目錄
第二版前言
**版前言
1 緒論 1
1.1 生物工程設備在生物工程中的地位 1
1.2 生物工程設備的發(fā)展歷程 2
1.2.1 傳統(tǒng)發(fā)酵階段生物工程設備 3
1.2.2 純培養(yǎng)及通氣攪拌階段生物工程設備 3
1.2.3 代謝調(diào)控發(fā)酵技術階段生物工程設備 3
1.2.4 基因重組發(fā)酵技術階段生物工程設備 4
1.3 生物工程設備的概況及發(fā)展趨勢 4
1.4 生物工程設備的課程內(nèi)容與要求 5
1.4.1 主要內(nèi)容 5
1.4.2 學習本書的要求 5
2 生物工程設備基礎知識概述 6
2.1 工程力學基礎 6
2.1.1 力的概念及基本性質(zhì) 6
2.1.2 力矩與力偶 8
2.1.3 約束和約束力的概念 9
2.1 工程中常見的約束種類 9
2.1.5 物體的受力分析與受力圖 10
2.1.6 構(gòu)件變形的基本形式 11
2.1.7 軸向拉伸和壓縮時桿件的應力和應變 13
2.2 生物工程設備材料 15
2.2.1 設備所用材料的分類 15
2.2.2 設備材料的基本力學性能 18
2.2.3 設備材料的物理性能 20
2.2.4 謾備材料的化學性能 21
2.2.5 設備材料的加工工藝性能 22
2.2.6 生物工程設備材料的選用 23
2.3 儀表 23
2.3.1 儀表的分類 24
2.3.2 溫度檢測儀表 24
2.3.3 壓力檢測及儀表 28
2.3.4 流量檢測及儀表 32
2.3.5 物位檢測及儀表 36
思考題 40
3 原料處理及滅菌設備 41
3.1 原料的處理及粉碎設備 41
3.1.1 粗選設備 41
3.1.2 精選設備 48
3.1.3 粉碎設備 50
3.2 輸送設備 60
3.2.1 固體物料輸送設備 60
3.2.2 液體物料輸送設備 72
3.3 培養(yǎng)基的滅菌方法及設備 80
3.3.1 培養(yǎng)基實消法 80
3.3.2 培養(yǎng)基連消設備 82
思考題 88
4 空氣壓縮及除菌設備 89
4.1 發(fā)酵工廠對空氣的質(zhì)量要求 89
4.1.1 空氣中微生物的分布 89
4.1.2 生物工業(yè)生產(chǎn)對空氣質(zhì)量的要求 89
4.2 空氣除菌的方法與原理 90
4.2.1 空氣除菌的方法 90
4.2.2 介質(zhì)過濾除菌原理 92
4.2.3 空氣介質(zhì)過濾器設計計算 95
4.3 空氣除菌流程設計與設備選型 96
4.3.1 空氣過濾除菌流程 96
4.3.2 空氣預處理設備設計與選型 99
4.3.3 空氣介質(zhì)除菌設備設計與選型 106
思考題 115
5 設備和管道的清洗與滅菌 116
5.1 帝用清洗方法及設備 116
5.1.1 生物工業(yè)常用清洗劑 116
5.1.2 設備、管路、閥門等清洗 119
5.1.3 CIP清洗系統(tǒng)及設備 123
5.1.4 清潔程度的確認 125
5.2 設備及管路的滅菌 126
5.2.1 發(fā)酵罐及容器的滅菌 126
5.2.2 空氣過濾器的滅菌 127
5.2.3 管路和閥門的滅菌 127
5.2.4 滅菌的檢驗及可能出現(xiàn)的問題 130
思考題 131
6 通風發(fā)酵設備 132
6.1 機械攪拌通風密閉發(fā)酵罐 132
6.1.1 概述 132
6.1.2 機械攪拌通風密閉發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)及計算 133
6.1.3 改良的機械攪拌通用式發(fā)酵罐 142
6.2 通風固相發(fā)酵設備 143
6.2.1 通風固體淺層發(fā)酵設備 143
6.2.2 通風固體深層發(fā)酵設備 144
6.3 其他類型的通風發(fā)酵罐 146
6.3.1 自吸式發(fā)酵罐 147
6.3.2 機械攪拌伍式發(fā)酵罐 148
6.3.3 氣升發(fā)酵罐 148
