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发酵工程原理与技术(第2版)




本书第2版沿袭了第1版的编写特色,编写体系仍按照发酵工业生产的过程进行编排,将各类发酵产品生产的共性原理和技术体系进行归纳,全书共五篇18章,包括:第一章为总论,介绍发酵工程和生物工程的基础知识。第一篇为工业微生物和发酵工业原料,介绍发酵工业微生物菌种制备原理与技术、发酵工业原料及其处理、无菌空气的制备。第二篇为发酵工程机理与过程控制,围绕发酵罐内进行的反应过程展开论述,介绍氧的供需与传递、微生物发酵机理、发酵动力学、发酵设备与反应器、发酵过程工艺控制、发酵杂菌及其控制。第三篇为发酵工程产物的获取,介绍发酵工程下游技术发展及发酵液的预处理、微生物细胞破碎原理与技术、发酵产物分离原理与技术、发酵产物纯化原理与技术。第四篇为与发酵工程相关的生物技术,介绍动植物细胞大规模培养技术原理、固定化酶与固定化细胞技术原理。第五篇为发酵工厂废物处理和清洁生产技术,介绍发酵工业废物、废水处理与资源化技术,以及清洁生产技术。本书侧重“新工科”专业建设需要,体系完整、实用性强,对发酵工程相关领域的国家标准、新技术、新装备等内容进行了补充和更新,并利用“新形态教材”的特点和优势,建设了适合自主学习的数字资源。

