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第1章 引言1

参考文献5

第2章 培养基灭菌6

提要6

2.1 湿热灭菌原理8

2.1.1 微生物菌体热死灭动力学8

2.1.2 影响灭菌的其他因素14

2.2 间歇灭菌14

2.2.1 间歇灭菌的操作15

2.2.2 间歇灭菌的设计16

2.3 连续灭菌23

2.3.1 连续灭菌典型流程23

2.3.2 连续灭菌反应器的流体流动模型26

2.3.3 连续灭菌设计计算33

习题35

符号说明36

参考文献37

第3章 空气除菌39

提要39

3.1 通风培养对无菌空气的要求40

3.1.1 空气中的微生物40

3.1.2 通风培养对空气无菌程度的要求41

3.2 空气除菌方法41

3.3 空气过滤除菌的预处理44

3.3.1 空气的预处理方法44

3.3.2 空气压缩、冷却、加热过程中状态参数的变化47

3.3.3 典型空气预处理流程及分析51

3.4 空气过滤设计54

3.4.1 过滤介质54

3.4.2 空气过滤除菌机理57

3.4.3 空气过滤器设计61

习题67

符号说明68

参考文献68

阅读书目69

第4章 通气和搅拌70

提要70

4.1 细胞对氧的需求73

4.1.1 耗氧速率73

4.1.2 临界溶氧浓度74

4.1.3 影响细胞需氧量的因素76

4.2 液体培养过程中氧传递及速率77

4.2.1 氧气的溶解度77

4.2.2 氧传递过程78

4.2.3 氧传递速率（双膜理论）79

4.3 体积溶氧系数KLa的测定方法81

4.3.1 亚硫酸钠氧化法81

4.3.2 氧的物料衡算法83

4.3.3 动态溶氧电极法83

4.4 搅拌器轴功率的计算85

4.4.1 搅拌器的型式及流型85

4.4.2 牛顿型流体搅拌功率的计算87

4.4.3 非牛顿型流体特性及其对搅拌功率计算的影响93

4.5 影响KLa的因素99

4.5.1 反应器结构参数和操作变量对KLa的影响99

4.5.2 反应器结构参数和操作变量与KLa之间的关联式99

4.5.3 液体性质和其他因素对KLa的影响102

4.6 培养液中传氧速率的调节105

4.7 传氧效率107

习题107

符号说明108

参考文献109

阅读书目110

第5章 培养技术与理论111

提要111

5.1 微生物反应过程概论111

5.1.1 微生物反应过程的主要特征112

5.1.2 微生物反应过程的计量关系113

5.1.3 微生物反应动力学的描述方法117

5.2 微生物分批培养及动力学120

5.2.1 微生物生长的不同时期120

5.2.2 微生物生长速率与底物浓度的关系125

5.2.3 有抑制的细胞生长126

5.2.4 基质的消耗128

5.2.5 产物的生成130

5.3 微生物连续培养及动力学131

5.3.1 单级恒化器131

5.3.2 部分菌体再循环的单级恒化器135

5.3.3 多级连续培养136

5.3.4 连续培养的应用138

5.4 补料分批培养143

5.4.1 恒速流加144

5.4.2 指数流加146

5.4.3 限制性底物浓度线性增加147

习题149

符号说明149

参考文献150

阅读书目151

第6章 生物反应器152

提要152

6.1 生物反应器的设计目标和原则152

6.2 生物反应器的分类154

6.3 好氧微生物细胞反应器156

6.3.1 机械搅拌通风罐式反应器156

6.3.2 机械搅拌自吸式反应器160

6.3.3 气升环流式反应器163

6.3.4 鼓泡塔反应器164

6.3.5 通风固体发酵设备166

6.4 嫌气发酵设备168

6.4.1 乙醇发酵设备168

6.4.2 啤酒发酵设备169

习题170

符号说明171

参考文献171

阅读书目171

第7章 生物反应器的比拟放大173

提要173

7.1 生物反应器比拟放大的特点174

7.2 生物反应器比拟放大的一般方法175

7.2.1 相似的放大方法175

7.2.2 量纲分析法176

7.2.3 数学模型法176

7.2.4 经验准则放大178

7.3 机械搅拌式反应器的比拟放大179

7.3.1 几何尺寸的放大179

7.3.2 空气流量的放大180

7.3.3 搅拌转速和搅拌轴功率的放大183

7.3.4 搅拌液流速度压头H、搅拌液流循环流量QL、QL/VL以及QL/H对生物反应器放大设计的影响189

7.4 气升式生物反应器的比拟放大190

7.4.1 影响气升式生物反应器性能的结构参数190

7.4.2 气升式生物反应器的能量消耗及溶氧传质191

7.4.3 气升式生物反应器的放大193

7.5 管式反应器的比拟放大194

7.5.1 多管并联放大195

7.5.2 多管串联放大195

7.5.3 几何相似放大197

7.5.4 恒压降放大199

7.6 生物反应器的比拟缩小199

习题200

符号说明201

参考文献202

阅读书目202

第8章 固定化酶（细胞）反应原理与技术204

提要204

8.1 酶（细胞）的固定化方法205

8.1.1 固定化酶（细胞）的定义205

8.1.2 固定化酶（细胞）的优缺点206

8.1.3 固定化酶（细胞）的方法206

8.2 固定化酶（细胞）的性质210

8.2.1 固定化酶（细胞）的活力210

8.2.2 固定化酶（细胞）的稳定性211

8.2.3 固定化酶的催化特性212

8.3 固定化酶（细胞）的应用213

8.3.1 L-氨基酸的生产213

8.3.2 果葡糖浆的生产216

8.3.3 酶传感器216

8.3.4 生产乙醇和啤酒217

8.3.5 抗体和抗原的提纯218

8.4 固定化酶（细胞）反应动力学219

8.4.1 均相酶反应动力学219

8.4.2 固定化酶（细胞）反应动力学225

8.5 固定化酶（细胞）反应器235

8.5.1 酶反应器的操作参数235

8.5.2 理想的均相酶反应器系统的动力学237

8.5.3 存在抑制剂时酶反应器的特性243

8.5.4 固定化酶反应器动力学246

8.5.5 固定化酶反应器的选择249

习题253

符号说明254

参考文献255

阅读书目256

第9章 生物反应过程的质量和能量衡算258

提要258

9.1 质量和能量衡算的意义258

9.2 生物反应过程的元素衡算方程及还原度259

9.3 生物反应过程中的质量衡算263

9.3.1 生物反应过程中的碳源和氮源衡算264

9.3.2 生物反应过程中的氧衡算269

9.3.3 生物反应过程中的ATP衡算271

9.4 生物反应过程中的能量衡算274

9.4.1 热力学基础275

9.4.2 生物反应过程中的能量衡算276

习题282

符号说明282

参考文献284

阅读书目284