6.3.4 液提式發(fā)酵罐 149
6.3.5 膜生物反應器 149
6.3.6 基因工程菌生物反應器 150
思考題 150
7 嫌氣發(fā)酵設備 151
7.1 乙醇發(fā)酵設備 151
7.1.1 乙醇發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)與操作 151
7.1.2 乙醇連續(xù)發(fā)酵設備 153
7.1.3 其他乙醇發(fā)酵設備 154
7.2 啤酒發(fā)酵設備 157
7.2.1 啤酒生產(chǎn)工藝流程 157
7.2.2 啤酒發(fā)酵設備 157
7.3 其他發(fā)酵設備 160
7.3.1 沼氣發(fā)酵設備 160
7.3.2 生物農(nóng)藥固態(tài)友酵設備 164
7.3.3 葡萄酒發(fā)酵設備 165
思考題 167
8 動植物細胞培養(yǎng)及酶生物反應器 168
8.1 動物細胞培養(yǎng)反應器 168
8.1.1 動物細胞體外培養(yǎng)的特點 168
8.1.2 動物細胞培養(yǎng)方法 169
8.1.3 動物細胞培養(yǎng)生物反應器的類型及特點 170
8.1.4 反應器培養(yǎng)中的關鍵問題及解決途徑 178
8.2 植物細胞培養(yǎng)反應器 179
8.2.1 植物細胞規(guī)模化培養(yǎng)過程的特點 180
8.2.2 植物細胞培養(yǎng)反應器的類型與特點 181
8.2.3 植物細胞反應器系統(tǒng)的設計與控制 184
8.3 酶生物反應器 186
8.3.1 酶生物反應器的要求 187
8.3.2 各種酶生物反應器的類型和特點 187
8.3.3 酶反應器的設計、選擇和使用 191
思考題 192
9 產(chǎn)物分離與提取 193
9.1 概述 193
9.2 過濾設備 194
9.2.1 過濾原理與方法 194
9.2.2 壓濾機 196
9.2.3 真空過濾機 200
9.2.4 帶式真空過濾機 201
9.2.5 過濾設備的選擇與使用 202
9.3 離心分離設備 203
9.3.1 離心分離設備的分類與特點 203
9.3.2 過濾式離心機 204
9.3.3 沉降式離心機 207
9.3.4 分離式離心機 209
9.35 離心機的選型 211
9.4 膜分離設備 212
9.4.1 概述 212
9.4.2 分離膜 212
9.4.3 膜分離裝置 214
9.5 萃取設備 220
9.5.1 概述 220
9.5.2 混合設備 220
9.5.3 萃取機 221
9.6 蒸發(fā)濃縮設備 223
9.6.1 概述 223
9.6.2 蒸發(fā)設備 223
9.6.3 除沫器、冷疑器和真空裝置 228
思考題 229
10 生物工程公用系統(tǒng) 230
IO.1 基礎概念 230
lO.1.1 流體的物理性質(zhì) 230
10.1.2 生物工程中的傳熱過程 235
10.1.3 生物工程中化工設備的應用 237
10.2 供水 249
10.2.1 水的組成及用水質(zhì)量分級 249
10.2.2 水處理系統(tǒng)及設備 251
10.2.3 水的殺菌 259
10.2.4 供水系統(tǒng)及設備 260
10.3 制冷 262
10.3.1 制冷原理 262
10.3.2 制冷劑及載冷劑 262
10.3.3 制冷系統(tǒng)設備 264
10.3.4 絕熱材料及結(jié)構(gòu) 267
10.4 供熱 268
10.4.1 熱量衡算的意義 268
10.4.2 熱量衡算方法 268
10.4.3 鍋爐設計 269
思考題 270
主要參考文獻 271
附錄A 飽和水蒸氣表 274
附錄B 水的密度(0~39.0℃) 277
附錄C 水的黏度(0~40.0℃) 277
附錄D 污垢系數(shù)值 279
附錄E 糖汁的有關性質(zhì) 281
附錄F 化工管路標準化表 282
附錄G 金屬管子、管件強度 285
附錄H 單位換算表 287