1.1 Ограничения на класическите методи за химичен синтез

?Едноетапният“ процес на високотемпературна полимеризация на глюкоза, сорбитол и лимонена киселина във вакуумни условия е зрял, но има очевидни недостатъци:

Температурата на реакцията трябва да бъде стриктно контролирана при 130-160℃ (±2℃).

Продуктът има широка степен на разпределение на полимеризацията (със стойности на DP, вариращи от 2 до 100).

Процентът на загуба от последващите стъпки на обезцветяване, обезсоляване и пречистване достига 15%

1.2 Пробиви в ензимните процеси

През 2023 г. ?Двуензимната синергична каталитична система“, разработена от университета Дзяннан, постигна ключов пробив:

Беше възприета комбинираната катализа на имобилизирана глюкозилтрансфераза (GTase) и пулулан.

Условията на реакцията са меки (60℃/ атмосферно налягане)

Подобряване на контролируемостта на молекулното тегло (персонализирани продукти от 500-5000Da)

Глава втора: Внедряване на интелигентния производствен процес от четвърто поколение

Производствената линия ?5G+ Industrial Internet“ на Shandong Longda Biotech, която е планирана да бъде пусната в експлоатация през 2024 г., демонстрира удивителна ефективност:

Предварителна обработка на суровините: Използва се система за визуално сортиране с изкуствен интелект за отстраняване на нестандартни глюкозни кристали

Реакция на полимеризация: Микровълновата катализа намалява времето за реакция до една трета от това на традиционните процеси.

Система за пречистване: Комбинираната технология на молекулярна дестилация и нанофилтрация постига чистота от 99,2%

Сравнение на основните параметри

Показатели: Традиционен процес Модерен процес Консумация на енергия (kWh/kg) 8.73.2 Консумация на вода (m3/t) 154.5 Добив (%) 6892

Глава трета: Нови парадигми на зеленото производство

3.1 Висококачествено използване на странични продукти

Екстракция на ксилоолигозахариди от полимерна остатъчна течност (пазарна цена 120 000 юана за тон)

Микробните агенти се произвеждат от отпадъчни остатъци чрез ферментация в твърдо състояние

3.2 Управление на въглеродния отпечатък

Последната оценка на жизнения цикъл на Huaxi Biotech показва:

Въглеродните емисии на тон полидекстроза са намалели от 2,1 тона CO?e до 0,7 тона CO?e

Постигане на 30% заместване на производствената линия със зелена електроенергия чрез фотоволтаично енергоснабдяване

Глава четвърта: Новият модел на глобална технологична конкуренция и сътрудничество

ЕС: Фокус върху синергичните изследвания на полидекстроза и пробиотици (13 здравни твърдения на EFSA са одобрени)

Япония: Разработени продукти с ниско молекулно тегло (800-1500Da) за възрастни хора

Китай: Водещ производител на оборудване за непрекъснато производство (оборудване, изнасяно за Югоизточна Азия и Близкия изток)

Генералният секретар на Китайската асоциация на биоферментационната индустрия разкри: ?По време на 14-ия петгодишен план ще бъде формулиран националният стандарт ?Спецификация за оценка на фабрики за зелена полиглюкоза“.

Бъдещи перспективи

С навлизането на технологиите за синтетична биология, ?методът на биосинтез“ за директно синтезиране на полиглюкоза с помощта на клетъчни фабрики навлезе в пилотен етап. Проектът за инженерна модификация на щамове на Института за индустриална биотехнология в Тиендзин към Китайската академия на науките показва, че теоретично производствените разходи могат да бъдат намалени до 40% от сегашното ниво.