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发酵工程原理与技术应用(余龙江)

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江西南昌
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作者余龙江

出版社化学工业出版社

ISBN9787502580377

出版时间2021-02

装帧平装

开本16开

定价39.8元

货号25320390

上书时间2024-11-01

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品相描述：全新
商品描述
前言
21世纪生物技术产业已成为具有巨大发展潜力的高新技术产业。同时，与生物技术产业化紧密相关的生物工程学科也成为一门新兴的前沿学科。发酵工程作为生物工程的核心内容之一，在生物技术产业化方面显示出越来越重要的作用，是生物工程与生物技术专业及相关专业人才培养的重要课程。 现代发酵工程在传统发酵工业的基础上，融入了分子生物学、系统生物学以及基因工程、细胞工程、代谢工程等新理论和新技术，结合现代生物过程控制及生物分离工程技术的巨大进步，使现代发酵工业的水平大大提高，而且应用领域也不断扩大，逐渐由医药、食品轻工等领域拓展到化工、冶金、能源以及环境等新领域，显示出强大的生命力。尤其是以石油等不可再生资源为原料的能源行业和石油化工行业面临的资源危机日益加重，必将促进相应的产业结构调整，以淀粉、纤维素等可再生资源为原料的“C—O经济”将逐步取代以石油等不可再生资源为原料的“C—H经济”，实现经济社会的可持续发展。现代发酵工程在以淀粉、纤维素等可再生资源为原料的“C—O经济”发展过程中处于中坚地位，是经济转型和产业结构调整的工业核心技术。因此，发酵工程在现代工业发展中前景广阔，学习和发展现代发酵工程理论和技术具有重要意义。 华中科技大学生命科学与技术学院早在1987年就在生物医学工程专业下开设了生物技术方向，进行了生物技术专业本科人才培养的探索与教学实践。在系统开设生物学课程的基础上，开设了基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等生物技术专业课程及实验，并对发酵工程课程进行了重点建设。本书在结合编者自身的长期科研实践与该领域国内外进展的基础上，逐年积累资料，不断更新内容，逐步形成了较为完善的课程体系。 全书共分为16章，以发酵工程的工业应用为主线，以系统介绍发酵工业所必需的发酵工程理论和实践知识为特色，内容包括工业微生物菌种选育、工业发酵培养基设计、发酵工业无菌技术、种子扩大培养、发酵动力学、氧的供需、发酵生理及其过程控制、发酵罐的放大与设计、基因工程菌发酵、发酵产品的提取与精制、发酵工业的清洁生产、发酵工厂设计、发酵经济学、发酵产品生产原理与技术应用，以及发酵工程在现代生物化工中的应用等方面。本书各章既独立成章，又相互联系，内容安排强调系统基础上的相互衔接，紧扣现代发酵工程发展潜力的领域和方向，具有很强的时代感。通过本教材的学习，可使学生全面掌握发酵产品的生产原理与技术应用，熟悉现代发酵工业的发展领域和重点方向，为学生今后从事与发酵工业相关的新产品、新工艺的研究和开发打下良好的理论与技术基础。 全书由余龙江教授整体构思，由华中科技大学生命科学与技术学院长期从事发酵工程的研究以及教学的老师编写。其中，第1章、第5章、第6章、第8章、第9章、第12章、第14章、第15章、第16章由余龙江教授编写，第2章由鲁明波副教授编写，第3章由何峰博士编写，第4章、第7章由李为副教授编写，第11章由吴元喜高级工程师编写，第13章由张长银高级工程师编写，第10章由朱敏副教授编写。全书由余龙江教授统稿。此外，感谢汪文俊博士、向福博士为本书的文字、图表处理所做的大量工作。 本书适用于生物工程和生物技术专业以及生物化工、生物制药工程等相关专业的高年级本科生，也可作为相关专业的研究生、教师和科研人员的参考书。 在本书的编写过程中参考了许多同仁发表的著作和科技论文，在此深表谢意。由于生物技术的发展日新月异，有许多新技术、新方法、新观点、新案例、新成果来不及消化吸收编入本教材，加上编者水平及时间有限，错误和不足之处，诚恳希望读者给予批评指正，以便在再版时更正。 编者 2006年5月于喻园

