可再生能源的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)

前言

能源、環(huán)境、人口與就業(yè)是影響全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素，尤其是當(dāng)前國(guó)際社會(huì)所面臨的化石能源日益枯竭和環(huán)境污染日益惡化兩大問題備受世人矚目。資料顯示，目前我國(guó)石油消耗正以每年13％的速度增長(zhǎng)，從1993年開始我國(guó)成為石油凈進(jìn)口國(guó)?，F(xiàn)在我國(guó)已成為世界第二能源消費(fèi)大國(guó)和第二石油進(jìn)口大國(guó)，年消費(fèi)量超過世界能源消費(fèi)總量的10％；按照目前7％左右的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度計(jì)算，我國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依賴程度將越來越大，能源安全已經(jīng)成為威脅國(guó)家長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略和國(guó)家安全的重要因素。據(jù)專家估計(jì)，到2010年，我國(guó)民用汽車的保有量將達(dá)到2000萬輛左右，年耗汽油6400萬噸，原油供求矛盾將成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長(zhǎng)期壓力。開發(fā)新的替代能源技術(shù)已經(jīng)迫在眉睫。微生物技術(shù)在幾千年的社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中已經(jīng)呈現(xiàn)出了巨大作用。在能源緊張的今天，利用微生物開發(fā)新能源越來越受到世人的青睞，微生物技術(shù)已經(jīng)在沼氣發(fā)酵、乙醇生產(chǎn)等新能源的開發(fā)中呈現(xiàn)出巨大魅力?！犊稍偕茉吹奈⑸镛D(zhuǎn)化技術(shù)》一書對(duì)生物燃料乙醇、生物沼氣、生物制氫、生物柴油、生物丁醇等可再生能源生產(chǎn)的原理、技術(shù)、研究現(xiàn)狀與進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的介紹，并對(duì)微生物技術(shù)在石油和煤炭資源的清潔利用與開采方面進(jìn)行了深人細(xì)致的總結(jié)與分析。該書對(duì)從事生物質(zhì)能源和微生物資源利用方面的研究者將具有重要的參考價(jià)值。

內(nèi)容概要

　　《可再生能源的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)》在分析當(dāng)前全球面臨的能源和環(huán)境危機(jī)的基礎(chǔ)上，闡述了利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為主的生物煉制的內(nèi)涵，將微生物技術(shù)與可再生能源轉(zhuǎn)化有機(jī)結(jié)合起來，全面論述了利用微生物技術(shù)轉(zhuǎn)化可再生能源的基礎(chǔ)理論、基本工藝、基本裝備、應(yīng)用情況和發(fā)展前景。內(nèi)容主要包括生物煉制、生物沼氣、生物氫氣、生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物采油、生物燃料電池、煤炭的生物轉(zhuǎn)化、能源的潔凈化等方面，為讀者展示了能源微生物技術(shù)的全貌。《可再生能源的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)》是一部全面反映可再生能源生物轉(zhuǎn)化的新技術(shù)、新材料、新方法、新進(jìn)展的集理論性和實(shí)踐性為一體的專著?！　　犊稍偕茉吹奈⑸镛D(zhuǎn)化技術(shù)》可以作為生物、環(huán)境、能源、生物化工等領(lǐng)域有關(guān)科研人員、生產(chǎn)技術(shù)人員的參考書，也可作為高等院校的生物技術(shù)、生物科學(xué)、生物工程、生物化工、能源工程、資源利用等專業(yè)的研究生、本科生的教學(xué)用書。

