610（DS）和PA610（DD）產品。部分產品的技術特征如表 4 所示。

2.4.3 生物基PA56

Ajinomoto公司利用天然植物油制備的氨基酸/賴氨酸，通過賴氨酸脫碳及酶工藝加工得到1，5-戊二胺（1，5-PD），用以合成生物基聚酰胺PA56。我國上海凱賽生物產業公司生物基PA56的研究與開發亦取得了進展，據悉商業化的裝置正在實施中。2.4.4 生物基PA69

生產PA69使用的二元酸單體可以通過油酸經化學合成的方法得到。十八烯酸-9（油酸）屬單一不飽和脂肪酸，具有十八碳。油酸可以資源豐富的動物或植物油脂為原料，利用動物油脂合成生物基壬二酸的加工工藝如圖 3 所示。

油酸在高錳酸鉀條件下可氧化制得壬二酸。目前油酸氧化而產生的分子鏈斷裂是在絡酸條件下實現的，亦可采用臭氧分解的方法制得壬二酸。生物基壬二酸與二元胺合成PA69的階式聚合反應與傳統PA66有許多相似之處，僅在聚合物黏度和熔融溫度上存有差異。目前PA69聚合體已成功用于非織造布網材的加工。

3 生物基PA的成本結構及發展

依據歐洲生物塑料協會的統計數字，2010年歐洲生物基聚合物的產能約72.45萬t/a，生物基PA為3.5萬t/a，占生物基聚合物產能的5%。預計2015年歐洲生物聚合物材料的產量將達到170.97萬t，屆時生物基PA的狀況與市場份額將如表 5 所示。

3.1 生物基PA的原料資源

在生物基PA的研究開發中，常用的可再生原料資源包括蓖麻油、油酸與亞油酸以及葡萄糖等。如BASF（巴斯夫）公司開發的生物基PA610使用了60%的來源于蓖麻油的癸二酸；杜邦公司開發的生物基長鏈PA即Zytel-RS系列中，PA1010和PA610兩類材料中的生物基癸二酸含量分別為100%和60%，產品具有優良的熱性能。

作為重要的可再生原料，蓖麻籽是一種生長迅速的作物，其季度莖高增長速度可達 2 m，并可在貧瘠的土地上栽植，不存在與糧食作物爭地的矛盾，每公頃蓖麻的產量可達到10 t左右。據統計，目前全球蓖麻產量約120萬t/a，但相關蓖麻籽油的產量僅為植物油產量的1%。此外，其他可用的可再生資源還包括棕樹油、椰油、油菜籽等。

Arizona公司利用制漿造紙工業的副產品妥爾油（tall oil）提取不飽和脂肪酸，通過二聚反應形成了脂肪酸二聚體，再經聚合得到了生物基PA。

評估生物基PA產品，其相對于傳統石油基PA的加工成本是關鍵點之一。依據DSM公司的可行性研究報告，隨著時間的推移，微生物與低價高得率糖發酵技術的進步和量化，生物基己內酰胺的單體價格可降低至75歐元/kg，較之于21世紀初期的成本下降了50%。而當裝置規模達10萬t/a以上時，則無需像傳統石油基PA生產那樣再為“三廢”治理支付費用。

當今市場中，生物基PA的價格主要為：PA11在9.82 ～11.30歐元/kg之間，PA610在4.32 ～ 4.73歐元/kg之間，比石油基PA6/PA66的平均價格（2.1 ～ 2.4歐元/kg）要高。而如從基本原料考量，生物質原料價格較具優勢，如葡萄糖原料價格在300美元/t，石油基環己烷則高達1 250美元/t（2012年市場水平）。

3.2 生物基PA纖維的開發與應用

Rhodia公司研究中心與Fulgar公司合作，將商品名為“Emana”的生物基PA66纖維供給歐洲紡織品市場。據介紹，由該纖維制得的服裝面料可通過織物與人皮膚間的作用，明顯改善人體血液微循環和細胞組織代謝的狀況。來自2013年Dornbirn-MFC（多恩比恩人造纖維大會）的信息顯示，未來 7 ～ 8 年全球生物基PA66纖維的產量有望達到102萬t/a。另外Radici公司生產的生物基PA6短纖維也已在針刺非織造布產品上使用。

美國Invista（英威達）公司開發的環境友好型PA地毯紗采用三組分混合技術（Trublend），即將PA66和回收再利用的PA66，以及5%的生物基PA11混合制得地毯絨頭紗，已批量投放市場。該產品的生命周期分析顯示，其CO2排放量減少了21%。

日本尤尼契卡公司使用Arkema公司的生物基PA11成功制得了紡織用纖維，纖維難燃性好，符合FAR25853的要求，LOI指數達35，燃燒時無煙、無有毒氣體釋放，主要用于高端服裝面料和運動服裝；Greenfil公司使用Arkema公司的生物基PA11紡制的長絲襪，耐用性比常規尼龍襪要高 5 ～ 10倍，但售價要高 2 ～ 3 倍。

