第五篇 生产具有成本效益的生物燃料的转化途径 319
第二十章 生物柴油生产 319
20.1引言 319
20.2生产过程 319
20.2.1生物柴油生产所用原料 319
20.2.2生物柴油生产工艺选择 323
20.2.3非催化系统 327
20.2.4本节小结 328
20.3反应后加工 329
20.3.1 酯／甘油分离 329
20.3.2酯／甘油分离的工艺设备 330
20.3.3 酯洗涤 331
20.3.4其他酯处理 331
20.3.5酯中加入添加剂 332
20.4侧线馏出物的处理和回收 332
20.4.1甲醇管理 333
20.4.2甘油精炼 333
20.4.3废水方面的考虑 334
20.5总结 334
20.5.1高游离脂肪酸原料的预处理 334
20.5.2高游离脂肪酸原料的方法程序 337
20.5.3生物柴油生产总结 338
致谢 338
参考文献 338
第二十一章 通过碱催化转酯化反应合成生物柴油及部分性质鉴定 339
21.1引言 339
21.2材料 341
21.3危险 341
21.4实验程序 341
21.5结果与讨论 342
21.6结论 342
参考文献 343
第二十二章 全藻生物质原位转酯化合成脂肪酸甲酯作为生物燃料的原料 344
22.1引言 344
22.2以微藻为核心的脂质技术与生物燃料应用 344
22.3可再生和生物柴油燃料特性 345
22.4油藻生物质的原位转酯化 347
22.5用于原位全生物质转酯化的催化剂选择 347
22.6用原位转酯化分析鉴定微藻生物质油脂含量 349
22.7结论 352
参考文献 352
第二十三章 如何利用玉米生产燃料乙醇 355
23.1引言 355
23.2燃料乙醇 355
23.3酵母在乙醇生产的作用 355
23.4用玉米作为乙醇原料 356
23.5工业化乙醇生产 356
23.6湿磨法 357
23.7干磨法 357
23.8干磨法生产乙醇的步骤 357
23.9磨碎 357
23.10液化 357
23.11糖化 358
23.12发酵 358
23.13蒸馏与回收 358
23.14乙醇生产中使用的能量 358
23.15结论 359
致谢 359
参考文献 359
第二十四章 小规模评价生物质生物转化燃料和化学品的方法 360
24.1引言 360
24.2生物质种类 360
24.3生物质处理 362
24.4机械处理 362
24.5不进行预处理 362
24.6化学／热预处理 363
24.6.1酸预处理 363
24.6.2中性前处理 363
24.6.3碱预处理 364
24.7有机预处理 364
24.7.1离子液前处理 364
24.7.2有机溶剂预处理 365
24.8生物预处理 365
24.9小规模预处理示例 365
24.10生物质预处理的典型程序 366
24.11生物质分析 367
24.12小规模生物质发酵方法 369
24.12.1 SSF同时发酵示例 370
24.12.2 SHF示例 372
24.12.3 CBP示例 373
24.13发酵结果分析 374
24.14发酵抑制的鉴定 375
24.15结论性思考 377
致谢 377
参考文献 378
第二十五章 降低酶成本，利用酶的优势和全新组合可以改进生物燃料生产，提高成本效益 382
25.1降低酶成本增强生物燃料的市场潜力 382
25.2新的酶系组合可以降低生物燃料成本 383
25.3利用酶的优势可以促进生物燃料生产 385
参考文献 386
致谢 386
第二十六章 木质纤维素生物质的热裂解：油、碳和气 387
26.1引言 387
26.2热化学转化的类型 388
26.3木质纤维素结构和热裂解化学 391
26.3.1木质纤维素结构和对热裂解的影响 391
26.3.2纤维素：干物重的40％—45％ 393
26.3.3半纤维素：木材干重的20％—30％ 396
26.3.4木质素：占木材干重的15％—36％ 398
26.3.5生物质热裂解策略 400
26.4产物的应用和途径 407
26.4.1碳燃烧 407
26.4.2碳作为土壤改良和养分吸收剂 407
26.4.3生物油燃烧 407
26.4.4生物油的液体染料生产及升级 407
26.4.5来自生物油的有用的化学品 409
26.5结论 409
参考文献 410
