基本介紹
- 書名：發酵工程原理與技術（第2版）
- 作者：余龍江
- 類別：生物技術與生物工程系列新形態教材
- 出版社：高等教育出版社
- 出版時間：2021年4月7日
- 頁數：360 頁
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787040555929
- 字數：750千字
- CIP核字號：2021025749
成書過程,內容簡介,教材目錄,教學資源,教材特色,作者簡介,
成書過程
《發酵工程原理與技術（第2版）》是在第1版基礎上修訂而成，全書圍繞學科前沿和生物產業發展需求，將生物科技與工程學、技術經濟學有機結合，實施以“解決生物產業中重要共性基礎及關鍵技術問題”為導向的研究型教學，重點介紹發酵工程的基本理論、技術、方法及其套用，通過理論與實踐教學結合，培養具有工程和經濟觀念的生物產業高素質工程技術創新人才。
該教材在編寫過程中，由華中科技大學生命科學與技術學院余龍江教授擔任主編，全面負責新版教材的寫作理念及風格，以及整個知識架構和體系設計，並邀請華中科技大學、江南大學、華南理工大學、湖北大學、河北大學等高校和中國醫藥集團聯合工程有限公司有教研閱歷和實際工作經驗的專家參與編寫。該教材第1、4、7、12、13章由余龍江編寫，第2章由余龍江、魯明波、朱圓敏編寫，第3、5、6、8章由余龍江、李為編寫，第9章由余龍江、楊海麟、陳守文編寫，第10章由余龍江、魯明波編寫，第11章由余龍江、金文聞編寫，第14章由余龍江、張長銀編寫，第15章由余龍江、陳守文、朱圓敏編寫，第16章由余龍江、魯明波、陳守文、朱圓敏編寫，第17章由余龍江、楊海麟、楊光編寫，第18章由余龍江、朱明軍、楊海麟、趙麗坤編寫，第19章由陳守文編寫，第20章由余龍江、李為編寫。該書第1~14章由余龍江統稿和定稿，第15~20章由李為統稿，余龍江和李為定稿。余龍江教授團隊的魯明波、陳廣牽、向夢雄、劉婷婷、陳玉龍、包鎮東、衛雲萍、李雁蓉參與了該書的審校、數字資源的最佳化和圖表製作，陳偉、張立偉、肖川、余潘潘、羅俊在教材編寫過程中提供了協助。
2021年4月7日，《發酵工程原理與技術（第2版）》由高等教育出版社出版發行。
內容簡介
該教材共編寫了20章，分為兩個部分：第一部分為發酵工程原理與技術（第1~14章），以發酵產品典型生產過程為主線，以菌種選育和過程最佳化放大為重點，在分子、細胞和發酵罐三個層次上，以高強度、高轉化率、低成本、低污染為目標，系統介紹發酵工程理論、發酵過程基本規律和基本技術；第二部分為發酵工程原理與技術的套用實踐及典型實例（第15~20章），以發酵工程在不同領域的典型套用為例，理論聯繫實際，突出發酵工程在不同領域具體套用過程中的特點以及需要特別注意的問題，指導學生理論聯繫實際。
教材目錄
前輔文 1 緒論 1.1 發酵工程概述 1.1.1 發酵工程概念 1.1.2 發酵工程與其他相關學科的關係 1.1.3 發酵工程的發展簡史 1.1.4 發酵工業的類型及特點 1.1.5 工業發酵的一般過程 1.2 發酵工程套用領域及前景 1.2.1 傳統發酵工程套用領域及產品類型 1.2.2 現代發酵工程套用新領域及其發展前景 1.3 發酵工程的特點及主要內容 1.3.1 發酵工程的特點 1.3.2 發酵工程的先修課程 1.3.3 發酵工程的主要內容 1.3.4 發酵工程的學科前沿 1.3.5 發酵工程的學習方法 2 發酵工業菌種 2.1 概述 2.1.1 微生物類型 2.1.2 工業微生物菌種 2.2 菌種分離篩選與鑑定 2.2.1 菌種分離篩選 2.2.2 菌種鑑定 2.3 發酵工業菌種選育 2.3.1 自然選育 2.3.2 誘變育種 2.3.3 細胞工程育種 2.3.4 