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編輯推薦

適讀人群 ：本書可供生物工程、生物化工、能源工程等專業領域從事生物能源研發和技術工作的人員閱讀參考。
本書基於國傢973項目成果編撰，作者均來自一綫研究人員，書中內容原創度高，前沿性強，反映瞭國內外木質縴維素生物煉製技術的研究進展。

內容簡介

木質縴維素類生物質資源是地球上豐富的可再生性有機資源。利用可再生性木質縴維素資源，降解轉化生産液體燃料和化學品，是解決資源、環境和農村發展等緊迫問題，實現人類社會可持續發展的重要途徑。
本書基於國傢973項目研究成果編撰，係統介紹瞭木質縴維素生物煉製的原理，並重點介紹新穎的預處理技術和多種生物基化學品生物製造技術的前沿進展。內容包括：木質縴維素生物煉製原理、方法及路綫圖，生物質抗降解屏障解析，多種前沿的預處理技術（汽爆預處理技術、亞硫酸鹽預處理技術、有機溶劑預處理技術、乾法稀酸預處理技術），幾種典型生物能源産品（甲烷與氫氣、縴維素乙醇、丁醇、微生物油脂等）和生物基化學品（乳酸、丁二酸、2,3-丁二醇、生物聚羥基脂肪酸酯PHA）生物製造技術的國內外研究進展。後一章介紹縴維素乙醇産業化過程的模擬，並作齣技術經濟評價。
本書作者都是國內長期從事所著章節相關領域的專傢和一綫研究者，對各章內容具有較深的理解與體會。本書可供生物工程、生物化工、能源工程等專業領域從事生物能源研發和技術工作的人員閱讀參考。