本书可作为生物技术、生物工程专业类学生的教材,可供生物制药、食品科学与工程等有关专业教学参考,也可供相关专业的技术人员参考使用。



作者:
李艳

定价:
59.00 元

出版时间:
2025-08-22

ISBN:
978-7-04-063534-8

物料号:
63534-00

读者对象:
高等教育

一级分类:
生物技术/生物工程

重点项目:
暂无

版面字数:
692千字

开本:
特殊

装帧形式:
平装

页数:
暂无

最新
印次时间:
2025年01月
  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 总论
        • 第一节 发酵工程基础知识
          • 一、发酵工程的概念
            • 二、发酵过程的特点与分类
              • 三、发酵工业生产流程
                • 四、发酵工业的历史渊源
                  • 五、发酵工程技术的发展趋势和服务领域
                  • 第二节 生物工程基础知识
                    • 一、生物工程(技术)的定义和特点
                      • 二、生物工程研究的领域
                        • 三、生物工程与发酵工程的关系
                      • 第一篇 工业微生物和发酵工业原料
                        • 第二章 发酵工业微生物菌种制备原理与技术
                          • 第一节 发酵工业微生物菌种的选育
                            • 一、工业微生物的特点
                              • 二、发酵工业常用微生物菌种及要求
                                • 三、发酵工业微生物菌种的分离与选育
                                  • 四、发酵工业微生物菌种的退化、复壮与保藏
                                  • 第二节 工业微生物种子的扩大培养
                                    • 一、菌种扩大培养的任务
                                      • 二、种子制备的过程
                                        • 三、发酵工业种子培养
                                          • 四、影响种子培养的因素与种子质量的控制
                                          • 第三节 种子培养基及其制备
                                            • 一、微生物菌体组成与营养类型
                                              • 二、种子的配制和设计
                                            • 第三章 发酵工业原料及其处理
                                              • 第一节 发酵工业原料的种类与成分
                                                • 一、发酵培养基中各种成分的定量
                                                  • 二、工业上常用作碳源的淀粉质原料
                                                    • 三、工业上常用作氮源的蛋白质类原料
                                                      • 四、发酵培养基中的无机盐与生长因子
                                                        • 五、发酵生产的前体物质与促进剂、抑制剂等
                                                        • 第二节 淀粉水解糖的制备
                                                          • 一、淀粉水解糖的制备方法
                                                            • 二、淀粉酸水解制糖
                                                              • 三、淀粉的双酶法制糖
                                                                • 四、水解糖液的质量要求
                                                                • 第三节 发酵培养基灭菌
                                                                  • 一、消毒与灭菌的原理与方法
                                                                    • 二、培养基和设备的灭菌
                                                                      • 三、发酵培养基灭菌工艺
                                                                        • 四、培养基、设备、管路灭菌的条件
                                                                      • 第四章 无菌空气的制备
                                                                        • 第一节 空气中的微生物与除菌方法
                                                                          • 一、空气中的微生物种类与分布
                                                                            • 二、空气除菌的方法与要求
                                                                            • 第二节 空气的过滤除菌原理与过滤介质
                                                                              • 一、空气过滤除菌的原理
                                                                                • 二、空气过滤除菌的介质
                                                                                  • 三、介质过滤除菌效率
                                                                                    • 四、影响过滤除菌效率的因素
                                                                                      • 五、提高过滤除菌效率的措施
                                                                                      • 第三节 空气过滤除菌的工艺技术
                                                                                        • 一、对空气过滤除菌工艺流程的要求
                                                                                          • 二、空气的预处理
                                                                                            • 三、空气过滤除菌工艺流程
                                                                                        • 第二篇 发酵工程机理与过程控制
                                                                                          • 第五章 氧的供需与传递
                                                                                            • 第一节 微生物细胞对氧的需求与溶解氧的控制
                                                                                              • 一、供氧与微生物呼吸及代谢产物的关系
                                                                                                • 二、微生物的临界氧浓度
                                                                                                  • 三、控制发酵液中溶解氧的意义
                                                                                                  • 第二节 培养过程中氧的传质理论
                                                                                                    • 一、氧的传递途径与传质阻力
                                                                                                      • 二、气体溶解过程的双膜理论
                                                                                                      • 第三节 溶氧传递系数的测定方法
                                                                                                        • 一、亚硫酸盐氧化法
                                                                                                          • 二、取样极谱法
                                                                                                            • 三、物料衡算法
                                                                                                              • 四、动态法
                                                                                                                • 五、排气法
                                                                                                                  • 六、覆膜电极测定KLa和氧分析仪测定KGa
                                                                                                                  • 第四节 影响氧传递速率的主窑因素
                                                                                                                    • 一、溶液的性质对氧溶解度的影响
                                                                                                                      • 二、气-液比表面积对氧溶解度的影响
                                                                                                                        • 三、影响氧传递系数的因素
                                                                                                                          • 四、发酵液的流变特性
                                                                                                                          • 第五节 发酵液中溶解氧的测定与控制
                                                                                                                            • 一、溶解氧连续检测的意义
                                                                                                                              • 二、发酵液中溶解氧的测定方法
                                                                                                                                • 三、控制发酵液中溶解氧的工艺手段
                                                                                                                              • 第六章 微生物发酵机理
                                                                                                                                • 第一节 微生物基础物质代谢
                                                                                                                                  • 一、微生物对培养基中碳源的代谢
                                                                                                                                    • 二、微生物对培养基中氮源的代谢
                                                                                                                                      • 三、微生物的能量代谢
                                                                                                                                      • 第二节 厌氧发酵产物的合成机制
                                                                                                                                        • 一、乙醇、甘油发酵机制
                                                                                                                                          • 二、乳酸发酵机制
                                                                                                                                            • 三、丙酮丁醇发酵机制
                                                                                                                                              • 四、由乙醇、乙酸生成己酸机制
                                                                                                                                                • 五、甲烷(沼气)发酵机制
                                                                                                                                                • 第三节 好氧发酵产物合成机制
                                                                                                                                                  • 一、有机酸发酵机制
                                                                                                                                                    • 二、氨基酸发酵机制
                                                                                                                                                      • 三、核苷酸发酵机制
                                                                                                                                                        • 四、抗生素发酵机制
                                                                                                                                                      • 第七章 发酵动力学
                                                                                                                                                        • 第一节 发酵过程动力学描述与分类
                                                                                                                                                          • 一、菌体生长速率
                                                                                                                                                            • 二、基质消耗速率
                                                                                                                                                              • 三、代谢产物的生成速率
                                                                                                                                                                • 四、混合生长学
                                                                                                                                                                  • 五、发酵方法与动力学分类
                                                                                                                                                                  • 第二节 微生物反应过程中的质量和能量平衡
                                                                                                                                                                    • 一、微生物生长代谢过程中的质量衡算
