生物燃料生産 (印)維卡什·巴布,(印)阿施施·薩普莉亞爾, 9787511440655 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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印維卡什·巴布，印阿施施·薩普莉亞爾 著

圖書標籤:

• 生物燃料
• 可再生能源
• 能源
• 環境科學
• 化學工程
• 生物技術
• 可持續發展
• 印度
• 工業技術
• 能源政策

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 中國石化齣版社有限公司

ISBN：9787511440655

商品編碼：29489526521

包裝：平裝

齣版時間：2016-06-01

圖書基本信息
圖書名稱	生物燃料生産
作者	(印)維卡什·巴布,(印)阿施施·薩普莉亞爾,
定價	50.00元
齣版社	中國石化齣版社有限公司
ISBN	9787511440655
齣版日期	2016-06-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

維卡什·巴布、阿施施·薩普莉亞爾、吉瑞傑西 ·庫瑪·佩特編*的《生物燃料生産》歸納瞭生物柴 油、生物甲烷、生物乙醇、生物丁醇和生物製氫等生 物燃料的生産方法，共分為12章，全麵概括瞭生物燃 料生産的全球概況、*新進展、加工處理、微生物代 謝工程以及微生物在生物燃料生産中的作用，有助於 讀者係統瞭解、認識生物燃料及其製備的科學方法和 技術。 本書適用於相關專業本科生、研究生和從事生物 燃料工作的研究人員閱讀。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

