生物燃料生产 (印)维卡什·巴布,(印)阿施施·萨普莉亚尔, 9787511440655 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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印维卡什·巴布，印阿施施·萨普莉亚尔 著

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• 生物燃料
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• 化学工程
• 生物技术
• 可持续发展
• 印度
• 工业技术
• 能源政策

店铺： 智博天恒图书专营店

出版社： 中国石化出版社有限公司

ISBN：9787511440655

商品编码：29489526521

包装：平装

出版时间：2016-06-01

图书基本信息
图书名称	生物燃料生产
作者	(印)维卡什·巴布,(印)阿施施·萨普莉亚尔,
定价	50.00元
出版社	中国石化出版社有限公司
ISBN	9787511440655
出版日期	2016-06-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

维卡什·巴布、阿施施·萨普莉亚尔、吉瑞杰西 ·库玛·佩特编*的《生物燃料生产》归纳了生物柴 油、生物甲烷、生物乙醇、生物丁醇和生物制氢等生 物燃料的生产方法，共分为12章，全面概括了生物燃 料生产的全球概况、*新进展、加工处理、微生物代 谢工程以及微生物在生物燃料生产中的作用，有助于 读者系统了解、认识生物燃料及其制备的科学方法和 技术。 本书适用于相关专业本科生、研究生和从事生物 燃料工作的研究人员阅读。