                                                                                                                                                                      • 二、微生物反应过程的得率系数
                                                                                                                                                                        • 三、微生物反应中的能量衡算
                                                                                                                                                                        • 第三节 微生物发酵的动力学
                                                                                                                                                                          • 一、分批培养
                                                                                                                                                                            • 二、补料分批发酵动力学
                                                                                                                                                                              • 三、连续发酵动力学
                                                                                                                                                                            • 第八章 发酵设备与反应器
                                                                                                                                                                              • 第一节 反应器分类及设计的原则与目标
                                                                                                                                                                                • 一、反应器的分类
                                                                                                                                                                                  • 二、反应器的设计目标与原则
                                                                                                                                                                                  • 第二节 微生物细胞反应器—发酵罐
                                                                                                                                                                                    • 一、密闭厌氧式发酵罐
                                                                                                                                                                                      • 二、好氧发酵罐
                                                                                                                                                                                        • 三、固体培养设备
                                                                                                                                                                                          • 四、动植物细胞培养反应器
                                                                                                                                                                                          • 第三节 发酵罐的放大
                                                                                                                                                                                            • 一、经验放大法
                                                                                                                                                                                              • 二、其他放大法
                                                                                                                                                                                            • 第九章 发酵过程工艺控制
                                                                                                                                                                                              • 第一节 温度对发酵的影响及控制
                                                                                                                                                                                                • 一、温度对微生物细胞生长的影响
                                                                                                                                                                                                  • 二、温度对微生物代谢产物的影响
                                                                                                                                                                                                    • 三、发酵热及其计算与测定
                                                                                                                                                                                                      • 四、最适温度的控制
                                                                                                                                                                                                      • 第二节 pH对发酵过程的影响与控制
                                                                                                                                                                                                        • 一、pH对发酵过程的影响
                                                                                                                                                                                                          • 二、发酵过程中pH的变化及影响因素
                                                                                                                                                                                                            • 三、发酵过程中pH的调节与控制
                                                                                                                                                                                                            • 第三节 泡沫对发酵的影响及控制
                                                                                                                                                                                                              • 一、泡沫的性质
                                                                                                                                                                                                                • 二、发酵过程中泡沫的形成与变化
                                                                                                                                                                                                                  • 三、泡沫对发酵的影响与消除
                                                                                                                                                                                                                  • 第四节 CO2浓度和呼吸熵
                                                                                                                                                                                                                    • 一、CO2对菌体生长与产物形成的影响
                                                                                                                                                                                                                      • 二、呼吸熵与发酵的关系
                                                                                                                                                                                                                        • 三、CO2浓度的测定与控制
                                                                                                                                                                                                                        • 第五节 流加补料的控制
                                                                                                                                                                                                                          • 一、补料的内容与原则
                                                                                                                                                                                                                            • 二、补糖的控制
                                                                                                                                                                                                                              • 三、补充氮源与无机盐
                                                                                                                                                                                                                            • 第十章 发酵染菌及其防治
                                                                                                                                                                                                                              • 第一节 染菌对发酵的影响
                                                                                                                                                                                                                                • 一、染菌对不同发酵过程的影响
                                                                                                                                                                                                                                  • 二、不同时间发生染菌对发酵的影响
                                                                                                                                                                                                                                    • 三、染菌程度对发酵的影响
                                                                                                                                                                                                                                    • 第二节 发酵染菌的分析
                                                                                                                                                                                                                                      • 一、发酵染菌后的异常现象
                                                                                                                                                                                                                                        • 二、染菌的检查与判断
                                                                                                                                                                                                                                          • 三、染菌原因分析
                                                                                                                                                                                                                                          • 第三节 杂菌污染的途径与防止染菌
                                                                                                                                                                                                                                            • 一、种子带菌及防治
                                                                                                                                                                                                                                              • 二、空气带菌及防治
