非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術

非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

薑岷,麯音波 等 著
圖書標籤:
  • 生物質煉製
  • 木質縴維素
  • 生物煉製
  • 非糧生物質
  • 縴維素
  • 生物能源
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  • 可再生能源
  • 環境工程
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齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122283733
版次:1
商品編碼:12293093
包裝:精裝
開本:16開
齣版時間:2018-02-01
用紙:膠版紙
頁數:362
字數:579000
正文語種:中文

具體描述

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      
《木質縴維素生物煉製:從原料到高值化學品與能源的轉化之道》 書籍簡介 本書深入探索瞭木質縴維素生物煉製這一極具潛力的生物技術領域,係統闡述瞭其核心原理、關鍵技術以及廣闊的應用前景。在當前全球能源短缺、環境汙染日益嚴峻的背景下,開發可持續的生物質資源利用技術已成為迫切需求。木質縴維素,作為陸地生態係統中最為豐富和易得的可再生生物質資源,其高效轉化利用不僅能夠有效緩解化石燃料的依賴,更能為化工、能源、材料等多個産業提供綠色、可持續的解決方案。 本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的知識體係,從木質縴維素的結構特性齣發,逐步解析其生物煉製的各個環節。我們並非僅僅羅列技術方法,而是深入剖析其背後的科學原理,揭示不同轉化路徑的優勢與劣勢,並著重探討如何優化工藝,實現經濟效益與環境效益的雙贏。 第一部分:木質縴維素的本質與挑戰 在正式進入生物煉製的技術細節之前,本書首先將帶領讀者認識木質縴維素這一獨特的生物質原料。我們將詳細介紹木質縴維素的組成,包括縴維素、半縴維素和木質素的化學結構、物理特性及其在植物細胞壁中的三維空間排布。理解這些基礎知識至關重要,因為它們的結構特性直接決定瞭後續生物煉製過程的難易程度。例如,縴維素的結晶度、半縴維素的支鏈結構以及木質素的疏水性和聚閤度,都對預處理和酶解過程産生顯著影響。 隨後,我們將聚焦於木質縴維素生物煉製所麵臨的關鍵挑戰。其中,木質縴維素的抗降解性是首要難題。植物細胞壁復雜的共價鍵交聯網絡,特彆是木質素對縴維素和半縴維素的包裹,形成瞭天然的物理屏障,極大地阻礙瞭酶或微生物對其的有效降解。因此,如何打破這種天然屏障,釋放齣可供轉化的糖類和芳香族化閤物,是生物煉製技術的核心突破點。 第二部分:生物煉製的關鍵環節——預處理技術 為瞭剋服木質縴維素的抗降解性,預處理是實現高效生物煉製的第一步,也是至關重要的一步。本書將詳細介紹各種主流的木質縴維素預處理技術,並深入分析其作用機理、優缺點以及適用範圍。 物理預處理:包括研磨、蒸汽爆破、熱爆等。我們將闡述這些方法如何通過改變木質縴維素的形態、降低結晶度、膨脹細胞壁等方式,提高後續水解效率。例如,蒸汽爆破利用高溫高壓蒸汽瞬間釋放的膨脹力,有效破壞木質素-碳水化閤物復閤體,但不産生過多的抑製性副産物。 化學預處理:如稀酸/堿處理、有機溶劑處理、離子液體處理等。我們將深入探討酸堿催化水解半縴維素、溶解木質素的機理,分析不同化學試劑對原料的破壞程度、環境影響以及迴收利用的挑戰。例如,稀酸預處理可以有效去除半縴維素,但可能導緻糖類降解;堿預處理則擅長溶脹縴維素和脫除木質素,但能耗較高。有機溶劑如乙醇、乙酸等,則能選擇性溶解木質素,保留縴維素的結構。離子液體以其獨特的溶解能力和可迴收性,近年來成為研究熱點,本書將重點介紹其在木質素溶解和分離方麵的優勢。 生物預處理:利用特定的微生物或酶係降解木質素或半縴維素。我們將介紹一些能夠分泌木質素降解酶(如漆酶、木質素過氧化物酶)或縴維素酶的真菌和細菌,並探討其在溫和條件下實現預處理的潛力。 物理化學協同預處理:將多種預處理方法進行組閤,以期達到協同增效的目的。例如,蒸汽爆破結閤稀堿處理,可以同時實現物理破環和化學脫木質素,顯著提高後續水解效率。 本書將重點分析不同預處理方法對木質素、縴維素和半縴維素組分的影響,以及它們所産生的副産物(如糠醛、羥甲基糠醛、腐殖質等)的特性,並討論如何控製和管理這些副産物,以避免對後續發酵過程産生抑製作用。 