目錄

第一章　緒論——木質縴維素的生物煉製原理、方法及路綫圖
第一節　木質縴維素原料的生物煉製原理及意義 1
第二節　木質縴維素原料的分類及其結構與組成 2
　一、木質縴維素原料的分類 2
　二、木質縴維素生物質的結構與組成 3
第三節　木質縴維素的生物煉製技術與發展趨勢 6
　一、木質縴維素原料的預處理技術 6
　二、木質縴維素原料的生物煉製技術的發展趨勢 9
第四節　木質縴維素的生物煉製技術路綫及産業化前景 12
參考文獻 14
第二章　生物質抗降解屏障解析
第一節　概述 16
第二節　生物質轉化利用中抗降解屏障問題的提齣 17
第三節　生物質原料結構特點與抗降解屏障解析 18
　一、生物質原料體內運輸與結構 18
　二、植物生物質傳質過程特性與結構 19
第四節　自然破解生物質抗降解屏障的過程分析 21
　一、植物生物質自然死亡和轉化過程 21
　二、植物生物質自然生化轉化過程的啓示 22
第五節　預處理破解生物質抗降解屏障的作用機製及其破解途徑 23
第六節　基於生物質抗降解屏障的煉製技術發展趨勢 24
參考文獻 25
第三章　汽爆預處理技術
第一節　概述 28
　一、木質縴維素預處理的必要性 28
　二、木質縴維素常用預處理方式及優缺點 30
第二節　汽爆預處理技術研究進展 30
　一、汽爆技術作用原理 31
　二、汽爆過程主要影響因素 32
　三、汽爆技術優勢 33
第三節　汽爆預處理技術前景與展望 34
　一、汽爆技術應用研究進展 34
　二、新型汽爆技術 35
　三、汽爆技術發展趨勢 36
參考文獻 36
第四章　亞硫酸鹽法預處理技術
第一節　概述 39
　一、預處理液中的主要成分 39
　二、預處理過程分析 40
第二節　亞硫酸鹽預處理技術研究進展 45
　一、堿性亞硫酸鹽預處理技術 45
　二、中性亞硫酸鹽預處理技術 48
　三、酸性亞硫酸鹽預處理技術 49
　四、與其他預處理技術的聯閤 53
第三節　酸性亞硫酸鹽預處理改善酶解性能的可能機製 53
　一、預處理前後原料結構和性質變化分析 53
　二、預處理前後半縴維素和木質素結構和性質變化分析 54
第四節　前景與展望 56
參考文獻 57
第五章　有機溶劑預處理技術及基本原理
第一節　概述 59
第二節　有機溶劑預處理技術研究進展 61
　一、有機醇預處理 61
　二、有機酸預處理 68
　三、有機過氧酸預處理 76
　四、酮類預處理 77
　五、其他有機溶劑預處理 78
第三節　有機溶劑木質素的錶徵與應用 78
　一、有機溶劑木質素的錶徵 78
　二、有機溶劑木質素的應用 79
第四節　基於有機溶劑預處理的生物煉製 80
第五節　有機溶劑預處理的技術屏障和發展趨勢 83
參考文獻 83
第六章　木質縴維素乾法稀酸預處理技術
第一節　概述 87
　一、木質縴維素生物煉製的機遇與挑戰 87
　二、木質縴維素的乾法生物煉製與乾法稀酸預處理 88
第二節　乾法稀酸預處理 90
　一、乾法稀酸預處理技術的開發 90
　二、乾法稀酸預處理的優化 92
　三、乾法稀酸預處理的廣適性 96
第三節　預處理物料中抑製物的生物脫毒 97
　一、生物脫毒菌種與固態生物脫毒 98
　二、生物脫毒與水洗脫毒的對比 100
第四節　乾法稀酸預處理原料在縴維素乙醇和有機酸發酵上的應用 101
　一、縴維素乙醇 102
　二、縴維素乳酸 105
　三、縴維素葡萄糖酸 106
第五節　前景與展望 107
參考文獻 110
第七章　甲烷與氫氣
第一節　概述 114
　一、甲烷和氫氣混閤燃料的概念和意義 114
　二、厭氧發酵生産甲烷和氫氣的特點 115
　三、 厭氧發酵聯産甲烷和氫氣的研究進展 116
第二節　生物質厭氧發酵的過程監控研究 117
　一、生物質産沼氣技術概況 117
　二、厭氧發酵過程監控關鍵參數研究 117
　三、厭氧發酵在綫生物傳感器研究 120
第三節　生物質厭氧發酵潛力分析技術與設備研究 131
　一、生物質生化潛力分析的價值與應用 131
　二、生化潛力分析方法研究現狀 131
　三、生化潛力分析設備研究現狀 134
第四節　前景與展望 136
參考文獻 137
第八章　縴維素乙醇
第一節　概述 139
第二節　C5、C6共代謝釀酒酵母菌株的研究 140
　一、C5、C6共代謝釀酒酵母菌株的構建策略與研究進展 140
　二、戊糖代謝關鍵節點與代謝網絡的研究與分析 144
　三、釀酒酵母木糖代謝調控 146
　四、木糖代謝工程的輔因子調控 147
　五、戊糖轉運蛋白 149
第三節　木質縴維素乙醇生産工藝過程抑製物的形成、對釀酒酵母生理代謝的
　　　　影響以及高耐受菌株的選育策略 153
　一、木質縴維素乙醇生物加工過程中抑製物的形成、對釀酒酵母生理代謝的
　　　影響及其作用機製 153
　二、適於木質縴維素乙醇生物加工過程魯棒性釀酒酵母的選育策略 157
第四節　釀酒酵母縴維素乙醇統閤加工的策略及研究進展 157
　一、分泌錶達縴維素酶 157
　二、釀酒酵母錶麵展示縴維素酶 159
　三、釀酒酵母人造縴維小體 161
第五節　釀酒酵母細胞工廠産生其他化學品 164
　一、釀酒酵母閤成丁醇 165
　二、釀酒酵母閤成青蒿酸等異戊二烯類化閤物 166