昆士蘭大學（澳）使用蓖麻籽為原料制得PA11纖維，用作增強復合材料的增強相，其短切纖維長度為 3 ～ 7 mm，單纖直徑在10 ～ 35 μm之間。工業用絲束纖維長度在150 ～500 mm之間，單纖直徑為15 ～ 25 μm，伸長率低于30%。

依據法國紡織與服裝研究所（IFTH）的研究試驗結果，PA11纖維及其織物有許多特點，包括較高的耐磨性、良好的耐氯性能、非常低的霉菌繁殖速率和速干性等。IFTH將PA11長絲織物與PA6、PLA、棉和再生纖維素纖維（Modal）產品進行對比，結果顯示，前者的霉菌繁殖速率幾乎近于零（依據ISO20743），且洗滌干燥速度明顯優于傳統細旦PA66織物。

日本帝人公司利用YXY技術開發的生物基芳香族聚酰胺產品，賦予了芳香族聚酰胺纖維更高的附加值，目前該項目的實驗室研究階段已經完成。該公司在開發生物基對位芳香族聚酰胺Twaron的過程中，利用非糧生物質原料制備了生物基Twaron單體，用以替代石油基單體。該芳香族聚酰胺產業鏈的環境友好分析顯示，可降低14%的碳足跡。預計到2016年生物基Twaron的生產工藝過程的碳排放將減少8%，單體制備成本可降低4%。

日本東麗公司利用1，5-戊二胺原料制得的PA56纖維在手感、強力和耐熱性方面與石油基PA纖維相似，而吸濕性則與棉纖維接近；德國巴斯夫公司開發的生物基PA610單絲目前已用于紙機長網、工業用鬃絲產品。

此外，我國的北京服裝學院最近也成功開發了一項生物基PA纖維的制備方法；中國臺北紡織研究所在生物基PA纖維的研究中，使用64%的PA610組分制得了PA中空纖維，纖維的中空度為20.2%，密度為0.86 g/cm3，纖維的斷裂強力為5.5 g/D，伸長率為28%，該纖維適宜用于織制輕薄織物如風衣等。

3.3 關于生物基PA技術進步的思考

隨著生物技術的不斷進步以及生物聚合物材料在常規和高性能產品領域的日益拓展，業界普遍認為，生物基聚合材料替代常規石油基聚合物比以往任何時候都更加接近于人們的期望。換言之，持續發展的生物技術與生物基聚合物將會不斷進入更多新的應用領域，依賴石油資源的傳統制造業將面臨生物技術的挑戰，生物加工工藝將會更多地替代某些制造業的化學合成過程。

和其他生物基聚合物一樣，生物基PA的生產技術也面臨著諸多不確定性，比如生物質原料管理、生物聚合物的性能和產品成本等，此外生物基單體及其聚合生產裝置的經濟性和規模亦是重要的制約因素。具體來說，面臨的挑戰包括生物質原料資源與供給；生物基聚合物的技術途徑，是否可達到現有石油基聚合物加工工藝的生產效率；新型微生物與酶制劑；生物聚合物及其制品的回收利用技術途徑等。

目前，生物基聚合物占世界塑料市場的份額不足1%，但生物技術吸引了全球諸如杜邦、巴斯夫、Evonik、DSM等國際著名企業的濃厚興趣，它們爭相投入了巨大的人力和財力，并取得了長足的進步。目前在數十種已商業化使用的PA材料中，取之于可再生資源的生物基PA系列產品，包括PA6、PA66、PA69、PA11、PA610、PA1010及其制品的研究與開發均已相繼展開。美國Rennovia公司基于全球葡萄糖類原料的供給現狀以及通過化學催化技術制備生物基己二胺及己二酸技術的商業化現實判斷，2022年全球生物基PA66纖維產量將突破100萬t大關。

對于我國而言，近年來生物基PA在品種、技術及產品的應用研究中取得的驚人進步，無疑在客觀上將促進尼龍產業的持續發展，同時也將強化行業對于PA產業鏈生命周期研究的重視。

先進的生物技術范文第2篇

隨著我國城市污水處理率的逐年提高，污水處理廠的污泥產量也急劇增加。污水污泥通常經過機械脫水后再進行后期處置，傳統的處置方法主要有衛生填理、焚燒、海洋處理和土地利用。其中土地利用是最常用、最具備經濟性的方法[1]。污水污泥中含有占其干重0.5-2%的重金屬[2]，因此在污泥土地利用之前必須進行處理以避免二次污染。污水污泥中重金屬的處理基本思路是重金屬穩定化（控制重金屬的生物活性）和減量化。但污泥穩定化后，隨著土壤pH、氧化還原電位等環境條件的改變，重金屬有可能重新溶出或其生物毒性增加而造成污染。因此，高效且經濟的生物淋濾方法成為了研究的熱點[3]。

