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生物质炭健康农业集成技术与应用
一、项目分类
显著效益成果转化
二、技术分析
在“秸秆生物质炭土壤改良-炭基肥生态农业技术”(中国石化行业协会,2017)基础上，发展秸秆专业化收集模式和移动式就地炭化还田等配套模式，将乡村秸秆、粪污和绿化废弃物协同炭化处理并高值物质提取利用，新开发出炭基土壤健康调理剂和炭基营养液体肥，构成炭基复合肥、炭基融合肥、炭基掺混肥等类型的固体炭基肥，生物富硒叶面调理剂、炭基铁锌营养肥、炭基液体复合肥等液体喷施肥，以及固碳、营养和抗逆功能的炭基土壤调理剂抛撒肥等的生物质炭产品系列，集成为农产品绿色循环生产的”一炭三肥”（生物质炭与炭基有机肥、炭基复合肥、炭基液体肥），形成“固碳改土、促生强根、营养优质” 的健康生态农业体系，通过产业技术研究院、专家工作站和揭榜挂帅等形式，示范落地到合作社、肥料企业、村镇政府，2020-2021年在南京溧水区、六合区的炭基健康水稻收到增产优质的显著成效，既可服务于碳中和农业，又直接推进乡村振兴。
主要技术特点：
（1）生物质无废循环，热解炭化养分循环率平均65%以上，有机碳循环率70%以上；
（2）固碳减排：每吨生物质平均固碳减排0.6吨CO2当量；
（3）每年增加土壤有机质0.1 g/kg以上, 减少化肥10-15%；
（4）增产5-25%，营养品质提升10-20%；
（5）炭基肥适合抛撒，炭基液体肥适合水肥一体化。
南京农业大学
2022-07-25
多功能分段式生物质热解装置
中试阶段/n该成果公开了一种多功能分段式生物质热解装置，其特征在于，有一个能实现气、油、炭多功能生产模式的生物质热解气化反应系统，该系统由生物质原料仓、物料控制阀、螺旋干燥器、螺旋热解反应器、螺旋气化反应器、沉降室、缓冲仓、集炭箱、燃烧室以及净化冷凝单元等组成，工作单元之间通过管线、泵和阀门连接构成整个反应系统。本发明采用独立的燃烧供热系统，能灵活而精确地控制生物质炭化、液化、气化反应所需温度；用于燃烧的燃料为不同生产模式下的副产物，不足部分再引入生物质原料、中间产物或终端产品来补充，实现了反应装置
华中农业大学
2021-01-12
太阳能低温吸附干燥生物质技术
“太阳能低温吸附干燥生物质技术”利用自主开发的高效固体吸附剂，将吸附除湿、除湿制冷、低温干燥和太阳能集热技术进行系统集成。该技术利用太阳能或余热作为主要能源，不用压缩制冷机，没有CFCs对环境破坏问题，是一种能够在大规模生产上推广使用的节能和环保干燥技术。该技术用于中草药、水果和蔬菜等干燥、脱水和保鲜过程，能有效避免高温对生物质有效成分的破坏，其脱水果蔬原色、原味，复水性能好，降低干燥过程中草药（白芷）有效成分流失。该技术干燥产品品质与冷冻干燥相当，能耗明显低于冷冻干燥过程，只有冷冻干燥的20～40
南京工业大学
2021-01-12
生物质微波催化裂解制备富含丙酮醇生物油的方法
生物质微波催化裂解制备富含丙酮醇生物油的方法，其特征是以碳酸钠为催化剂， 以碳化硅为微波吸收介质，以微波源为加热源进行生物质裂解，采用冰水混和物冷却挥发分 获得富含丙酮醇的生物油。本发明利用微波在生物质粒子中形成的独特温度效应，以及碳酸 钠在微波场中对生物质裂解的独特催化效应，实现了丙酮醇的高选择性生成；通过本方法所 获得的丙酮醇在液体产物中的含量可达到 30-55％，大大提高对于丙酮醇的利用价值；本发 明方法所使用的原料和催化剂廉价易得，反应时间大大缩短。
安徽理工大学
2021-04-13
利用可再生生物质资源制备PBS类生物可降解材料
我省沿海地区生物质资源丰富，开发利用各类生物质资源用于制备PBS类生物可降解材料，将有力地推动我省生物基聚酯技术的进步，不仅符合科技创新的精神与节能减排的要求，而且将引领生物经济的潮流，而且将力争为我省循环经济的发展和绿色GDP增长作出贡献。本项目旨在开发利用可再生生物质资源厌氧发酵固定二氧化碳生产丁二酸的新型生产工艺与方法，制备满足聚合工艺和技术要求的丁二酸单体，在此基础之上，进一步开展丁二酸/丁二元醇的直接聚合、再以反应挤出工艺制备PBS类聚酯。南京工业大学科研人员经过不懈的努力，在生物基丁二酸及PBS类聚酯的生物制造研究方面取得了重大突破，技术水平居于国内领先、国际先进水平。课题组筛选获得一株具有自主知识产权的丁二酸生产菌株，可以利用玉米粉以及玉米秸秆、玉米芯等生物质水解液作为碳源，目前已建立一条年产500吨丁二酸的生产线。以上述生物基丁二酸为原料合成了重均分子量为100，000的PBS，以及重均分子量为120,000的PBTS材料。PBS与PBTS的制备已成功完成了50 L釜的中试研究。
