白凤武,博士,教授
电 话:0411-8470 6308,8470 6329
email:fwbai@dlut.edu.cn
学术兼职:
1、 Member, Biotechnology Subcommittee, IUPAC
2、 Editorial Board Member for
Biotechnology Advances (Elsevier)
FEMS Yeast Research (Elsevier and Blackwell)
3、 中国生物工程学会环境与工业生物技术专业委员会委员
4、 中国化工学会生物化工专业委员会委员
教育背景:
学士:大连理工大学化工机械专业
硕士:大连理工大学化学工程专业(生物化工)
博士:Chemical (Biochemical) Engineering, University of Waterloo, Canada
工作简历:
1988年6月至1990年6月:大连理工大学化工学院,任助教
1990年6月至1995年6月:大连理工大学化工学院,任讲师
1995年6月至1999年10月:大连理工大学化工学院,副教授
1999年10月至今:大连理工大学化工学院/环境与生命学院,任教授
1999年9月至2000年2月:访问Ohio University, USA
2002年11月至2003年6月:访问University of Waterloo, Canada
2005年 9月至 2007年4月:再次访问University of Waterloo, Canada
主要研究方向:
1、生物质资源综合利用
2、生物能源生产关键技术
3、清洁生产与环境友好生物技术
4、生物反应器工程及放大技术
研究工作简介:
本人带领的课题组长期从事生物工程下游技术——生物化学工程领域的科学研究和技术开发工作,先后承担了包括国家自然科学基金项目、国家高技术发展计划(863)项目、国家科技攻关项目、国家高新技术产业化示范工程项目及企业委托大型工程项目在内多项课题的研究和技术开发工作。
系统提出了采用现代生物技术手段改造或选育目标产物生物合成性能优良,且具有自絮凝能力的菌株,以细胞自絮凝形成颗粒作为细胞固定化方法的无载体固定化细胞技术的概念,并发展了相应的研究方法和工程放大技术。在酒精发酵领域,在采用原生质体融合技术选育酒精发酵性能优良且具有自絮凝能力酵母菌株的基础上,开发的自絮凝颗粒酵母酒精发酵新工艺,与现有酒精发酵工艺技术相比,在发酵终点酒精浓度达到12%(v/v)的条件下,平均发酵时间从50-60h缩短到了20-25h,生物反应器的设备生产强度指标提高一倍以上。同时,由于酵母细胞以自絮凝颗粒的形态在生物反应器中实现了固定化,发酵液酒精精馏后产生废糟液的COD从现有酒精发酵工艺的30000-50000ppm降低到了5000-8000ppm,为酒精发酵工业实现污染物源头减废,清洁生产创造了有利条件。目前,这一新的酒精发酵技术已经在国家大型燃料酒精试点建设工程中得到应用,替代引进技术。
针对当今社会发展面临以石油为代表的矿物质资源短缺及其过量开采利用导致生态环境破坏这一重大问题,开展了开发利用环境友好的可再生生物质资源(Biomass),生产生物能源(Bioenergy)和生物基产品(Biobased Products)的研究工作,正在构建如下几个技术平台:1)生物质资源技术平台,依托植物基因工程技术,开发适宜于在非粮食和经济作物生长区域种植,能量密度高的能源作物新品种(Energy Crops),为大规模加工提供原料资源保障;2)生物催化与转化技术平台,主要研究内容为纤维素的酶降解技术和利用微生物发酵技术将纤维素和半纤维素降解产物经济地转化为目标产品;3)目标产物的后处理及工程技术集成,依托化学工程技术大规模分离目标产物,并对整个生物质加工转化过程进行技术经济分析。
近期完成及主持的科研项目
1、国家高技术研究发展计划(863)项目
针对现有酒精发酵行业污染物治理设备投资大,运行能耗高的突出问题,及国家“十五”期间规划发展的燃料酒精产业对新技术的迫切需求,提出“酒精发酵工艺中基于废糟液直接全循环使用的清洁生产技术”这一研究课题,2002年12月被批准纳入国家高技术发展计划(863)项目(2002AA647060),资助经费90万元,研究工作期限为2003年01月~2005年12月。该项目全部完成课题研究目标,于2005年12月20日通过国家863项目验收。
2、国家“十五”重点科技攻关项目
针对燃料酒精和生物柴油等生物能源产品现阶段生产成本高,与汽油和柴油等石油基液体燃料相比,市场竞争能力差的突出问题,提出从原料综合利用,提高发酵/酶催化转化过程工艺技术指标,优化全生产工艺过程等方面着手,降低生物能源产品生产成本,促进其规模化发展,2004年我们提出的“生物能源生产关键技术”被批准纳入国家“十五”重点科技攻关项目(2004BA713B08),资助经费200万元,其中燃料酒精专题获得110万元专项经费支持,研究工作期限为2004年01月~2005年12月。该项目全部完成课题研究目标,于2005年11月通过国家科技攻关项目验收。
3、国家自然科学基金项目
在自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵新技术已经逐步进入产业化实施过程中,我们提出了一系列基础研究和应用基础研究课题。2005年8月,我们提出的“自絮凝颗粒酵母体系在线检测、表征及动力学”和“絮凝提高酵母酒精耐受性机理的研究及发酵过程调控策略”两个研究课题,同时获得国家自然科学基金委化学科学部(批准号:20576017)和生命科学部(批准号:30500011)支持,研究工作期限为:2006年01月~2008年12月。这些基金课题,为培养高质量研究生,创造了良好条件。
4、自絮凝颗粒酵母酒精发酵新技术产业化示范工程
