《生物工程設備(普通高等教育十一五規劃教材)》編著者段開紅。 《生物工程設備(普通高等教育十一五規劃教材)》共九章，主要內容包括緒論，原料處理及滅菌設備，空氣壓縮及除菌設備，設備和管道的清洗與滅菌，通風發酵設備，嫌氣發酵設備，動物、植物細胞培養及酶生物反應器，產物分離與提取，生物工程公用系統。本書層次清晰，內容安排合理，實用性強，具有規範、實用、新穎等特點。 本書可作為農林、師範院校生物工程、生物技術、生物製藥、生化工程等專業本科生、研究生教材。同時，也可供從事相關專業的科研技術人員參考。 點擊連結進入舊版： 普通高等教育"十一五"規劃教材·生物工程設備
基本介紹
- 書名：普通高等教育"十一五"規劃教材:生物工程設備
- 出版社：科學出版社
- 頁數：257頁
- 開本：16
- 定價：35.00
- 作者：段開紅
- 出版日期：2008年2月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787030208187
- 品牌：科學出版社
內容簡介,圖書目錄,文摘,
內容簡介
《普通高等教育"十一五"規劃教材:生物工程設備》可作為農林、師範院校生物工程、生物技術、生物製藥、生化工程等專業本科生、研究生教材。同時，也可供從事相關專業的科研技術人員參考。
圖書目錄
前言
第一章緒論
第一節生物工程設備在生物工程中的地位
第二節生物工程設備的發展歷程
一、傳統發酵階段生物工程設備
二、純培養及通氣攪拌階段生物工程設備
三、代謝調控發酵技術階段生物工程設備
四、基因重組發酵技術階段生物工程設備
第三節生物工程設備的概況及發展趨勢
第四節生物工程設備的課程內容與要求
一、主要內容
二、學習本書要求
第二章原料處理及滅菌設備
第一節原料的處理及粉碎設備
一、粗選
二、精選設備
三、粉碎設備
第二節輸送設備
一、固體物料輸送設備
二、液體物料輸送設備
第三節培養基的滅菌方法及設備
一、培養基實消法
二、培養基連消設備
思考題
第三章空氣壓縮及除菌設備
第一節發酵工廠對空氣的質量要求
一、空氣中微生物的分布
二、生物工業生產對空氣品質的要求
第二節空氣除菌的方法與原理
一、空氣除菌的方法
二、介質過濾除菌原理
三、空氣介質過濾器設計計算
第三節空氣除菌流程設計與設備選型
一、空氣過濾除菌流程
二、空氣預處理設備設計與選型
三、空氣介質除菌設備設計與選型
思考題
第四章設備和管道的清洗與滅菌
第一節常用清洗方法及設備
一、生物工業常用清洗劑
二、設備、管路、閥門等清洗
三、CIP清洗系統及設備
四、清潔程度的確認
第二節設備及管路的滅菌
一、發酵罐及容器的滅菌
二、空氣過濾器的滅菌
三、管路和閥門的滅菌
四、滅菌的檢驗及可能出現的問題
思考題
第五章通風發酵設備
第一節機械攪拌通風密閉發酵罐
一、概述
二、機械攪拌通風密閉發酵罐的結構及計算
三、改良的機械攪拌通用式發酵罐
第二節通風固相發酵設備
一、通風固體淺層發酵設備
二、通風固體深層發酵設備
第三節其他類型的通風發酵罐
一、自吸式發酵罐
二、機械攪拌伍式發酵罐
三、氣升發酵罐
四、液提式發酵罐
五、膜生物反應器
六、基因工程菌生物反應器
思考題
第六章嫌氣發酵設備
第一節酒精發酵設備
一、酒精發酵罐的結構與操作
二、酒精連續發酵設備
三、其他酒精發酵設備
第二節啤酒發酵設備
一、啤酒生產工藝流程
二、啤酒發酵設備
第三節其他發酵設備
一、沼氣發酵設備
二、生物農藥同態發酵設備
三、葡萄酒發酵設備
思考題
第七章動物、植物細胞培養及酶生物反應器
第一節動物細胞培養反應器
一、動物細胞體外培養的特點
