本书为“现代生物质能高效利用技术丛书”中的一个分册，内容根据近年来生物炼制技术研发特点及产业化发展趋势，以工艺过程的能量流和物质流为主线，旨在系统梳理生物炼制涉及的原料体系、转化路线和评价方法。首先从生物炼制原料的特点和分类出发，介绍生物质原料的结构、预处理方法和转化路线，并系统介绍了生物炼制过程的物质流和能量流强化原理，重点阐述不同生物质底物转化过程中的物质流和能量流转化过程；然后通过生物炼制典型案例，介绍了纤维质原料的多联产策略，对生物基平台化合物的下游高值转化路线及应用进行评析；最后，在宏观层面介绍原料供应链和全生命周期评价，介绍了物质和能量对生物炼制系统开发的重要意义。
本书具有较强的技术性和针对性，可供从事生物质研究和开发工作的科研人员、工程技术人员等参考，也供高等学校生物工程、能源工程及相关专业师生参阅。
谭天伟，北京化工大学，校长，教授，生物化工专家，中国工程院院士，国家教学名师。1986年毕业于清华大学化工系。1993年获得清华大学博士学位。现任北京化工大学教授，校长，中国可再生能源学会理事长，中国化工学会副理事长。
主要从事生物化工研究，在脂肪酶及酶催化合成化学品上进行了大量研究，实现了有机合成用脂肪酶的生产和酶工业催化的应用；建立了基于标志代谢物控制的发酵放大新方法，并用于酵母发酵产品的工业生产；开发了发酵废菌丝体综合利用工业化应用新工艺。先后获国内外发明专利40余项，发表SCI收录论文300余篇。获国家技术发明二等奖2项、省部级科技进步一等奖4项，以及何梁何利科学与技术创新奖、谈家桢生命科学奖、亚洲青年生物技术杰出贡献奖（YABEC award）等。培养博士和硕士研究生100余名。
第1章绪论001
1.1生物炼制简介002
1.2生物炼制的技术路线004
1.3未来生物炼制发展方向007
1.3.1未来生物炼制技术007
1.3.2未来生物炼制产品008
参考文献010
第2章生物炼制原料015
2.1糖类（单糖和双糖）原料016
2.2淀粉质原料017
2.3木质纤维素020
2.3.1木质纤维素类生物质原料的种类021
2.3.2木质纤维素类生物质原料的特点021
2.3.3木质纤维素的组成022
2.3.4预处理方法033
2.3.5胁迫因子的产生及消除037
2.3.6木质纤维素的有效利用037
2.4油脂类化合物042
2.4.1油脂类化合物简介042
2.4.2油脂类化合物原料来源043
2.4.3油脂类化合物制备油脂化学品046
2.4.4油脂类化合物中的非甘油三酯成分050
2.5含碳气体051
2.5.1含碳气体简介051
2.5.2含碳气体来源052
2.5.3含碳气体的生物化利用053
2.5.4含碳气体化学法转化055
2.5.5含碳气体的市场化进程和展望057
参考文献059
第3章生物炼制过程物质流强化065
3.1胞内物质流强化066
3.1.1胞内天然代谢途径改造066
3.1.2异源新代谢途径引入069
3.1.3胞内物质流强化的方法073
3.2胞外物质流强化091
3.2.1胞外物质流强化原理091
3.2.2生物炼制过程细胞外物质流代谢特性检测技术092
3.2.3海量数据处理（过程参数可视化）方法093
3.2.4反应器宏观生理代谢特性、胞外物质流研究——多尺度参数相关分析093
3.2.5生物反应器流场与生理相结合的放大研究094
3.3生物炼制过程胞外物质流优化与放大案例095
3.3.1基于细胞生理和流场特性的头孢菌素C发酵过程优化与放大095
3.3.2基于细胞微观和宏观物质代谢流的维生素B12过程优化与放大096
3.3.3谷胱甘肽联产麦角固醇和SAM过程优化与放大097
参考文献098
第4章生物炼制过程能量流强化105
4.1胞内能量流强化——辅因子调控系统106
4.1.1胞内辅因子及其调控系统的简介106
4.1.2辅因子在维持细胞生理代谢过程中的重要性107
4.1.3辅因子调控策略113
4.1.4辅因子调控在工业微生物领域的应用125
4.1.5展望129
4.2胞外能量流强化130
4.2.1发酵分离耦合技术130
4.2.2生物/化学级联过程能量优化151
4.2.3多能互补策略与强化153
4.2.4精馏过程强化与应用157
参考文献164
第5章生物炼制典型案例179
5.1木薯原料的生物炼制案例180
5.1.1湿法工艺生产淀粉181
5.1.2干法工艺生产酒精及副产品182
5.1.3木薯渣的高值化利用186
5.1.4废醪液生产沼气工艺190
5.2纤维质原料的生物炼制典型案例191
5.2.1巴西纤维素乙醇、丁醇联产生物炼制技术191
5.2.2基于秸秆纤维质产L-乳酸的生物炼制技术193
5.2.3基于甜高粱秸秆生产高价值产品的生物炼制技术195
5.2.4基于木质纤维素生产生物液体燃料的生物炼制技术196
5.2.5半纤维素/纤维素化学法转化技术197
5.2.6木质素的生物法转化技术202
5.2.7木质素的化学法转化技术205
参考文献208
第6章生物炼制系统评价219
6.1供应链220
6.1.1生物炼制原料供应链概述220
6.1.2生物质原料供应链技术220
6.1.3生物质原料供应链技术经济222
6.2技术-经济评价223
6.2.1技术-经济评价概述223
6.2.2生物炼制过程的技术-经济评价223
6.2.3生物炼制技术-经济评价的应用224
6.2.4生物炼制技术-经济评价的意义225
6.3生命周期评价226
6.3.1生命周期评价理论226
6.3.2生命周期可持续性评价228
6.3.3生命周期可持续性评价的框架及构成要素229
6.3.4生命周期评价在生物炼制中的应用229
6.4航空生物燃料生命周期评价的案例分析231
6.4.1航空生物燃料发展背景231
6.4.2航空生物燃料全生命周期分析内容232
6.4.3航空生物燃料的技术-经济评价239
参考文献240
索引243
书单推荐
