1. Qu'est-ce que la biologie synthétique
La biologie synthétique, connue sous le nom de porteur significatif de "Troisième Bio-Technology Revolution ", est un domaine interdisciplinaire émergent au 21e siècle. Son essence est de faire fonctionner les cellules pour les humains et de produire des substances souhaitées. Avec cette technologie, de nombreux produits que nous rencontrons dans notre vie quotidienne peuvent être synthétisés à l'aide de méthodes biologiques.
La biologie synthétique est un nouveau domaine interdisciplinaire qui se concentre principalement sur la conception, la construction et l'application de systèmes biologiques. Il combine les connaissances et les méthodes de divers domaines tels que l'ingénierie et la biologie, visant à utiliser des mécanismes et technologies biologiques existants dans la nature tels que les biomolécules et les réactions biologiques. En concevant et en construisant des systèmes biologiques et en concevant des réseaux de régulation des gènes contrôlables, il atteint une régulation biologique systématique au niveau moléculaire au sein des cellules.
2. Grand potentiel de biologie synthétique dans la réalisation de la neutralité du carbone
La fabrication biologique synthétique est une méthode de production verte prometteuse, et avec le réchauffement climatique et la proposition de neutralité du carbone dans divers pays, il est sans aucun doute devenue l'une des solutions optimales potentielles. La fabrication biologique synthétique peut réduire l'énergie et la consommation de matières dans les processus industriels et réduire les émissions de déchets et la pollution de l'air, de l'eau et des sols, tout en réduisant considérablement les coûts de production et en améliorant la compétitivité industrielle.
Dans le contexte du plaidoyer mondial et national pour la neutralité du carbone, la biologie synthétique, la biologie synthétique fournit sans aucun doute une très bonne solution. En 2014, l'Organisation de coopération économique et de développement (OCDE) a publié un rapport "Nouveaux problèmes politiques en biologie synthétique, " prédisant que 35% des produits chimiques et autres produits industriels peuvent impliquer une fabrication biologique à l'avenir.
La technologie d'adsorption et de séparation dans laquelle Sunresin est engagée est une technologie de plate-forme de séparation et de purification très efficace avec une solide convivialité environnementale, une automatisation élevée et une bonne précision opérationnelle. En tant qu'entreprise mondiale de premier plan dans l'industrie des technologies d'adsorption et de séparation, nous considérons activement comment intégrer nos plus de 20 ans d'accumulation de recherche et de développement et d'avantages technologiques dans le domaine de l'adsorption et de la séparation avec la voie nationale de neutralité du carbone pour contribuer à La réalisation des objectifs à double carbone et aide à optimiser et à mettre à niveau les processus d'application en aval.
3. Application de la technologie d'adsorption et de séparation en biologie synthétique
Lors de la production de produits de biologie synthétique, les matières premières sont transformées en produit cible par fermentation microbienne et sont présents dans le bouillon de fermentation. Le facteur clé qui restreint la production et l'application de produits de biologie synthétique est la séparation et la purification du produit cible.
Actuellement, dans le processus de séparation et de purification, des méthodes telles que la cristallisation des points isoélectriques, l'échange d'ions (lit fixe) et la séparation de la membrane sont principalement utilisés. Cependant, ces méthodes ont des problèmes tels que un faible rendement des produits cibles, une consommation élevée de réactifs chimiques, de grandes décharges d'eaux usées et une pollution environnementale significative.
Sunresin a développé une série de matériaux de séparation pour la séparation et la purification du bouillon de fermentation, et a développé des processus d'application et un équipement système pour différents cas d'utilisation, fournissant aux clients des solutions complètes.
3.1 dessalement, décoloration et déprotéinisation:
Les résines d'échange d'ions, qui sont une combinaison de résines cation et anions, sont généralement utilisées pour réduire la conductivité au niveau cible. L'acide fort, l'acide faible, la base forte et les résines de base faibles sont utilisées en fonction des propriétés du matériau, telles que la stabilité acide et alcaline, et la rétention de la résine.
