發酵工程原理與技術套用(化學工業出版社2011年出版圖書)

《發酵工程原理與技術套用》是2011年1月10日化學工業出版社出版的圖書，作者是余龍江。

基本介紹

• 書名：發酵工程原理與技術套用
• 作者：余龍江
• ISBN：9787502580377
• 定價：29.80
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2011年1月10日
• 開本：16開

內容簡介

本書共分16章，以發酵工程的工業套用為主線，以系統介紹發酵工業所必需的發酵工程理論和實踐知識為特色，內容包括工業微生物菌種選育、工業發酵培養基設計、發酵工業無菌技術、種子擴大培養、發酵動力學、氧的供需、發酵生理及其過程控制、發酵罐的放大與設計、基因工程菌發酵、發酵產品的提取與精製、發酵工業的清潔生產、發酵工廠設計、發酵經濟學、發酵產品生產原理與技術套用，以及發酵工程在現代生物化工中的套用等方面。本書各章既獨立成章，又相互聯繫，內容安排強調系統基礎上的相互銜接，緊扣現代發酵工程最具發展潛力的領域和方向。通過本教材的學習，可使學生全面掌握髮酵產品的生產原理與技術套用，熟悉現代發酵工業的發展領域和重點方向，為學生今後從事與發酵工業相關的新產品、新工藝的研究和開發打下良好的理論與技術基礎。這是一本為大學本科生編寫的教材，適用於生物技術和生物工程專業以及生物化工、生物製藥工程等相關專業的高年級本科生，也可作為相關專業的研究生、教師及科研人員的參考書。