导语摘要
本书共分16章，以发酵工程的工业应用为主线，以系统介绍发酵工业所必需的发酵工程理论和实践知识为特色，内容包括工业微生物菌种选育、工业发酵培养基设计、发酵工业无菌技术、种子扩大培养、发酵动力学、氧的供需、发酵生理及其过程控制、发酵罐的放大与设计、基因工程菌发酵、发酵产品的提取与精制、发酵工业的清洁生产、发酵工厂设计、发酵经济学、发酵产品生产原理与技术应用，以及发酵工程在现代生物化工中的应用等方面。本书各章既独立成章，又相互联系，内容安排强调系统基础上的相互衔接，紧扣现代发酵工程*发展潜力的领域和方向。通过本教材的学习，可使学生全面掌握发酵产品的生产原理与技术应用，熟悉现代发酵工业的发展领域和重点方向，为学生今后从事与发酵工业相关的新产品、新工艺的研究和开发打下良好的理论与技术基础。 《发酵工程原理与技术应用》是一本为大学本科生编写的教材，适用于生物技术和生物工程专业以及生物化工、生物制药工程等相关专业的高年级本科生，也可作为相关专业的研究生、教师及科研人员的参考书。

作者简介
无

目录
1绪论1 

11发酵工程的定义及其与其他相关学科 

的关系1 

111什么是发酵工程1 

112发酵工程与其他相关学科的关系1 

12发酵工程的发展史2 

121发酵本质的认识过程2 

122发酵工程技术的发展史3 

13发酵工业的特点及其研究范畴5 

131发酵工业的特点5 

132发酵工业的范围6 

14工业发酵的类型与工艺流程7 

141工业发酵的类型7 

142发酵生产工艺流程8 

15发酵工程在国民经济中的应用9 

151医药工业9 

152食品工业9 

153能源工业9 

154化学工业10 

155冶金工业10 

156农业10 

157环境保护11 

16发酵工程的应用前景11 

2发酵工业菌种13 

21发酵工业菌种概述13 

211细菌13 

212放线菌13 

213酵母菌14 

214霉菌14 

215未培养微生物14 

22发酵工业菌种的分离筛选15 

221样品的采集15 

222样品的预处理16 

223富集培养17 

224菌种分离18 

225菌种初筛和复筛19 

23发酵工业菌种鉴定19 

231经典的分类鉴定方法20 

232现代分类鉴定方法20 

233将菌种直接送到权威鉴定机构 

鉴定22 

24发酵工业菌种改良23 

241菌种代谢生理与分子生物学23 

242常规育种25 

243细胞工程育种27 

244基于代谢调节的育种技术31 

245基因工程育种33 

246蛋白质工程育种35 

247代谢工程育种36 

248组合生物合成育种37 

249反向生物工程育种38 

25发酵工业菌种保藏39 

251菌种变异及退化机理39 

252菌种保藏技术39 

3发酵工业培养基设计41 

31发酵工业培养基的基本要求41 

32发酵工业培养基的成分及来源42 

321碳源42 

322氮源43 

323无机盐及微量元素45 

324水46 

325生长调节物质47 

33微生物的培养基类型48 

331斜面培养基48 

332种子培养基48 

333发酵培养基49 

34发酵培养基的设计原理与优化方法49 

341发酵培养基的设计原理49 

342发酵培养基的优化方法51 

4发酵工业的无菌技术57 

41发酵工业的无菌处理57 

42发酵工业污染的防治策略57 

421污染的危害57 

422杂菌污染的防治59 

43发酵工业的无菌技术64 

44发酵培养基及设备管道灭菌65 

441湿热灭菌原理65 

442分批灭菌69 

443连续灭菌70 

444发酵培养基及设备管道灭菌 

技术 71 

45空气除菌72 

451空气除菌方法72 

452空气过滤除菌72 

453空气预处理73 

454空气预处理流程设计75 

455空气过滤介质76 

456提高过滤除菌效率的措施76 

5发酵工业的种子制备78 

51种子制备原理与技术78 

511优良种子应具备的条件78 

512种子质量的判断方法78 

513种子制备79 

514种龄与接种量80 

52影响种子质量的因素81 

53种子质量的控制措施82 

