生態(tài)生物化學工程

內容概要

生物化學工程在生物技術中占有重要地位，它是連接上游生物技術與生物技術產業(yè)化的紐帶。本書作者從生物質轉化利用的角度出發(fā)，結合自身的研究經驗，針對當前生物化學工程的主要問題，提出了生態(tài)生物化學工程這一新概念。生態(tài)生物化學工程是建立在現代生物技術和工業(yè)生態(tài)學二者基礎上的新理論體系。本書依次闡述： 　　生物化學工程運行框架的主要問題以及現代生物技術和工業(yè)生態(tài)學的最新進展； 　　生態(tài)生物化學工程基本原理和方法； 　　生態(tài)生物化學工程的規(guī)劃和設計原則以及關鍵技術平臺； 　　生態(tài)生物化學工程的技術范例。 　　全書總結國內外有關生態(tài)生物化學工程研究工作實踐，并提升到理論的高度，試圖為解決當前生物技術發(fā)展中存在的主要問題提供一條嶄新的思路，可供生化工程、生物工程、發(fā)酵工程、生物技術和農業(yè)工程等領域的研究生及其他研究人員閱讀參考。

書籍目錄

第1章  生物化學工程回顧與發(fā)展  1.1　生物化學工程的歷史發(fā)展  1.2  現代生物技術和工業(yè)生態(tài)學的發(fā)展    1.2.1　生物化學工程與現代生物技術    1.2.2　生物化學工程與工業(yè)生態(tài)學  1.3　生物化學工程運行框架的主要問題    1.3.1　原料問題    1.3.2　生物技術產業(yè)化主體技術問題    1.3.3　系統能量和物質集成的問題  1.4　生態(tài)生物化學工程的提出與發(fā)展前景  參考文獻第2章  生態(tài)生物化學工程理論和方法  2.1　分子生物學工程化研究趨勢  2.2　生物技術產業(yè)化的生態(tài)觀    2.2.1　工業(yè)的三種發(fā)展模式    2.2.2　生態(tài)工業(yè)  2.3　生態(tài)生物化學工程理論基礎與方法    2.3.1　工業(yè)生態(tài)學理論與方法    2.3.2　過程集成理論與方法    2.3.3　生態(tài)系統生態(tài)學基礎    2.3.4　多尺度理論基礎    2.3.5　生物化學工程基礎    2.3.6　總結  2.4　生態(tài)生物化學工程的指導原則  參考文獻第3章  生態(tài)生物化學工程研究策略  3.1  原料的轉變是生態(tài)生物化學工程挑戰(zhàn)性課題    3.1.1　生物化學工程行業(yè)的原料    3.1.2　將纖維素資源作為生物化學工程原料的難點    3.1.3　循環(huán)經濟時代的生物化學工程行業(yè)    3.1.4　原料的轉變是實現“4R”的必由之路  3.2　原料組分分離理論體系    3.2.1　原料組分分離新理念與生態(tài)生物技術產業(yè)化    3.2.2　原料組分分離新理念與分層多級利用生態(tài)產業(yè)鏈  3.3　生物反應“四傳一反”非線性工程基礎    3.3.1　信息傳遞是生物活性的本質    3.3.2  以法向作用力為基礎的動量、質量、熱量的傳遞特性    3.3.3　生物反應動力學的非線性特征  3.4　生態(tài)生物化學工程的過程集成策略　  3.4.1　過程集成概述  　3.4.2　突破生物技術產業(yè)化瓶頸　  3.4.3　生物過程集成化技術的主要研究內容  參考文獻  第4章  生態(tài)生物化學工程規(guī)劃和設計  4.1  生態(tài)生物化學工程規(guī)劃與設計概述    4.1.1　生態(tài)生物化學工程設計的層次    4.1.2　生態(tài)生物化學工程設計的技術路線    4.1.3　生態(tài)生物化學工程技術與配套技術規(guī)劃    4.1.4　生態(tài)生物化學工程設計技術體系  4.2  生態(tài)生物化學工程的規(guī)劃和設計原則    4.2.1　原料組分分離是實現工業(yè)生態(tài)化的前提    4.2.2　研發(fā)清潔、節(jié)能、節(jié)水、耦合新過程是核心  4.3  生態(tài)生物化學工程規(guī)劃與設計過程    4.3.1　生態(tài)生物化學工程設計項目的組織    4.3.2  制定生態(tài)生物化學工程設計戰(zhàn)略及產品改進想法  4.4　生態(tài)生化工業(yè)園的規(guī)劃和設計    4.4.1　生態(tài)生化工業(yè)理論與實踐概述    4.4.2　園區(qū)系統框架規(guī)劃與設計    4.4.3　生化工業(yè)生態(tài)系統結構設計    4.4.4　園區(qū)設計的分析與集成方法    4.4.5　生態(tài)生化設計    4.4.6　零排放設計　……第5章　生態(tài)生物學化工程的關鍵技術平臺第6章　生態(tài)生物化學工程的技術范例參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 生物化學工程回顧與發(fā)展　　1.2 現代生物技術與工業(yè)生態(tài)學的發(fā)展　　1.2.2　生物化學工程與工業(yè)生態(tài)學　　隨著社會的發(fā)展，環(huán)境和生態(tài)問題Et益成為人們關注的焦點，生態(tài)學的觀點也逐漸滲透到工業(yè)領域。1989年9月，美國科普月刊《科學美國人》發(fā)表了Robert Frosch和Nicolas Gallopoulos的文章《可持續(xù)工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略》，第一次提出了工業(yè)可以運用新的生產方式的觀點，認為一個工業(yè)生態(tài)系統，完全可以像一個生物生態(tài)系統那樣循環(huán)運行，即物質和能量由“植物一食草動物一食肉動物一微生物一植物”構成生物鏈不斷循環(huán)，并提出了“工業(yè)生態(tài)學”這一概念?！　≡谶@一理念的基礎上，提出工業(yè)生態(tài)學的基本原則是“4R”技術原則（reduce，reuse，recycle，replace）。減量原則（reduce）是指在輸入端減少進入生產和消費過程中的物質和能量流量；再用原則（reuse）是通過副產品交換和物質的分層多級綜合利用等手段來實現；循環(huán)原則（recycle）主要依靠再資源化轉化技術、過程物質與能量集成技術；替代原則（replace）要求盡可能應用可再生性的資源作為過程工業(yè)加工的原材料。在“4R”技術原則基礎上，可形成一系列工業(yè)生態(tài)學的研究方法，如工業(yè)代謝（面向原材料的研究方法）、清潔生產的多尺度（面向反應過程的研究方法）、生命周期評價（面向產品的研究方法）、系統能量和物質集成（面向全過程的研究方法）、生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設（面向區(qū)域工業(yè)系統的研究方法）等?！　∩鲜鲅芯糠椒ㄒ舱巧锘瘜W工程的研究者們所努力追求的目標。生物化學工程源于生物界和工業(yè)界，應該最能理解生態(tài)學和產業(yè)化，工業(yè)生態(tài)學的提出又為生物化學工程的生態(tài)化和產業(yè)化發(fā)展提供了理論基礎，生態(tài)化和產業(yè)化的結合必將推動生物化學工程發(fā)展到新階段。從這個意義上說，傳統的生物化學工程的學科范疇已遠遠不能適應發(fā)展的需要，急需新的理論指導。在綜合了現代生物技術和工業(yè)生態(tài)學的基本理論的基礎上，筆者提出了生態(tài)生物化學工程的新理念。

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