二、動物細胞培養方法
三、動物細胞培養生物反應器的類型及特點
四、反應器培養中的關鍵問題及解決途徑
第二節植物細胞培養反應器
一、植物細胞規模化培養過程的特點
二、植物細胞培養反應器的類型與特點
三、植物細胞反應器系統的設計與控制
第三節酶生物反應器
一、酶生物反應器的要求
二、各種酶生物反應器的類型和特點
三、酶反應器的設計、選擇和使用
思考題
第八章產物分離與提取
第一節概述
第二節過濾設備
一、過濾原理與方法
二、壓濾機
三、真空過濾機
四、帶式真空過濾機
五、過濾設備的選擇與使用
第三節離心分離設備
一、離心分離設備的分類與特點
二、過濾式離心機
三、沉降式離心機
四、分離式離心機
五、離心機的選型
第四節膜分離設備
一、概述
二、分離膜
三、膜分離裝置
第五節萃取設備
一、概述
二、混合設備
三、萃取機
第六節蒸發濃縮設備
一、概述
二、蒸發設備
三、除沫器、冷凝器和真空裝置
思考題
第九章生物工程公用系統
第一節基礎概念
一、流體的物理性質
二、生物工程中的傳熱過程
三、生物工程中化工設備的套用
第二節供水
一、水的組成及用水質量分級
二、水處理系統及設備
三、水的殺菌
四、供水系統及設備
第三節製冷
一、製冷原理
二、製冷劑及載冷劑
三、製冷系統設備
四、絕熱材料及結構
第四節供熱
一、熱量衡算的意義
二、熱量衡算方法
三、鍋爐設計
思考題
附錄A飽和水蒸氣表
附錄B水的密度（0～39.0℃）
附錄C水的黏度（9～40.0℃）
附錄D污垢係數值
附錄E糖汁的有關性質
附錄F化工管路標準化表
附錄G金屬管子、管件強度
附錄H單位換算表
主要參考文獻
第一章緒論
第一節生物工程設備在生物工程中的地位
第二節生物工程設備的發展歷程
一、傳統發酵階段生物工程設備
二、純培養及通氣攪拌階段生物工程設備
三、代謝調控發酵技術階段生物工程設備
四、基因重組發酵技術階段生物工程設備
第三節生物工程設備的概況及發展趨勢
第四節生物工程設備的課程內容與要求
一、主要內容
二、學習本書要求
第二章原料處理及滅菌設備
第一節原料的處理及粉碎設備
一、粗選
二、精選設備
三、粉碎設備
第二節輸送設備
一、固體物料輸送設備
二、液體物料輸送設備
第三節培養基的滅菌方法及設備
一、培養基實消法
二、培養基連消設備
思考題
第三章空氣壓縮及除菌設備
第一節發酵工廠對空氣的質量要求
一、空氣中微生物的分布
二、生物工業生產對空氣品質的要求
第二節空氣除菌的方法與原理
一、空氣除菌的方法
二、介質過濾除菌原理
三、空氣介質過濾器設計計算
第三節空氣除菌流程設計與設備選型
一、空氣過濾除菌流程
二、空氣預處理設備設計與選型
三、空氣介質除菌設備設計與選型
思考題
第四章設備和管道的清洗與滅菌
第一節常用清洗方法及設備
一、生物工業常用清洗劑
二、設備、管路、閥門等清洗
三、CIP清洗系統及設備
四、清潔程度的確認
第二節設備及管路的滅菌
一、發酵罐及容器的滅菌
二、空氣過濾器的滅菌
三、管路和閥門的滅菌
四、滅菌的檢驗及可能出現的問題
思考題
第五章通風發酵設備
第一節機械攪拌通風密閉發酵罐
一、概述
二、機械攪拌通風密閉發酵罐的結構及計算
三、改良的機械攪拌通用式發酵罐
第二節通風固相發酵設備
一、通風固體淺層發酵設備
二、通風固體深層發酵設備
第三節其他類型的通風發酵罐
一、自吸式發酵罐
二、機械攪拌伍式發酵罐
三、氣升發酵罐
四、液提式發酵罐
五、膜生物反應器
六、基因工程菌生物反應器
思考題
第六章嫌氣發酵設備
第一節酒精發酵設備
一、酒精發酵罐的結構與操作
二、酒精連續發酵設備
三、其他酒精發酵設備
第二節啤酒發酵設備