第二十七章 可持续航空生物燃料：一种开发利用的成功模式 413
27.1航空替代燃料2006快览：“如果你的家人在航空公司会怎么样？” 414
27.2航空替代燃料2013快览：感谢可持续交通燃料的领导 415
27.3可持续进步的关键方法：创造一种“新燃料动力” 416
27.4精简燃料质量认证过程 417
27.4.1挑战 417
27.4.2解决途径 418
27.4.3结果 419
27.5替代燃料研究开发中执行补偿风险管理 420
27.5.1挑战 420
27.5.2解决途径 420
27.5.3结果 421
27.6构建并促进综合环境效益评估 423
27.6.1挑战 423
27.6.2解决途径 424
27.6.3结果 424
27.7通过公共／私人伙伴部署“一种新燃料动力”和多种成功模式 428
27.7.1挑战 428
27.7.2解决途径 429
27.7.3结果 429
27.8结束语 433
第二十八章 尖端生物燃料转化技术整合到基于石油的基础设施和整合生物炼制 434
28.1生物柴油作为可再生柴油 434
28.2生物柴油与石油基柴油 435
28.3生物燃料转化为柴油燃料的加工途径 435
28.3.1转酯化 435
28.3.2 FAME作为柴油燃料替代品在现有基础设施中面临的挑战 436
28.3.3生物燃料存在氧的问题及可能的解决方案 437
28.3.4可再生柴油加工工艺 439
28.3.5加氢处理柴油产品的燃料特性 440
28.4与现有炼化厂整合或者形成新的整合生物炼制 441
28.4.1生物燃料的商业化 441
28.4.2可再生柴油的产业化 443
28.4.3加氢处理可再生飞机燃料 444
28.4.4未来生物原油的利用和共加工的问题 445
28.4.5整合的生物炼制厂 446
28.4.6共置生物炼制 448
28.5结论 449
参考文献 449
第二十九章 生物燃料转化途径服务性学习项目和案例研究 451
29.1概述 451
29.1.1初榨油 452
29.1.2使用过的油（来自Radio Bean） 452
29.2案例A：生物柴油项目：将废弃食用油转化为生物柴油的教育实践 454
29.2.1概要 454
29.2.2项目目标 454
29.2.3背景 454
29.2.4社区合作伙伴 455
29.2.5所用方法和／或实验（按目标列出） 456
29.2.6结果／预期结果 457
29.2.7未来方向 457
29.2.8对社区合作伙伴的益处 457
29.3案例B：利用磁铁矿粉促进废水沼气原料的收获 457
29.3.1概要 457
29.3.2项目目的 458
29.3.3背景 458
29.3.4社区伙伴 458
29.3.5工作计划 459
29.3.6结果／预期后果 460
29.3.7未来方向 462
29.3.8对社区伙伴的好处 463
29.4案例C：佛蒙特州真菌降解木质纤维素生物质 463
29.4.1项目目的 463
29.4.2引言 463
29.4.3生物质预处理 463
29.4.4真菌预处理 464
29.4.5中试系统 464
29.4.6工作计划 464
29.4.7案例研究 464
29.4.8商业规模 465
29.4.9和社区伙伴的未来合作 465
参考文献 466
第六篇 生物燃料的经济学、可持续性与环境政策 471
第三十章 生物燃料经济与政策：可再生燃料标准、混合墙以及未来不确定性 471
30.1概述 471
30.2可再生燃料标准 472
30.2.1生物柴油 473
30.2.2纤维素先进生物燃料 473
30.2.3其他先进燃料 474
30.2.4常规生物燃料 474
30.3混合墙 475
30.4目前情况的替代燃料 477
30.4.1消除RFS 477
30.4.2消除纤维素生物燃料匝口 477
30.4.3无论何时部分放弃纤维素任务时，都要降低总RFS 478
30.4.4消除其他先进生物燃料类型和扩大生物柴油 478
30.4.5降低总RFS以适应混合墙 478
30.4.6 Irwin／Good建议将RFS冻结在2013水平 478
30.4.7所有车辆E15 EPA的批准 478
30.4.8 E85有更大的市场渗透 478
30.5纤维素生物燃料 479
30.5.1原料可获得性和成本 479