生物燃料生産：可持續未來的動力之源 隨著全球對氣候變化和能源安全的日益關注，生物燃料作為一種可再生能源，正以前所未有的速度發展。其生産過程涉及多方麵的科學技術，從生物質資源的獲取到最終燃料的轉化，每一個環節都蘊含著精妙的化學、生物學和工程學原理。本文旨在深入探討生物燃料生産的關鍵技術、挑戰與未來發展趨勢，為讀者呈現一個全麵而深刻的視角。 一、 生物燃料的分類與來源 生物燃料，顧名思義，是由生物質（包括植物、動物糞便、農業廢棄物等）轉化而來的燃料。根據其物理形態和化學性質，生物燃料可大緻分為以下幾類： 生物乙醇： 這是一種通過發酵糖類或澱粉類生物質（如玉米、甘蔗、甜菜）産生的液體燃料，可與汽油混閤使用，也可單獨作為燃料。其生産過程主要依賴於酵母菌的代謝活動。 生物柴油： 這是通過植物油（如大豆油、菜籽油、棕櫚油）或動物脂肪與甲醇或乙醇進行酯交換反應製得的液體燃料，可替代傳統的柴油。 生物甲烷（沼氣）： 這是通過厭氧消化（微生物分解有機物，不涉及氧氣）産生的氣體燃料，主要成分為甲烷，可用於發電、供熱或提純後作為交通燃料。 固體生物質燃料： 包括木材、農作物秸稈、林業廢棄物等，可通過直接燃燒、氣化或熱解等方式産生熱能或閤成氣體。 先進生物燃料： 這類生物燃料通常來自非糧生物質，如縴維素、木質素、藻類等，其生産技術更為復雜，但具有更高的可持續性和更低的土地競爭性。例如，縴維素乙醇、生物煤油、生物丁醇等。 生物燃料的來源廣泛，主要包括： 第一代生物燃料： 來自食用作物，如玉米、甘蔗、大豆等。雖然技術成熟，但存在與糧食生産爭地的“糧改油/糧改醇”問題。 第二代生物燃料： 來自非食用生物質，如農業廢棄物（秸稈、玉米芯）、林業廢棄物（樹枝、鋸末）、城市垃圾中的有機物等。這類生物質經過預處理後，可用於生産縴維素乙醇、生物柴油等。 第三代生物燃料： 主要以藻類為原料，藻類生長速度快，單位麵積産量高，且不與糧食作物爭地，有望成為未來生物燃料的重要來源。 第四代生物燃料： 旨在通過基因工程改造生物體，提高生物質的産量和轉化效率，或者直接生産齣高附加值的燃料，如通過工程菌直接發酵産生烴類燃料。 二、 生物燃料生産的關鍵技術 生物燃料的生産是一個多學科交叉的領域，涉及生物學、化學、工程學等多個方麵。其核心技術主要體現在以下幾個方麵： 1. 生物質預處理技術： 物理預處理： 包括粉碎、研磨、蒸煮、膨化等，旨在減小顆粒尺寸，增加錶麵積，破壞生物質結構，為後續的生物或化學轉化創造條件。 化學預處理： 利用酸、堿、氧化劑或有機溶劑等化學試劑，溶解或降解生物質中的木質素、半縴維素等成分，暴露縴維素，提高其可利用性。例如，稀酸或稀堿水解、離子液體處理等。 生物預處理： 利用特定的微生物（如真菌）分泌的酶，選擇性地降解生物質中的特定組分，如木質素。這種方法溫和，環境友好，但效率相對較低。 熱化學預處理： 如蒸汽爆破，在高溫高壓下，利用水蒸氣對生物質進行處理，可以有效打破生物質的復雜結構。 2. 生物質轉化技術： 生物轉化（生物發酵）： 酶解： 利用縴維素酶、半縴維素酶等生物催化劑，將生物質中的多糖水解成單糖（如葡萄糖、木糖），為後續發酵提供原料。這是生産縴維素乙醇的關鍵步驟。 發酵： 在無氧或微氧條件下，利用微生物（如酵母菌、細菌）的代謝活動，將單糖轉化為乙醇、丁醇等液體燃料，或甲烷等氣體燃料。發酵過程的效率和産率受到菌種、溫度、pH值、營養物質等多種因素的影響。 厭氧消化： 主要用於處理畜禽糞便、汙水汙泥、有機垃圾等，通過多種微生物的協同作用，將有機物分解為甲烷、二氧化碳等，産生沼氣。 熱化學轉化： 燃燒： 直接燃燒生物質産生熱能，是最簡單也是最古老的生物質能源利用方式。 氣化： 在高溫缺氧條件下，將生物質轉化為閤成氣體（以CO、H2為主），閤成氣體可以用於發電、生産液體燃料（如費托閤成）或化學品。 熱解： 在無氧條件下，對生物質進行加熱，分解産生生物油、炭渣和閤成氣體。生物油是一種復雜的混閤物，可進一步精煉成生物柴油、生物汽油等。 化學轉化： 酯交換反應（Transesterification）： 這是生産生物柴油的核心技術，利用植物油或動物脂肪與醇（甲醇或乙醇）在催化劑（酸、堿或酶）作用下，生成脂肪酸甲酯（生物柴油）和甘油。 加氫處理： 將生物油中的氧原子脫除，提高其熱值和穩定性，使其更接近傳統石油基燃料。 裂解： 通過高溫分解生物質中的長鏈分子，産生更小的燃料分子。 3. 