南京工业大学
2021-04-13
生物质固废生产肥料关键技术研发
我国每年农林固废、城市厨余垃圾等生物质固废中近 60%被焚烧 或随意处置，严重污染环境，也是造成雾霾的重要原因之一。南开大 学生物质资源化工程中心多年来致力于以生物质固废为原料生产有 机肥系列技术的研究应用，获得了高效降解木质纤维素、淀粉、蛋白 质、油脂等的细菌、放线菌和真菌，构建了微生物菌种库和系列化菌 剂；开发了可在 5-15 天内将生物质固废转化为有机肥料和富含有益 微生物的生物有机肥生产工艺及系列化产品；自主设计研发了以布尔玛金式搅拌装置为基础的微生物发酵装置，开发了系列化的微生物好 氧/厌氧发酵装置。 本项目已申请国家专利 50 项，其中授权发明专利 10 项、实用新 型专利 5 项；代表性 SCI 论文 5 篇，出版专译著 7 部；本项目有关技 术已被深圳芭田公司、天津百利阳光公司应用，近三年产生了显著的 经济、社会和环境效益；本项目已获得 2017 年中国产学研合作创新 成果一等奖。
南开大学
2021-04-11
生物质固废生产肥料关键技术研发
我国每年农林固废、城市厨余垃圾等生物质固废中近 60%被焚烧或随意处置，严重污染环境，也是造成雾霾的重要原因之一。南开大学生物质资源化工程中心多年来致力于以生物质固废为原料生产有机肥系列技术的研究应用，获得了高效降解木质纤维素、淀粉、蛋白质、油脂等的细菌、放线菌和真菌，构建了微生物菌种库和系列化菌剂；开发了可在 5-15 天内将生物质固废转化为有机肥料和富含有益微生物的生物有机肥生产工艺及系列化产品；自主设计研发了以布尔 玛金式搅拌装置为基础的微生物发酵装置，开发了系列化的微生物好氧/厌氧发酵装置。 本项目已申请国家专利 50 项，其中授权发明专利 10 项、实用新型专利 5 项；代表性 SCI 论文 5 篇，出版专译著 7 部；本项目有关技术已被深圳芭田公司、天津百利阳光公司应用，近三年产生了显著的经济、社会和环境效益；本项目已获得 2017 年中国产学研合作创新成果一等奖。
南开大学
2021-02-01
废纸及生物质纤维高效综合利用技术
1 成果简介 生物质材料是我国战略性新兴材料产业和生物质产业发展的重要领域，利 用丰富的生物质资源开发环境友好和可循环利用的生物基材料，最大限度地利367 用纸包装废弃物和农业废弃物，制备的材料用以替代木材和黏土等材料，对于 发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会具有重大意义。 本课题利用废纸、黏合剂和生物质纤维原料（各类农作物秸秆粉末等）采 用挤出法加工一种一定截面形状的型材，可进行多种后期加工，可制成包装构 件、包装型材和轻质墙体材料等，生产工艺先进，技术方案新颖，生产效率 高。 2 关键技术 项目成果突破的关键技术包括： （1）基于挤出工艺的原材料配方研究。通过配方和工艺参数研究，解决了 一般生物质材料难以挤出加工的瓶颈，实现了连续挤出加工。形成配方方案一 套； （2）基于废纸和生物质材料的型材制备技术方案研究。开发完成主要技术 装备方案，设计了实验室条件下的成型模具一套，可较好实现材料制备。相关 设备方案经细化和放大即可实现工业化生产； （3）为满足挤出制品后期加工的要求，开发了一种复配表面施胶剂，可用 于制品的表面处理以及覆面材料的粘合，以利于加工制造外观美观、综合性能 优越的型材成品。形成专利配方一套。 3 知识产权及项目获奖情况； 获得发明专利 3 项： ZL 201410097780.6，环保生物质材料及其制备方法； ZL 2012105235432，植物纤维发泡包装板材及其加工工艺和模具； ZL 201310583602.x，复配表面施胶剂及其制备方法和应用。 4 项目成熟度 该项目已完成实验室成果，成熟度 85%。 5 投资期望及应用情况 该项目期望以技术转让、合作开发方式进行进一步转化，预期投资额 500- 700 万元（不含厂房）。其项目成果、技术方案在国内包装废弃物综合利用、农 作物秸秆高效利用方面属领先地位。 项目产品属材料制备基础技术；可用于不同生物质原料的连续式挤出加工 处理，后续跟进各种最终加工工艺以制备不同生物质基型材。预期应用领域包 括包装辅材、建材、家具。