一、啤酒生產工藝流程
二、啤酒發酵設備
第三節其他發酵設備
一、沼氣發酵設備
二、生物農藥同態發酵設備
三、葡萄酒發酵設備
思考題
第七章動物、植物細胞培養及酶生物反應器
第一節動物細胞培養反應器
一、動物細胞體外培養的特點
二、動物細胞培養方法
三、動物細胞培養生物反應器的類型及特點
四、反應器培養中的關鍵問題及解決途徑
第二節植物細胞培養反應器
一、植物細胞規模化培養過程的特點
二、植物細胞培養反應器的類型與特點
三、植物細胞反應器系統的設計與控制
第三節酶生物反應器
一、酶生物反應器的要求
二、各種酶生物反應器的類型和特點
三、酶反應器的設計、選擇和使用
思考題
第八章產物分離與提取
第一節概述
第二節過濾設備
一、過濾原理與方法
二、壓濾機
三、真空過濾機
四、帶式真空過濾機
五、過濾設備的選擇與使用
第三節離心分離設備
一、離心分離設備的分類與特點
二、過濾式離心機
三、沉降式離心機
四、分離式離心機
五、離心機的選型
第四節膜分離設備
一、概述
二、分離膜
三、膜分離裝置
第五節萃取設備
一、概述
二、混合設備
三、萃取機
第六節蒸發濃縮設備
一、概述
二、蒸發設備
三、除沫器、冷凝器和真空裝置
思考題
第九章生物工程公用系統
第一節基礎概念
一、流體的物理性質
二、生物工程中的傳熱過程
三、生物工程中化工設備的套用
第二節供水
一、水的組成及用水質量分級
二、水處理系統及設備
三、水的殺菌
四、供水系統及設備
第三節製冷
一、製冷原理
二、製冷劑及載冷劑
三、製冷系統設備
四、絕熱材料及結構
第四節供熱
一、熱量衡算的意義
二、熱量衡算方法
三、鍋爐設計
思考題
附錄A飽和水蒸氣表
附錄B水的密度（0～39.0℃）
附錄C水的黏度（9～40.0℃）
附錄D污垢係數值
附錄E糖汁的有關性質
附錄F化工管路標準化表
附錄G金屬管子、管件強度
附錄H單位換算表
主要參考文獻
文摘
著作權頁：
插圖：
（四）供氧方式的改變
供氧方式在反應器設計中是非常重要的因素之一，目前的供氧方式主要有三種：頂部供氧、外部供氧和無泡供氧。頂部供氧也就是將富氧氣體通入反應器頂部，讓氧氣擴散到液體中。在頂部也可施加壓力，以增大氣相中氧氣的局部壓力。這是最簡單的供氧方法，已廣泛使用於小規模的體系中（如T形瓶、轉瓶）。在大規模體系中，以純氧代替空氣也已得到了嘗試。更常用且有效的方式是外部供氧，即採用一個單獨的供氧室，培養基在其中充氧後泵入反應器中供給細胞營養，當氧氣耗盡時再泵回供氧室。無泡供氧可採用多種不同的工藝，包括氣體透過。常用的材料為矽膠管、膜和篩網等。富氧氣體通過固定的管（或膜），再經孔隙擴散到液體培養基中。同時，CO2從培養基反擴散到氣相中。管或膜一般是憎水性材料製作的，也極大地減小了細胞堵塞孔隙的機率。
當前，動物細胞培養生物反應器技術主要是以高密度培養動物細胞生產生物製品為目的，隨著人類需求的發展，誕生了新興的組織工程領域。利用動物細胞生物反應器大規模擴增幹細胞種子，或進行三維培養動物細胞（主要是人類細胞），以滿足組織工程或器官再生的需要，將具有良好的發展前景。因此，針對不同組織細胞培養以及培養的不同目的，在細胞生物學、細胞力學等領域研究基礎上，不斷地開發出有針對性的專用型生物反應器，是動物細胞培養生物反應器的基本發展方向。
第二節植物細胞培養反應器
據不完全統計，植物能產10多萬種化合物且每年有數千種新化合物被發現，遠超過微生物所產種類。李時珍於1578年在《本草綱目》中所開列的1892種藥物絕大多數是植物藥物，目前仍有約25%的法定藥品來自植物，其藥物的有效成分均為次生產物。植物來源的天然藥物愈來愈受到世界各國的關注。此外，許多次生產物還是優良的食品添加劑和名貴化妝品原料。有些是生物毒素的主要來源，可以用於殺蟲、殺菌，而對環境和人畜無害，是理想的環保產品。總之，植物次生代謝產物在醫藥、食品、輕化工業等領域具有重要意義。