De fortes résines d'échange de base d'anions ou de grandes résines d'adsorption des pores sont généralement utilisées pour la décoloration. Ils peuvent également éliminer certaines protéines.
3.2 Adsorption des produits et impuretés:
Les résines avec des groupes fonctionnels spécifiques peuvent être utilisées pour se lier sélectivement aux substances cibles et aux impuretés pour l'élimination. Les grandes résines d'adsorption des pores et les résines d'échange d'ions sont généralement utilisées pour l'adsorption, suivie d'une analyse de solvant ou acide-base.
3.3 Séparation chromatographique:
Des résines d'échange d'ions ou de grandes résines pores sont utilisées pour adsorber le produit et les impuretés, avec une certaine capacité. Les impuretés sont supprimées par lavage du gradient et le produit est analysé avec des solvants ou des solutions acides-base à une concentration moyenne. La résine est régénérée avec des solvants ou des solutions acide-base à une concentration élevée.
3.4 Séparation chromatographique:
3.4.1 Chromatographie continue SSMB pour le dessalement, l'élimination des impuretés, la décoloration et la récupération des liqueurs mère;
3.4.2 Chromatographie préparative à pression moyenne-élevée.
4. Application de biologie synthétique de l'acide butanédioïque
L'application en aval de l'acide butanédioïque est principalement dans la synthèse de PBS et de BDO. Avec le contexte de la politique "Dual Carbon ", les plastiques biodégradables transitent vers des plastiques dégradables bio-basés, ouvrant un futur marché incrémentiel pour le PBS bio. Bien qu'il existe déjà un énorme marché existant pour BDO, la méthode de production actuelle ne correspond pas au concept "Dual Carbon ".
Poussée par la demande en aval pour la synthèse de PBS et de BDO, il existe une énorme demande potentielle d'acide butanédioïque, en particulier pour l'acide butanédioïque produit par la biologie synthétique. La méthode chimique traditionnelle de production de l'acide butanedioc a une expansion limitée de la capacité, et les méthodes de biologie synthétique ont déjà démontré des avantages de coûts, ce qui en fait une tendance de développement futur. L'acide butanedioc sera produit par la biologie synthétique pour répondre à l'énorme demande en aval à l'avenir.
Méthode de synthèse chimique (i) de l'acide butanédioïque
Méthode de synthèse chimique I: Méthode électrochimique, une méthode de synthèse de l'acide butanédioïque par des réactions redox électrochimiques.
Le principal inconvénient est la consommation élevée d'énergie, ainsi que des facteurs tels que les restrictions politiques, les coûts élevés de l'équipement et le fonctionnement complexe des équipements, qui limitent son application dans la production à grande échelle et industrielle.
Méthode de synthèse chimique (II) de l'acide butanedioc
La réaction d'hydrogénation de l'anhydride maléique est le processus de production de l'acide butanédioïque par l'hydrogénation de l'anhydride cis-cis avec de l'hydrogène en présence d'un catalyseur.
Cette réaction est réalisée à une certaine température et à la pression de l'hydrogène. Les principaux facteurs limitants affectant le développement de ce processus comprennent des émissions de carbone excessives, un rendement en pureté et des impuretés de cendres, et la sélection de nickel ou d'autres catalyseurs métalliques précieux.
Processus biologique synthétique pour l'acide butanedioc
Le processus biologique synthétique de l'acide butanédioïque est une méthode de production verte et respectueuse de l'environnement.
En utilisant des souches microbiennes pour l'ingénierie métabolique des micro-organismes tels que la levure et E. coli, le processus lui-même est durable et renouvelable, réduisant considérablement la pollution de l'environnement et offrant une meilleure solution pour le développement durable.
Dans le processus de synthèse biologique, les souches peuvent être génétiquement modifiées et régulées, et même optimisées pour les performances par l'évolution artificielle dans les environnements anaérobies, pour sélectionner la contrainte optimale pour produire le rendement le plus élevé d'acide butanedioc. Il en résulte un produit avec une pureté plus élevée et aucune pollution chimique.
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