531菌种稳定性检查82 

532适宜的生长环境82 

533种子无杂菌检查82 

54种子制备的放大原理与技术82 

541细菌发酵时的种子扩大培养82 

542酵母发酵时的种子扩大培养83 

543丝状真菌发酵的种子扩大培养84 

544放线菌发酵时的种子扩大培养85 

6发酵动力学86 

61分批发酵动力学86 

611微生物生长动力学86 

612底物消耗动力学88 

613代谢产物的合成与微生物生长的 

动力学关系91 

614分批发酵的优缺点93 

62连续发酵动力学93 

621单级连续发酵93 

622多级连续发酵95 

623连续培养在工业生产中的应用96 

624连续培养中存在的问题97 

63分批补料发酵及其动力学98 

631分批补料发酵动力学98 

632分批补料发酵的应用99 

7发酵工业中氧的供需101 

71微生物对氧的需求101 

711氧在微生物发酵中的作用101 

712微生物的耗氧特征101 

713影响微生物耗氧的因素101 

714控制溶解氧的意义102 

72发酵过程中氧的传递103 

721氧的传递途径与传质阻力103 

722气体溶解过程中的双膜理论及 

其他理论104 

723氧传递方程105 

73发酵过程耗氧与供氧的动态关系105 

74影响氧传递的因素107 

741影响推动力的因素107 

742影响KLa的因素108 

75发酵过程中的氧传递效率111 

76溶解氧、摄氧率和KLa的测定112 

761溶解氧CL的测定原理与方法112 

762摄氧率γ的测定原理与方法114 

763KLa的测定原理与方法115 

8发酵过程控制118 

81发酵过程控制概述118 

811发酵过程的参数检测119 

812发酵过程的代谢调控121 

82温度对发酵的影响及其控制121 

821影响发酵温度的因素121 

822温度对微生物生长的影响122 

823温度对基质消耗的影响123 

824温度对产物合成的影响123 

825适温度的选择124 

83pH对发酵的影响及其控制124 

831发酵过程中pH变化的规律124 

832适pH的选择125 

833pH的调控策略126 

84溶解氧对发酵的影响及其控制126 

841溶解氧变化的规律127 

842溶解氧在发酵过程控制中的重要 

作用127 

843影响溶解氧的主要因素与控制 

方法128 

844溶解氧控制对发酵的影响130 

85CO2和呼吸商对发酵的影响及其 

控制130 

851CO2对发酵的影响130 

852呼吸商与发酵的关系131 

86基质浓度对发酵的影响及其控制132 

87通气搅拌对发酵的影响及其控制133 

88泡沫对发酵的影响及其控制134 

881泡沫的产生及其影响134 

882发酵过程中泡沫的消长规律134 

883泡沫的控制135 

89高密度发酵及过程控制136 

891高密度发酵136 

892高密度发酵的策略136 

893高密度发酵技术137 

894高密度发酵存在的问题137 

810发酵终点的检测与控制138 

8101发酵终点的判断138 

8102菌体自溶的监测138 

8103影响自溶的因素139 

811自动控制技术在发酵过程控制中的 

应用140 

8111发酵过程的计算机控制原理140 

8112发酵过程的计算机功能分析140 

9发酵罐放大与设计144 

91发酵罐的类型与结构144 

911发酵罐的类型144 

912发酵罐的结构145 

92通用式发酵罐的设计与放大146 

921发酵罐设计的基本原则146 

922发酵罐设计的基本要求147 

923发酵罐放大设计147 

93发酵罐电机的选配152 

931搅拌功率的计算152 

932发酵罐的电机选配155 

10基因工程菌发酵156 

101基因工程菌发酵动力学156 

1011基因工程菌的发酵动力学模型 

分类156 

1012基因工程菌培养过程的动力学 

模型157 

102基因工程菌发酵的设备158 

103基因工程菌的高密度发酵及控制158 

1031高密度发酵培养基的选择159 