江南大学
2021-04-11
菊芋生物质生产燃料乙醇和乳酸技术
菊芋是一种重要的经济作物，可以在干旱地和盐碱地等边缘土地上大量种植。菊粉 (一种 多糖) 是菊芋块茎的主要组分，可以由菊粉酶或蔗糖酶降解为果糖和葡萄糖等单糖。与纤维素 乙醇和纤维素乳酸相比，生物转化菊芋生产乙醇或乳酸的技术相对简单，更易于产业化。但目 前的菊芋生物质生产燃料乙醇和乳酸技术需要使用昂贵的菊粉酶来降解菊芋生成单糖，进而发 酵成乙醇或乳酸；而且发酵产物浓度偏低，造成高昂的产物分离成本和生产成本使这一技术并 不具备产业化的潜力。 本项目的菊芋生物质生产燃料乙醇和乳酸技术采用华东理工大学研发的高固体含量底物 同步糖化与发酵技术。该技术主要包括整合生物加工菊芋生产乙醇技术和高固体含量同步糖化 与发酵菊芋生产乳酸技术。其中，整合生物加工菊芋生产乙醇技术使用自主筛选的具有高菊粉 降解活性的酿酒酵母同步糖化与发酵菊芋生产乙醇，并采用新型的螺带搅拌式反应器，实现了 无菊粉酶添加的整合生物加工过程，乙醇浓度可达14%(v/v)以上，菊芋转化率达80%以上；高 固体含量同步糖化与发酵菊芋生产乳酸技术通过自主研发的螺带型反应器处理固含量达30%以 上的菊芋进行乳酸发酵，与常规发酵反应器相比，电耗降低80%以上，发酵液中乳酸浓度可达 11% (w/w) 以上，菊芋转化率达80%以上。本技术的实施将会大大降低菊芋乙醇和菊芋乳酸的 生产成本，为菊芋生物质的生物炼制产业化奠定基础。
华东理工大学
2021-04-11
废纸及生物质纤维高效综合利用技术
生物质材料是我国战略性新兴材料产业和生物质产业发展的重要领域，利 用丰富的生物质资源开发环境友好和可循环利用的生物基材料，最大限度地利用纸包装废弃物和农业废弃物，制备的材料用以替代木材和黏土等材料，对于 发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会具有重大意义。 本课题利用废纸、黏合剂和生物质纤维原料（各类农作物秸秆粉末等）采 用挤出法加工一种一定截面形状的型材，可进行多种后期加工，可制成包装构 件、包装型材和轻质墙体材料等，生产工艺先进，技术方案新颖，生产效率 高。 2 关键技术 项目成果突破的关键技术包括： （1）基于挤出工艺的原材料配方研究。通过配方和工艺参数研究，解决了 一般生物质材料难以挤出加工的瓶颈，实现了连续挤出加工。形成配方方案一 套； （2）基于废纸和生物质材料的型材制备技术方案研究。开发完成主要技术 装备方案，设计了实验室条件下的成型模具一套，可较好实现材料制备。相关 设备方案经细化和放大即可实现工业化生产； （3）为满足挤出制品后期加工的要求，开发了一种复配表面施胶剂，可用 于制品的表面处理以及覆面材料的粘合，以利于加工制造外观美观、综合性能 优越的型材成品。形成专利配方一套。 3 知识产权及项目获奖情况； 获得发明专利 3 项： ZL 201410097780.6，环保生物质材料及其制备方法； ZL 2012105235432，植物纤维发泡包装板材及其加工工艺和模具； ZL 201310583602.x，复配表面施胶剂及其制备方法和应用。 4 项目成熟度 该项目已完成实验室成果，成熟度 85%。 5 投资期望及应用情况 该项目期望以技术转让、合作开发方式进行进一步转化，预期投资额 500- 700 万元（不含厂房）。其项目成果、技术方案在国内包装废弃物综合利用、农 作物秸秆高效利用方面属领先地位。 项目产品属材料制备基础技术；可用于不同生物质原料的连续式挤出加工 处理，后续跟进各种最终加工工艺以制备不同生物质基型材。预期应用领域包 括包装辅材、建材、家具
江南大学
2021-04-13