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發酵工程(生物產業高等教育系列教材)

  • 作者：編者:王澤建//林元山|責編:劉丹//劉暢//馬程迪|總主編:劉仲華
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030806406
  • 出版日期：2025/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：302
人民幣：RMB 89 元      售價：元
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內容大鋼
    本書在發酵工程基礎理論和應用的基礎上，融入發酵工程領域前沿學科技術，拓展了生物工程內容，深化了學生對理論知識的理解：除了增加各章節前沿技術及其方法，還注重相關設備和儀器儀錶技術的內容，豐富了工程學理論和應用。本書也注重發酵過程數字化和數據化與教學課程的融合，為本學科學生認知工業4.0奠定基礎。教材全面介紹了發酵工程的概念、原理、發展方向及應用領域。全書共有十六章，在內容安排上分為兩大部分，前半部分即第一章至第十一章，主要闡述發酵工程的基本概念、理論及基本原理；後半部分即第十二章至第十六章，主要介紹發酵工程的主要產品工藝及其在食品和化學品原料生物發酵加工製備與環境保護等領域的應用。
    本書適合於廣大生物工程、生物技術、生物科學等相關專業的本科生和研究生的學習和科研，適用於企業工程、科技人員理論技術提升。
作者介紹
編者:王澤建//林元山|責編:劉丹//劉暢//馬程迪|總主編:劉仲華
目錄
前言
第一章  緒論
  第一節  發酵與發酵工程的概念
    一、「發酵」的詞源
    二、發酵工程
    三、發酵工程在生物工程學科中的地位
  第二節  發酵工業的發展簡史
    一、自然發酵時期
    二、純培養技術發酵時期
    三、通氣攪拌發酵時期
    四、代謝控制發酵時期
    五、基因工程操作技術發酵時期
  第三節  發酵工程的技術特徵與發展前景
    一、發酵工程技術的產業應用領域
    二、發酵方法的分類
    三、發酵工業的技術特點
    四、發酵工藝的一般流程
    五、發酵工業的發展前景
  第四節  發酵工程課程的內容與學習方法
    一、發酵工程課程的主要內容與先修課程
    二、發酵工程課程的知識儲備和學習方法
第二章  發酵工業菌種製備原理與技術
  第一節  用於工業生產菌種的要求和特點
    一、發酵工業對菌種的要求
    二、常見的發酵工業菌種簡介
  第二節  土壤中目的微生物的分離
    一、土壤採樣的一般原則
    二、土樣中微生物的富集
    三、目的微生物的挑選
    四、目的生物材料篩選的研究進展
  第三節  傳統工業菌種育種技術
    一、自然選育原理和步驟
    二、誘變育種
    三、定向進化
  第四節  菌種高通量篩選技術
    一、概述
    二、高通量篩選的目標與基本原理
    三、菌種高通量篩選技術與裝備
    四、高通量篩選技術的應用舉例
第三章  發酵培養基
  第一節  發酵培養基分類
    一、按純度分類
    二、按狀態分類
    三、按用途分類
  第二節  發酵培養基的組成及來源
    一、碳源
    二、氮源
    三、無機鹽及微量元素
    四、水
    五、生長因子、前體、產物促進劑

  第三節  培養基的設計
    一、發酵培養基設計原則
    二、培養基成分和配比的選擇
  第四節  發酵培養基的優化
    一、發酵培養基優化的原理
    二、發酵培養基優化的方法
    三、發酵培養基優化的策略
  第五節  影響培養基質量的因素
    一、原料及設備的預處理
    二、原料的質量
    三、微生物的營養精細調控方式與過程轉化率
第四章  無菌系統
  第一節  滅菌的方法和基本原理
    一、化學滅菌
    二、射線滅菌
    三、乾熱滅菌
    四、濕熱滅菌
    五、過濾除菌
  第二節  培養基的滅菌
    一、培養基濕熱滅菌技術
    二、培養基過濾除菌技術
    三、培養基滅菌工程設計
    四、影響培養基滅菌的因素
  第三節  發酵設備的清洗與滅菌
    一、發酵設備的清洗
    二、發酵設備的滅菌
  第四節  空氣除菌
    一、無菌空氣製備的方法
    二、介質過濾製備無菌空氣的工藝
  第五節  無菌檢查技術
    一、發酵工業污染的危害
    二、發酵工業污染的防治策略
    三、發酵工業的無菌檢查方法
第五章  種子製備
  第一節  種子製備原理與技術
    一、優良種子應具備的條件
    二、種子擴大培養的目的
    三、種子製備常用技術
  第二節  種子製備過程
    一、實驗室種子製備
    二、生產車間種子製備
  第三節  影響種子質量的因素與控制
    一、種子質量標準
    二、種子質量的影響因素及其控制
第六章  發酵動力學
  第一節  概論
    一、發酵動力學的研究目的
    二、發酵動力學的研究內容
    三、發酵動力學的研究方法
  第二節  發酵動力學的參數與表徵