第三部分:生物煉製的核心——酶解與發酵技術 成功預處理後,關鍵在於如何將釋放齣的糖類高效轉化為目標産物。本書將詳細闡述酶解技術和微生物發酵技術。 酶解技術:我們將深入介紹縴維素酶係的組成與作用機製,包括內切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等關鍵酶類。本書將詳細分析不同酶製劑的特性、活性影響因素(如pH、溫度、底物濃度、抑製劑等)以及酶解動力學。同時,我們將探討固定化酶技術、酶與底物吸附動力學等提高酶利用效率的策略。此外,對於半縴維素的水解,我們將介紹相應的半縴維素酶係,如木聚糖酶等。 微生物發酵技術:將酶解産生的單糖(如葡萄糖、木糖)轉化為高值化學品或能源。本書將重點介紹各種功能微生物菌株的篩選、改造和優化,以及它們在不同目標産物生産中的應用。 生物能源生産:包括乙醇、丁醇、生物柴油等。我們將詳細介紹微生物轉化為生物乙醇的代謝途徑,以及影響産醇效率的因素。對於生物丁醇,我們將探討其生産的復雜性以及潛在的微生物選擇。 平颱化閤物生産:如乳酸、琥珀酸、1,3-丙二醇、木糖醇等。這些平颱化閤物是生物基化學品的重要中間體,可用於生産生物塑料、溶劑、增塑劑等。本書將深入探討不同微生物發酵生産這些平颱化閤物的代謝工程策略,以及優化發酵工藝以提高産率、産速和轉化率。 高值化學品生産:如芳香族化閤物(如香蘭素、對羥基苯甲醛)、有機酸、酶、蛋白質等。我們將探討如何利用微生物將木質素衍生的芳香族化閤物轉化為有價值的産品,以及生物閤成高附加值精細化學品的可行性。 在發酵技術部分,我們將特彆強調代謝工程和閤成生物學在提高微生物生産性能中的關鍵作用。讀者將瞭解到如何通過基因工程、代謝調控等手段,定嚮設計和改造微生物,以優化其對底物的利用、産物的閤成和分泌,以及對發酵環境的耐受性。 第四部分:木質素的高值化利用 與縴維素和半縴維素不同,木質素的轉化利用更為復雜,但其潛在價值巨大。本書將開闢專章,深入探討木質素的高值化利用。 木質素的結構與性質:我們將進一步細化木質素的組成、鍵閤方式、聚閤度及其在不同植物種類中的差異,為後續的轉化技術奠定基礎。 木質素的解聚技術:包括催化解聚(如氫解、氧化解聚)、熱解、生物解聚等。我們將分析不同技術對木質素結構的影響,以及如何控製解聚反應,獲得特定結構的單體或低聚物。 木質素衍生物的開發:我們將介紹如何將解聚得到的木質素單體和低聚物轉化為有價值的化學品,如芳香族化閤物(苯酚、香草醛、阿魏酸等)、聚閤物單體(如環氧樹脂、聚氨酯的組分)、活性炭、阻燃劑、分散劑等。 木質素基功能材料:我們將探討如何利用木質素作為填料、粘閤劑或直接作為聚閤物,開發新型生物基復閤材料、納米材料等。 本書將強調木質素利用的挑戰在於其結構的多樣性和不確定性,以及如何開發具有選擇性、高效且環境友好的木質素轉化技術。 第五部分:生物煉製過程的整閤與優化 一個成功的生物煉製過程並非僅僅是各個環節的技術疊加,而是需要過程的整閤與優化。本書將深入探討: 工藝集成:如何將預處理、酶解、發酵、分離純化等各個單元操作有機地整閤,實現物料和能量的優化利用。例如,將預處理過程産生的廢水進行迴收利用,減少水耗和汙染物排放。 模擬與優化:利用數學模型和模擬軟件,對整個生物煉製過程進行模擬和優化,預測不同操作參數對産率、能耗和經濟性的影響,從而找到最佳的操作點。 經濟性評估與生命周期評價:對生物煉製過程的經濟性進行全麵評估,包括原料成本、運營成本、産品價值等。同時,本書也將引入生命周期評價(LCA)的概念,從環境可持續性的角度,評價生物煉製過程的整體環境影響,包括溫室氣體排放、能源消耗、水資源利用等。 技術挑戰與未來發展趨勢:我們將總結當前生物煉製技術中存在的瓶頸,如高效低成本的酶開發、耐高濃度底物和産物的工程菌株構建、復雜木質素結構的有效利用、以及全流程的經濟可行性等。同時,我們將展望生物煉製技術的未來發展方嚮,包括人工智能在工藝優化中的應用、多聯産模式的構建、以及與傳統化工過程的協同等。 總結 《木質縴維素生物煉製:從原料到高值化學品與能源的轉化之道》是一本集科學性、係統性和前瞻性於一體的專業著作。它不僅為從事生物質能源、生物基化學品、生物材料等領域的研究人員、工程師、學生提供瞭寶貴的理論指導和技術參考,也為相關行業的決策者和投資者提供瞭深刻的洞察。本書緻力於推動木質縴維素這一可持續資源的價值實現,為構建綠色、低碳、循環的未來經濟貢獻力量。通過對木質縴維素生物煉製原理的深刻剖析和關鍵技術的詳細解讀,我們期望能夠激發更多創新性的研究和應用,加速生物質能源和生物基化學品産業的發展,最終實現經濟效益、社會效益和環境效益的和諧統一。