分離與精煉技術： 生物質轉化過程中産生的産物通常是混閤物，需要通過蒸餾、萃取、膜分離、吸附等技術進行分離和提純，以獲得高品質的生物燃料。例如，從發酵液中分離純化乙醇，從生物油中分離齣生物柴油組分。 三、 生物燃料生産麵臨的挑戰 盡管生物燃料的潛力巨大，但在其大規模推廣和應用過程中，仍麵臨諸多挑戰： 1. 生物質資源的獲取與可持續性： 土地利用的競爭： 第一代生物燃料大量使用糧食用地，可能加劇糧食短缺和價格上漲。 生物質收集與運輸成本： 許多生物質資源分散，收集、儲存和運輸成本較高，影響經濟效益。 土地退化與生物多樣性喪失： 過度開發生物質資源，可能導緻土地退化，破壞生態環境。 水資源消耗： 某些生物質作物的種植需要大量的水，加劇水資源短缺問題。 2. 生産成本高昂： 預處理與轉化技術成本： 尤其是第二代和第三代生物燃料生産技術，其預處理和轉化過程復雜，設備投資和運行成本較高。 規模化生産的挑戰： 許多技術仍處於實驗室或示範階段，大規模工業化生産麵臨技術瓶頸和經濟可行性問題。 催化劑的成本與壽命： 高效、廉價且長壽命的催化劑是降低生産成本的關鍵。 3. 技術瓶頸與效率提升： 縴維素酶解效率： 縴維素的難降解性是影響縴維素乙醇産量的主要因素，需要開發更高效、更經濟的酶製劑。 微生物發酵性能： 需要開發能夠耐受高濃度底物、産物毒性，並具有高效轉化能力的微生物菌種。 生物質組分的高效利用： 生物質中含有復雜的組分，如何高效地利用所有組分，實現聯産，提高整體效益是重要課題。 4. 環境影響與生命周期評價： 化肥與農藥的使用： 農作物種植過程中可能使用化肥和農藥，對環境造成汙染。 生産過程的能源消耗： 預處理、發酵、分離等過程都需要消耗能源，需要評估其“能量投入-能量産齣比”。 溫室氣體排放： 雖然生物燃料在燃燒時釋放的CO2可被植物在生長過程中吸收，但整個生産過程（包括土地利用變化、化肥生産等）的溫室氣體排放需要仔細評估。 5. 政策與市場因素： 政策支持不足： 生物燃料産業的發展高度依賴政府的政策支持，包括補貼、稅收優惠、強製混閤比例等。 市場接受度： 消費者對生物燃料的認知度、接受度和價格敏感度會影響其市場推廣。 國際貿易與競爭： 國際市場上生物燃料的生産和貿易受多種因素影響，存在不確定性。 四、 生物燃料的未來發展趨勢 盡管存在挑戰，生物燃料作為一種重要的可再生能源，其發展前景依然廣闊。未來的發展趨勢將主要體現在以下幾個方麵： 1. 先進生物燃料技術的突破： 第二代、第三代和第四代生物燃料的商業化： 重點發展非糧生物質、藻類等原料的生物燃料生産技術，降低成本，提高效率，解決與糧食生産的衝突。 生物精煉： 將生物質不僅用於生産燃料，還同時生産高附加值的化學品、材料等，實現生物質的多聯産，提高經濟效益。 基因工程與閤成生物學： 通過基因工程改造微生物，提高其酶活性、産物産量和耐受性；利用閤成生物學設計和構建新的生物生産係統。 2. 技術集成與優化： 工藝集成： 將預處理、酶解、發酵、分離等多個環節進行優化整閤，減少中間環節的能耗和物料損失。 高效催化劑的開發： 研發更高效、更穩定、更經濟的催化劑，降低生産成本。 過程強化技術： 應用膜生物反應器、固定床反應器、超臨界流體萃取等先進技術，提高轉化效率和分離效果。 3. 可持續性評估與生命周期管理： 嚴格的生命周期評價（LCA）： 確保生物燃料生産過程對環境的總體影響最小化，包括土地利用、溫室氣體排放、水資源消耗等方麵。 循環經濟模式： 將生物質廢棄物轉化為有價值的生物燃料和生物産品，實現資源的循環利用。 生物質能源的區域化和分布式生産： 鼓勵在生物質資源豐富的地區發展就地生産，降低運輸成本。 4. 政策支持與市場推廣： 穩定的政策框架： 需要政府提供長期、穩定的政策支持，包括研發投入、示範項目、稅收激勵、強製混閤比例等。 建立健全的市場機製： 鼓勵公平競爭，推動生物燃料産品的質量標準和認證體係建設。 公眾教育與認知提升： 加強對生物燃料的宣傳，提高公眾對其環保效益和重要性的認識。 結論 生物燃料生産是一項復雜而充滿挑戰的係統工程，它不僅關乎能源供應，更與農業、環境、經濟和可持續發展息息相關。從第一代生物燃料到先進生物燃料，技術的進步和對可持續性的追求正不斷推動著生物燃料産業嚮前發展。雖然前路依然坎坷，但隨著科技的不斷突破和政策的日益完善，生物燃料必將在構建清潔、可持續的能源未來中扮演越來越重要的角色，為人類社會的綠色轉型注入強勁動力。

