生物質(zhì)科學(xué)與工程

內(nèi)容概要

　　生物質(zhì)資源的高值化利用是當(dāng)前熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。生物質(zhì)的開(kāi)發(fā)利用有賴于對(duì)多學(xué)科的理論。技術(shù)和生產(chǎn)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)整合，這些不同的學(xué)科知識(shí)可歸納為“生物質(zhì)原料的組分分離，分級(jí)定向轉(zhuǎn)化過(guò)程”。 　　筆者擔(dān)任國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃（973）項(xiàng)目“秸稈生態(tài)高值化關(guān)鍵過(guò)程的基礎(chǔ)研究”首席科學(xué)家，通過(guò)深入分析生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的共性問(wèn)題，在綜合多學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)上，提出了“生物質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)”這一理念： 　　從生物質(zhì)原料工程學(xué)、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程工程學(xué)和生物質(zhì)產(chǎn)品工程學(xué)三方面對(duì)生物質(zhì)利用技術(shù)進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的論述，為生物質(zhì)可再生資源的高值化利用奠定了理論基礎(chǔ)； 　　根據(jù)上述思路，舉例闡明木質(zhì)纖維素、動(dòng)物廢棄物、人畜糞便和城鎮(zhèn)生活垃圾等生物質(zhì)資源化生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈模式。 　　《生物質(zhì)科學(xué)與工程》旨在總結(jié)國(guó)內(nèi)外有關(guān)生物質(zhì)科學(xué)與工程研究實(shí)踐，進(jìn)而提升到理論的高度，為提升生物質(zhì)科學(xué)與工程的水平和實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)科學(xué)與工程產(chǎn)業(yè)的清潔化發(fā)揮作用。可供國(guó)內(nèi)生物工程、生化工程。農(nóng)業(yè)工程等專業(yè)的教師和研究生，以及生物質(zhì)開(kāi)發(fā)利用企業(yè)的技術(shù)人員和管理人員閱讀參考。

書籍目錄

第1章　生物質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)概述1.1　生物質(zhì)簡(jiǎn)介1.1.1　生物質(zhì)定義1.1.2　生物質(zhì)資源與分布1.2　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)回顧與發(fā)展1.2.1　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)分類1.2.2　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)現(xiàn)狀1.2.3　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1.3　生物質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)框架1.3.1　生物質(zhì)原料工程學(xué)1.3.2　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程工程學(xué)1.3.3　生物質(zhì)產(chǎn)品工程學(xué)參考文獻(xiàn)第2章　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)現(xiàn)狀及問(wèn)題2.1　生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)2.1.1　生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)定義2.1.2　生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)現(xiàn)狀2.1.3　生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化中存在的問(wèn)題2.2　生物質(zhì)物理轉(zhuǎn)化技術(shù)2.2.1　生物質(zhì)物理轉(zhuǎn)化技術(shù)定義2.2.2　生物質(zhì)物理轉(zhuǎn)化技術(shù)現(xiàn)狀2.2.3　生物質(zhì)物理轉(zhuǎn)化中存在的問(wèn)題2.3　生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化技術(shù)2.3.1　生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化技術(shù)定義2.3.2　生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化技術(shù)現(xiàn)狀2.3.3　生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化中存在的問(wèn)題2.4　科學(xué)、技術(shù)和生產(chǎn)融合發(fā)展趨勢(shì)2.4.1　科學(xué)、技術(shù)和生產(chǎn)的融合2.4.2　科學(xué)、技術(shù)和生產(chǎn)融合的實(shí)例2.5　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中存在的問(wèn)題2.5.1　學(xué)科及其技術(shù)本身局限性2.5.2　固體物料固有特性2.5.3　綜合利用研究趨勢(shì)2.5.4　生物質(zhì)利用的誤區(qū)參考文獻(xiàn)第3章　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)平臺(tái)3.1　概述3.1.1 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用中共性關(guān)鍵問(wèn)題的提出3.1.2　解決生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用共性關(guān)鍵問(wèn)題的技術(shù)平臺(tái)3.1.3　建立生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)平臺(tái)的意義3.2　生物質(zhì)組分分離3.2.1　生物質(zhì)組分分離技術(shù)現(xiàn)狀3.2.2　生物質(zhì)組分分離的標(biāo)準(zhǔn)3.3　分級(jí)定向轉(zhuǎn)化過(guò)程3.3.1　分級(jí)定向轉(zhuǎn)化過(guò)程的提出3.3.2　生物質(zhì)的分級(jí)定向轉(zhuǎn)化3.3.3　分級(jí)定向轉(zhuǎn)化過(guò)程的前景3.4　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)集成模式3.4.1　技術(shù)集成模式的方法3.4.2　技術(shù)集成模式在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用3.4.3　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中技術(shù)集成模式的趨勢(shì)參考文獻(xiàn)第4章　生物質(zhì)原料工程學(xué)4.1　概述4.1.1　生物質(zhì)原料工程學(xué)的提出4.1.2　生物質(zhì)原料工程學(xué)研究范圍4.2　我國(guó)生物質(zhì)原料的區(qū)域布局及特點(diǎn)4.3　生物質(zhì)原料收集輸送4.3.1　生物質(zhì)原料收集輸送模式及其意義4.3.2　生物質(zhì)原料收集輸送經(jīng)濟(jì)半徑的計(jì)算4.3.3　生物質(zhì)原料收集儲(chǔ)藏方法4.4　生物質(zhì)原料的物種篩選及栽培4.4.1　生物質(zhì)原料的物種篩選4.4.2　生物質(zhì)原料的物種栽培4.5　生物質(zhì)原料的結(jié)構(gòu)與組成4.5.1　木質(zhì)纖維素的基本結(jié)構(gòu)與組成4.5.2　動(dòng)物廢棄物結(jié)構(gòu)與組成4.5.3　人畜糞便結(jié)構(gòu)與組成4.5.4　城鎮(zhèn)生活垃圾固體廢棄物結(jié)構(gòu)與組成4.6　生物質(zhì)原料組分分離技術(shù)4.6.1　木質(zhì)纖維素組分分離新技術(shù)4.6.2　動(dòng)物廢棄物組分分離技術(shù)4.6.3　人畜糞便組分分離技術(shù)……第5章　生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程工程學(xué)第6章　生物質(zhì)產(chǎn)品工程學(xué)第7章　生物質(zhì)生態(tài)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)