2 主要微生物種類及特征

可用來進行生物淋濾的細菌有硫桿菌屬、氧化亞鐵鉤端螺旋菌屬、硫化桿菌屬、酸菌屬、嗜酸菌屬以及其它與硫桿菌聯合生長的兼性嗜酸異養菌。其中，應用最廣泛的是氧化亞鐵硫桿菌，其次是氧化硫硫桿菌和鐵氧化鉤端螺旋菌[4]。一般說來，應用于淋濾重金屬的微生物以其生長的溫度可以大致分為中溫菌和嗜高溫菌。

2.1 中溫菌

中溫菌主要有氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌、器官硫桿菌、嗜酸硫桿菌、溫浴硫桿菌和氧化亞鐵鉤端螺旋菌。其中氧化亞鐵硫桿菌的最適溫度在30-35℃之間，其最適pH為2-3。氧化亞鐵硫桿菌的生物膜由外膜、肽聚糖、周質區和內膜構成。周質區存在鐵氧化酶，從外界培養液跨膜運輸到周質區的Fe2+在鐵氧化酶催化下失去一個電子，這個電子傳遞給分子氧并伴隨H+和能量的吸收，這一能量使細胞內ADP（二磷酸腺苷）和Pi（無機磷）結合成ATP（三磷酸腺苷）使細菌得以生長繁殖[5]。氧化硫硫桿菌是普遍存在于污水污泥中的微生物，它通過氧化還原性硫來獲得能量，其最適溫度在28-30℃之間，最適pH為1.5-2.0。

2.2 嗜高溫菌

在較高溫度的條件下，古菌成為了重金屬淋濾的優勢菌種[6]。Sulfobacillus thermosulfidoxidans及其相近的菌種可以在較高溫度條件下實現較快的淋濾速率。極端嗜高溫菌可以在70℃時生長，并利用硫或硫代硫酸鹽作為能源，主要包括Sulfolobous viz.S. ambivalens、S. brierleyi和Thiobacter subterraneus。

3 生物淋濾機理

污泥厭氧消化是國內外污泥消化的主要形式，厭氧消化污泥中重金屬70%以難溶性的硫化物（Cr主要以Cr（OH）3形式）形式存在[7]，在氧化亞鐵硫桿菌等細菌的作用下，金屬硫化物變成可溶性的金屬硫酸鹽，通過固液分離可達到去除污泥中重金屬的目的。

一般認為生物淋濾污泥中重金屬有兩種作用機理[8-9]：

3.1 直接機理

細菌通過其分泌的胞外多聚物直接吸附在污泥中金屬硫化物（MS）表面，通過細胞內特有的氧化酶系統直接氧化金屬硫化物，生成可溶性的硫酸鹽，見式：

M表示重金屬 （1）

通常，污水污泥中的金屬硫化物如NiS，CuS和ZnS等可以通過上式所示的機理被溶解。

3.2 間接機理

在以硫為基礎的淋濾過程中，污水污泥中的元素硫或還原性硫化物通過氧化硫硫桿菌氧化成硫酸，進而污泥中的pH來提高重金屬的溶解[10]。

（2）

（3）

Me為二價金屬。

在以鐵為基礎的淋濾過程中，細菌在液相中先將Fe2+氧化到Fe3+，Fe3+隨后再通過與重金屬硫化物的反應而淋濾出來。在這個過程中，細菌不需要接觸到礦物的表面[11]。

（4）

（5）

反應式（4）和（5）構成了一個循環，使得越來越多的重金屬被淋濾出來，在反應式（5）中產生的硫酸還可以促進以硫為基礎的間接淋濾過程。

4 淋濾模式

4.1 序批淋濾模式

目前，關于污水污泥重金屬淋濾的實驗室研究大多都是在序批式反應器中進行。Wong和Henry[12]報道了在序批實驗中使用氧化亞鐵硫桿菌淋濾厭氧消化污泥的研究。在以FeSO4為能源時，8d內對Cu、Ni、Zn、Cd和Pb的去除率分別為65%、78%、87%、86%和0%。淋濾的最佳起始pH是4，最佳的溫度范圍是25-30℃。與純培養的氧化亞鐵硫桿菌淋濾序批實驗相比，氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌混合菌種對重金屬的淋濾效果要高10%。10 d內混合菌種對厭氧消化污泥中Zn、Cu、Cd和Pb的去除率分別為95%、75%、50%和55%。針對23種市政污水污泥的序批淋濾實驗結果表明，氧化硫硫桿菌對重金屬的平均溶解率為62.5%，要高于氧化亞鐵硫桿菌的49.5%[13]。不同菌種的淋濾效率的差異主要是由于系統間pH的不同所致，一般認為較低的pH會導致污泥中重金屬較高的溶解率。對與大多數的污泥中的重金屬來說，高效淋濾所需的pH范圍是2-3之間。在淋濾序批實驗中，雖然大部分的研究針對的都是厭氧消化污泥，但是Couillard等[14]報道了使用氧化亞鐵硫桿菌淋濾好氧污泥的研究。在提前將污泥酸化至pH為4，假如FeS作為能源的條件下，污泥中的重金屬能在1-2d內實現高效的溶出。由于氧化亞鐵硫桿菌對簡單的有機物，如有機酸、低分子量糖類、氨基酸等特別敏感，所以污泥中含有較高濃度的有機物會抑制其序批淋濾效果[15]。