                                                                                                                                                                                                                                                • 三、培养基与设备灭菌不彻底导致的染菌及防治
                                                                                                                                                                                                                                                  • 四、操作失误与设备渗漏导致的染菌及防治
                                                                                                                                                                                                                                                    • 五、噬菌体的污染及防治
                                                                                                                                                                                                                                                      • 六、染菌的挽救与处理
                                                                                                                                                                                                                                                  • 第三篇 发酵工程产物的获取
                                                                                                                                                                                                                                                    • 第十一章 发酵工程下游技术发展及发酵液的预处理
                                                                                                                                                                                                                                                      • 第一节 发酵工程下游技术发展
                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、发酵工程下游技术领域
                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、发酵工程下游技术过程与发展动态
                                                                                                                                                                                                                                                            • 三、发酵工程下游技术原理
                                                                                                                                                                                                                                                            • 第二节 发酵液的预处理
                                                                                                                                                                                                                                                              • 一、发酵液过滤特性的改变
                                                                                                                                                                                                                                                                • 二、发酵液的相对纯化
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 三、固液分离工程及设备
                                                                                                                                                                                                                                                                • 第十二章 微生物细胞破碎原理与技术
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第一节 细胞壁的组成与结构
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 一、细菌细胞壁
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 二、酵母细胞壁
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 三、霉菌细胞壁
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第二节 细胞破碎的方法与破碎率的测定
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 一、细胞壁的破碎
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 二、细胞破碎的方法
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 三、破碎率的测定
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 四、破碎技术的研究方向
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第十三章 发酵产物分离原理与技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第一节 沉淀分离法
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、等电点沉淀法
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、盐析法
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 三、有机溶剂沉淀法
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第二节 吸附与树脂分离法
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、吸附原理与吸附剂的种类
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、活性炭与离子交换树脂吸附脱色
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 三、树脂法原理与树脂分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 四、吸附树脂分离维生素
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第三节 离子交换法与离子交换膜电渗析分离法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 一、离子交换法原理和离子交换树脂的结构与分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 二、离子交换法提取谷氨酸
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 三、离子交换膜电渗析法的基本原理和流程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 四、离子交换膜电渗析法制备无盐水
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第四节 萃取与浸取分离法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、溶剂萃取法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、浸取
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 三、超临界流体萃取技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 四、双水相萃取技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 五、反胶团萃取技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第五节 膜分离技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、膜和膜分离基本理论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、膜的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 三、液膜分离技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第十四章 发酵产物纯化原理与技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第一节 蒸发
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、蒸发的基本流程与操作方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、蒸发器与蒸发系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第二节 结晶技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 一、结晶的基本概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 二、结晶动力学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 三、影响结晶过程的因素
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 四、结晶操作与结晶设备
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第三节 干燥
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 一、干燥器与干燥工艺
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 二、干燥的应用和节能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第四篇 与发酵工程相关的生物技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第十五章 动植物细胞大规模培养技术原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第一节 动物细胞大规模培养技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、动物细胞的形态
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、动物细胞培养基组成与制备
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 三、动物细胞培养方法、操作方式与环境要求
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 四、动物细胞大规模培养工艺技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第二节 植物细胞大规模培养技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 一、植物细胞培养基的组成及常用培养基
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 二、植物细胞培养流程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 三、植物细胞培养方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 四、植物细胞的大规模培养技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 五、影响植物细胞培养的因素
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第十六章 固定化酶与固定化细胞技术原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第一节 固定化酶与辅酶、辅基的固定化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 一、固定化酶的性质与制备方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 二、影响固定化酶性能的因素
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 三、辅基与辅酶的固定化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 四、辅酶的再生
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第二节 细胞固定化技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、固定化细胞的分类与生理状态
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、固定化细胞的制备与性质
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第三节 评价固定化酶与固定化细胞催化剂的指标
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 一、固定化酶与固定化细胞的活力
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 二、固定化酶(细胞)的半衰期
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 三、偶联率与相对活力的测定
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第四节 固定化技术的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 一、利用固定化酶(细胞)生产各种产物
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 二、药物控释载体
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 三、酶结构与功能研究
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 四、纳米酶的制备及应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 五、共固定化技术及应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 六、其他方面的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第五篇 发酵工厂废物处理与清洁生产技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第十七章 发酵工业废物、废水处理与资源化技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第一节 发酵工业废物资源化工程的现状与特点
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、发酵废物排放标准
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、发酵废物生产单细胞蛋白
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 三、发酵纤维质废物生产乙醇
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 四、其他生物能源开发
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 五、发酵废物资源化与生态农业
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第二节 好氧生物处理发酵工业废水
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 一、活性污泥法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 二、生物膜法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 三、发酵工业废水处理实例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第三节 厌氧生物处理发酵工业废水
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、厌氧生物处理的基本原理与特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、普通消化法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 三、厌氧接触法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 四、升流式厌氧污泥层反应器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 五、厌氧膨胀颗粒污泥床反应器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 六、内循环式反应器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 七、厌氧附着膜膨胀床反应器与厌氧流化床反应器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 八、厌氧生物滤池
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 九、两相厌氧消化工艺
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 十、各类厌氧生物处理法在发酵工业废水处理中的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第十八章 清洁生产技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第一节 清洁生产技术的概念与理论基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 一、清洁生产概念的提出
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 二、清洁生产的定义
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 三、清洁生产的内容
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 四、清洁生产的内涵与意义
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第二节 清洁生产技术的特点与关键
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 一、清洁生产技术的特点
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 二、清洁生产技术的关键
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第三节 发酵企业实施清洁生产技术实例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 一、企业概况
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 二、清洁生产进展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 三、实施清洁生产效果
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 四、实施清洁生产经济分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 五、实施清洁生产成功经验
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第四节 我国推行清洁生产技术的情况
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 索引
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                1