前言第一部分 基礎(chǔ) 1 前言 1.1 生物煉制 1.2 生物燃料簡述 1.3 能量利用 1.4 能量利用效率 1.5 生物燃料生產(chǎn)和使用 1.6 替代能源 1.7 環(huán)境影響 1.8 本書縱覽 參考文獻 2 生物化學(xué)反應(yīng)的能量捕獲 2.1 前言和基本定義 2.2 有機異養(yǎng)代謝的生化途徑概述 2.2.1 有氧呼吸 2.2.2 厭氧呼吸 2.2.3 發(fā)酵 2.3 無機營養(yǎng)生長的生化途徑概述 2.4 光合自養(yǎng)的生化途徑概述 2.4.1 光反應(yīng) 2.4.2 暗反應(yīng) 2.5 化學(xué)需氧量的定義和重要性 致謝 參考文獻 3 生物燃料生產(chǎn)的微生物模型 3.1 前言 3.2 微生物生長模型概要 3.2.1 非結(jié)構(gòu)、單營養(yǎng)因子限制模型 3.2.2 抑制模型 3.2.3 多底物限制模型 3.2.4 得率參數(shù) 3.3 動力學(xué)速率的表達 3.3.1 溫度效應(yīng) 3.4 生物燃料生產(chǎn)的反應(yīng)器運行和設(shè)計 3.4.1 批次反應(yīng)器 3.4.2 連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器(CSTR) 3.4.3 能回收細胞的CSTR 3.4.4 流加補料系統(tǒng) 3.4.5 活塞流反應(yīng)器系統(tǒng) 3.5 生物反應(yīng)器設(shè)計策略 3.6 葡萄糖利用和產(chǎn)氫模型 3.6.1 批次發(fā)酵和模擬 3.6.2 CSTR發(fā)酵和模擬 總結(jié) 參考文獻第二部分 生物燃料 4 生物燃料原料 4.1 淀粉類原料 4.1.1 谷物類 4.1.2 其他糧食 4.1.3 塊根作物 4.2 糖類原料 4.2.1 甘蔗 4.2.2 甜菜 4.3 木質(zhì)纖維原料 4.3.1 林業(yè)產(chǎn)品及剩余物 4.3.2 農(nóng)業(yè)剩余物 4.3.3 農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)物 4.3.4 專用能源作物 4.4 植物油和動物油脂 4.5 其他原料 4.5.1 動物排泄物 4.5.2 城市固體廢棄物 參考文獻 5 乙醇生產(chǎn) 5.1 利用糖和淀粉類原料生產(chǎn)乙醇 5.1.1 微生物 5.1.2 過程技術(shù) 5.2 利用木質(zhì)纖維原料生產(chǎn)乙醇 5.2.1 基本概念 5.2.2 糖平臺 5.2.3 合成氣平臺 致謝 參考文獻 6 生物柴油 6.1 前言 6.1.1 環(huán)境考慮 6.2 生物柴油生產(chǎn)的化學(xué)和熱力學(xué) 6.2.1 轉(zhuǎn)酯化 6.2.2 酯化 6.2.3 脂肪酶催化的相互酯化和轉(zhuǎn)酯化 6.2.4 副反應(yīng)：皂化和水解 6.2.5 醇效應(yīng) 6.2.6 堿催化 6.2.7 酸催化 6.2.8 酶催化 6.2.9 超臨界酯化和轉(zhuǎn)酯化 6.2.10 熱力學(xué)和反應(yīng)動力學(xué) 6.3 油脂資源和生產(chǎn) 6.3.1 植物油脂 6.3.2 微生物和微藻油脂 6.3.3 餐飲廢油 6.3.4 直噴植物油脂 6.3.5 油脂的生物合成和修飾 6.4 副產(chǎn)物 6.5 生物柴油生產(chǎn)的方法 6.5.1 生物柴油生產(chǎn)的通用流程 6.5.2 中試和商業(yè)規(guī)模 6.5.3 質(zhì)量控制分析技術(shù) 6.6 經(jīng)濟學(xué) 6.6.1 原料成本 6.6.2 制造成本 6.6.3 投資成本 6.6.4 運行成本 6.7 總結(jié)和結(jié)論 致謝 問題 參考文獻 7 生物制氫 7.1 前言 7.1.1 重要的酶 7.1.2 非生物制氫 7.2 光生物制氫 7.2.1 直接生物光解 7.2.2 間接生物光解 7.2.3 光發(fā)酵 7.2.4 光生物制氫的潛力 7.3 發(fā)酵制氫 7.3.1 綜述 7.3.2 能量分析 7.3.3 熱袍菌目 7.3.4 熱袍菌發(fā)酵制氫的生化途徑 7.3.5 其他細菌制氫 7.3.6 副產(chǎn)物形成 7.3.7 批次發(fā)酵 7.3.8 氫抑制 7.3.9 硫元素的作用———合成硫 7.3.10 源自農(nóng)業(yè)剩余物的其他碳源利用 7.3.11 工藝和培養(yǎng)參數(shù) 7.4 氫檢測、定量和報告 7.4.1 氫檢測 7.4.2 總氣壓 7.4.3 水蒸氣壓力 7.4.4 氫分壓 7.4.5 氫氣濃度 7.4.6 用mol H2/L(培養(yǎng)基)來表示氫氣濃度 7.4.7 氫氣生成速率 7.4.8 液體中溶解的氫 7.5 PEM燃料電池發(fā)酵反應(yīng)器體積計算 致謝 參考文獻 8 微生物燃料電池 8.1 綜述 8.2 生化基礎(chǔ) 8.3 前期研究總結(jié) 8.4 燃料電池設(shè)計 8.4.1 陽極室 8.4.2 微生物菌種 8.4.3 氧化還原介質(zhì) 8.4.4 陰極室 8.4.5 交換膜 8.4.6 功率密度與電阻的函數(shù)關(guān)系 8.5 MFC性能計算方法 8.5.1 底物和生物量測定 8.5.2 功率計算 8.5.3 計算示例 8.6 MFC性能 8.6.1 功率密度與底物的函數(shù)關(guān)系 8.6.2 單室和雙室設(shè)計的比較 8.6.3 單室設(shè)計 8.6.4 廢水處理效果 8.7 制造示例 8.8 未來發(fā)展方向 參考文獻 9 甲烷 9.1 前言 9.2 甲烷合成的微生物學(xué) 9.2.1 甲烷合成環(huán)境 9.2.2 甲烷工藝概述 9.2.3 微生物群落 9.3 甲烷合成的生物質(zhì)原料 9.4 系統(tǒng) 9.4.1 反應(yīng)器條件 9.4.2 工藝設(shè)計 9.5 沼氣組成和利用 參考文獻附錄：轉(zhuǎn)換因子和常數(shù)索引