谭天伟，秦培勇

北京化工大学生命科学与技术学院，北京 100029

工业生物过程高效转化与系统集成

谭天伟，秦培勇

北京化工大学生命科学与技术学院，北京 100029

工业生物技术已经成为世界各国的重要战略研究方向之一，但我国工业生物过程还存在低效、高能耗和高排放问题。因此，工业生物技术的过程科学研究还亟需解决复杂生物原料高效/定向转化机制、工业生物过程物质/能量流耦合规律、工业生物过程强化和系统集成原理3大关键科学问题。就“973”项目“工业生物过程高效转化与系统集成的科学基础研究”中3大关键科学问题方面的主要研究进展进行了论述。

工业生物技术；过程科学；过程集成

工业生物技术是以生物学、化学和化学工程学等学科为基础、以生物催化和生物转化为核心，研究大规模生产化学品、医药、能源和材料的新过程和新方法的学科，是以可再生生物质资源为原料的、环境友好的新型物质加工模式，是化学工程和生物技术有机结合的新制造技术的典范[1]。随着能源、资源、环境问题的日趋严峻，工业生物技术已经成为世界各国的战略研究方向。

我国在工业生物过程优化和系统集成研究方面与国外差距较大，具体表现在原料利用率和产品回收率低、能量消耗高，发酵工业排放COD（化学需氧量）占全国工业COD总排放量的19%。主要原因是工业生物过程是一个具有生命特征的动态复杂系统，目前对多变、复杂生物原料的定向/高效转化机制还不十分清楚，导致生物转化体系效率低、副产物多、COD排放高；……