第一情报 ---生物与医药

用生物技术改造传统工业在全球升温

供稿人:王静波  供稿时间:2006-1-27   关键字:传统产业改造  新型生物酶  OECD  工业试验  改造效率    
用生物技术改造工业传统产业,尤其是那些污染重的工业,已经成为生物技术产业新的热点领域。

生物技术在“清洁生产”中的作用

生物技术对传统产业升级改造的一个重要方面,就是清洁生产。生物技术应用于传统工业将有效减少制造业对环境的污染,能使生产制造过程更加高效,例如粮食生产、清洁工业、纺织业、纸浆和造纸业,特别是化工业。有人预言,生物技术带给这些产业的深远影响将丝毫不亚于给医药业带来的影响,生物技术的应用将使得传统工业收益更高,并能保持环境的可持续,为可持续发展指明了道路。
 
在改造传统污染重的化工产业方面,蛋白酶可以取代去污剂中的磷酸盐,在谷物加工过程中生物酶可以取代传统的酸法等等。通过生物技术方法生产的产品,可以有效减少废物扩散,并能帮助企业最大限度地利用原材料。为了提高产出-投入比,科学家们正在修改微生物的基因,以此提高工业生产过程中应用的生物酶的生产力。另外,还采用遗传工程来获得新型微生物酶。蛋白质工程也被用于改进特定生物酶的作用底物,改善催化特性或者扩展反应条件,以使得它们与现有工业生产过程更加兼容。
 
这里列出生物技术在几大工业门类清洁生产中的应用前景:
 
化学工业:利用生物技术生产生物催化剂,用来生产新型化合物,减少副产品中的废物,提高化工产品的纯度;
 
石化工业:减少制造塑料对环境的影响,并完善可循环生产过程;
 
造纸业:改善制造过程,包括利用酶降低纸浆生产过程中的有毒副产品产出;
 
纺织业:降低织物印染和修整过程中有毒副产品,织物去污剂由于添加了生物酶作为活性成分而更加有效;
 
食品工业:改善焙烤加工过程,采用发酵生产的防腐剂和分析技术可以让食物更加安全;
 
畜牧业:添加生物酶提高牲畜营养摄取效率,降低磷酸盐副产品。

生物技术能提高部分重污染工业的改造效率

2001年,OECD在一些国家和地区进行了生物技术用于改造传统工业的21个试验,选取的国家和地区以及行业见下表所示。
 
表1:OECD国家生物技术用于工业试验的布点情况
 
制药业
精细化工
基础化工
食品加工
纺织业
纸浆与造纸
采矿
能源
澳大利亚
 
 
 
 
 
1
 
 
加拿大
 
 
 
 
 
2
 
2
德国
2
 
 
1
1
 
 
 
日本
 
1
1
1
 
 
 
 
荷兰
1
 
 
1
 
 
1
 
南非
 
 
 
 
 
 
1
 
英国
 
1
2
 
 
 
 
1
美国
 
 
1
 
 
 
 
 
(资料来源:OECD)
 
OECD的试验主要是测试生物技术对传统重污染工业的绿色改造效率,得出了以下定量的评估数字。
 
在改造纸浆和造纸行业方面,生物技术能减少漂白过程中10-15%的氯排放量,并且将漂白过程中的能量消耗降低40%。
 
在改造纺织业方面,在生产过程中引入生物技术,可以较少14-18%的水消耗量,与用水有关和空气散热方面的费用小减少50-60%,漂白过程的能源消耗也将降低9-14%。
 
在改造塑料产品生产方面,用生物有机原料替代石化原料,能够减少20-80%的对石化资源的需求,而且生产的生物塑料是可自然降解的“绿色塑料”。
 
生物技术用于化学制药行业,例如维生素B2的生产过程中,能够减少80%的二氧化碳排放量,减少67%的污水排放量。将生物技术用于头孢类抗生素的生产过程中,能够将少50%的二氧化碳排放量,节约20%的能源消耗,并且节水量达到75%。
 
在许多工业行业中,引入生物技术还可以减少有毒化学产品的排放,并降低化学过程中容易产生的爆炸事故。
 
生物技术在若干重污染工业中应用后的环境友好改造情况见下表。
 
表2:生物技术对若干重污染工业的改造程度量化表
 
能源消耗
原材料消耗
空气污染量
水污染量
生产费用
制药业
相同
降低75%
降低50%
降低66%
降低50%
制药业
 
 
降低90%
降低33%
降低90%
制药业
用电量增加
蒸汽用量减少
 
降低80%
降低80%
显著降低
食品加工业
相同
 
 
 
降低43%
化工业
降低80%
 
降低
降低
降低
化工业
 
降低
降低
降低
降低54%(原材料)
化工业
降低
 
降低
 
降低
食品加工业
降低70%
 
 
降低80%
降低40%
食品加工业
 
降低50%
 
 
降低30%
纺织业
降低15%
降低
 
降低
降低9%
纸浆与造纸业
降低30-40%
降低
 
降低
 
纸浆与造纸业
 
CI2减少35%,CIO2减少65%
 
降低
 
采矿业
 
降低(可循环)
 
降低
 
采矿业
降低
 
降低
 
降低
能源产业
 
 
 
降低
产量增加
资料来源:《New Biotech Tools for a Cleaner Environment》,BIO,
 
参考文献
New Biotech Tools for a Cleaner Environment——Industrial Biotechnology for Pollution Prevention,Resource Conservation, and Cost Reduction, BIO & AJW
 
White biotechnology: gateway to a more sustainable future, Europe BIO,2003

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