圖書目錄

1緒論1

1.1發酵工程的定義及其與其他相關學科

的關係1

1.1.1什麼是發酵工程1

1.1.2發酵工程與其他相關學科的關係1

1.2發酵工程的發展史2

1.2.1發酵本質的認識過程2

1.2.2發酵工程技術的發展史3

1.3發酵工業的特點及其研究範疇5

1.3.1發酵工業的特點5

1.3.2發酵工業的範圍6

1.4工業發酵的類型與工藝流程7

1.4.1工業發酵的類型7

1.4.2發酵生產工藝流程8

1.5發酵工程在國民經濟中的套用9

1.5.1醫藥工業9

1.5.2食品工業9

1.5.3能源工業9

1.5.4化學工業10

1.5.5冶金工業10

1.5.6農業10

1.5.7環境保護11

1.6發酵工程的套用前景11

2發酵工業菌種13

2.1發酵工業菌種概述13

2.1.1細菌13

2.1.2放線菌13

2.1.3酵母菌14

2.1.4黴菌14

2.1.5未培養微生物14

2.2發酵工業菌種的分離篩選15

2.2.1樣品的採集15

2.2.2樣品的預處理16

2.2.3富集培養17

2.2.4菌種分離18

2.2.5菌種初篩和復篩19

2.3發酵工業菌種鑑定19

2.3.1經典的分類鑑定方法20

2.3.2現代分類鑑定方法20

2.3.3將菌種直接送到權威鑑定機構

鑑定22

2.4發酵工業菌種改良23

2.4.1菌種代謝生理與分子生物學23

2.4.2常規育種25

2.4.3細胞工程育種27

2.4.4基於代謝調節的育種技術31

2.4.5基因工程育種33

2.4.6蛋白質工程育種35

2.4.7代謝工程育種36

2.4.8組合生物合成育種37

2.4.9反向生物工程育種38

2.5發酵工業菌種保藏39

2.5.1菌種變異及退化機理39

2.5.2菌種保藏技術39

3發酵工業培養基設計41

3.1發酵工業培養基的基本要求41

3.2發酵工業培養基的成分及來源42

3.2.1碳源42

3.2.2氮源43

3.2.3無機鹽及微量元素45

3.2.4水46

3.2.5生長調節物質47

3.3微生物的培養基類型48

3.3.1斜面培養基48

3.3.2種子培養基48

3.3.3發酵培養基49

3.4發酵培養基的設計原理與最佳化方法49

3.4.1發酵培養基的設計原理49

3.4.2發酵培養基的最佳化方法51

4發酵工業的無菌技術57

4.1發酵工業的無菌處理57

4.2發酵工業污染的防治策略57

4.2.1污染的危害57

4.2.2雜菌污染的防治59

4.3發酵工業的無菌技術64

4.4發酵培養基及設備管道滅菌65

4.4.1濕熱滅菌原理65

4.4.2分批滅菌69

4.4.3連續滅菌70

4.4.4發酵培養基及設備管道滅菌

技術 71

4.5空氣除菌72

4.5.1空氣除菌方法72

4.5.2空氣過濾除菌72

4.5.3空氣預處理73

4.5.4空氣預處理流程設計75

4.5.5空氣過濾介質76

4.5.6提高過濾除菌效率的措施76

5發酵工業的種子製備78

5.1種子製備原理與技術78

5.1.1優良種子應具備的條件78

5.1.2種子質量的判斷方法78

5.1.3種子製備79

5.1.4種齡與接種量80

5.2影響種子質量的因素81

5.3種子質量的控制措施82

5.3.1菌種穩定性檢查82

5.3.2適宜的生長環境82

5.3.3種子無雜菌檢查82

5.4種子製備的放大原理與技術82

5.4.1細菌發酵時的種子擴大培養82

5.4.2酵母發酵時的種子擴大培養83

5.4.3絲狀真菌發酵的種子擴大培養84

5.4.4放線菌發酵時的種子擴大培養85

6發酵動力學86

6.1分批發酵動力學86

6.1.1微生物生長動力學86

6.1.2底物消耗動力學88

6.1.3代謝產物的合成與微生物生長的

動力學關係91

6.1.4分批發酵的優缺點93

6.2連續發酵動力學93

6.2.1單級連續發酵93

6.2.2多級連續發酵95

6.2.3連續培養在工業生產中的套用96

6.2.4連續培養中存在的問題97

6.3分批補料發酵及其動力學98

6.3.1分批補料發酵動力學98

6.3.2分批補料發酵的套用99

7發酵工業中氧的供需101

7.1微生物對氧的需求101

7.1.1氧在微生物發酵中的作用101

7.1.2微生物的耗氧特徵101

7.1.3影響微生物耗氧的因素101

7.1.4控制溶解氧的意義102

7.2發酵過程中氧的傳遞103

7.2.1氧的傳遞途徑與傳質阻力103

7.2.2氣體溶解過程中的雙膜理論及

其他理論104

7.2.3氧傳遞方程105

7.3發酵過程耗氧與供氧的動態關係105

7.4影響氧傳遞的因素107

