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發(fā)酵工程 版權(quán)信息
- ISBN：9787030806406
- 條形碼：9787030806406 ; 978-7-03-080640-6
- 裝幀：平裝
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：>
發(fā)酵工程 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)在發(fā)酵工程基礎(chǔ)理論和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，融入發(fā)酵工程領(lǐng)域前沿學(xué)科技術(shù)，拓展了生物工程內(nèi)容，深化了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解；除了增加各章節(jié)前沿技術(shù)及其方法，還注重相關(guān)設(shè)備和儀器儀表技術(shù)的內(nèi)容，豐富了工程學(xué)理論和應(yīng)用。本書(shū)也注重發(fā)酵過(guò)程數(shù)字化和數(shù)據(jù)化與教學(xué)課程的融合，為本學(xué)科學(xué)生認(rèn)知工業(yè) 4.0奠定基礎(chǔ)。教材全面介紹了發(fā)酵工程的概念、原理、發(fā)展方向及應(yīng)用領(lǐng)域。全書(shū)共有十六章，在內(nèi)容安排上分為兩大部分，前半部分即**章至第十一章，主要闡述發(fā)酵工程的基本概念、理論及基本原理；后半部分即第十二章至第十六章，主要介紹發(fā)酵工程的主要產(chǎn)品工藝及其在食品和化學(xué)品原料生物發(fā)酵加工制備與環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
發(fā)酵工程 目錄
目錄前言**章 緒論 1**節(jié) 發(fā)酵與發(fā)酵工程的概念 1一、“發(fā)酵”的詞源 1二、發(fā)酵工程 2三、發(fā)酵工程在生物工程學(xué)科中的地位 3第二節(jié) 發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展簡(jiǎn)史 3一、自然發(fā)酵時(shí)期 3二、純培養(yǎng)技術(shù)發(fā)酵時(shí)期 4三、通氣攪拌發(fā)酵時(shí)期 5四、代謝控制發(fā)酵時(shí)期 6五、基因工程操作技術(shù)發(fā)酵時(shí)期 6第三節(jié) 發(fā)酵工程的技術(shù)特征與發(fā)展前景 7一、發(fā)酵工程技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域 7二、發(fā)酵方法的分類(lèi) 8三、發(fā)酵工業(yè)的技術(shù)特點(diǎn) 8四、發(fā)酵工藝的一般流程 9五、發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展前景 9第四節(jié) 發(fā)酵工程課程的內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法 10一、發(fā)酵工程課程的主要內(nèi)容與先修課程 10二、發(fā)酵工程課程的知識(shí)儲(chǔ)備和學(xué)習(xí)方法 11第二章 發(fā)酵工業(yè)菌種制備原理與技術(shù) 13**節(jié) 用于工業(yè)生產(chǎn)菌種的要求和特點(diǎn) 13一、發(fā)酵工業(yè)對(duì)菌種的要求 13二、常見(jiàn)的發(fā)酵工業(yè)菌種簡(jiǎn)介 15第二節(jié) 土壤中目的微生物的分離 19一、土壤采樣的一般原則 19二、土樣中微生物的富集 20三、目的微生物的挑選 22四、目的生物材料篩選的研究進(jìn)展 22第三節(jié) 傳統(tǒng)工業(yè)菌種育種技術(shù) 23一、自然選育原理和步驟 23二、誘變育種 24三、定向進(jìn)化 28第四節(jié) 菌種高通量篩選技術(shù) 29一、概述 29二、高通量篩選的目標(biāo)與基本原理 30三、菌種高通量篩選技術(shù)與裝備 30四、高通量篩選技術(shù)的應(yīng)用舉例 34第三章 發(fā)酵培養(yǎng)基 36**節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基分類(lèi) 37一、按純度分類(lèi) 37二、按狀態(tài)分類(lèi) 38三、按用途分類(lèi) 38第二節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基的組成及來(lái)源 39一、碳源 40二、氮源 41三、無(wú)機(jī)鹽及微量元素 43四、水 45五、生長(zhǎng)因子、前體、產(chǎn)物促進(jìn)劑 