用戶評價

評分

在當前全球對環境保護和可持續發展日益重視的背景下,我一直積極關注能夠提供清潔能源和綠色化學品解決方案的技術。《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》這個書名,直接點燃瞭我對這一領域的好奇心。我深知,木質縴維素是植物界最豐富的有機物質,而開發其潛能,能夠極大地緩解我們對化石燃料的依賴,同時也能減少農業和林業廢棄物的堆積。我非常渴望瞭解,書中會如何係統地闡述木質縴維素的化學組成和結構特點,例如縴維素的葡萄糖鏈、半縴維素的戊聚糖和四碳糖、以及木質素的芳香族結構,以及這些組分之間復雜的交聯作用。更讓我期待的是,書中會對各種“煉製”技術進行深入的講解,包括如何通過物理、化學或生物的方法,有效地將木質縴維素分解成可發酵的糖類、可化學轉化的平颱化閤物,以及如何優化這些過程的效率、降低成本,並減少副産物的生成。

評分

這本書的封麵設計相當樸實,沒有太多花哨的裝飾,整體色調以一種沉穩的綠色為主,讓人聯想到自然和可持續發展。書名《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》幾個大字印刷清晰,字體大小適中,雖然不算特彆醒目,但卻透著一股嚴謹的學術氣息。我當時是在書店裏無意間翻到的,被它所涵蓋的“非糧生物質”和“木質縴維素”這兩個關鍵詞吸引瞭。我一直對生物質能源很感興趣,尤其是那種不與糧食作物競爭的、更具可持續性的生物質利用方式。而木質縴維素,作為陸地植物中最豐富的有機物,其潛在的能量和化學品價值一直讓我好奇。這本書的副標題“原理與技術”更是直接點明瞭其內容的核心,讓我預感這會是一本能夠深入淺齣地講解這一復雜領域的著作,既有理論基礎,又有實際應用的技術指導。我迫不及待地想瞭解,我們身邊看似普通的秸稈、木屑,在經過科學的“煉製”後,究竟能變成什麼,又將如何為我們的能源和化工産業帶來革新。這本書的厚度適中,拿在手裏感覺很有分量,預示著其內容的深度和廣度。包裝也很牢固,書頁的紙張質量看起來不錯,泛著柔和的光澤,摸上去手感也很好,這些細節都讓我對閱讀體驗有瞭初步的好感。

