發酵工程實驗技術（第二版）

內容簡介

本書是一本系統介紹發酵工程實驗技術的專著。全書共分9章，重點介紹涉及各種生物反應器的微生物細胞培養技術，包括發酵工程實驗室的建立、實驗室規模生物反應器的使用、菌種保藏、接種技術、無菌操作技術、發酵過程的檢測與感測器、連續培養和補料分批培養操作拔匙禁技術等內容，還詳細討論了發酵過程控制、建模和仿真等發酵工程領域的前沿技術。本書將國外最新實驗技術、國內現有的實驗材料以朵獄促套及作者自己的科研有機地結合起來，前沿性、實踐性和系統性構成了本書的特色。

本書可供從事發酵工程、生化工程、生物工程、環境工程和製藥工程的廣大高校師生作為實驗技術專著閱讀使用，也可供上述領域的企業生產、技術和管理人員參嘗疊考。

圖書目錄

第一章發酵過程簡介和發酵工程

實驗室的建立1

第一節發酵的基本內容1

一、發酵過程的範圍1

二、發酵工業發展的過程4

三、發酵過程的組成部分6

第二節發酵工程實驗室的基本條件6

一、建立發酵實驗室需考慮的因素6

二、發酵工程實驗室7

第三節發酵工程實驗室的公用設施8

一、空氣8

二、蒸汽9

三、水9

四、電9

五、氣9

第四節生物反應器及其附屬設備10

一、發酵罐10

二、附屬設備10

第五節生物安全實驗室的創建方法14

－、微生物的安全性15

二、化學的安全性15

三、其他方面的安全性15

第二章實驗室規模生物反應器的使用17

第一節概述17

一、生物反應器及其分類17

二、實驗室規模生物反應器19

第二節實驗室規模發酵罐的種類及使用19

一、實驗室規模發酵罐簡介19

二、實驗室規模發酵罐的使用25

第三節固態發酵設備的種類及使用31

一、固態發酵簡介31

二、固態發酵反應器及使用32

第四節固定化細胞及固定化酶反應器的種類及使用36

一、固定化細胞及固定化酶反應器的種類36

二、固定化細胞及固定化酶反應器的套用　40

第五節參數檢測裝置43

第六節混合、傳質和供氧45

一、概述45

二、生物反應器中的攪拌器及攪拌流型46

三、KLa的測定48

實例1小型發酵罐用於透明質酸發酵52

第三章菌種保藏、接種物的製備及接種技術55

第一節菌種保藏方法55

一、菌種保藏和菌株收集管理55

二、操作方法56

三、菌種保藏管理60

第二節接種技術、接種物的製備和種子擴大培養61

一、接種技術61

二、種子製備63

第三節菌種衰退及復壯方法67

一、菌種的退化及其表現67

二、菌種退化的原因67

三、菌種退化的防治68

四、菌種的復壯69

第四節國內外主要菌種保藏中心介紹69

一、國內的菌種保藏中心戲鴉設69

二、國外著名菌種保藏中心71

實例2漆酶生產菌株的篩選、鑑定和保藏72

一、漆酶生產菌株的篩選72

二、漆酶生產菌株的鑑定73

三、漆酶生產菌株的保藏76

第四章無菌操作技術79

第一節實驗室無菌操作技術79

一、概述79

二、滅菌方法及操作80

第二節發酵罐及容器的滅菌87

一、滅菌方法的選擇87

二、準備和滅菌89

三、化學滅菌91

第三節液體培養基的滅菌91

一、培養基的配製92

二、培養基成分的類型92

三、間歇滅菌及操作94

四、連續滅菌94

第四節無菌空氣的製備96

一、空氣滅菌的要求和方法97

二、空氣過濾除菌技術100

第五節無菌接種和取樣操作技術104

一、管路和員艱漿道輔助容器的要求105

二、接種操作105

三、取樣操作107

實例3過氧化氫酶發酵過程的滅菌和無菌操作109

第五章發酵過程的檢測與感測器112

第一節概述112

一、發酵過程檢測的參數112

二、用於發酵過程檢測的感測器114

第二節發酵過程pH的檢測及其櫃跨射感測器118

一、pH感測器的工作原理118

二、pH感測器的使用119

第三節發酵過程中溶氧的檢測與溶氧電極己愉匪121

一、溶氧電極裝置122

二、電極的製備和安裝123

三、溶氧電極的使用124

第四節氧化還原電位電極126

一、氧化還原電位電極的工作原理126

二、裝置127