46第三節(jié) 培養(yǎng)基的設(shè)計(jì) 47一、發(fā)酵培養(yǎng)基設(shè)計(jì)原則 47二、培養(yǎng)基成分和配比的選擇 48第四節(jié) 發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化 51一、發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化的原理 51二、發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化的方法 51三、發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化的策略 56第五節(jié) 影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素 57一、原料及設(shè)備的預(yù)處理 57二、原料的質(zhì)量 57三、微生物的營(yíng)養(yǎng)精細(xì)調(diào)控方式與過(guò)程轉(zhuǎn)化率 58第四章 無(wú)菌系統(tǒng) 60**節(jié) 滅菌的方法和基本原理 61一、化學(xué)滅菌 61二、射線(xiàn)滅菌 63三、干熱滅菌 63四、濕熱滅菌 64五、過(guò)濾除菌 64第二節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌 64一、培養(yǎng)基濕熱滅菌技術(shù) 64二、培養(yǎng)基過(guò)濾除菌技術(shù) 68三、培養(yǎng)基滅菌工程設(shè)計(jì) 68四、影響培養(yǎng)基滅菌的因素 70第三節(jié) 發(fā)酵設(shè)備的清洗與滅菌 71一、發(fā)酵設(shè)備的清洗 71二、發(fā)酵設(shè)備的滅菌 73第四節(jié) 空氣除菌 74一、無(wú)菌空氣制備的方法 74二、介質(zhì)過(guò)濾制備無(wú)菌空氣的工藝 77第五節(jié) 無(wú)菌檢查技術(shù) 80一、發(fā)酵工業(yè)污染的危害 80二、發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略 81三、發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌檢查方法 82第五章 種子制備 84**節(jié) 種子制備原理與技術(shù) 85一、優(yōu)良種子應(yīng)具備的條件 85二、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的 85三、種子制備常用技術(shù) 85第二節(jié) 種子制備過(guò)程 86一、實(shí)驗(yàn)室種子制備 86二、生產(chǎn)車(chē)間種子制備 88第三節(jié) 影響種子質(zhì)量的因素與控制 90一、種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 90二、種子質(zhì)量的影響因素及其控制 91第六章 發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 94**節(jié) 概論 95一、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的研究目的 95二、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 95三、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的研究方法 95第二節(jié) 發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的參數(shù)與表征 96一、菌體細(xì)胞生長(zhǎng)速率與比生長(zhǎng)速率 96二、基質(zhì)的消耗速率與比消耗速率 96三、維持的消耗速率與比消耗速率 97四、基質(zhì)消耗速率與菌體細(xì)胞生長(zhǎng)速率的關(guān)系及基質(zhì)比消耗速率與菌體細(xì)胞比生長(zhǎng)速率的關(guān)系 97五、產(chǎn)物的生成速率與比生成速率 98六、生長(zhǎng)得率與產(chǎn)物得率 98第三節(jié) 微生物菌體生長(zhǎng)與基質(zhì)消耗及產(chǎn)物合成動(dòng)力學(xué) 99一、微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué) 100二、微生物生長(zhǎng)與單一基質(zhì)消耗動(dòng)力學(xué) 102三、微生物生長(zhǎng)的其他基質(zhì)消耗動(dòng)力學(xué) 103四、微生物生長(zhǎng)、基質(zhì)消耗與產(chǎn)物合成動(dòng)力學(xué) 105第四節(jié) 發(fā)酵過(guò)程模擬與優(yōu)化 