针对国内现有酒精发酵技术工艺技术水平低,国家“十五”期间规划发展及建设的燃料酒精装置依赖进口技术的现状,在自絮凝颗粒酵母酒精发酵新技术已经取得突破性进展的基础上,建设一套万吨级规模中试装置,评价发酵技术经济指标,并与国内外现有工艺技术进行比选,形成具有自主知识产权、技术指标先进、原料资源利用合理、不产生环境污染、满足国家大型燃料酒精工程建设需要的关键技术。2002年我们与国家“十五”大型燃料酒精试点建设单位——安徽丰原集团签定合同,2004年2月完成万吨级规模装置的工程建设,其中的无载体固定化酵母细胞酒精连续发酵反应器放大到了100M3的容积规模,2004年3月一次试车取得成功。在此基础上,2005年5月,我们以丰原集团为建设依托单位,申请国家高新技术产业化示范工程项目,拟建设一套6万吨/年生物酒精产业化示范工程项目,为国家当前燃料酒精产业发展及后续以石油资源替代为目标的生物酒精脱水生产生物乙烯产业发展,提供示范工程装置。2005年8月该项目被国家发改委正式批准立项,获得1000万元国家高新技术产业化专项经费支持,其中技术开发经费为200万元,项目实施期限为2006年1月~2008年12月。
代表性学术论文:
在从事新技术开发过程中,我们非常重视基础研究和应用基础研究工作,以期不断提高技术开发的水平。这些基础研究和应用基础研究工作成果,以科技论文的形式发表,促进了学术交流,扩大了影响。这里摘录部分近期完成和已经正式在国际上比较有影响的学术期刊上发表的论文:
1、XM Ge, L Zhang, FW Bai, Impacts of temperature, pH, divalent cations, sugars and ethanol on the flocculating of SPSC01, Enzyme and Microbial Technology, 2006, 39, 783-787.
2、XM Ge, FW Bai, Intrinsic kinetics of continuous ethanol fermentation using a self-flocculating fusant yeast strain SPSC01, Journal of Biotechnologgy, 2006, 124, 363-372.
3、XM Ge, L Zhang, FW Bai, Impact of the floc size distributions on observed substrate uptake and product ffformation rates, Enzyme and Microbial Technology, 2006, 39, 289-295.
4、TJ Xu, XQ Zhao, FW Bai, Continuous ethanol production using self-flocculating yeast in a cascade of fermentors, Enzyme and Microbial Technology, 2005, 37(6), 634-640.
5、N Benchapattarapong, WA Anderson, FW Bai, M. Moo-Young, Rheology and hydrodynamic properties of Tolypocladium inflatum fermentation broth and its simulation, Bioprocess and Biosystem Engineering, 2005, 27, 239-247.
6、XM Ge, XQ Zhao, FW Bai, Online monitoring and characterization of flocculating yeast cell flocs during continuous ethanol fermentation, Biotechnology and Bioengineering, 2005, 90(5), 523-531.
7、F Yu, DY Zhang, FW Bai, LJ An, The accumulation of isocamptothecin A and B in suspension cell culture of Camptotheca acuminata, Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 2005, 81, 159-163.
8、LJ Chen, YL Xu, FW Bai, WA Anderson, M Moo-Young, Observed quasi-steady kinetics of yeast cell growth and ethanol formation under very high gravity fermentation condition, Biotechnology and Biprocess Engineering, 2005, 10(2), 115-121.
9、FW Bai, LJ Chen, WA Anderson and M Moo-Young,Parameter oscillations in very high gravity medium continuous ethanol fermentation and their attenuation on multi-stage packed column bioreactor system, Biotechnology and Bioengineering, 2004, 88(5), 558-566.
10、FW Bai, LJ Chen, Z. Zhang, WA Anderson and M Moo-Young, Continuous ethanol production and evaluation of yeast cell lysis and viability loss under very high gravity medium conditions, Journal of Biotechnology, 2004, 110, 287-293.
研究生培养:
在从事科研工作的同时,我们非常重视研究生培养,课题组目前在读全日制博士研究生5名,硕士研究生15名。
欢迎有志于生物化学工程基础理论研究、应用技术和工程放大技术开发的同学,报考我们这一方向的研究生。我们优先接受品学兼优的免试推荐研究生,并鼓励直接攻读博士学位,以便更好地延续课题研究工作。