書籍目錄

前言1 緒論1.1 能源狀況1.1.1 世界能源狀況1.1.2 中國(guó)能源現(xiàn)狀1.2 微生物能源轉(zhuǎn)化技術(shù)1.2.1 解決中國(guó)能源安全問題的途徑1.2.2 利用微生物技術(shù)轉(zhuǎn)化可再生能源1.2.3 開發(fā)利用可再生生物能源的意義參考文獻(xiàn)2 生物煉制與可再生資源2.1 石油煉制到生物煉制2.1.1 石油煉制2.1.2 生物煉制——新型經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的締造者2.2 生物煉制基本內(nèi)涵2.2.1 生物工程2.2.2 化學(xué)工程2.2.3 分離工程2.2.4 過程控制工程2.3 生物煉制發(fā)展現(xiàn)狀2.3.1 生物能源2.3.2 生物材料2.3.3 精細(xì)化學(xué)品2.4 我國(guó)發(fā)展生物煉制的問題及對(duì)策2.4.1 資源定位和規(guī)劃2.4.2 加大技術(shù)攻關(guān)2.4.3 政策傾斜參考文獻(xiàn)3 生物沼氣3.1 沼氣燃料的特性3.1.1 沼氣的主要成分及其特性3.1.2 沼氣的成分對(duì)其燃燒特性的影響3.1.3 影響著火濃度極限的因素3.2 沼氣發(fā)酵原理3.2.1 沼氣發(fā)酵過程3.2.2 沼氣發(fā)酵的微生物學(xué)3.2.3 沼氣發(fā)酵的條件3.3 沼氣發(fā)酵工藝3.3.1 沼氣發(fā)酵工藝分類3.3.2 典型農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)與工程3.3.3 大中型沼氣技術(shù)與工程3.4 沼氣發(fā)酵的綜合利用3.4.1 沼氣的綜合利用3.4.2 沼液的綜合利用3.4.3 沼渣的綜合利用參考文獻(xiàn)4 生物氫氣4.1 氫氣的燃料特性4.1.1 氫氣的性質(zhì)4.1.2 氫的特性4.2 生物制氫原理4.2.1 生物制氫的微生物學(xué)4.2.2 生物制氫的關(guān)鍵性酶4.2.3 生物制氫的產(chǎn)氫機(jī)理4.3 生物制氫原料4.4 生物制氫工藝4.4.1 光裂解水生物制氫技術(shù)4.4.2 發(fā)酵法生物制氫4.4.3 光合細(xì)菌產(chǎn)氫4.4.4 暗-光發(fā)酵偶聯(lián)產(chǎn)氫4.4.5 酶法制氫4.5 生物制氫實(shí)踐參考文獻(xiàn)5 生物燃料乙醇5.1 生物乙醇的燃料特性5.1.1 物理性質(zhì)5.1.2 化學(xué)性質(zhì)5.1.3 乙醇燃燒反應(yīng)機(jī)理5.1.4 乙醇的著火和燃燒特性5.1.5 乙醇和汽油、柴油等內(nèi)燃機(jī)燃料比較5.2 乙醇生產(chǎn)原理5.2.1 乙醇發(fā)酵微生物學(xué)5.2.2 乙醇代謝途徑5.3 燃料乙醇發(fā)酵技術(shù)5.3.1 發(fā)酵原料5.3.2 發(fā)酵工藝5.3.3 發(fā)酵裝備5.3.4 綜合利用5.4 燃料乙醇的推廣和應(yīng)用5.4.1 世界燃料乙醇的推廣和應(yīng)用現(xiàn)狀5.4.2 中國(guó)燃料乙醇的推廣和應(yīng)用現(xiàn)狀參考文獻(xiàn)6 生物柴油6.1 生物柴油的燃料特性6.1.1 生物柴油的燃料性能6.1.2 生物柴油的排放性能6.2 微生物油脂轉(zhuǎn)化技術(shù)6.2.1 發(fā)酵生產(chǎn)生物柴油原料6.2.2 微生物產(chǎn)油代謝途徑6.2.3 微生物油脂發(fā)酵工藝6.3 生物柴油酶法轉(zhuǎn)化技術(shù)6.3.1 生物柴油的轉(zhuǎn)化技術(shù)6.3.2 生物柴油酶法轉(zhuǎn)化工藝6.3.3 生物柴油酶法轉(zhuǎn)化實(shí)例6.4 脂肪酶發(fā)酵技術(shù)6.4.1 脂肪酶的催化機(jī)制與特性6.4.2 脂肪酶發(fā)酵的微生物菌種6.4.3 脂肪酶發(fā)酵影響因素6.4.4 主要生產(chǎn)菌種工藝介紹6.4.5 固定化脂肪酶研究進(jìn)展參考文獻(xiàn)7 生物采油7.1 微生物與石油勘探7.1.1 油氣微生物勘探技術(shù)的發(fā)展歷史7.1.2 油氣微生物勘探石油原理7.1.3 油氣微生物勘探石油應(yīng)用7.1.4 MPOG的發(fā)展趨勢(shì)7.2 本源微生物采油技術(shù)7.2.1 本源微生物采油機(jī)理7.2.2 本源微生物采油技術(shù)設(shè)計(jì)與方法7.2.3 本源微生物采油油藏工程分析7.2.4 微生物提高采收油率的因素7.2.5 地層微生物活性的保持7.3 微生物系統(tǒng)的特性與選擇7.3.1 油藏本源細(xì)菌的生態(tài)特性7.3.2 油藏本源細(xì)菌的應(yīng)用潛力7.3.3 微生物系統(tǒng)特性實(shí)例7.4 異源微生物采油技術(shù)7.4.1 異源微生物采油方法7.4.2 MEOR技術(shù)在油井處理中的應(yīng)用7.4.3 MEOR在注水井的應(yīng)用參考文獻(xiàn)8 生物燃料電池8.1 發(fā)展簡(jiǎn)史8.2 分類8.3 微生物燃料電池8.3.1 產(chǎn)電微生物8.3.2 微生物燃料電池結(jié)構(gòu)及改進(jìn)8.3.3 有介體的微生物燃料電池8.3.4 無介體的微生物燃料電池8.3.5 微生物燃料電池的影響因素8.4 酶生物燃料電池8.4.1 酶電極固定方法8.4.2 兩極室酶燃料電池8.4.3 無隔膜酶燃料電池8.4.4 利用光能的酶燃料電池8.5 生物燃料電池的應(yīng)用8.5.1 作為替代能源8.5.2 生物傳感器8.5.3 污水處理8.5.4 生物修復(fù)8.5.5 在航空航天上的使用參考文獻(xiàn)9 煤炭的生物轉(zhuǎn)化技術(shù)9.1 低階煤的特點(diǎn)與生物轉(zhuǎn)化9.2 煤炭生物轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)9.2.1 煤炭生物轉(zhuǎn)化微生物多樣性9.2.2 高效菌株的選育9.3 