7.4.1影響推動力的因素107

7.4.2影響KLa的因素108

7.5發酵過程中的氧傳遞效率111

7.6溶解氧、攝氧率和KLa的測定112

7.6.1溶解氧CL的測定原理與方法112

7.6.2攝氧率γ的測定原理與方法114

7.6.3KLa的測定原理與方法115

8發酵過程控制118

8.1發酵過程控制概述118

8.1.1發酵過程的參數檢測119

8.1.2發酵過程的代謝調控121

8.2溫度對發酵的影響及其控制121

8.2.1影響發酵溫度的因素121

8.2.2溫度對微生物生長的影響122

8.2.3溫度對基質消耗的影響123

8.2.4溫度對產物合成的影響123

8.2.5最適溫度的選擇124

8.3pH對發酵的影響及其控制124

8.3.1發酵過程中pH變化的規律124

8.3.2最適pH的選擇125

8.3.3pH的調控策略126

8.4溶解氧對發酵的影響及其控制126

8.4.1溶解氧變化的規律127

8.4.2溶解氧在發酵過程控制中的重要

作用127

8.4.3影響溶解氧的主要因素與控制

方法128

8.4.4溶解氧控制對發酵的影響130

8.5CO2和呼吸商對發酵的影響及其

控制130

8.5.1CO2對發酵的影響130

8.5.2呼吸商與發酵的關係131

8.6基質濃度對發酵的影響及其控制132

8.7通氣攪拌對發酵的影響及其控制133

8.8泡沫對發酵的影響及其控制134

8.8.1泡沫的產生及其影響134

8.8.2發酵過程中泡沫的消長規律134

8.8.3泡沫的控制135

8.9高密度發酵及過程控制136

8.9.1高密度發酵136

8.9.2高密度發酵的策略136

8.9.3高密度發酵技術137

8.9.4高密度發酵存在的問題137

8.10發酵終點的檢測與控制138

8.10.1發酵終點的判斷138

8.10.2菌體自溶的監測138

8.10.3影響自溶的因素139

8.11自動控制技術在發酵過程控制中的

套用140

8.11.1發酵過程的計算機控制原理140

8.11.2發酵過程的計算機功能分析140

9發酵罐放大與設計144

9.1發酵罐的類型與結構144

9.1.1發酵罐的類型144

9.1.2發酵罐的結構145

9.2通用式發酵罐的設計與放大146

9.2.1發酵罐設計的基本原則146

9.2.2發酵罐設計的基本要求147

9.2.3發酵罐放大設計147

9.3發酵罐電機的選配152

9.3.1攪拌功率的計算152

9.3.2發酵罐的電機選配155

10基因工程菌發酵156

10.1基因工程菌發酵動力學156

10.1.1基因工程菌的發酵動力學模型

分類156

10.1.2基因工程菌培養過程的動力學

模型157

10.2基因工程菌發酵的設備158

10.3基因工程菌的高密度發酵及控制158

10.3.1高密度發酵培養基的選擇159

10.3.2培養方式的選擇159

10.3.3發酵過程中溶解氧的控制160

10.3.4溫度的影響及控制160

10.3.5pH的影響及控制160

10.4基因工程菌發酵的後處理技術161

10.4.1細胞破碎161

10.4.2基因工程蛋白質的濃縮與分離

純化161

10.4.3基因工程菌中核酸的分離

純化162

10.5基因工程菌的不穩定性及對策164

10.5.1基因工程菌不穩定性的表現164

10.5.2基因工程菌不穩定的原因及

對策164

10.6套用案例與分析166

10.6.1基因工程生產干擾素166

10.6.2重組人生長激素（rhGH）

的生產168

10.6.3核酸疫苗169

11發酵產物的提取與精製171

11.1概述171

11.1.1提取與精製過程的一般工藝

流程171

11.1.2發酵產物提取精製方法的最佳化

與工藝設計172

11.2發酵液的預處理172

11.2.1改變發酵培養物的過濾特性173

11.2.2發酵液相對純化175

11.2.3高價無機離子的去除方法175

11.3固液分離技術175

1131過濾分離技術175

1132離心分離技術177

114細胞破碎技術179

1141物理法180

1142化學法182

1143生物酶溶法183

1144細胞破碎技術的發展方向183

115濃縮技術184

116膜分離技術185

1161膜分離技術的原理185

1162反滲透187

1163超濾和微濾187

1164透析188

117沉澱分離技術188

1171蛋白質分子在水溶液中的穩

定性188

1172蛋白質沉澱分離方法189

118吸附分離技術191

1181吸附分離原理191

1182吸附介質的分類及其性質192