三、常規操作、滅菌和使用127

四、測試與校準127

第五節菌體濃度和生物量的檢測128

一、菌體濃度和生物量的檢測方法及原理128

二、菌體濃度和菌體密度的檢測實驗130

第六節發酵過程中其他參數的檢測及其感測器135

一、溫度135

二、壓力136

三、黏度的檢測及黏度計137

四、溶解CO2感測器138

五、泡沫電極139

六、離子選擇性電極140

七、發酵液的螢光檢測141

八、流速（流量）測定141

九、發酵液液量和液位檢測142

十、尾氣分析143

十一、軟體感測器146

第七節生物感測器在發酵過程檢測中的套用146

一、生物感測器的類型及結構原理146

二、生物感測器在發酵過程檢測中的套用148

實例4谷氨醯胺轉胺酶發酵過程的數據檢測152

第六章連續培養操作技術158

第一節概述158

一、基本概念158

二、連續培養的特點158

三、連續培養的套用159

四、連續培養的操作簡介159

第二節連續培養的控制技術160

一、連續培養的基本理論160

二、實驗設計與操作166

第三節連續培養的附屬設備170

一、連續培養的一般設備170

二、設備的選擇與設計171

第四節連續培養的套用174

一、概述174

二、套用操作177

實例5連續培養篩選耐高滲酵母183

一、實驗操作183

二、結果184

第七章補料分批培養操作技術187

第一節概述187

一、補料分批培養的基本概念187

二、補料分批培養的優缺點187

三、補料分批培養的適用範圍189

四、補料分批培養的類型190

第二節補料分批培養的控制技術190

一、補料分批培養的控制原理190

二、補料分批培養的控制技術194

三、補料分批培養控制技術的實驗操作198

第三節補料分批培養的附屬設備203

一、附屬貯罐203

二、泵203

三、補料控制器204

第四節高密度細胞培養技術205

一、高密度細胞培養技術的理論依據205

二、高密度細胞培養的方法206

三、補料分批培養在高密度細胞培養中的套用208

實例6重組畢赤酵母產鹼性果膠酶的分批補料發酵211

一、分批補料發酵的理論計算和分析212

二、分批補料的過程監測和控制213

三、分批補料發酵的結果與分析214

四、總結216

第八章發酵過程的控制技術與方法217

第一節概述217

一、基本概念217

二、發酵過程控制217

第二節發酵設備的感測器、變送器、執行

機構和變頻器218

一、變送器219

二、執行機構219

三、變頻器219

第三節發酵系統及發酵過程控制220

一、發酵系統的功能220

二、發酵過程控制系統223

三、發酵過程的控制方式227

四、發酵過程的控制方法229

五、發酵過程參數控制230

第四節發酵單元238

一、基本實驗室發酵單元238

二、非基本實驗室發酵單元239

實例7透明質酸發酵過程控制240

一、透明質酸發酵過程中的溶氧控制240

二、透明質酸發酵過程的pH控制244

三、透明質酸發酵過程中的溫度控制246

第九章發酵過程建模與仿真247

第一節概述247

第二節微生物反應過程的速率方程248

一、細胞生長249

二、基質消耗249

三、產物生成251

四、相界傳遞251

第三節微生物發酵過程的模型建立252

一、細胞生長的動力學模型252

二、分批發酵過程動力學模型256

三、連續發酵過程動力學模型259

四、補料分批發酵過程模型263

五、理想生物反應器的質量平衡及模型265

第四節發酵過程仿真269

一、數字仿真270

二、公式化及問題的仿真求解270

三、數字求解271

四、數字仿真程式語言271

五、互動式仿真語言271

實例8基於動力學模型的丙酮酸發酵276

一、奇異流加葡萄糖強化丙酮酸生產的過程功能276

二、基於動力學模型調控溫度強化丙酮

酸發酵的過程功能280

主要參考文獻284

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