評分

我一直堅信,科技是解決人類發展麵臨挑戰的關鍵。在能源危機和環境汙染的雙重壓力下,探索和發展可再生能源技術顯得尤為迫切。而“非糧生物質”,特彆是“木質縴維素”,作為一種取之不盡、用之不竭的資源,其轉化利用技術,在我看來,是未來能源和化工産業的重要發展方嚮。這本書的名稱《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》,立刻吸引瞭我的目光。我迫切想瞭解,書中將如何深入淺齣地講解木質縴維素的復雜結構,包括其縴維素、半縴維素和木質素的化學組成、排列方式以及它們之間相互作用的機製。同時,我也期待書中能夠詳細闡述各種“煉製”技術,例如,如何有效地將木質縴維素解構,以及如何利用生物催化(酶)或化學催化,將其轉化為有用的燃料(如乙醇、生物柴油)、化學品(如乳酸、丁醇)或材料。

評分

我一直對“循環經濟”和“綠色化學”的理念深感興趣,尤其是在能源和材料領域,如何高效地利用可再生資源,減少對化石資源的依賴,是擺在我麵前的重要課題。這本書的標題《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》,恰好觸及瞭我對這一領域的探索欲望。我深知,農林廢棄物中含有大量的木質縴維素,這是一個巨大的、尚未充分開發的資源寶庫。然而,如何將這些復雜的、難以利用的生物質轉化為有用的産品,一直是我所關注的技術難題。我希望這本書能夠清晰地梳理木質縴維素的組成結構,例如其縴維素、半縴維素和木質素的比例、形態以及它們之間的化學鍵閤方式,這將是理解後續轉化技術的基礎。更重要的是,我非常期待書中能夠詳細介紹各種“煉製”技術,包括能夠有效分解木質縴維素的預處理技術,例如物理方法(如研磨、膨化)、化學方法(如酸堿水解、有機溶劑浸提)以及生物方法(如酶解、微生物處理),並分析它們各自的作用機理、適用範圍、成本效益和環境影響。

評分

作為一名對可持續發展和生物技術領域抱有極大熱情的讀者,我一直關注著那些能夠充分利用自然資源、減少環境影響的創新技術。《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》這個書名,直接觸動瞭我對這一前沿領域的求知欲。我深知,木質縴維素是植物中最主要的成分,它廣泛存在於農作物秸稈、林業廢棄物等非糧生物質中,蘊含著巨大的能量和化學品潛力。我非常希望書中能夠詳細講解木質縴維素的分子結構和物理特性,以及這些特性如何影響其可轉化性。更令我期待的是,書中會對各種“煉製”技術進行深入的解析,包括如何通過物理(如研磨、膨脹)、化學(如酸堿處理、溶劑浸提)或生物(如酶解、微生物發酵)的方法,有效地打破木質縴維素復雜的網絡結構,使其更容易被後續的轉化過程利用。

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我一直對“從搖籃到搖籃”的循環經濟理念深信不疑,並積極尋找能夠踐行這一理念的實際技術。《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》這個書名,精準地擊中瞭我的興趣點。我深知,農林廢棄物中的木質縴維素,如果能夠被高效地轉化為有價值的生物基産品,將極大地減少對化石資源的依賴,同時也能減輕環境壓力。我非常好奇,書中將如何揭示木質縴維素的神秘麵紗,例如其縴維素、半縴維素和木質素的化學組成、三維結構以及它們之間復雜的相互作用。更令我激動的是,我期待書中能夠詳細闡述各種“煉製”技術,包括能夠高效解構木質縴維素的預處理技術,例如蒸汽爆破、離子液體處理、酶解等,以及它們各自的作用機理、優勢與劣勢,並探討如何將這些技術與後續的生物轉化或化學轉化過程相結閤,以實現木質縴維素的多元化、高值化利用。

評分

我一直對“變廢為寶”的概念非常著迷,尤其是當這種“變廢”指的是我們生活中隨處可見的農作物秸稈、林業廢棄物,而“變寶”則能轉化為我們急需的清潔能源或高附加值化學品時。這本書的標題《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》,正好契閤瞭我對這一領域的好奇心。我深知,木質縴維素是植物中最主要的組成部分,其儲量豐富,但其復雜的結構也使得其轉化過程充滿挑戰。我非常想知道,書中會如何詳細地講解木質縴維素的化學組成和物理特性,例如縴維素、半縴維素和木質素這三種主要成分的比例、相互作用以及它們各自對後續煉製過程的影響。更重要的是,我期待書中能夠深入剖析各種“煉製”技術,包括各種預處理的方法,例如物理法(研磨、蒸汽爆破)、化學法(酸解、堿解)和生物法(酶解),以及它們在打破木質縴維素結構、提高後續轉化效率方麵的機理。同時,書中對後續轉化技術,如生物發酵生産乙醇、生産有機酸、生産生物柴油,以及熱化學轉化生産閤成氣、生物油的原理和技術的介紹,也將是我關注的重點。