1032培养方式的选择159 

1033发酵过程中溶解氧的控制160 

1034温度的影响及控制160 

1035pH的影响及控制160 

104基因工程菌发酵的后处理技术161 

1041细胞破碎161 

1042基因工程蛋白质的浓缩与分离 

纯化161 

1043基因工程菌中核酸的分离 

纯化162 

105基因工程菌的不稳定性及对策164 

1051基因工程菌不稳定性的表现164 

1052基因工程菌不稳定的原因及 

对策164 

106应用案例与分析166 

1061基因工程生产干扰素166 

1062重组人生长激素（rhGH） 

的生产168 

1063核酸疫苗169 

11发酵产物的提取与精制171 

111概述171 

1111提取与精制过程的一般工艺 

流程171 

1112发酵产物提取精制方法的优化 

与工艺设计172 

112发酵液的预处理172 

1121改变发酵培养物的过滤特性173 

1122发酵液相对纯化175 

1123高价无机离子的去除方法175 

113固液分离技术175 

1131过滤分离技术175 

1132离心分离技术177 

114细胞破碎技术179 

1141物理法180 

1142化学法182 

1143生物酶溶法183 

1144细胞破碎技术的发展方向183 

115浓缩技术184 

116膜分离技术185 

1161膜分离技术的原理185 

1162反渗透187 

1163超滤和微滤187 

1164透析188 

117沉淀分离技术188 

1171蛋白质分子在水溶液中的稳 

定性188 

1172蛋白质沉淀分离方法189 

118吸附分离技术191 

1181吸附分离原理191 

1182吸附介质的分类及其性质192 

119萃取分离技术193 

1191溶剂萃取193 

1192双水相萃取196 

1193超临界流体萃取198 

1110色谱分离技术199 

11101柱色谱中的常用术语199 

11102吸附色谱200 

11103离子交换色谱技术202 

11104凝胶色谱技术207 

11105亲和色谱技术211 

11106逆流色谱技术212 

1111结晶技术212 

11111结晶的基本原理212 

11112影响结晶生成的因素213 

11113工业发酵中常用的结晶方法及 

设备215 

1112干燥技术215 

11121对流加热干燥法215 

11122接触加热干燥方法216 

11123冷冻升华干燥法216 

12发酵工业清洁生产技术218 

121清洁生产的概念及主要内容218 

1211清洁生产的定义218 

1212清洁生产技术的主要研究 

内容219 

122清洁生产与末端治理的比较220 

123发酵行业开展清洁生产的重要意义 

和必要性221 

124实现清洁生产的有效途径222 

1241强化内部管理222 

1242工艺技术改革与创新实现清洁 

生产223 

1243废弃资源的综合利用225 

13发酵工厂设计概述226 

131发酵工厂基本建设程序和设计工作 

的基本内容226 

1311发酵工厂基本建设程序226 

1312发酵工厂工程设计的基本 

内容226 

132发酵工厂厂址选择和总图布置227 

1321厂址选择227 

1322总平面布置228 

133发酵工艺流程设计229 

1331工艺流程的设计原则229 

1332工艺流程的设计步骤229 

134物料衡算与设备选型229 

1341物料衡算229 

1342主要技术经济指标230 

1343设备选型231 

135发酵车间设备布置与管道设计233 

1351车间设备布置233 

1352车间工艺管道设计234 

136发酵工业“三废”处理及其工厂化 

设计235 

1361废气235 

1362废水235 

1363废渣236 

137发酵工厂投资概算与经济评价236 

1371建设项目的总投资概算236 

1372概算和经济评价中

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