106一、分批發(fā)酵的生產(chǎn)率 106二、連續(xù)發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 107三、補(bǔ)料分批培養(yǎng)發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 112四、發(fā)酵過(guò)程模擬與優(yōu)化 114第七章 發(fā)酵過(guò)程氧傳質(zhì)變化規(guī)律 117**節(jié) 工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中氧的需求 118一、供氧與微生物呼吸的關(guān)系 118二、微生物的耗氧特征 118三、影響發(fā)酵液中溶解氧的因素 119第二節(jié) 氧在發(fā)酵液中的傳遞 120一、氧的傳遞途徑與傳遞阻力 120二、氧的傳遞速率方程式 121第三節(jié) 發(fā)酵液的流變學(xué) 123一、發(fā)酵液的流變學(xué)參數(shù) 123二、發(fā)酵液的流變學(xué)與發(fā)酵過(guò)程控制的關(guān)系 124第四節(jié) 發(fā)酵體系中氧的供需動(dòng)態(tài)關(guān)系 124第五節(jié) 影響供氧的因素 126一、影響供氧的因素概述 126二、影響氧傳遞推動(dòng)力的因素 126三、影響KLa的因素 127第六節(jié) KLa的測(cè)定方法 129一、亞硫酸鹽氧化法 130二、取樣極譜法 130三、物料衡算法 131四、動(dòng)態(tài)法 131五、排氣法 132第八章 發(fā)酵過(guò)程多參數(shù)采集技術(shù)與應(yīng)用 134**節(jié) 發(fā)酵過(guò)程多參數(shù)檢測(cè)的重要性 134一、操作變量及其優(yōu)化的局限性 134二、狀態(tài)變量 135三、發(fā)酵過(guò)程參數(shù)檢測(cè)與控制概述 137四、生物技術(shù)發(fā)展與發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化 140五、生物過(guò)程的多尺度研究方法的提出與原理 141第二節(jié) 發(fā)酵過(guò)程參數(shù)檢測(cè)與數(shù)據(jù)化 142一、常規(guī)發(fā)酵過(guò)程檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用 142二、先進(jìn)發(fā)酵過(guò)程檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用 144三、發(fā)酵過(guò)程數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型的可視化集成 154第九章 發(fā)酵工藝優(yōu)化與控制 157**節(jié) 培養(yǎng)基的影響、優(yōu)化與控制 158一、碳源的影響、優(yōu)化與控制 158二、氮源的影響、優(yōu)化與控制 160三、無(wú)機(jī)鹽和微量元素的影響、優(yōu)化與控制 160第二節(jié) 溫度的影響及其控制 161一、溫度的影響 161二、發(fā)酵過(guò)程中引起溫度變化的因素 164三、溫度的控制 165第三節(jié) pH的影響及其控制 166一、pH對(duì)發(fā)酵的影響 166二、pH的變化 167三、發(fā)酵pH的確定和控制 168第四節(jié) 補(bǔ)料作用及其控制 168一、分批發(fā)酵、流加發(fā)酵與補(bǔ)料分批培養(yǎng) 168二、發(fā)酵過(guò)程中碳氮磷的變化與控制 169三、發(fā)酵過(guò)程補(bǔ)料的意義和原則 171第五節(jié) 泡沫的影響及其控制 172一、泡沫的形成及其對(duì)發(fā)酵的影響 172二、消泡劑 174第六節(jié) 發(fā)酵終點(diǎn)的判斷 178一、發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化主要指標(biāo) 178二、發(fā)酵終止時(shí)間的確定 178第十章 流場(chǎng)特性與生理特性相結(jié)合的發(fā)酵 180**節(jié) 概論 180第二節(jié) 發(fā)酵罐放大設(shè)計(jì)目標(biāo)及依據(jù) 181一、發(fā)酵罐放大設(shè)計(jì)目標(biāo) 181二、發(fā)酵罐放大設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 182第三節(jié) 攪拌生物反應(yīng)器內(nèi)的流場(chǎng)特性 182一、攪拌生物反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)的基本特點(diǎn) 