第六節　適於木質縴維素原料底物轉化釀酒酵母的産業化推進 168
參考文獻 172
第九章　丁醇
第一節　概述 180
　一、産丁醇微生物簡介 180
　二、微生物閤成丁醇的機理與主要代謝途徑 181
　三、利用廉價生物質生産丁醇的研究現狀 183
第二節　木質縴維素原料發酵製備丁醇的關鍵技術與策略 184
　一、木質縴維素原料發酵製備丁醇的瓶頸與挑戰 184
　二、基於木質縴維素原料利用的丁醇生産菌株選育與改造 186
　三、生物丁醇的發酵調控與過程強化 191
第三節　木質縴維素原料製備丁醇的前景與展望 196
參考文獻 196
第十章　乳酸
第一節　概述 200
　一、乳酸的性質和應用 200
　二、乳酸的生産方法 201
第二節　微生物發酵生産乳酸概述 201
　一、微生物發酵産乳酸的機理 201
　二、天然的L-乳酸與D-乳酸生産菌 202
　三、大腸杆菌中L-乳酸代謝途徑的構建與改造 204
　四、利用廉價原料生産乳酸的研究現狀 208
第三節　以木質縴維素為原料發酵製備乳酸 209
　一、木質縴維素發酵製備乳酸的基本路綫及主要挑戰 209
　二、預處理技術、抑製物對乳酸菌生長及乳酸發酵性能的影響 210
　三、木質縴維素生産乳酸的研究現狀 212
　四、微生物利用木糖生産乳酸的代謝途徑及其解決策略 214
　五、木質縴維素原料生産乳酸的發酵過程優化與調控技術 217
第四節　木質縴維素原料製備乳酸的前景與展望 219
參考文獻 219
第十一章　丁二酸
第一節　概述 224
第二節　丁二酸的生物閤成代謝途徑 224
　一、還原三羧酸途徑 225
　二、有氧三羧酸途徑 226
　三、乙醛酸循環 226
第三節　木質縴維素原料代謝閤成丁二酸的關鍵技術 226
　一、 基於木質縴維素原料利用菌株的改造和選育 226
　二、木質縴維素原料製備丁二酸過程強化技術 236
　三、木質縴維素原料製備丁二酸産品的分離與提取 239
第四節　木質縴維素原料製備丁二酸的應用與前景 244
參考文獻 245
第十二章　2,3-丁二醇
第一節　概述 251
　一、2,3-丁二醇概要 251
　二、2,3-丁二醇的生産菌株概述 253
　三、生物發酵法製備2,3-丁二醇的工藝影響因素 255
　四、生物發酵法製備2,3-丁二醇的下遊工藝進展 257
第二節　利用木質縴維素原料生産2,3-丁二醇 259
　一、玉米芯的預處理和酶解 259
　二、玉米芯稀硫酸水解液的脫毒和發酵 260
　三、玉米芯酶解液發酵 261
第三節　水解液中主要抑製物對2,3-丁二醇發酵的影響 263
　一、産酸剋雷伯菌對乙酸、糠醛和HMF的耐受 264
　二、乙酸、糠醛和HMF共同作用對産酸剋雷伯菌發酵的影響 265
第四節　2,3-丁二醇的應用與前景分析 268
參考文獻 269
第十三章　微生物油脂
第一節　概述 273
　一、産油微生物簡介 273
　二、油脂閤成代謝 274
　三、油脂過量積纍機製 276
　四、酵母油脂的脂肪酸組成及用途 277
　五、油脂發酵原料 278
　六、油脂發酵調控策略 281
　七、油脂發酵模式 282
　八、微生物油脂的提取 282
第二節　木質縴維素製油脂麵臨的主要挑戰及其解決策略 286
　一、抑製因子與解決策略 287
　二、木質縴維素全糖利用 290
　三、副産物利用 293
第三節　前景與展望 295
　一、木質縴維素原料 295
　二、産油酵母遺傳改造 295
　三、木質素迴收利用 297
參考文獻 297
第十四章　生物聚羥基脂肪酸酯
第一節　生物聚羥基脂肪酸酯概述 303
　一、聚羥基脂肪酸酯（PHA）的組成、分類及性質 303
　二、 PHA的材料學性質及改性研究 304
　三、PHA的應用及展望 305
第二節　PHA的生物閤成途徑 306
　一、PHA閤成的主要途徑 306
　二、其他天然的PHA生物閤成途徑 308
第三節　PHA的代謝工程研究進展 308
　一、短鏈PHA的代謝工程研究 310
　二、 共底物生産PHBV的研究 313
　三、利用非相關碳源閤成PHBV的研究 314
　四、中長鏈PHA的代謝工程研究 319
　五、短鏈和中長鏈共聚PHA的代謝工程研究 320
第四節　PHA生産概覽 322
　一、野生菌中PHA的生産 322
　二、重組菌中PHA的生産 322
　三、PHA發酵生産技術 323
　四、 微生物發酵生産PHA的經濟學思考 323
參考文獻 324
第十五章　縴維素乙醇生産成本的技術經濟評價
第一節　概述 331
第二節　縴維素乙醇生産技術的過程設計和評價模型 332
　一、方法與模型 332
　二、設計基礎 332
　三、NREL技術的過程設計 333
　四、乾法生物煉製技術的過程設計 334
　五、經濟分析 344
第三節　縴維素乙醇的技術與經濟性分析 349
　一、乾法生物煉製過程的經濟概要 349
　二、縴維素乙醇成本與過程技術指標的相關分析 350
　三、縴維素酶價格因素對縴維素乙醇成本影響的分析 353
　四、秸稈原料價格對縴維素乙醇成本的經濟分析 356
第四節　前景與展望 357
參考文獻 358
索引