章節(jié)摘錄

　　第1章　生物質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)概述　　1.1　生物質(zhì)簡(jiǎn)介　　1.1.1 生物質(zhì)定義　　根據(jù)提出的角度不同，生物質(zhì)的概念和內(nèi)涵不盡一致。廣義上講，生物質(zhì)是地球上存在最廣泛的物質(zhì)，包括所有動(dòng)物、植物和微生物，以及由這些生命體排泄和代謝的所有有機(jī)物質(zhì)。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中將生物質(zhì)定義為加入地球生物圈內(nèi)物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的生物體派生的有機(jī)物的總稱，按照生物質(zhì)的來(lái)源不同將生物質(zhì)分為廢棄物類生物質(zhì)、未利用的生物質(zhì)、資源作物和新作物4類。通常意義上的生物質(zhì)（biomass）主要是指可再生或循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)，如農(nóng)作物、樹木和其他植物及其殘?bào)w（residues）等；也有人從資源的高效利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益考慮，對(duì)農(nóng)林廢棄生物質(zhì)資源給予更多重視，而提出生物質(zhì)以木質(zhì)纖維素類物質(zhì)為主。　　在諸多對(duì)生物質(zhì)的界定中，《美國(guó)國(guó)家能源安全條例》所給出的定義受到了大多數(shù)研究者的認(rèn)同。這一條例認(rèn)為，生物質(zhì)是指可再生的有機(jī)物質(zhì)，包括農(nóng)產(chǎn)品及農(nóng)業(yè)廢料、木材及其廢料、動(dòng)物廢料、城鎮(zhèn)垃圾及水生植物等。　　從上述對(duì)生物質(zhì)的定義可以看出，生物質(zhì)基本上是植物利用太陽(yáng)能、水和二氧化碳經(jīng)光合作用合成所獲得的植物體，其最重要的特點(diǎn)是可再生性，故又稱為可再生性資源。　　1.1.2　生物質(zhì)資源與分布　　地球上從森林到海洋存在著數(shù)量巨大、種類繁多的生物質(zhì)，而且在光合作用下新的生物質(zhì)也在不斷生成。據(jù)統(tǒng)計(jì)陸地地面以上總的生物質(zhì)量約為1800億噸，海洋中約有40億噸，土壤中存在的生物質(zhì)量基本與陸地地面以上的相當(dāng)?！　榱吮阌诜治錾镔|(zhì)資源可獲得性，根據(jù)來(lái)源與轉(zhuǎn)化技術(shù)的不同將生物質(zhì)資源分為農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、林業(yè)生物質(zhì)、工業(yè)廢棄物和固體廢棄物等幾類。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)廢棄物、禽畜廢物、能源作物。農(nóng)業(yè)廢棄物來(lái)源廣泛，包括農(nóng)作物收獲后的副產(chǎn)品，如稻草、麥秸、果樹剪枝、玉米秸稈和玉米芯等；畜禽廢物包括可生產(chǎn)沼氣的畜禽糞便，以及可熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的家禽墊草等；能源作物包括歐盟等正在研究生產(chǎn)木質(zhì)纖維素的多年生草本植物（如柳枝稷、蘆葦?shù)龋┖托教苛?，生產(chǎn)生物柴油的油料作物（如油菜籽和葵花籽），以及生產(chǎn)燃料乙醇的糖類和淀粉類作物等。林業(yè)生物質(zhì)主要包括木材燃燒和砍伐、修剪和清理過(guò)程生產(chǎn)的林業(yè)廢棄物等。工業(yè)廢棄物主要來(lái)源于木材加工業(yè)和食品加工業(yè)，包括鋸末、果殼、果核和甘蔗渣等；造紙黑液來(lái)源于制漿過(guò)程中的蒸煮工序，可通過(guò)鍋爐燃燒以獲取熱量，并回收有用的化學(xué)品。固體廢棄物也是有用的生物質(zhì)資源，可分為非木材和城市固體廢棄物等幾類。

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