182二、攪拌生物反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)的測(cè)定技術(shù) 185三、攪拌生物反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)的計(jì)算流體力學(xué)模擬 188第四節(jié) 生理特性與流場(chǎng)特性指導(dǎo)的發(fā)酵優(yōu)化與放大 192一、定量剪切率評(píng)估與生理代謝參數(shù)結(jié)合的工藝優(yōu)化控制 192二、160m3頭孢菌素C發(fā)酵罐優(yōu)化 195三、維生素B12工業(yè)發(fā)酵過(guò)程發(fā)酵罐工藝優(yōu)化 198第十一章 發(fā)酵工程裝備技術(shù) 201**節(jié) 代謝多參數(shù)分析的發(fā)酵研究裝置 201第二節(jié) 用于研究的試驗(yàn)裝置 203一、實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐裝置 203二、中試與生產(chǎn)規(guī)模裝置及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制 203三、傳感器與測(cè)量系統(tǒng) 204四、質(zhì)量流量計(jì)和控制 205五、罐壓測(cè)量 206六、補(bǔ)料測(cè)量與控制系統(tǒng) 206七、發(fā)酵液全罐稱(chēng)量技術(shù)研究 207八、尾氣分析系統(tǒng) 207第三節(jié) 數(shù)據(jù)采集與分析 208一、過(guò)程控制軟件 208二、數(shù)據(jù)分析軟件 209三、應(yīng)用 209第四節(jié) 恒化器裝置及原理 211一、基本原理 211二、基本系統(tǒng)組成 212三、恒化系統(tǒng)操作與應(yīng)用 214第十二章 氨基酸和有機(jī)酸發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù) 217**節(jié) 氨基酸生產(chǎn)工藝 217一、概況 217二、谷氨酸發(fā)酵 219第二節(jié) 有機(jī)酸生產(chǎn)工藝 222一、有機(jī)酸合成的代謝調(diào)控與育種 222二、有機(jī)酸發(fā)酵的工藝控制 223第十三章 維生素發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù) 238**節(jié) 維生素的分類(lèi)和生產(chǎn)方法 238一、維生素的特性和生化功能 239二、維生素的生產(chǎn)方法 240第二節(jié) 維生素C發(fā)酵技術(shù) 241一、維生素C的合成方法 241二、二步發(fā)酵菌種及發(fā)酵工藝 245三、生物合成法生產(chǎn)維生素的前景 246第三節(jié) 維生素B12生產(chǎn)工藝 247一、維生素B12的結(jié)構(gòu)與功能 247二、維生素B12的生物合成途徑 248三、維生素B12的生產(chǎn)和發(fā)酵代謝調(diào)控過(guò)程研究進(jìn)展 250第十四章 酶的發(fā)酵技術(shù) 256**節(jié) 淀粉酶發(fā)酵 257一、淀粉酶生產(chǎn)菌種 258二、淀粉的糖化流程 258三、淀粉酶發(fā)酵過(guò)程與調(diào)控 259四、硅藻土過(guò)濾 259五、膜分離濃縮 259六、質(zhì)量檢測(cè)與防腐 260第二節(jié) 纖維素酶發(fā)酵 260一、纖維素酶生產(chǎn)菌種 260二、發(fā)酵培養(yǎng)基配方與誘導(dǎo)物 261三、纖維素酶發(fā)酵過(guò)程 261四、液體酶制劑的后處理工藝 262五、質(zhì)量檢測(cè)與保藏 263第三節(jié) 青霉素酰化酶發(fā)酵 264一、青霉素酰化酶基因工程菌構(gòu)建 264二、發(fā)酵培養(yǎng)基配方、發(fā)酵過(guò)程與調(diào)控 265三、青霉素酰化酶固定化 265四、液體酶制劑的后處理工藝 266第四節(jié) 木聚糖酶發(fā)酵 266一、木聚糖酶生產(chǎn)菌種 267二、發(fā)酵培養(yǎng)基配方 268三、黑*霉固態(tài)發(fā)酵木聚糖酶工藝 269四、質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià) 269第十五章 醬油和食醋發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù) 273**節(jié) 醬油 274一、醬油及其起源 274二、醬油的分類(lèi) 274三、醬油發(fā)酵菌種 275四、醬油生產(chǎn)原料及處理 277第二節(jié) 醬油發(fā)酵 278一、醬油發(fā)酵過(guò)程 278二、醬油檢測(cè)與評(píng)價(jià) 28
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