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第1章 生物化学工程回顾与发展1

1.1 生物化学工程的历史发展3

1.2　现代生物技术和工业生态学的发展4

1.2.1　生物化学工程与现代生物技术4

1.2.2　生物化学工程与工业生态学7

1.3 生物化学工程运行框架的主要问题8

1.3.1　原料问题8

1.3.2　生物技术产业化主体技术问题9

1.3.3　系统能量和物质集成的问题12

1.4　生态生物化学工程的提出与发展前景13

参考文献14

第2章 生态生物化学工程理论和方法15

2.1　分子生物学工程化研究趋势17

2.2　生物技术产业化的生态观19

2.2.1　工业的三种发展模式19

2.2.2　生态工业20

2.3　生态生物化学工程理论基础与方法21

2.3.1　工业生态学理论与方法21

2.3.2　过程集成理论与方法30

2.3.3　生态系统生态学基础49

2.3.4　多尺度理论基础50

2.3.5　生物化学工程基础51

2.3.6　总结53

2.4 生态生物化学工程的指导原则53

参考文献55

第3章 生态生物化学工程研究策略59

3.1　原料的转变是生态生物化学工程挑战性课题61

3.1.1　生物化学工程行业的原料61

3.1.2　将纤维素资源作为生物化学工程原料的难点62

3.1.3　循环经济时代的生物化学工程行业67

3.1.4　原料的转变是实现“4R”的必由之路77

3.2　原料组分分离理论体系86

3.2.1　原料组分分离新理念与生态生物技术产业化87

3.2.2　原料组分分离新理念与分层多级利用生态产业链88

3.3　生物反应“四传一反”非线性工程基础89

3.3.1　信息传递是生物活性的本质91

3.3.2 以法向作用力为基础的动量、质量、热量的传递特性92

3.3.3　生物反应动力学的非线性特征94

3.4　生态生物化学工程的过程集成策略96

3.4.1　过程集成概述96

3.4.2　突破生物技术产业化瓶颈97

3.4.3　生物过程集成化技术的主要研究内容98

参考文献100

第4章 生态生物化学工程规划和设计103

4.1 生态生物化学工程规划与设计概述105

4.1.1　生态生物化学工程设计的层次105

4.1.2　生态生物化学工程设计的技术路线105

4.1.3　生态生物化学工程技术与配套技术规划105

4.1.4　生态生物化学工程设计技术体系105

4.2 生态生物化学工程的规划和设计原则107

4.2.1　原料组分分离是实现工业生态化的前提108

4.2.2　研发清洁、节能、节水、耦合新过程是核心109

4.3　生态生物化学工程规划与设计过程109

4.3.1　生态生物化学工程设计项目的组织109

4.3.2　制定生态生物化学工程设计战略及产品改进想法111

4.4 生态生化工业园的规划和设计112

4.4.1　生态生化工业理论与实践概述112

4.4.2　园区系统框架规划与设计117

4.4.3　生化工业生态系统结构设计120

4.4.4　园区设计的分析与集成方法121

4.4.5　生态生化设计125

4.4.6　零排放设计126

4.4.7　园区景观生态规划128

4.4.8　园区评价指标体系130

4.5　小结137

参考文献138

第5章 生态生物化学工程的关键技术平台141

5.1　原料组分分级分离技术143

5.1.1 引言143

5.1.2　稻草器官水平酶解性能的不均一性144

5.1.3　稻草器官水平结构特征的不均一性及其与酶解性能的关系145

5.1.4　稻草器官水平发酵乙醇性能的不均一性148

5.1.5　稻草器官水平制浆性能的不均一性150

5.1.6　玉米秸秆不同部位质量和组成的不均一性151

5.1.7　玉米秸秆不同部位的酶解不均一性153

5.1.8　玉米秸秆组织水平分离方法的建立154

5.2　新型固态发酵清洁技术160

5.2.1　气相双动态固态纯种发酵技术作用机制162

5.2.2　固态发酵的应用与发展前景168

5.3　分离纯化集成技术169

5.3.1　生物分离技术研究现状169

5.3.2　反应分离过程集成系统综合研究进展170

5.3.3　生物分离过程的高效集成化176

5.4　展望180

参考文献180

第6章 生态生物化学工程的技术范例183

6.1　粮食生物转化生态工业园185

6.1.1　玉米酒精生产概况185

6.1.2　玉米酒精生态工程结构设计185

6.2　甘蔗生态工业园规划与设计190

6.2.1 蔗梢190

6.2.2　蔗渣191

6.2.3　蔗汁与蔗糖192

6.2.4　糖蜜192

6.2.5　废水193

6.3　秸秆生态工业园规划和设计194

6.3.1　秸秆高效转化利用的困境194

6.3.2　技术经济关久攻不破的分析195

6.3.3　总体构思197

6.3.4　秸秆发酵乙醇研究技术进展199

6.4　皇竹草生态园规划和设计204

6.4.1　皇竹草简介204

6.4.2　皇竹草的成分分析205

6.4.3　皇竹草生态产业链的开发——皇竹草发酵燃料乙醇205

6.4.4　年产12万吨燃料乙醇皇竹草生态工业园规划与设计211

6.5　葛根生态工业园213

6.5.1　概述213

6.5.2　葛根生态产业链的开发——汽爆葛根同步糖化固态发酵联产乙醇与葛根总黄酮215

6.5.3　年产20万吨葛根燃料乙醇生态工业园的规划与设计228

6.6　盐肤木生态工业园的规划与设计231

6.6.1 引言231

6.6.2　盐肤木的资源分布及利用情况231

6.6.3　盐肤木果实的结构组成233

6.6.4　盐肤木果实的化学成分233

6.6.5　盐肤木果实的开发利用238

6.6.6　盐肤木生态工业园的规划与设计245

6.7　茅草生态工业园246

6.7.1　茅草成分分析与纤维特征247

6.7.2　工艺路线设计248

6.8　城市垃圾生物转化生态工业园（沼气发酵系统）249

6.8.1　有机复肥的生产250

6.8.2　沼气253

6.9　甜高粱生物量全利用产业化规划设计255

6.9.1　技术特点256

6.9.2　技术优势257

6.9.3　工艺流程258

6.9.4　产品优势分析258

6.10　竹子生态工业园规划与设计259

6.10.1　概述259

6.10.2　竹材研究现状261

6.10.3　竹子生态产业链的开发——竹原纤维生产联产发电266

6.11　橡子汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用生态产业链269

6.11.1　橡子的生物学特性270

6.11.2　橡子的化学成分270

6.11.3　橡子汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用生态产业链工艺流程及特点272

6.11.4　结论273

参考文献274