評分☆☆☆☆☆

最近，我偶然翻閱瞭一本關於農業技術創新的書籍，雖然書中沒有直接涉及生物燃料的生産過程，但其內容卻極大地激發瞭我對新型農業實踐的興趣。這本書詳細介紹瞭現代農業如何利用科技手段，例如基因編輯、精準農業、智能灌溉等，來提高作物産量，減少資源消耗，並增強作物對病蟲害的抵抗力。我尤其被其中關於“可持續農業”的論述所吸引，作者強調瞭在追求經濟效益的同時，必須關注土壤健康、水資源保護以及生物多樣性。這讓我聯想到，如果這些先進的農業技術能夠應用於能源作物的種植，是否能夠顯著提升生物燃料的生産效率，並降低對土地和水資源的壓力？書中也提到瞭如何通過優化種植模式，例如輪作、間作套種等，來改善土壤肥力，減少化肥農藥的使用，這對於大規模種植能源作物至關重要。此外，這本書還對農業廢棄物的資源化利用進行瞭探討，例如將農作物秸稈轉化為生物炭，用於改良土壤或作為能源。這與生物燃料生産過程中可能産生的副産品處理有著異麯同工之妙。總而言之，這本書雖然沒有直接講生物燃料，但它所涵蓋的農業科技創新和可持續農業理念，為我理解和探索生物燃料作為一種新興能源的未來發展方嚮，提供瞭重要的理論基礎和技術啓示，讓我看到瞭農業在能源領域發揮巨大潛力的可能性。

評分☆☆☆☆☆

最近我讀瞭一本關於環境政策與管理的書，這本書讓我對可持續發展和資源管理有瞭更宏觀和深入的認識。書中詳細分析瞭全球環境問題，如氣候變化、水資源短缺、生物多樣性喪失等，並探討瞭各國政府和國際組織在製定和實施環境政策方麵所麵臨的挑戰和機遇。它讓我理解瞭政策法規在推動能源結構轉型中的重要作用。例如，政府的補貼政策、稅收優惠、排放標準等，都會直接影響到生物燃料等新能源的研發和應用。書中關於“外部性”經濟學的解釋，也讓我明白為何化石燃料的真實成本（環境汙染和社會影響）常常被低估，而新能源的初期投入成本卻顯得較高。這解釋瞭為何政府需要通過政策乾預來糾正市場失靈，鼓勵清潔能源的發展。此外，書中還探討瞭公眾參與、利益相關者協調以及跨部門閤作在環境治理中的重要性。這讓我意識到，生物燃料的推廣和應用，不僅僅是技術問題，更是涉及農業、能源、交通、工業等多個領域的復雜社會係統工程，需要各方力量的協同努力。這本書雖然沒有直接介紹生物燃料的生産技術，但它所勾勒的宏觀政策框架和管理理念，為理解生物燃料如何融入整體能源戰略，以及如何剋服推廣過程中的製度性障礙，提供瞭寶貴的思路。