煤炭生物轉(zhuǎn)化的機(jī)理9.3.1 微生物生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的堿性中間物的作用9.3.2 微生物分泌的螯合劑和表面活性劑的作用9.3.3 生物酶9.4 煤炭轉(zhuǎn)化方式9.4.1 預(yù)處理9.4.2 菌種固體培養(yǎng)基溶煤9.4.3 無細(xì)胞培養(yǎng)液溶煤9.4.4 發(fā)酵液溶煤9.5 影響微生物降解煤的因素9.5.1 煤炭的結(jié)構(gòu)與組成9.5.2 營(yíng)養(yǎng)9.5.3 工藝條件9.6 煤炭生物轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物性質(zhì)分析9.6.1 產(chǎn)物組成9.6.2 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)9.6.3 產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量及發(fā)熱量9.7 煤炭生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的應(yīng)用9.8 煤炭生物轉(zhuǎn)化的展望參考文獻(xiàn)10 其他技術(shù)10.1 生物丁醇10.1.1 生物丁醇的燃料特性10.1.2 丁醇轉(zhuǎn)化原理10.1.3 傳統(tǒng)的丙酮-丁醇生產(chǎn)技術(shù)10.1.4 纖維質(zhì)原料發(fā)酵丙酮及丁醇10.2 能源的生物脫硫凈化技術(shù)10.2.1 石油的生物脫硫凈化10.2.2 煤炭的生物脫硫凈化10.2.3 沼氣的生物脫硫凈化參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：能源是人類文明的先決條件，是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。能源安全是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步所必需的保障。狹義的能源安全指的是液體燃料的供應(yīng)安全，主要指石油供應(yīng)安全。在20世紀(jì)的社會(huì)發(fā)展史中，以石油為主的化石能源占據(jù)著舉足輕重的地位。具體來說，石油的供應(yīng)與一個(gè)國(guó)家的外交、軍事和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域息息相關(guān)，一個(gè)國(guó)家的GDP對(duì)石油價(jià)格上漲的彈性指數(shù)為一0.065，也就是說，石油價(jià)格上漲1倍，相應(yīng)的GDP就損失6.5％；石油中斷供應(yīng)時(shí)，外交和軍事手段是解決經(jīng)濟(jì)問題的根本途徑（張雷，1999）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類每年消耗掉的能源已經(jīng)超過87億噸石油當(dāng)量，而且這一數(shù)字正以驚人的速度（1.6％～2.0％）增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2015年將達(dá)到112億～172億噸石油當(dāng)量。但資料表明，1991年全球石油儲(chǔ)量為1330億噸，按每年30億噸消費(fèi)計(jì)算，全球石油僅能維持到2050年（宋安東，2003）。過去的200多年，建立在石油、煤炭、天然氣等化石燃料基礎(chǔ)的能源體系極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展。人類所需的能量80％以上來源仍然是石油、煤和天然氣。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以能源為重要?jiǎng)恿Γ?jīng)濟(jì)越發(fā)展，能源消耗越多，尤其是化石燃料消費(fèi)的增加，有兩個(gè)突出問題擺在我們面前：一是其造成環(huán)境污染日益嚴(yán)重，二是地球上現(xiàn)存的化石燃料總有一天要枯竭。由于過度消費(fèi)化石燃料，過快、過早地消耗了這些有限的資源，釋放大量的多余能量和碳素，直接導(dǎo)致了自然界的能量和碳平衡被打破、臭氧層被破壞、溫室效應(yīng)增強(qiáng)、全球氣候變暖和酸雨等災(zāi)難性后果?；剂先找婵萁吆铜h(huán)境問題的日趨嚴(yán)重，使人們對(duì)不可再生的化石燃料儲(chǔ)量的有限性和使用的局限性有了深刻的認(rèn)識(shí)。能源問題是當(dāng)今世界各國(guó)都面臨的關(guān)系國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的中心議題，已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，人們開始把目光轉(zhuǎn)移到有利于社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的可再生能源體系（宋安東，2003）。

編輯推薦

《可再生能源的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)》內(nèi)容主要包括生物煉制、生物沼氣、生物氫氣、生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物采油、生物燃料電池、煤炭的生物轉(zhuǎn)化、能源的潔凈化等方面，為讀者展示了能源微生物技術(shù)的全貌。《可再生能源的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)》可以作為生物、環(huán)境、能源、生物化工等領(lǐng)域有關(guān)科研人員、生產(chǎn)技術(shù)人員的參考書。

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