4.2 連續淋濾模式

連續淋濾模式可以提高污泥處理量，適合于大規模的應用，但是目前對此的研究很少。連續模式的淋濾研究一般均在連續攪拌反應釜（CSTR）中進行。Couillard和Mercier的研究發現當連續式淋濾工藝的HRT為14d，使用1.5g/L的S作為能源時，Cd、Cu、Ni和Zn的去除率分別為50、33、48和74%。

4.3 污泥消化與同步生物淋濾

污泥消化與同步生物淋濾（SSDML）是污泥消化過程和生物淋濾過程在同一個反應器中進行，實現病原體、污泥揮發性固體和重金屬的同步去除。SSDML可以在序批或連續式曝氣攪拌槽反應器中得以實現。通常，以硫為基礎的生物淋濾過程在中性pH的條件下開始反應，所以可以與好氧污泥的消化過程組合在一起。Tyagi等[19]的研究結果表明[dylw.net提供論文寫作和 寫作論文服務]污泥固體含量對SSDML工藝有明顯影響，重金屬的溶解率隨著污泥固體含量從8.7提高到29.6g/L而降低。氧氣濃度對SSDML工藝也有明顯影響，當氧氣濃度從2提高到7 mg/L時，氧化還原電位、酸化率和總揮發性固體的降解率都得到了提高[20]。

5 規模化應用存在的問題

盡管生物淋濾技術可以高效的去除污水污泥中的重金屬，但是目前還沒有實現規?；瘧?。目前主要存在的技術問題如下：

5.1 污泥肥料成分含量的損失

污泥生物淋濾過程中存在一個主要的關注熱點是可能的肥料成分含量的損失。污泥中75%的營養元素可以在淋濾的過程中損失掉。在淋濾過程中，pH通常都降至2以下，在降低的pH和較高的氧化還原電位條件下使得污泥中的有機物被氧化，進而使得污泥中的營養元素被溶解出來。N的損失也可能是因為污泥中微生物的蛋白質結構被破壞所致。淋濾的時間越長，損失的營養元素含量將會越多。Shanableh和Ginige也發現在污泥起始pH為1.5時，淋濾過程會有44%的P損失，而起始pH為2.5時P的損失只有6%。

5.2 污泥調理和脫水性能

在生物淋濾技術規?；瘧们傲硪粋€需要注意的是污泥的調理和脫水性能。淋濾過程完成后，污泥需要在絮凝劑的幫助下進行脫水，脫水后的污泥中和后才能作為肥料使用。然后，在pH小于2的情況下，高分子聚合物產生的絮體很小并且易碎，使得污泥調理和脫水變的非常困難。因而只能將pH調高至2-3之間或加入雙氧水提高氧化還原電位來克服這個問題。保持污泥的脫水性能對于淋濾后高效的固液分離具有重要意義[24]。

5.3 經濟性問題

與傳統的污泥中重金屬去除方法相比，生物淋濾工藝被認為是高效經濟的，它只需要傳統化學法1/5的成本。通常，生物淋濾過程需要16-20d，在此期間需要足夠的曝氣和攪拌。去除重金屬的成本除了包括化學藥劑、攪拌、曝氣、基建和運行費用外，還應包括污泥調理、脫水以及從酸性濾出水中回收重金屬的費用。Sreekrishnan和Tyagi[25]發現生物淋濾工藝（氧化硫硫桿菌）僅在較低處理容量和高固體濃度時具有吸引力。

參考文獻：

[1]Metcalf and Eddy， 2003. Wastewater Engineering： Treatment， Disposal and Reuse， fourth ed. McGraw-Hill Publishing Company Ltd， New York.

[2]Lester， J.N.， Sterriet， R.M.， Kirk， P.W.W.， 1983a. Significance and behavior of metals in wastewater treatment processes， part I， Sewage treatment and effluent discharge. Sci. Tot. Environ 30， 1-44.

[3]Wong， J.W.C.， Xiang， L.， Gu， X.Y.， Zhou， L.X.， 2004. Bioleaching of heavy metals from anaerobically digested sewage sludge using FeS2 as an energy source. Chemosphere， 55， 101-107.