套用細胞培養系統合成有用的植物次生產物，不受氣候、土壤、病蟲害侵襲等自然條件限制，培養過程易最佳化，產品質量易控制，而且培養周期短，生產效率高，很可能發展成為廣義化學工業的一個組成部分，有望解決天然產物的長期供應問題。1983年，日本三井石油化學工業公司在世界上首次成功地採用紫草細胞培養工業化生產紫草寧。此後，人參細胞培養生產人參皂苷，黃連細胞培養生產小檗鹼，長春花細胞培養生產長春花鹼，紅豆杉細胞培養生產紫杉醇等相繼取得成功。迄今為止，已經從400多種植物中分離出細胞，並通過細胞培養，獲得600多種化合物。在這個發展過程中，研究合適的反應器對於植物細胞大規模培養是非常重要的。
插圖：
（四）供氧方式的改變
供氧方式在反應器設計中是非常重要的因素之一，目前的供氧方式主要有三種：頂部供氧、外部供氧和無泡供氧。頂部供氧也就是將富氧氣體通入反應器頂部，讓氧氣擴散到液體中。在頂部也可施加壓力，以增大氣相中氧氣的局部壓力。這是最簡單的供氧方法，已廣泛使用於小規模的體系中（如T形瓶、轉瓶）。在大規模體系中，以純氧代替空氣也已得到了嘗試。更常用且有效的方式是外部供氧，即採用一個單獨的供氧室，培養基在其中充氧後泵入反應器中供給細胞營養，當氧氣耗盡時再泵回供氧室。無泡供氧可採用多種不同的工藝，包括氣體透過。常用的材料為矽膠管、膜和篩網等。富氧氣體通過固定的管（或膜），再經孔隙擴散到液體培養基中。同時，CO2從培養基反擴散到氣相中。管或膜一般是憎水性材料製作的，也極大地減小了細胞堵塞孔隙的機率。
當前，動物細胞培養生物反應器技術主要是以高密度培養動物細胞生產生物製品為目的，隨著人類需求的發展，誕生了新興的組織工程領域。利用動物細胞生物反應器大規模擴增幹細胞種子，或進行三維培養動物細胞（主要是人類細胞），以滿足組織工程或器官再生的需要，將具有良好的發展前景。因此，針對不同組織細胞培養以及培養的不同目的，在細胞生物學、細胞力學等領域研究基礎上，不斷地開發出有針對性的專用型生物反應器，是動物細胞培養生物反應器的基本發展方向。
第二節植物細胞培養反應器
據不完全統計，植物能產10多萬種化合物且每年有數千種新化合物被發現，遠超過微生物所產種類。李時珍於1578年在《本草綱目》中所開列的1892種藥物絕大多數是植物藥物，目前仍有約25%的法定藥品來自植物，其藥物的有效成分均為次生產物。植物來源的天然藥物愈來愈受到世界各國的關注。此外，許多次生產物還是優良的食品添加劑和名貴化妝品原料。有些是生物毒素的主要來源，可以用於殺蟲、殺菌，而對環境和人畜無害，是理想的環保產品。總之，植物次生代謝產物在醫藥、食品、輕化工業等領域具有重要意義。
套用細胞培養系統合成有用的植物次生產物，不受氣候、土壤、病蟲害侵襲等自然條件限制，培養過程易最佳化，產品質量易控制，而且培養周期短，生產效率高，很可能發展成為廣義化學工業的一個組成部分，有望解決天然產物的長期供應問題。1983年，日本三井石油化學工業公司在世界上首次成功地採用紫草細胞培養工業化生產紫草寧。此後，人參細胞培養生產人參皂苷，黃連細胞培養生產小檗鹼，長春花細胞培養生產長春花鹼，紅豆杉細胞培養生產紫杉醇等相繼取得成功。迄今為止，已經從400多種植物中分離出細胞，並通過細胞培養，獲得600多種化合物。在這個發展過程中，研究合適的反應器對於植物細胞大規模培養是非常重要的。