評分☆☆☆☆☆

我最近在閱讀一本關於經濟學原理和市場行為的書籍，它為我理解資源配置和價值創造提供瞭全新的視角。這本書深入淺齣地闡述瞭供需關係、價格機製、外部性、信息不對稱等核心經濟學概念，並通過大量生動的案例展示瞭這些原理在現實世界中的應用。盡管書中沒有直接提及生物燃料的生産，但它讓我對生物燃料作為一種新興商品如何進入市場，以及其未來的發展前景有瞭更深刻的理解。例如，書中關於“稀缺性”和“機會成本”的論述，讓我認識到石油等傳統能源的有限性，以及生物燃料作為替代能源所具有的潛在價值。同時，書中關於“外部性”的討論，也讓我明白為何環境汙染的成本需要被內化，而政府的碳稅或補貼政策對於促進生物燃料的競爭力至關重要。我對書中關於“技術創新與經濟增長”的章節尤其感興趣，它強調瞭技術進步在降低生産成本、提高效率方麵的重要作用。這讓我聯想到，如果生物燃料生産技術能夠取得突破性進展，其經濟可行性將大大提高，從而能夠與化石燃料展開更公平的競爭。這本書讓我明白，生物燃料的推廣不僅僅是技術上的進步，更是經濟規律作用下的必然結果，需要通過有效的市場機製和政策引導來實現其經濟價值的最大化，並最終為社會帶來更廣泛的利益。

評分☆☆☆☆☆

我最近讀瞭一本關於可再生能源的書，雖然不是直接講生物燃料，但它打開瞭我對環境和可持續發展思考的大門。這本書深入探討瞭氣候變化問題的嚴峻性，以及我們當前能源結構所麵臨的挑戰。作者通過大量數據和案例，清晰地闡述瞭化石燃料對地球生態係統的破壞性影響，從空氣汙染到海平麵上升，觸目驚心。讀到這些時，我真的感受到瞭迫切改變的需要。這本書並非簡單地列舉問題，而是著重於分析問題的根源，比如經濟發展模式、消費主義文化等，這些都是導緻能源危機的重要因素。它讓我開始反思自己的生活方式，思考如何減少碳足跡，如何支持更可持續的消費。其中關於“循環經濟”的章節尤其讓我印象深刻，它提供瞭一種全新的視角，看待資源利用和廢棄物處理，讓我意識到“廢棄物”並非終點，而是新的起點。雖然書中沒有直接提及生物燃料的生産技術，但它所構建的宏大背景，讓我對接下來的能源轉型，特彆是生物燃料這類新能源的潛力有瞭更深的理解和期待。它讓我明白，任何一項新能源技術，都必須置於整體可持續發展的框架下去考量，纔能真正發揮其價值，並最終解決我們麵臨的環境危機。這本書的寫作風格嚴謹又不失人文關懷，讀起來既能獲得知識，又能引發深刻的思考，是一本非常值得推薦的啓迪之作。

評分☆☆☆☆☆

我近期閱讀瞭一本關於化學工程原理的書籍，它為我理解物質轉化和能量利用提供瞭堅實的理論基礎。書中詳細講解瞭質量守恒、能量守恒、化學反應動力學、傳質傳熱等核心概念，並用大量實際工業過程的案例來闡述這些原理。盡管這本書並沒有專門討論生物燃料的生産，但它對於理解任何一種化學過程都至關重要。例如，書中對發酵過程的深入剖析，包括微生物的生長動力學、底物轉化效率以及産物分離提純的難點，讓我深刻體會到生物燃料生産的核心挑戰。對於通過發酵法生産乙醇或生物柴油，這些基礎化學工程知識是不可或缺的。另外，書中關於催化劑在化學反應中的作用，以及如何設計和選擇高效催化劑，也讓我聯想到生物燃料生産中可能涉及的催化轉化過程，例如生物柴油的酯交換反應。理解這些化學工程原理，有助於我更深入地理解生物燃料的轉化效率、副産物生成以及能源迴收等關鍵技術問題。這本書的嚴謹性和係統性，為我提供瞭一個科學的視角，來分析和評估生物燃料生産過程中的技術瓶頸和改進方嚮。它讓我明白，任何一種新能源的開發，都離不開紮實的工程技術支撐，而化學工程正是實現這一目標的關鍵學科之一。