[4]周順桂，周立祥，黃煥忠.生物淋濾技術在去除污泥中重金屬的應用。生態學報，2002，22，125-133.

[5]Zhang D Y， Li Y Q，Sun Y K. Feasibility study on biological precessing technology of metal material.Science in China（Series C）， 1997，27（5），410-414.

[6]Pathak， A.， Dastidar， M， G.， Streekrishnan， T R. Bioleaching of heavy metals from sewage sludge： A review. Journal of Environmental Management. 2009， 90：2343-2353.

[7]Angelidis M. Chemistry of metals in anaerobically treated sludge.Water Res.， 1989， 23（1）：2-33.

先進的生物技術范文第3篇

關鍵詞：生物技術；制藥業；原理

生物科學技術的蓬勃發展，催生了社會生產力的提升和人類文明的進步，也為現代化制藥企業提供了基礎和保障。就現階段的社會發展而言，無論是過去還是現在，生物技術都隨時為人類發展創造著不可估量的財富，成為人類生活中不可缺少的技術項目之一。尤其是近幾十年，僅僅是在醫學藥品領域，生物技術不斷提升藥品的質量和效果，就為人類生命健康做出了巨大的貢獻。時至今日，生物制藥的迅猛發展，更是為臨床醫學發展注入了強大的生命力，在疾病治療方面取得了極大的效果。

一、生物技術概要

生物技術作為一門綜合性、科學性都很強的學科，在上個世紀中期得到了人們的普遍關注。在近代社會的發展歷程中，生物技術主要是通過改變動物和植物體內的DNA或者是生物細胞，以先進的科學技術和系統的生物理論為核心，對其進行有效物質的提取和人工的加工的過程。生物技術在科學技術領域的應用，對人類社會的進步和醫療事業的發展都有著重要的作用，而這種先進技術的廣泛應用也無疑會對傳統的醫療事業造成極大的沖擊和影響。這種影響是有著正面意義和積極的作用的，是其能夠在這種挑戰競爭下，不斷更新技術、加強科技創新。傳統生物技術實際上只是一個對生物細胞進行加工的過程，而現在伴隨著社會的進步和科技的發展，生物技術的研究也出現了新的特點。開始擴寬其領域，培養新的物種、研究新技術、開發新產品，而植物基因正是在這個環節中被廣泛的采用了。相關研究人員開始把植物當做是主要的研究對象，將植物的相關細胞進行改造和人工加工，通過這些科學技術的運用，來提高植物的抵抗能力和生命力，使其能夠適應惡劣的環境和不斷變化的氣候。

二、生物技術制藥技術的原理

生物技術屬于高新技術產業，也是一種新型的社會科學技術。歸根究底，其就是一種微生物技術，是采用先進的科學技術和設備，對微生物的生活習性、生理機制等多個方面進行研究與分析的過程。作為生物技術在醫藥領域的應用，生物制藥技術即是利用先進的科學技術和理論知識，對各種微生物和微元素進行辨析和處理，進而提取能夠預防和治療疾病的成分，最終加工成質量和效果更為顯著的藥品的過程。在當前的制藥工藝中，通過不斷對各種生物技術進行引進和利用，就能夠更有力地保障各類病菌得到合理科學的抑制和消除。在現今的社會發展中，制藥技術關系著人類的健康和安全，與人類生存與發展中不可替代的一部分。隨著各種病菌的不斷變化和各種病狀的變動，傳統的醫療措施已經無法滿足當前各種病癥的需求，以基因工程、微生物技術等多個方面為基礎的綜合性制藥措施和原理，則逐漸成為現代化醫療發展的核心觀念。同時，國民經濟的發展與人民生活水平的提高，人們對各種藥物需求不斷增加，也加速了各種生物技術在藥品制作領域的引進和利用。

三、生物制藥在我國的發展現狀

受近現代國情及其他因素的制約和影響，我國的生物技術發展與應用，起步晚，起點低，僅有短短的二十余年歷史，技術水平與歐美發達國家根本無法比擬。不過，自生物技術在我國開始發展以來，得益于政府的大力扶持，現階段的生物技術應用已經取得了良好的成績。不過，在生物制藥領域，相比世界先進國家的技術水平和產業規模，還有很大的差距。目前，國家和地方政府都在不斷加大對生物制藥產業的扶持力度，將其作為經濟發展的重點建設行業和高新技術的支柱產業，從政策和資金等方面不斷加大投入，在基礎設施、配套服務業、研究開發、服務創新、教育培訓和風險投資等方面進行發展和創新，為生物制藥產業集群發展提供良好的發展環境。一些科技發達或經濟發達的地區，正在不斷建立國家級生物制藥產業基地，并初步形成了初具規模的生物醫藥產業集群。對我國的生物醫藥產業發展，這起到了很好的帶動作用?？傮w而言，中國生物制藥領域的前景非常廣闊，產業也將呈持續增長態勢。