作者简介

目录

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文摘

序言

生物燃料生产：可持续未来的动力之源 随着全球对气候变化和能源安全的日益关注，生物燃料作为一种可再生能源，正以前所未有的速度发展。其生产过程涉及多方面的科学技术，从生物质资源的获取到最终燃料的转化，每一个环节都蕴含着精妙的化学、生物学和工程学原理。本文旨在深入探讨生物燃料生产的关键技术、挑战与未来发展趋势，为读者呈现一个全面而深刻的视角。 一、 生物燃料的分类与来源 生物燃料，顾名思义，是由生物质（包括植物、动物粪便、农业废弃物等）转化而来的燃料。根据其物理形态和化学性质，生物燃料可大致分为以下几类： 生物乙醇： 这是一种通过发酵糖类或淀粉类生物质（如玉米、甘蔗、甜菜）产生的液体燃料，可与汽油混合使用，也可单独作为燃料。其生产过程主要依赖于酵母菌的代谢活动。 生物柴油： 这是通过植物油（如大豆油、菜籽油、棕榈油）或动物脂肪与甲醇或乙醇进行酯交换反应制得的液体燃料，可替代传统的柴油。 生物甲烷（沼气）： 这是通过厌氧消化（微生物分解有机物，不涉及氧气）产生的气体燃料，主要成分为甲烷，可用于发电、供热或提纯后作为交通燃料。 固体生物质燃料： 包括木材、农作物秸秆、林业废弃物等，可通过直接燃烧、气化或热解等方式产生热能或合成气体。 先进生物燃料： 这类生物燃料通常来自非粮生物质，如纤维素、木质素、藻类等，其生产技术更为复杂，但具有更高的可持续性和更低的土地竞争性。例如，纤维素乙醇、生物煤油、生物丁醇等。 生物燃料的来源广泛，主要包括： 第一代生物燃料： 来自食用作物，如玉米、甘蔗、大豆等。虽然技术成熟，但存在与粮食生产争地的“粮改油/粮改醇”问题。 第二代生物燃料： 来自非食用生物质，如农业废弃物（秸秆、玉米芯）、林业废弃物（树枝、锯末）、城市垃圾中的有机物等。这类生物质经过预处理后，可用于生产纤维素乙醇、生物柴油等。 第三代生物燃料： 主要以藻类为原料，藻类生长速度快，单位面积产量高，且不与粮食作物争地，有望成为未来生物燃料的重要来源。 第四代生物燃料： 旨在通过基因工程改造生物体，提高生物质的产量和转化效率，或者直接生产出高附加值的燃料，如通过工程菌直接发酵产生烃类燃料。 二、 生物燃料生产的关键技术 生物燃料的生产是一个多学科交叉的领域，涉及生物学、化学、工程学等多个方面。其核心技术主要体现在以下几个方面： 1. 生物质预处理技术： 物理预处理： 包括粉碎、研磨、蒸煮、膨化等，旨在减小颗粒尺寸，增加表面积，破坏生物质结构，为后续的生物或化学转化创造条件。 化学预处理： 利用酸、碱、氧化剂或有机溶剂等化学试剂，溶解或降解生物质中的木质素、半纤维素等成分，暴露纤维素，提高其可利用性。例如，稀酸或稀碱水解、离子液体处理等。 生物预处理： 利用特定的微生物（如真菌）分泌的酶，选择性地降解生物质中的特定组分，如木质素。这种方法温和，环境友好，但效率相对较低。 热化学预处理： 如蒸汽爆破，在高温高压下，利用水蒸气对生物质进行处理，可以有效打破生物质的复杂结构。 2. 生物质转化技术： 生物转化（生物发酵）： 酶解： 利用纤维素酶、半纤维素酶等生物催化剂，将生物质中的多糖水解成单糖（如葡萄糖、木糖），为后续发酵提供原料。这是生产纤维素乙醇的关键步骤。 发酵： 在无氧或微氧条件下，利用微生物（如酵母菌、细菌）的代谢活动，将单糖转化为乙醇、丁醇等液体燃料，或甲烷等气体燃料。发酵过程的效率和产率受到菌种、温度、pH值、营养物质等多种因素的影响。 厌氧消化： 主要用于处理畜禽粪便、污水污泥、有机垃圾等，通过多种微生物的协同作用，将有机物分解为甲烷、二氧化碳等，产生沼气。 热化学转化： 燃烧： 直接燃烧生物质产生热能，是最简单也是最古老的生物质能源利用方式。 气化： 在高温缺氧条件下，将生物质转化为合成气体（以CO、H2为主），合成气体可以用于发电、生产液体燃料（如费托合成）或化学品。 热解： 在无氧条件下，对生物质进行加热，分解产生生物油、炭渣和合成气体。生物油是一种复杂的混合物，可进一步精炼成生物柴油、生物汽油等。 化学转化： 酯交换反应（Transesterification）： 这是生产生物柴油的核心技术，利用植物油或动物脂肪与醇（甲醇或乙醇）在催化剂（酸、碱或酶）作用下，生成脂肪酸甲酯（生物柴油）和甘油。 加氢处理： 将生物油中的氧原子脱除，提高其热值和稳定性，使其更接近传统石油基燃料。 裂解： 通过高温分解生物质中的长链分子，产生更小的燃料分子。 3. 分离与精炼技术： 生物质转化过程中产生的产物通常是混合物，需要通过蒸馏、萃取、膜分离、吸附等技术进行分离和提纯，以获得高品质的生物燃料。例如，从发酵液中分离纯化乙醇，从生物油中分离出生物柴油组分。 三、 生物燃料生产面临的挑战 尽管生物燃料的潜力巨大，但在其大规模推广和应用过程中，仍面临诸多挑战： 1. 生物质资源的获取与可持续性： 土地利用的竞争： 第一代生物燃料大量使用粮食用地，可能加剧粮食短缺和价格上涨。 生物质收集与运输成本： 许多生物质资源分散，收集、储存和运输成本较高，影响经济效益。 土地退化与生物多样性丧失： 过度开发生物质资源，可能导致土地退化，破坏生态环境。 水资源消耗： 某些生物质作物的种植需要大量的水，加剧水资源短缺问题。 2. 生产成本高昂： 预处理与转化技术成本： 尤其是第二代和第三代生物燃料生产技术，其预处理和转化过程复杂，设备投资和运行成本较高。 规模化生产的挑战： 许多技术仍处于实验室或示范阶段，大规模工业化生产面临技术瓶颈和经济可行性问题。 催化剂的成本与寿命： 高效、廉价且长寿命的催化剂是降低生产成本的关键。 3. 技术瓶颈与效率提升： 纤维素酶解效率： 纤维素的难降解性是影响纤维素乙醇产量的主要因素，需要开发更高效、更经济的酶制剂。 微生物发酵性能： 需要开发能够耐受高浓度底物、产物毒性，并具有高效转化能力的微生物菌种。 生物质组分的高效利用： 生物质中含有复杂的组分，如何高效地利用所有组分，实现联产，提高整体效益是重要课题。 4. 环境影响与生命周期评价： 化肥与农药的使用： 农作物种植过程中可能使用化肥和农药，对环境造成污染。 生产过程的能源消耗： 预处理、发酵、分离等过程都需要消耗能源，需要评估其“能量投入-能量产出比”。 温室气体排放： 虽然生物燃料在燃烧时释放的CO2可被植物在生长过程中吸收，但整个生产过程（包括土地利用变化、化肥生产等）的温室气体排放需要仔细评估。 5. 政策与市场因素： 政策支持不足： 生物燃料产业的发展高度依赖政府的政策支持，包括补贴、税收优惠、强制混合比例等。 市场接受度： 消费者对生物燃料的认知度、接受度和价格敏感度会影响其市场推广。 国际贸易与竞争： 国际市场上生物燃料的生产和贸易受多种因素影响，存在不确定性。 四、 生物燃料的未来发展趋势 尽管存在挑战，生物燃料作为一种重要的可再生能源，其发展前景依然广阔。未来的发展趋势将主要体现在以下几个方面： 1. 先进生物燃料技术的突破： 第二代、第三代和第四代生物燃料的商业化： 重点发展非粮生物质、藻类等原料的生物燃料生产技术，降低成本，提高效率，解决与粮食生产的冲突。 生物精炼： 将生物质不仅用于生产燃料，还同时生产高附加值的化学品、材料等，实现生物质的多联产，提高经济效益。 基因工程与合成生物学： 通过基因工程改造微生物，提高其酶活性、产物产量和耐受性；利用合成生物学设计和构建新的生物生产系统。 2. 技术集成与优化： 工艺集成： 将预处理、酶解、发酵、分离等多个环节进行优化整合，减少中间环节的能耗和物料损失。 高效催化剂的开发： 研发更高效、更稳定、更经济的催化剂，降低生产成本。 过程强化技术： 应用膜生物反应器、固定床反应器、超临界流体萃取等先进技术，提高转化效率和分离效果。 3. 可持续性评估与生命周期管理： 严格的生命周期评价（LCA）： 确保生物燃料生产过程对环境的总体影响最小化，包括土地利用、温室气体排放、水资源消耗等方面。 循环经济模式： 将生物质废弃物转化为有价值的生物燃料和生物产品，实现资源的循环利用。 生物质能源的区域化和分布式生产： 鼓励在生物质资源丰富的地区发展就地生产，降低运输成本。 4. 政策支持与市场推广： 稳定的政策框架： 需要政府提供长期、稳定的政策支持，包括研发投入、示范项目、税收激励、强制混合比例等。 建立健全的市场机制： 鼓励公平竞争，推动生物燃料产品的质量标准和认证体系建设。 公众教育与认知提升： 加强对生物燃料的宣传，提高公众对其环保效益和重要性的认识。 结论 生物燃料生产是一项复杂而充满挑战的系统工程，它不仅关乎能源供应，更与农业、环境、经济和可持续发展息息相关。从第一代生物燃料到先进生物燃料，技术的进步和对可持续性的追求正不断推动着生物燃料产业向前发展。虽然前路依然坎坷，但随着科技的不断突破和政策的日益完善，生物燃料必将在构建清洁、可持续的能源未来中扮演越来越重要的角色，为人类社会的绿色转型注入强劲动力。