基因工程育種 2.4 發酵工業菌種保藏原理與方法 2.4.1 菌種退化及其機理 2.4.2 菌種保藏原理 2.4.3 菌種保藏方法 3 發酵培養基設計與最佳化 3.1 發酵培養基特點 3.1.1 培養基分類 3.1.2 發酵培養基的基本特點 3.2 發酵培養基組成及其來源 3.2.1 碳源 3.2.2 氮源 3.2.3 無機鹽及微量元素 3.2.4 水 3.2.5 代謝調節物質 3.2.6 其他 3.3 發酵培養基設計 3.3.1 發酵培養基設計依據 3.3.2 發酵培養基設計原則 3.4 發酵培養基最佳化 3.4.1 發酵培養基最佳化思路 3.4.2 發酵培養基最佳化方法 4 發酵工業主要裝備 4.1 發酵工業系統組成及其裝備 4.1.1 前處理車間 4.1.2 發酵車間 4.1.3 後處理車間 4.1.4 公用車間 4.1.5 其他裝備 4.2 發酵工業裝備發展趨勢 5 無菌原理與技術 5.1 無菌概念 5.1.1 消毒 5.1.2 滅菌 5.1.3 過濾除菌 5.1.4 抑菌 5.2 發酵工業污染危害及其防治 5.2.1 污染的危害 5.2.2 雜菌污染防治 5.3 發酵工業的濕熱滅菌 5.3.1 濕熱滅菌原理 5.3.2 濕熱滅菌在發酵罐及其附屬設備滅菌中的套用 5.4 空氣除菌原理與流程設計 5.4.1 空氣除菌的重要性 5.4.2 空氣除菌的一般過程 5.4.3 空氣除菌流程設計原則 5.4.4 空氣除菌流程設計方法 6 種子擴大原理與技術 6.1 種子擴大培養原理 6.1.1 種子擴大培養的相關概念 6.1.2 種子擴大培養原理及方法 6.2 影響種子質量的主要因素及其控制 6.3 不同微生物的種子擴大培養 6.3.1 細菌發酵種子擴大培養及其特點 6.3.2 真菌發酵種子擴大培養及其特點 6.3.3 放線菌發酵種子擴大培養及其特點 7 發酵動力學 7.1 概述 7.1.1 發酵動力學概念 7.1.2 發酵動力學主要內容 7.2 分批發酵動力學 7.2.1 微生物生長動力學 7.2.2 底物消耗動力學 7.2.3 發酵產物合成與微生物生長的動力學關係 7.2.4 分批發酵的優缺點及其套用 7.3 連續發酵動力學 7.3.1 單級連續發酵動力學模型 7.3.2 多級連續發酵動力學模型 7.3.3 連續發酵的優缺點及其套用 7.4 補料分批發酵動力學 7.4.1 補料分批發酵動力學模型 7.4.2 補料分批發酵的優缺點及其套用 7.5 發酵動力學套用 7.5.1 認識發酵過程特徵 7.5.2 用於發酵過程的最佳化與控制 7.5.3 指導發酵過程放大 8 發酵過程氧的供需 8.1 好氧微生物對氧的需求 8.1.1 氧在微生物發酵中的作用 8.1.2 微生物的耗氧特徵 8.1.3 影響微生物需氧的因素 8.1.4 控制溶解氧的意義 8.2 發酵體系中氧的傳遞 8.2.1 氧的傳遞途徑及傳遞阻力 8.2.2 氣體溶解過程的雙膜理論 8.2.3 氧的傳遞方程 8.3 發酵體系中氧的供需動態關係 8.4 發酵體系中影響供氧的因素 8.4.1 影響推動力的因素 8.4.2 影響KLa的因素 8.5 溶解氧、攝氧率及KLa的測定 8.5.1 發酵過程中氧的傳遞效率 8.5.2 溶解氧的測定原理與方法 8.5.3 攝氧率的測定原理與方法 8.5.4 KLa的測定原理與方法 9 發酵過程放大 9.1 概述 9.2 發酵罐放大設計目標及主要依據 9.2.1 發酵罐放大設計目標 9.2.2 發酵罐放大設計的主要依據 9.3 發酵罐的設計與放大 9.3.1 發酵罐的放大設計任務 9.3.2 發酵罐設計的基本原則 9.3.3 發酵罐設計的基本要求 9.3.4 發酵罐放大準則 9.3.5 發酵罐放大方法 9.4 