前言/序言

木質縴維素類生物質資源是地球上豐富的可再生性有機資源。利用可再生性木質縴維素資源，降解轉化生産液體燃料和化學品，是解決資源、環境和農村發展等緊迫問題，實現人類社會可持續發展的根本途徑。木質縴維素資源的生物降解轉化研究和生物煉製技術的産業化代錶瞭生物化工産業的發展方嚮，有著廣闊的發展前景，已經引起瞭越來越廣泛的關注。其中生物降解途徑的糖平颱是國際上普遍重視的主要的技術路綫。然而，自然界中木質縴維素的生物降解效率通常都達不到使新技術實現産業化的要求，從而成為木質縴維素生物煉製技術得以實際應用的主要瓶頸。不少讀者迫切希望瞭解這方麵的基礎知識和新進展。
幾年前化學工業齣版社曾齣版過本書部分作者所編著的《木質縴維素降解酶與生物煉製》一書，對相關研究發揮瞭很好的推動作用。為加強相關的基礎研究，探索突破技術屏障的方案，我們於2010年組織瞭中科院6傢研究所和4所國內知名大學的30餘位優秀中青年學者，閤作申報瞭國傢重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目《木質縴維素資源高效生物降解轉化中的關鍵科學問題研究》（2011CB707400），並成功獲得瞭國傢2800萬元的經費支持。五年來，項目組成員緊緊圍繞相關的科學問題，開展瞭深入的研究工作，圓滿地完成瞭計劃任務。為瞭更好地嚮社會傳播新增的理論知識和新的技術研發進展，我們這次組織項目組的部分成員，認真整理和總結近幾年在國傢巨額資金支持下所取得的重要研究進展，閤作編寫瞭兩本專著：第二、三、四課題側重木質縴維素微生物降解相關的基礎研究，編寫瞭《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物降解機理及其酶係閤成調控》；第一、五、六課題側重相關過程工程的技術研發，編寫瞭《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》，介紹給全國的相關讀者，算是對先前已齣版圖書的擴展和深化。
作為木質縴維素生物煉製技術的核心知識基礎，本書係統介紹瞭木質縴維素生物煉製的原理，並重點介紹瞭部分較為新穎的預處理技術和多種生物基化學品的前沿進展。書稿具體內容包括：緒論（第一章，薑岷、賀愛永、陳可泉、麯音波）、生物質抗降解屏障解析（第二章，陳洪章、趙軍英、隋文傑）、多種前沿的預處理技術（第三章，陳洪章、謝軍、隋文傑；第四章，趙建；第五章，趙雪冰、劉德華；第六章，張建、鮑傑）、幾種典型生物基産品的研究進展（第七章，劉誌丹、李嘉銘、李超、劉京、和建偉、張翀、邢新會；第八章，鮑曉明、瀋煜、侯進、李洪興；第九章，吳昊、孔祥平、董維亮、信豐學、徐寜；第十章，何冰芳、吳斌、許傢興；第十一章，馬江鋒、吳明科、章文明、周俊、賈紅華；第十二章，程可可、張建安、吳晶；第十三章，趙宗保、楊曉兵；第十四章，祁慶生、王倩；第十五章，劉剛、張建、鮑傑）。參與寫作的每位作者都是國內長期從事所著章節相關領域的專傢和一綫研究者，對各章節內容具有較深的理解與體會。在介紹相關內容的同時，作者還注意突齣包括項目成果在內的國內外新研究進展的介紹，可以幫助相關研究領域的科研工作者和工程技術人員進一步深入地瞭解這一復雜多學科交叉的科學與工程技術問題，具有很好的參考價值和藉鑒意義。
由於作者們都是第一綫的研究工作者，兼具繁重的科研教學任務，書稿的編寫難免會齣現一些紕漏和不足，期待專傢和讀者們指正。書中介紹的木質縴維素生物煉製的部分前沿預處理技術和典型生物基産品的研究新進展，必將會啓發大傢去更活躍地大膽思考，為有興趣的讀者提供創新的思路，更有力地推動我國木質縴維素生物降解轉化的研究發展。讓我們共同為提高木質縴維素資源的生物轉化效率，實現我國非糧生物質生物煉製技術的産業化，為破解我國經濟和社會發展所麵臨的資源、環境、就業等瓶頸，建立清潔的綠色生物經濟，終為人類社會可持續的永續發展做齣較大貢獻。
　
2017年11月 　　　　　
非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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