评分☆☆☆☆☆

我近期阅读了一本关于化学工程原理的书籍，它为我理解物质转化和能量利用提供了坚实的理论基础。书中详细讲解了质量守恒、能量守恒、化学反应动力学、传质传热等核心概念，并用大量实际工业过程的案例来阐述这些原理。尽管这本书并没有专门讨论生物燃料的生产，但它对于理解任何一种化学过程都至关重要。例如，书中对发酵过程的深入剖析，包括微生物的生长动力学、底物转化效率以及产物分离提纯的难点，让我深刻体会到生物燃料生产的核心挑战。对于通过发酵法生产乙醇或生物柴油，这些基础化学工程知识是不可或缺的。另外，书中关于催化剂在化学反应中的作用，以及如何设计和选择高效催化剂，也让我联想到生物燃料生产中可能涉及的催化转化过程，例如生物柴油的酯交换反应。理解这些化学工程原理，有助于我更深入地理解生物燃料的转化效率、副产物生成以及能源回收等关键技术问题。这本书的严谨性和系统性，为我提供了一个科学的视角，来分析和评估生物燃料生产过程中的技术瓶颈和改进方向。它让我明白，任何一种新能源的开发，都离不开扎实的工程技术支撑，而化学工程正是实现这一目标的关键学科之一。

评分☆☆☆☆☆

我最近在阅读一本关于经济学原理和市场行为的书籍，它为我理解资源配置和价值创造提供了全新的视角。这本书深入浅出地阐述了供需关系、价格机制、外部性、信息不对称等核心经济学概念，并通过大量生动的案例展示了这些原理在现实世界中的应用。尽管书中没有直接提及生物燃料的生产，但它让我对生物燃料作为一种新兴商品如何进入市场，以及其未来的发展前景有了更深刻的理解。例如，书中关于“稀缺性”和“机会成本”的论述，让我认识到石油等传统能源的有限性，以及生物燃料作为替代能源所具有的潜在价值。同时，书中关于“外部性”的讨论，也让我明白为何环境污染的成本需要被内化，而政府的碳税或补贴政策对于促进生物燃料的竞争力至关重要。我对书中关于“技术创新与经济增长”的章节尤其感兴趣，它强调了技术进步在降低生产成本、提高效率方面的重要作用。这让我联想到，如果生物燃料生产技术能够取得突破性进展，其经济可行性将大大提高，从而能够与化石燃料展开更公平的竞争。这本书让我明白，生物燃料的推广不仅仅是技术上的进步，更是经济规律作用下的必然结果，需要通过有效的市场机制和政策引导来实现其经济价值的最大化，并最终为社会带来更广泛的利益。