發酵過程放大的套用 9.4.1 細菌發酵過程放大 9.4.2 放線菌發酵過程放大 9.4.3 真菌發酵過程放大 10 發酵過程最佳化與控制 10.1 概述 10.1.1 發酵過程參數及其重要性 10.1.2 發酵過程參數的最佳化與控制概述 10.2 發酵過程參數的檢測 10.2.1 發酵過程物理參數檢測 10.2.2 發酵過程化學參數檢測 10.2.3 發酵過程生物參數檢測 10.2.4 發酵過程代謝通量分析 10.3 發酵過程的主要影響因素及其控制 10.3.1 溫度對發酵的影響及其控制 10.3.2 pH對發酵的影響及其控制 10.3.3 溶解氧對發酵的影響及其控制 10.3.4 基質濃度對發酵的影響及其控制 10.3.5 泡沫對發酵的影響及其控制 10.3.6 二氧化碳對發酵的影響及其控制 10.3.7 多參數的綜合控制 10.3.8 發酵終點的判斷 10.4 發酵過程模擬 10.4.1 過程方程及主要狀態參數的確定 10.4.2 發酵過程最佳化控制模型 10.4.3 發酵過程建模和人工智慧控制 10.5 高密度發酵過程的最佳化控制 11 發酵產物分離純化 11.1 概述 11.2 發酵液的預處理 11.2.1 改變發酵培養物的過濾特性 11.2.2 發酵液初步純化 11.2.3 固液分離技術 11.2.4 細胞破碎技術 11.3 發酵產物粗分離技術 11.3.1 萃取分離技術 11.3.2 濃縮技術 11.3.3 沉澱分離技術 11.3.4 吸附分離技術 11.4 發酵產物精製技術 11.4.1 色譜分離技術 11.4.2 膜分離技術 11.4.3 結晶技術 11.4.4 乾燥技術 12 發酵工業的清潔生產 12.1 概述 12.1.1 清潔生產的概念 | 12.1.2 清潔生產的主要內容 12.2 清潔生產與末端治理的比較 12.3 發酵行業清潔生產的重要性 12.4 發酵過程的清潔生產方法 12.4.1 強化內部管理 12.4.2 工藝技術改革與創新 12.4.3 廢棄資源的綜合利用 12.5 發酵工業清潔生產實例 13 發酵工廠工藝設計 13.1 概述 13.1.1 發酵工廠基本建設程式 13.1.2 發酵工廠設計的基本內容 13.2 發酵工廠總圖布置 13.2.1 工廠的廠址選擇 13.2.2 總平面設計 13.3 發酵工藝流程設計 13.3.1 工藝流程的設計原則 13.3.2 工藝流程設計的步驟 13.4 物料衡算與設備選型 13.4.1 物料衡算 13.4.2 主要技術經濟指標 13.4.3 設備選型 13.5 發酵車間設備布置與管道設計 13.5.1 車間設備布置 13.5.2 車間工藝管道設計 13.6 發酵工業“三廢”處理及其工廠化設計 13.6.1 廢水 13.6.2 廢氣 13.6.3 廢渣 13.7 發酵工廠投資概算與經濟評價 13.7.1 建設項目總投資概算 13.7.2 概算與經濟評價中的費用計算 13.7.3 產品成本計算 13.7.4 借款利息和還款能力預測 13.7.5 項目投資的經濟評價 14 發酵經濟學原理與套用 14.1 概述 14.1.1 經濟學原理在發酵工業中的套用 14.1.2 平衡點分析 14.1.3 運籌學的線性規劃模型 14.1.4 投資回收期計算 14.2 影響發酵成本的主要因素 14.2.1 菌株選育成本分析 14.2.2 發酵培養基成本分析 14.2.3 無菌空氣與通氣攪拌成本分析 14.2.4 熱動力費的成本分析 14.2.5 發酵工藝中不同培養方式的成本分析 14.2.6 發酵產品分離純化成本分析 14.2.7 發酵規模成本分析 14.2.8 主要成本因素的確定 14.3 發酵過程經濟學評價 14.3.1 產物濃度 14.3.2 生產效率 