四、我國生物制藥的前景

1、生物制藥產業呈現集群式發展。

作為現代化的高科技產業，生物制藥不僅需要在基礎設施、上下游配套產業等方面得到相應的支持，還需要同教育培訓、專業服務、技術轉移中心等相關服務進行全方位立體組合，才能發揮最大化的優勢和效應。當前，在生物技術產業迅猛發展浪潮的推動下，借助政府有力的扶持和引導，我國部分地區已經構建出了比較完善的生物技術應用產業鏈和產業集群。對于生物制藥產業的發展，這些產業集群使得生物制藥的整體產業鏈得到優化，在生產效率方面得到大幅提升，具有不可忽視的重要作用。以此為基礎，我國生物制藥產業已經在生物技術、人才、資金密集的區域，逐步形成了生物醫藥產業聚集區。其后，我國生物制藥產業仍會朝著這方面快速發展，政府也將會加大投資力度、重點建設產業集群區，以提升產業的市場規模。

2、生物醫藥技術向產業化推進。

就現狀而言，我國生物醫藥技術在科研方面取得的成果，顯然沒有實踐應用所取得的成果豐碩。在科研未能大規模轉換為生產力價值的狀況下，很多社會及科學資源被浪費，生物醫學的生產實踐跟不上研發，造成了高科技高療效醫藥生產的滯后，以及生物醫學整體發展水平的滯緩。因此，將生物醫藥技術從科研轉向產業化生產，即是科研的重要目的和最終方向。通過委托外包策略，建立技術同盟，與相應的企業形成優勢互補，使自身能夠專注于專長和優勢，從而降低生產成本、提高競爭優勢。這一方式，既是生物醫藥技術向產業化推進的要求，也將是國內生物醫藥研究機構與藥品制作企業互利發展的主流模式。

3、生物制藥新興技術將不斷應用于產業發展。

生物制藥產業需要持續進行技術創新，才能不斷解決產業發展中存在的問題，并不斷滿足醫藥水平提升的要求。因此，生物制藥新興技術的發展，將會不斷應用到產業發展中，從而促進產業技術水平和社會醫療水平的提升。

五、結束語

作為近現代興起的綜合性技術學科，生物技術為我國制藥業提供了寶貴的技術資源和信息資源，并由此成為提高我國制藥業生產水平和生產工藝的主要手段和方法，以及未來產業發展的重要影響趨勢和重要基礎。隨著生物技術的持續發展，其在我國制藥產業將得到更全面、更深入的應用，也將為人類的身體健康和社會的文明進步做出更大的貢獻?！?/p>

參考文獻

先進的生物技術范文第4篇

應用型人才生物技術實驗教學近幾年來，隨著生物醫藥產業的迅速發展，生物技術領域的新方法、新技術不斷應用到生產企業中，這就要求醫學院校生物技術專業的學生必須不斷自我提高，具有較強的實驗能力和科研素質，適應行業的高速發展。因此，強調應用型人才對于醫學院校的生物技術專業顯得尤為重要。實驗教學是生物技術專業教學的重要組成部分，對于培養學生實驗能力、創新能力、獨立工作能力有不可替代的重要作用。近年來，對應用型生物技術人才的需求不斷增多。因此，建立應用型醫學生物技術實驗教學更加重要。

吉林醫藥學院依托基礎醫學、臨床醫學、檢驗醫學的特點與相關學科優勢，適應生物醫藥產業經濟迅速發展的需求，建立了具有醫學背景的應用型生物技術人才的培養模式。探索與實踐了應用型生物技術專業人才的實驗教學方法，重點培養學生對實驗的應用能力，取得了一些成果，更好地滿足了社會對應用型醫學生物技術人才的需求。

一、醫學生物技術專業的特點

醫學生物技術主要是由生物學、醫學等學科交叉而成的一種應用型很強的新興學科，是集醫學、生物學、藥學、實驗方法等為一體的綜合技術，這就要求學生不但具有生物學和醫學基礎知識，而且還要具有生物學和醫學的實驗技能。形成符合國家對應用型醫學生物技術人才的需求，培養具有現代生物技術和醫學背景的，滿足我國醫學生物產業發展需要的應用型生物技術高級專門人才。

二、生物技術專業實驗教學現狀

吉林醫藥學院原先是一所軍隊院校，2004年移交給地方辦學，是一所醫學類本科院校。生物技術專業是我校新辦專業，在實驗教學方面比較薄弱。在生物技術實驗室建設方面，主要存在基礎儀器設備數量不夠，而且有的儀器設備比較陳舊，缺少一些與生產實踐相結合的一些儀器設備；在教師隊伍建設方面，缺少具有醫學背景的應用型實驗教師；在實驗教學內容上，實驗內容脫離時代前沿，和生產實際結合不夠，教學模式比較單一，一般采用教師講解學生操作的教學模式；另外在實驗考核方面，還缺乏科學合理性。