评分☆☆☆☆☆

最近我读了一本关于环境政策与管理的书，这本书让我对可持续发展和资源管理有了更宏观和深入的认识。书中详细分析了全球环境问题，如气候变化、水资源短缺、生物多样性丧失等，并探讨了各国政府和国际组织在制定和实施环境政策方面所面临的挑战和机遇。它让我理解了政策法规在推动能源结构转型中的重要作用。例如，政府的补贴政策、税收优惠、排放标准等，都会直接影响到生物燃料等新能源的研发和应用。书中关于“外部性”经济学的解释，也让我明白为何化石燃料的真实成本（环境污染和社会影响）常常被低估，而新能源的初期投入成本却显得较高。这解释了为何政府需要通过政策干预来纠正市场失灵，鼓励清洁能源的发展。此外，书中还探讨了公众参与、利益相关者协调以及跨部门合作在环境治理中的重要性。这让我意识到，生物燃料的推广和应用，不仅仅是技术问题，更是涉及农业、能源、交通、工业等多个领域的复杂社会系统工程，需要各方力量的协同努力。这本书虽然没有直接介绍生物燃料的生产技术，但它所勾勒的宏观政策框架和管理理念，为理解生物燃料如何融入整体能源战略，以及如何克服推广过程中的制度性障碍，提供了宝贵的思路。

评分☆☆☆☆☆

最近，我偶然翻阅了一本关于农业技术创新的书籍，虽然书中没有直接涉及生物燃料的生产过程，但其内容却极大地激发了我对新型农业实践的兴趣。这本书详细介绍了现代农业如何利用科技手段，例如基因编辑、精准农业、智能灌溉等，来提高作物产量，减少资源消耗，并增强作物对病虫害的抵抗力。我尤其被其中关于“可持续农业”的论述所吸引，作者强调了在追求经济效益的同时，必须关注土壤健康、水资源保护以及生物多样性。这让我联想到，如果这些先进的农业技术能够应用于能源作物的种植，是否能够显著提升生物燃料的生产效率，并降低对土地和水资源的压力？书中也提到了如何通过优化种植模式，例如轮作、间作套种等，来改善土壤肥力，减少化肥农药的使用，这对于大规模种植能源作物至关重要。此外，这本书还对农业废弃物的资源化利用进行了探讨，例如将农作物秸秆转化为生物炭，用于改良土壤或作为能源。这与生物燃料生产过程中可能产生的副产品处理有着异曲同工之妙。总而言之，这本书虽然没有直接讲生物燃料，但它所涵盖的农业科技创新和可持续农业理念，为我理解和探索生物燃料作为一种新兴能源的未来发展方向，提供了重要的理论基础和技术启示，让我看到了农业在能源领域发挥巨大潜力的可能性。

评分☆☆☆☆☆

我最近读了一本关于可再生能源的书，虽然不是直接讲生物燃料，但它打开了我对环境和可持续发展思考的大门。这本书深入探讨了气候变化问题的严峻性，以及我们当前能源结构所面临的挑战。作者通过大量数据和案例，清晰地阐述了化石燃料对地球生态系统的破坏性影响，从空气污染到海平面上升，触目惊心。读到这些时，我真的感受到了迫切改变的需要。这本书并非简单地列举问题，而是着重于分析问题的根源，比如经济发展模式、消费主义文化等，这些都是导致能源危机的重要因素。它让我开始反思自己的生活方式，思考如何减少碳足迹，如何支持更可持续的消费。其中关于“循环经济”的章节尤其让我印象深刻，它提供了一种全新的视角，看待资源利用和废弃物处理，让我意识到“废弃物”并非终点，而是新的起点。虽然书中没有直接提及生物燃料的生产技术，但它所构建的宏大背景，让我对接下来的能源转型，特别是生物燃料这类新能源的潜力有了更深的理解和期待。它让我明白，任何一项新能源技术，都必须置于整体可持续发展的框架下去考量，才能真正发挥其价值，并最终解决我们面临的环境危机。这本书的写作风格严谨又不失人文关怀，读起来既能获得知识，又能引发深刻的思考，是一本非常值得推荐的启迪之作。