14.3.3 底物轉化率 14.3.4 單位產品的能耗 14.4 降低發酵成本的措施 15 發酵工程在醫藥領域中的典型套用 15.1 維生素髮酵生產 15.1.1 維生素簡介 15.1.2 維生素的微生物來源 15.1.3 維生素生產的套用實例 15.2 核苷酸類藥物的發酵生產 15.2.1 核苷酸類藥物概述 15.2.2 核苷酸的生產 15.3 醫用酶製劑的發酵生產 15.3.1 醫用酶用途 15.3.2 醫用酶發酵生產工藝流程 15.3.3 醫用酶發酵原理及工藝控制 15.3.4 醫用酶的提取與精製 15.4 甾體激素類藥物的微生物轉化 15.4.1 甾體激素類藥物概述 15.4.2 微生物轉化甾體化合物概述 15.4.3 甾體化合物的微生物轉化工藝 16 發酵工程在食品領域中的典型套用 16.1 營養補充劑的發酵生產 16.1.1 多不飽和脂肪酸簡介 16.1.2 多不飽和脂肪酸的合成及其調控 16.1.3 多不飽和脂肪酸的純化 16.1.4 多不飽和脂肪酸發酵實例 16.1.5 β-胡蘿蔔素的生產 16.1.6 高產菌株的選育 16.1.7 發酵工藝最佳化 16.1.8 β-胡蘿蔔素的提取分離 16.2 多糖的發酵生產 16.2.1 多糖種類 16.2.2 微生物多糖發酵生產工藝流程 16.2.3 黃原膠發酵原理及工藝控制 16.2.4 黃原膠的提取與精製 17 發酵工程在材料領域的典型套用 17.1 聚乳酸的生產與乳酸發酵 17.1.1 乳酸發酵菌種的選育 17.1.2 廉價生產原料的篩選 17.1.3 底物和產物抑制解除 17.1.4 高生產率發酵 17.1.5 目標產物的分離純化 17.1.6 套用案例 17.2 聚羥基脂肪酸酯的發酵生產 17.2.1 PHA簡介 17.2.2 PHA的生產菌株和原料 17.2.3 PHA的生物合成途徑 17.2.4 PHA的發酵生產 17.2.5 PHA的提取 17.3 長鏈二元酸的發酵生產 17.3.1 長鏈二元酸的套用 17.3.2 長鏈二元酸的來源 17.3.3 長鏈二元酸的發酵生產 17.3.4 長鏈二元酸的分離提取 17.4 細菌纖維素的發酵生產 17.4.1 細菌纖維素的特點 17.4.2 細菌纖維素的生物合成 17.4.3 細菌纖維素的發酵生產 17.4.4 展望 18 發酵工程在生物基化學品及能源領域中的典型套用 18.1 乙醇的發酵生產 18.1.1 乙醇發酵常用的原料 18.1.2 原料的預處理 18.1.3 乙醇發酵工藝流程 18.1.4 乙醇發酵的菌種 18.1.5 乙醇發酵案例 18.2 丁醇的發酵生產 18.2.1 丁醇簡介 18.2.2 丁醇微生物發酵 18.2.3 生物丁醇生產限制因素、技術改進和發展方向 18.3 丙二醇的發酵生產 18.3.1 丙二醇理化性質及套用 18.3.2 微生物法生產1,3-丙二醇 18.3.3 1,3-丙二醇的提取 18.4 現代沼氣發酵技術 18.4.1 沼氣發酵原理 18.4.2 沼氣發酵的原料 18.4.3 沼氣發酵工藝 18.4.4 影響沼氣發酵的因素 18.4.5 沼氣發酵工程案例 18.5 生物制氫技術 18.5.1 生物制氫技術概述 18.5.2 光合生物產氫 18.5.3 發酵細菌產氫 18.5.4 生物制氫案例 18.6 微生物燃料電池 18.6.1 微生物燃料電池概述 18.6.2 微生物燃料電池分類 18.6.3 產電微生物及胞外電子傳遞機理 18.6.4 微生物燃料電池套用 19 發酵工程在現代農業中的典型套用 19.1 生物農藥的發酵生產 19.1.1 微生物農藥種類 19.1.2 微生物農藥發酵生產工藝流程 19.1.3 蘇雲金芽孢桿菌發酵原理及工藝控制 19.1.4 