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Biotechnology in energy production

能源生物技术



全 文 : 万方数据
·38· 生靳加工过程 第l卷第l期
素以来,形成了2∞家企业生产生物农药的规模。
至2∞1年底已注册登记的生物农药有效成分品种
80个,占我国农药总有效成分品种的13.9%;产品
696个,占注册登记农药产品的7.3%;年产量11万
多吨制剂,约占农药总产量的1l%;年产值约培亿
元人民币,占农药总产值的8%~9%;使用面积4~
5亿亩次,占农药总应用面积的9%~10%。其中已
注册的植物源农药16种,生产厂家近25个,年产制
剂量约5千吨;细菌类微生物农药有7种,生产厂家
约40个,年产制剂量2万多吨;病毒类微生物农药
有9种,生产厂家近10个,年产制剂量近2千吨;真
菌类微生物农药有3种,生产厂家近5个,年产制剂
量近千吨;抗生素类和微生物产生的植物生长调节
剂类农药22种,生产厂家约100个,年产量8万多
吨制剂。Ll·21
2农用抗生素的发展概况[2~4】
2.1农用抗生素的国内发展概况
我国农用抗生索的研究始于50年代,是随医用
抗生素之后发展起来的。80年代以来,由于国家的
重视,农用抗生素发展较快,而且水平处于世界先进
国家之列。70年代开发成功的井冈霉素(如w.
g唧弦加),至今仍是防治水稻纹枯病的当家品种,
每年应用面积达2亿多亩次。多抗霉素(P。bW.
泌)、农抗120(埘一∞廊面斑120)等都成为重要的
杀菌剂。进入90年代,农用抗生索的研究开发又进
入一个新的发展高潮,中生菌素(踟悸kwr咿讥)、
宁南霉素(№墙wnn研℃扼)等一些新的杀菌抗生素等
得到开发应用;浏阳霉素(P0研倒加)、华光霉素
(m‰啪℃讥)和阿维菌素(At℃m8毹n)等杀虫抗生素
先后开发成功;特别是阿维菌素的迅速推广应用,年
产制剂量达到近万吨,并大量出口,开创了农用抗生
素的新时代。截止2000年底,巳注册登记并生产的
农用抗生素品种达17个,年产制剂量近8万吨,年
应用面积达到3亿多亩次。其中正式登记的杀菌剂
品种有井冈霉素、农抗120、多抗霉素等8种,临时登
记的杀菌剂品种有中生菌素、宁南霉素等5种,临时
登记的杀虫、杀螨剂品种有阿维菌素等3种,除草剂
品种有双丙氨磷(施z印h∞)。至2002年底年产值和
应用面积最大的品种是井冈霉素,其次是阿维菌素、
农用链霉素和农抗120。
近5年农用抗生素发展主要取得以下成绩:
1)筛选农用抗生素产生菌,发现一些新的农用
抗生素品种。
经过近十几年的研究,已找到几个新的农用抗
生素,其中已明确结构,具有自主知识产权的品种有戒台霉素(J漱)、宁南霉素、波拉霉索(pD.
晰讥)、金核霉素、抑霉菌素等品种。其中前3个
农抗获得国家发明专利,宁南霉索还获得对植物病
毒病的登记,并成为国内防治病毒病的最有效制剂
之一,填补了抗生素防治病毒病的空白。
2)利用细胞工程、发酵工程等生物技术手段改
进和完善一些品种的生产工艺,已大幅度降低了它
们的生产成本。
通过多年的高产菌株选育和发酵工艺改进和完
善研究,已将阿维菌素Bla组份的工厂发酵单位(20
t罐)从10年前的100m∥L左右,提高到目前的
3500-rI以以上(100t罐);多抗霉素的工厂发酵单
位(20t罐)从10年前的2000岬/L,提高到目前的
8000-r∥“20t罐);中生菌素的工厂发酵单位从
10年前的l000In∥L(10t罐),提高到目前的8000
n∥L以上(30t罐)。再加上后处理工艺(主要是剂
型加工工艺)的完善研究,工厂生产成本降低幅度达
到了4~20倍。
3)通过新剂型和复配制剂的研发,已拓宽一些
农用抗生素品种的防治对象,提高了田间药效。我
国目前已研制的农用抗生素剂型有水剂、乳油、微乳
剂、可湿性粉剂、可溶性粉剂和缓释颗粒剂等不同含
量的剂型42种。如阿维菌素不同制剂的含量有原
粉、0.15%、0.2%、0.3%、0.5%、0.6%、0.9%、
1.0%、1.8%、2.0%、5.0%等,井冈霉素不同制剂的
含量有3%、5%、10%、12%、15%、17%、20%等。
已开发登记的农用抗生素品种与其他生物农药
品种之问复配制剂有17种,其中农用抗生素品种之
间的复配制剂有5种,与活体微生物农药品种之间
的复配制剂有12种;与化学农药之间的复配制剂达
到45种,其中30种为井冈霉素与其他化学农药杀
菌剂或杀虫剂之间的复配制剂。
新剂型和复配制剂的研制,不仅降低了生产成
本,而且拓宽了防治对象,提高了防效。如井冈霉素
单剂只用于防治水稻纹枯病,复配制剂可同时用于
防治水稻纹枯病、稻瘟病、水稻二化螟、稻飞虱等对
象;中生菌素产品剂型由水剂变为可湿性粉剂,防治
对象由3种(水稻白叶枯病、苹果轮纹病和白菜软腐
病),扩大到3%可湿性粉剂的7种,增加了番茄青
万方数据
万方数据
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36· 生靳加工过程 第1卷第1期
体。1983年开始周期性注入富含营养剂的淡水。
在注入3年后,采油量增加了20%~100%,产出水
降低了20%一30%¨⋯。
美国采用的方法是在注水过程中加入一些微生
物激活剂如硝酸酯和磷酸酯等来活化有藏微生物。
美国能源部在No血B10w}10mcreek油田进行了连续
5年的微生物采油的试验,注入了硝酸盐、磷酸盐和
糖蜜溶液,结果在15口井中有8口井油产量显著增
加。
微生物采油目前已被国外主要石油公司看好,
如美国目前应用微生物采油的油井已占所有油田的
30%~50%。主要石油公司如壳牌、埃克森等公司
都采用Ⅷ0R技术。美国EOR增产原油成本如
表2。
表2 EOR和其他技术增产石油的比较
T枷e2 O。l。i9mof肿RBⅡd讪口耻tho由协衄h血∞叫mh皿印血击∞
我国在微生物采油上进行了一些尝试,如扛汉
石油学院和大港油田合作在大港油田进行了生物采
油的现场试验,取得了一些有价值的结果。
5展望
生物能源是将可再生的生物质转化为燃料能
源,不但可以弥补石油化石燃料的不足,而且有助于
达到保护生态环境的目的,实现资源一环境一能源
的一体化的社会可持续发展。
燃料酒精目前已具有较好的基础,但仍存在成
本高的问题,比较经济的方法是采用纤维素为原料
发酵生产酒精。随着基因工程的发展,在关键酶如
纤维素酶、木聚糖酶等已有较大突破,因此利用纤维
素发酵制备酒精已为时不远。我国有丰富的植物油
脂及动物油脂资源,而且饭店产生大量的的煎炸油,
如加以很好利用,也有很大的市场潜力。生物制氢
已有较好基础,但大规模工业化目前还有一些关键
问题需要解决,如高效的转化技术、氢气的分离和储
藏等,但作为一个新能源方向值得关心。
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