三、實驗教學改革與實踐

基于以上問題和不足，我校生物技術專業以醫藥生物技術產業的發展趨勢和人才的需求為導向，制定了應用型生物技術人才的培養模式，轉變教育理念，對醫學生物技術專業實驗教學進行了改革與實踐。

1.通過更新整合資源，建立生物技術實驗教學中心

在我院實驗室原有的儀器的基礎上，進行了資源整合，又購進了PCR儀，凝膠成像系統，二氧化碳培養箱，熒光倒置顯微鏡，發酵罐，蛋白質純化系統，高效液相色譜，多功能酶標儀等先進的實驗設備。在臨床生物化學檢驗實驗室、細胞培養室的基礎上，建立了具有醫學背景的生物技術實驗教學中心。中心包括分子生物學實驗室、發酵實驗室、蛋白質純化分析室、藥物篩選實驗室，并且還做到對學生完全開放，學生可以申請畢業論文和大學生科研創新項目等。通過教學中心的建設，既促進了學科的發展，又順應了醫藥生物技術產業對人才培養的需要。

2.引進優秀實驗教師

醫學生物技術實驗課具有醫學和生物技術多學科交叉融合的特點，實踐性很強，實驗室技術人員不僅要具備扎實的醫學和生物學的基礎知識，還要有高水平的醫學和生物學相關的實驗技術。我們實驗室對人才的引進，要求具有醫學相關學科背景的碩士研究生，優先錄用具有醫學和生物技術交叉學科背景的人才。并且由科研骨干教師考核，考核期合格才能被錄用。并且新入職的實驗教師還要進行生產實訓，到醫藥生物技術公司進行系統培訓。

3.改革教學方法和實驗內容

改變傳統的實驗課的教學方法，將多媒體先進的教學手段運用到實驗課中。它可以將一些陌生、抽象的知識直觀化、形象化，激發學生主動學習的積極性。例如，對于一些抽象的實驗，如PCR實驗，可以用動畫講解整個實驗過程，將抽象的原理變得形象化，并可活躍課堂氣氛，加深學生對整個實驗過程的理解和記憶。在實驗內容上，減少一些陳舊性的實驗內容，多開設一些設計性、應用型實驗，與醫藥生物技術公司生產緊密結合，如基因工程疫苗的制備，蛋白質藥物的純化，基因工程菌的高密度發酵等綜合性實驗。

4.改革實驗考核制度

改變評分標準主要依據實驗報告的傳統實驗教學考核方式，我們制定了一套完整的實驗考核制度。在學期實驗結束后，除了考核學生對基本原理、基本操作的掌握程度外，還要考察學生綜合實驗能力和團結協作精神，對其進行量化打分。讓學生自主選擇課題，指導教師對學生的實踐動手能力、分析問題解決問題的能力、創新能力進行綜合評價。其中，實驗數據20%，實驗操作50%，解決問題的能力20%，創新能力10%。突出了應用型人才培養的實驗教學地位，轉變了學生重理論、輕實踐的觀念。

四、結束語

經過幾年的探索，我們在應用型生物技術專業人才培養模式下，在生物技術實驗教學中不斷地進行改革探索，初步建立了以培養學生的實驗動手能力、分析問題和解決問題的應用型人才培養方案。但是還存在一些問題，比如實驗室的開放管理，大學生實驗創新平臺建設方面還不夠完善，醫學生物技術實驗教學改革是一項長期而艱巨的工作，要想培養社會需要的應用型醫學生物技術人才，需要我們不斷地去探索與嘗試。

參考文獻：

[1]姜勇，王會巖，張磊.等.普通醫學高校生物技術教學改革[J].中國醫藥科學，2013，3（2）：147-148.

先進的生物技術范文第5篇

關鍵詞：生物技術；制藥；發展對策

引言

始于1971年的生物制藥技術指的是基于醫學、生物學、微生物學等領域的研究成果，對化學、微生物學、生物技術、藥學等原理與方法進行綜合應用，從而制造出在疾病預防、診斷與治療等方面的制品。生物技術制藥技術目前正在趕超傳統化學制藥，成為當前研究的熱點與重點，市場前景巨大。然而，因為受到各種因素的制約，中國生物制藥產業發展還比較緩慢，在生物技術診斷、現代生物支撐技術、酶工程、生物制劑等方面要加大研究的力度。

一、中國生物制藥發展現狀

第一，中草藥。作為中國國粹的中草藥歷史悠久。中國擁有種類繁多的中草藥，同時，中草藥質量非常好。根據有關數據表明，全球大約3%的中草藥都是中國出售的。目前中國中草藥領域主要是對中草藥原料進行出售。中草藥的發展需要先進生物技術的支持。我國對中草藥有關的技術研究工作要給予重視，使得科技水平不斷提升，從而會死的中國中草藥國際市場競爭力提高。