蘇雲金芽孢桿菌發酵液後處理與製劑 19.2 生物肥料的發酵生產 19.2.1 生物肥料種類 19.2.2 生物肥料發酵生產工藝流程 19.2.3 根瘤菌發酵原理及工藝控制 19.2.4 根瘤菌發酵液後處理與製劑 19.3 食用菌的發酵生產 19.3.1 食用菌種類 19.3.2 香菇多糖發酵生產 19.4 生物飼料發酵生產 19.4.1 生物飼料種類 19.4.2 生物飼料發酵生產工藝流程 19.4.3 發酵原理、工藝控制及後處理 19.5 動物疫苗發酵生產 19.5.1 動物疫苗種類 19.5.2 動物疫苗生產工藝流程 19.5.3 發酵原理及工藝控制 19.5.4 發酵液後處理與製劑 20 發酵工程在工業有機廢棄物處理中的典型套用 20.1 概述 20.1.1 工業有機廢棄物及其治理策略 20.1.2 工業有機廢棄物的處理方法 20.1.3 發酵工程在工業有機廢棄物處理中的作用 20.2 發酵工程在工業有機廢棄物末端治理中的套用 20.2.1 醫藥工業有機廢棄物末端治理 20.2.2 食品工業有機廢棄物末端治理 20.2.3 輕工業有機廢棄物末端治理 20.3 發酵工程在清潔生產中的套用 20.3.1 醫藥工業清潔生產 20.3.2 食品工業清潔生產 20.3.3 輕工業清潔生產 20.3.4 重工業清潔生產 參考文獻 |
（註：目錄排版順序為從左列至右列）
教學資源
- 課程資源
《發酵工程原理與技術（第2版）》的數字課程與紙質教材一體化設計，數字課程涵蓋發現之旅、深入學習、延伸閱讀、案例、圖片、視頻、動畫、教學課件、自測題和參考文獻等欄目。
作品名稱 | 發酵工程原理與技術（第2版）數字課程 |
|---|---|
出版時間 | 2021年2月 |
出版 | 高等教育出版社、高等教育電子音像出版社 |
內容提供者 | 汪世華 |
策劃編輯 | 單冉東 |
技術編輯 | 李翠玲 |
教材特色
- 系統性
該教材系統性較強，深入淺出，重點突出。既注意避免只注重介紹發酵工程的某些方面，同時也避免了重複介紹微生物學等相關學科的基本知識；既注意介紹發酵工程原理與技術，以及與發酵工程相關的綜合知識，又重視理論聯繫實際解讀典型案例。此外，還注重不同章節所有知識的內在關聯，以幫助學生構建發酵工程知識體系，培養學生將所學的知識進行綜合運用的能力。
- 專業性
該教材不同於一般了解性地介紹發酵工程基本知識，而是針對生物產業發展對發酵工程的重大需求和套用實踐需要，系統深入介紹發酵工程的專業知識，在保證教材基礎性和通用性基礎上，注重教材專業性和解決實際問題，培養學生解決工程實際問題的能力，以滿足學生未來創新、創業需要。
- 套用性
該教材突出其作為套用型專業核心課程教材的特點，強調其工程化套用的系統知識和技能，因此，注重從理論到套用系統地介紹。同時，給學生留有一定的思考空間，引導學生從發酵工程的上中下游內在的有機聯繫，學會如何系統地分析和解決發酵過程中的各種問題，注重從生物產業對人才需求的角度出發，培養學生將發酵工程原理和技術知識與工程套用融會貫通。
- 前沿性
該教材注重發酵工程學科發展前沿，介紹與發酵工業密切相關的新理論、新技術、新工藝和新產品，將與發酵工程相關的前沿發展動態及時呈現給讀者，開闊學生的學科視野，增強學生對學科未來發展方向的前瞻意識。
作者簡介
余龍江，華中科技大學生命科學與技術學院二級教授、博士生導師、華中學者，研究方向：資源生物學與生物技術，即通過重要生物資源的系統基礎研究及其套用關鍵技術攻關，實現其在醫藥食品、生物化工及環保等領域的套用，重點致力於生物資源的篩選、選育、評價、保護和科學利用方面的基礎性和關鍵性問題的研究與套用，突破重大問題及關鍵技術，實現系列重要生物產品的低成本綠色製造。