30.5.2转化效率和成本 479
30.5.3未来石油价格 480
30.5.4环境问题 480
30.5.5政府政策 480
参考文献 481
第三十一章 乙醇和生物柴油的经济学 482
31.1概述 482
31.2农业经济 482
31.3生物燃料的经济学 493
31.4农场规模的生产 496
参考文献 498
第三十二章 燃料质量政策 499
32.1目的 499
32.2政府采用ASTM D6751 499
32.3生物柴油混合燃料ASTM标准 500
32.4 BQ-9000认证 500
32.5政府实施 500
致谢 500
第三十三章可再生取暖燃油 501
33.1取暖燃油市场的兴衰 501
33.2一种更为清洁绿色的燃料 503
33.3其他可再生能源的机会 503
33.4案例研究：Bourne能源公司 504
参考文献 506
第三十四章 生物柴油燃料有何不同之处？ 507
34.1引言 507
34.2生物柴油与石油柴油 507
34.3所用植物油的类型与生产生物柴油有关系吗？ 508
34.4用添加剂使生物柴油更好 509
34.5混合燃料怎么样？ 510
34.6总结 510
致谢 510
第三十五章 生物柴油排放和健康影响测试 511
35.1生物柴油排放 511
35.2健康影响测试 512
35.2.1历史 512
35.2.2测试 513
35.3结果 513
35.4意义 513
致谢 513
第三十六章 生物柴油可持续性宣传单 514
36.1可持续性原则 514
36.2能量平衡 514
36.3水资源保护 514
36.4土地保护 515
36.5食品供应安全 515
36.6多样性 515
36.7清洁空气和健康影响 516
致谢 516
第三十七章 生物能源创业机会 517
37.1生物能创业 517
37.2现在及未来的能源状况 518
37.3生物能源的创业动机 519
37.4市场驱动力 519
37.5生物能机遇：生物燃料产业价值链 522
37.6生物燃料产业价值链创业者实例 523
37.7小规模生物能创业机会 524
37.7.1生物柴油 524
37.7.2甲烷 525
37.7.3生物质和木材 525
37.7.4合作社 526
37.8大规模生物能创业机会 526
37.9外围创业机会 527
37.10乙醇生物能源急剧增长时期创业例子 527
37.11挑战 529
参考文献 530
第三十八章 整合的农业生态技术网络：食物、生物能源和生物材料制品 531
38.1前言 531
38.1.1生态农业技术应用和自然资源管理 531
38.1.2农业和生物能 532
38.2工业生态学在CFEA设计和评估中的作用 533
38.3竞争性世界里CFEA的性能评估 534
38.4 CFEA原始数据采集用PAR技术 535
38.5佛蒙特州CFEA生态技术分析 536
38.5.1适合于某地区使用的生态技术关键方面 537
38.5.2集约式放牧管理 537
38.5.3厌氧消化 539
38.5.4综合生物温室 540
38.6 CFEA案例研究：伯灵顿地区农业生态园概念 541
38.6.1土地资源 541
38.6.2乳业为主的加工 541
38.6.3土堆肥 542
38.6.4菜园、森林及水产养殖 543
38.6.5废热利用 543
38.6.6农业生态园的其他生态技术 543
38.6.7单元操作建模以进行经济预测 544
38.6.8案例研究结论 544
结论 545
致谢 546
参考文献 546
第七篇 测验与自测问题 551
生物能源 551
第一部分问题 551
第一部分问题答案 552
第二部分问题 552
第二部分问题答案 554
第三部分问题 555
第三部分问题答案 556
第四部分问题 556
第四部分问题答案 557
致谢 558
木质能源 559
问题 559
问题答案 559
生物能源作物 560
第一部分 问题 560
第一部分 问题答案 561
第二部分 问题 562
第二部分 问题答案 563
第三部分 问题 564
第三部分 问题答案 564
致谢 565
气化 566
问题 566
问题答案 567
沼气，厌氧消化 568
第一部分 问题 568
第一部分 问题答案 569
第二部分 问题 569
第二部分问题答案 570
致谢 571