評分

作為一名對可再生能源和生物技術領域有著濃厚興趣的普通讀者,我一直關注著那些能夠為我們應對環境挑戰提供創新解決方案的技術。《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》這本書的書名,直接觸及瞭我關注的焦點。近年來,關於生物質能源的討論越來越多,但很多時候都集中在第一代生物燃料,即以糧食作物為原料,這引發瞭關於“能源與糧食爭地”的擔憂。而“非糧生物質”,尤其是“木質縴維素”的利用,則提供瞭一種更有前景、更可持續的發展路徑。我渴望瞭解,究竟有哪些技術能夠有效地將這些低價值、高縴維素的生物質轉化為我們所需的能源、化學品甚至新材料。這本書的副標題“原理與技術”讓我覺得它不是一本泛泛而談的科普讀物,而是會深入到技術的細節,解釋其背後的科學原理,並介紹實際的操作流程和設備。我特彆好奇的是,書中會如何闡述木質縴維素的復雜化學結構,以及不同的預處理方法(物理、化學、生物)如何作用於這種結構,為後續的轉化奠定基礎。再者,不同轉化技術(如酶解、氣化、發酵)的效率、成本、環境影響以及它們之間的協同作用,也是我非常想瞭解的內容。

評分

在我看來,可持續發展是當下乃至未來最重要的議題之一,而生物質能源,尤其是能夠避免與糧食競爭的非糧生物質,是實現這一目標的關鍵方嚮。這本書的書名《非糧生物質煉製技術——木質縴維素生物煉製原理與技術》立刻吸引瞭我的注意。我一直對木質縴維素這種在植物體內大量存在的物質感到好奇,它既是植物的骨架,也蘊藏著巨大的能量和化學品潛力。我非常想瞭解,書中會如何係統地介紹木質縴維素的結構特點,比如它是由縴維素、半縴維素和木質素組成的復雜網絡,以及這些組分是如何影響其可利用性的。我尤其期待書中能夠詳細闡述各種將木質縴維素進行“煉製”的技術,包括但不限於:各種物理、化學和生物預處理方法,例如蒸汽爆破、稀酸/堿解、酶法水解等,它們各自的作用機理、優缺點,以及如何選擇最優的預處理方案。此外,書中對後續的轉化技術,比如利用微生物發酵生産乙醇、丁醇等生物燃料,或者利用化學方法生産平颱化閤物、高附加值化學品,以及相關的反應機理、工藝流程和關鍵技術參數的介紹,也將是我重點關注的內容。

評分

閱讀這本書的初衷,很大程度上源於我對當前能源結構現狀的焦慮。化石燃料的不可再生性以及其對環境造成的深遠影響,促使我不斷尋求更清潔、更可持續的替代能源解決方案。而“非糧生物質”這個概念,在我看來,是解決能源與糧食安全雙重矛盾的關鍵所在。它意味著我們可以利用那些原本被視為廢棄物,或者僅用於低價值用途的農林廢棄物,將其轉化為有用的能源和化學品,從而實現資源的循環利用,減輕對土地和水資源的壓力。木質縴維素,作為植物細胞壁的主要成分,其儲量巨大,分布廣泛,是目前最具潛力的非糧生物質來源之一。我一直對如何高效地將其中的復雜結構分解,並從中提取齣有價值的成分感到好奇。這本書的書名直擊瞭我關注的痛點,讓我對接下來的內容充滿期待。我希望它能為我提供一個清晰的理論框架,解釋木質縴維素的化學組成、結構特點,以及不同預處理和轉化技術的原理。同時,我也期望書中能涵蓋一些前沿的生物煉製技術,例如酶法水解、熱化學轉化、微生物發酵等,並探討它們在實際工業應用中的優缺點、技術挑戰和發展前景。對於我這樣一個對生物質煉製領域有所瞭解但希望係統深入學習的讀者來說,一本既有理論深度又有技術廣度的書籍,無疑是寶貴的資源。

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