第二，生物技術藥物。單克隆抗體藥物因為具有較強穩定性、較高特異性等優勢，因此，單克隆抗體技術是當前生物技術制藥領域人們研究的重點。基于此，中國對單克隆藥品的研發給予極大重視，眾多制藥企業在單克隆藥品的研發方面投入了大量的人力、物力以及財力?；蚬こ淌巧锛夹g制藥最關鍵的及時，對生物技術制藥的發展有決定性作用。我國政府多方面扶持生物技術制藥與基因工程的發展。但是，中國部分基因工程制藥還處于試驗時期。

二、目前中國生物技術制藥存在的不足

第一，資金投入不足。生物技術制藥需要大量資金的支持，1997年美國投入到生物工程資金高達500億美元，同時以每年50億美元的速度增加。我國近年來雖然加大了對生物技術制藥的資金投入，然而，相對發達國家而言投入不夠。因此，新產品的研究緩慢，競爭力缺乏。

第二，當前中國科研成果產業化比較緩慢?；谏锕こ趟幬锒?，在實驗時期我國部分生物技術達到甚至超過國際先進水平，肝細胞生長因子、治療用單克隆抗體、人血代用品、人源性堿性成纖維細胞生長因子等生物高科技產品我國具有自主知識產權，這些生物高科技產品已經實現了臨床試驗或者進入后期階段。然而，中國中試環節不足，造成了生物制藥產業科研成果轉化慢，生物工程產業化水平比國際先進水平要低。

第三，有關企業的設施比較落后。生物技術制藥形成新的成果、形成成果的進度、成果質量等受到專業服務體系的直接影響。相對于國外發達國家，中國有關服務比較落后，尤其是還沒有實現專業化、社會化與市場化的產品開發。發達國家醫藥研究過程中，存在著委托合同研究機構，這一機構對于醫藥研發具有重要作用，并且具有一定運行規模與相應機制。中國大部分委托合同研究機構是公關公司，其服務主要是臨床實驗階段，國外并不認可這些公司提供的新藥臨床數據的真實性與可靠性。同時，相對而言中國生物技術制藥企業內部管理有待于提高，缺乏具有技術與管理復合型人才，網絡銷售不完善，缺少開發市場渠道經驗等，造成了中國盡管具有重量眾多的生物技術制藥企業，然而綜合實力不強，與國外發達國家缺乏競爭力。

三、中國生物技術制藥發展的對策

第一，增加投資，引入風險資金。生物制藥企業自身競爭力提高的兩個重要舉措是科技創新和企業運營規模。生物技術制藥的研究需要大量的資金支持。隨著我國加入WTO的不斷深入，中國生物制藥企業存在與發展的前提是對具有自主知識產品的產品進行研發。制藥企業各自為營的傳統的經營方式與目前日益競爭的市場不匹配。為了加大生物技術制藥研發的力度，需要增加投資，風險資金的引入，能夠使得研發資金的投入得到有效擴大，對科研成果產業化的轉換具有極大的促進作用。成熟、先進的技術與廣闊的市場前景是生物技術制藥風險投資引入的前提。通過風險資金增加投入，從而極大的推動生物技術制藥的發展。

第二，加大人才的培養。生物技術制藥作為高科技領域離不開人力的支持。當前，我國生物技術制藥的發展依賴于人力資源。人是技術創新的主體。因此，為了使得研發人才不足得到彌補，中國需要對國外從事生物技術制藥的專家與學者進行引入，同時，通過有效的激勵機制留住人才。生物技術制藥企業發展的動力是對人才的吸引與培養。

第三，重視對藥物的創新。對患者治療有效的藥物是制藥行業銷售的具有真正價值的藥品?；谛枨箝_始進行創新，對滿足疾病治療需求的藥物進行尋找，從而功能出發對技術構思進行明確，基于技術構造對技術方案進行設計，從而使得生物技術制藥研發產品的技術風險降低。對于生物技術制藥而言，上游的創新、中游物質分離、產品加工、下游營銷構成了整個產業鏈。因此，生物技術制藥要實現“研發――試驗――生產――銷售”產業鏈一體化?；趧撔?，使得中國生物技術制藥競爭力水平不斷提高。

結束語

生物技術制藥前景廣闊，具有巨大的潛力，對于生物技術制藥中國政府給予了極大的重視。當前生物技術制藥領域處于技術變革時期，基因組與后基因組的研究極大的增加了生物技術制藥的發展?；诠δ芑蚪M的研究，開發基因組藥物，對具有自主知識產權的基于組藥物進行研發，提高中國生物技術制藥的競爭力。

參考文獻

[1]李 珂.現代生物制藥技術的發展現狀及未來趨勢[J].中小企業管理與科技（上旬刊）.2010（6）