119萃取分離技術193

1191溶劑萃取193

1192雙水相萃取196

1193超臨界流體萃取198

1110色譜分離技術199

11101柱色譜中的常用術語199

11102吸附色譜200

11103離子交換色譜技術202

11104凝膠色譜技術207

11105親和色譜技術211

11106逆流色譜技術212

1111結晶技術212

11111結晶的基本原理212

11112影響結晶生成的因素213

11113工業發酵中常用的結晶方法及

設備215

1112乾燥技術215

11121對流加熱乾燥法215

11122接觸加熱乾燥方法216

11123冷凍升華乾燥法216

12發酵工業清潔生產技術218

121清潔生產的概念及主要內容218

1211清潔生產的定義218

1212清潔生產技術的主要研究

內容219

122清潔生產與末端治理的比較220

123發酵行業開展清潔生產的重要意義

和必要性221

124實現清潔生產的有效途徑222

1241強化內部管理222

1242工藝技術改革與創新實現清潔

生產223

1243廢棄資源的綜合利用225

13發酵工廠設計概述226

131發酵工廠基本建設程式和設計工作

的基本內容226

1311發酵工廠基本建設程式226

1312發酵工廠工程設計的基本

內容226

132發酵工廠廠址選擇和總圖布置227

1321廠址選擇227

1322總平面布置228

133發酵工藝流程設計229

1331工藝流程的設計原則229

1332工藝流程的設計步驟229

134物料衡算與設備選型229

1341物料衡算229

1342主要技術經濟指標230

1343設備選型231

135發酵車間設備布置與管道設計233

1351車間設備布置233

1352車間工藝管道設計234

136發酵工業“三廢”處理及其工廠化

設計235

1361廢氣235

1362廢水235

1363廢渣236

137發酵工廠投資概算與經濟評價236

1371建設項目的總投資概算236

1372概算和經濟評價中的一些費用

計算236

1373產品成本計算237

1374借款利息和還款能力預測238

1375項目投資的經濟評價238

14發酵經濟學239

141概述239

142影響發酵產品成本的主要因素239

1421菌株選育對發酵成本的影響239

1422發酵培養基成本分析240

1423無菌空氣與通氣攪拌成本

分析241

1424動力費的成本分析241

1425發酵工藝中不同培養方式的
成本對比分析242
1426發酵產品分離純化的成本
分析244

1427發酵規模的成本分析244

1428市場經濟信息分析及管理

技術245

143發酵過程的經濟學評價245

1431產物濃度245

1432生產效率245

1433基質轉化率246

1434單位產品的能耗246

15發酵產品生產原理與技術套用247

151醇酮類產品的發酵生產247

1511酒精發酵菌種247

1512酒精發酵的原料和工藝流程247

152胺基酸類產品的發酵生產249

1521澱粉水解糖的製備249

1522菌種擴大培養249

1523谷氨酸分批發酵250

1524谷氨酸提取250

153核苷酸類產品的發酵生產251

154有機酸類產品的發酵生產252

155油脂類產品的發酵生產254

156抗生素髮酵生產254

1561抗生素的生產工藝255

1562青黴素髮酵生產過程及其關鍵

技術255

1563青黴素的提取和精製256

157酶製劑的發酵生產256

1571酶製劑的套用256

1572酶製劑的生產257

1573α澱粉酶的生產257

158多糖類產品的發酵生產260

159維生素類產品的發酵生產261

1510甾體激素的微生物轉化263

15101由醋酸化合物S生產氫化可

的松264

15102利用簡單節桿菌將氫化可的松

轉化成強的松龍264

15103以醋酸可的松為原料生產醋

酸強的松265

16發酵工程在現代生物化工中的

套用266

161發酵工程在生物醫藥領域的套用266

1611抗生素的發酵生產267

1612維生素類藥物的發酵生產267

1613多烯脂肪酸的發酵生產267

1614醫用酶製劑的發酵生產268

1615新型保健食品的發酵生產268

162發酵工程在化學工業中的套用268

1621發酵工程在化工原料工業中的

套用268

1622發酵工程在農藥生產中的

套用269

1623發酵工程在新型能源工業中的

套用269

163發酵工程在綠色化學工業中的

套用269

164發酵工程在生物煉製技術需求

推動下快速發展270

參考文獻272