    一、菌體細胞生長速率與比生長速率
    二、基質的消耗速率與比消耗速率
    三、維持的消耗速率與比消耗速率
    四、基質消耗速率與菌體細胞生長速率的關係及基質比消耗速率與菌體細胞比生長速率的關係
    五、產物的生成速率與比生成速率
    六、生長得率與產物得率
  第三節  微生物菌體生長與基質消耗及產物合成動力學
    一、微生物生長動力學
    二、微生物生長與單一基質消耗動力學
    三、微生物生長的其他基質消耗動力學
    四、微生物生長、基質消耗與產物合成動力學
  第四節  發酵過程模擬與優化
    一、分批發酵的生產率
    二、連續發酵動力學
    三、補料分批培養發酵動力學
    四、發酵過程模擬與優化
第七章  發酵過程氧傳質變化規律
  第一節  工業發酵過程中氧的需求
    一、供氧與微生物呼吸的關係
    二、微生物的耗氧特徵
    三、影響發酵液中溶解氧的因素
  第二節  氧在發酵液中的傳遞
    一、氧的傳遞途徑與傳遞阻力
    二、氧的傳遞速率方程式
  第三節  發酵液的流變學
    一、發酵液的流變學參數
    二、發酵液的流變學與發酵過程式控制制的關係
  第四節  發酵體系中氧的供需動態關係
  第五節  影響供氧的因素
    一、影響供氧的因素概述
    二、影響氧傳遞推動力的因素
    三、影響KLa的因素
  第六節  KLa的測定方法
    一、亞硫酸鹽氧化法
    二、取樣極譜法
    三、物料衡演算法
    四、動態法
    五、排氣法
第八章  發酵過程多參數採集技術與應用
  第一節  發酵過程多參數檢測的重要性
    一、操作變數及其優化的局限性
    二、狀態變數
    三、發酵過程參數檢測與控制概述
    四、生物技術發展與發酵過程優化
    五、生物過程的多尺度研究方法的提出與原理
  第二節  發酵過程參數檢測與數據化
    一、常規發酵過程檢測技術與應用
    二、先進發酵過程檢測技術與應用
    三、發酵過程數據驅動型的可視化集成
第九章  發酵工藝優化與控制

  第一節  培養基的影響、優化與控制
    一、碳源的影響、優化與控制
    二、氮源的影響、優化與控制
    三、無機鹽和微量元素的影響、優化與控制
  第二節  溫度的影響及其控制
    一、溫度的影響
    二、發酵過程中引起溫度變化的因素
    三、溫度的控制
  第三節  pH的影響及其控制
    一、pH對發酵的影響
    二、pH的變化
    三、發酵pH的確定和控制
  第四節  補料作用及其控制
    一、分批發酵、流加發酵與補料分批培養
    二、發酵過程中碳氮磷的變化與控制
    三、發酵過程補料的意義和原則
  第五節  泡沫的影響及其控制
    一、泡沫的形成及其對發酵的影響
    二、消泡劑
  第六節  發酵終點的判斷
    一、發酵過程的優化主要指標
    二、發酵終止時間的確定
第十章  流場特性與生理特性相結合的發酵
  第一節  概論
  第二節  發酵罐放大設計目標及依據
    一、發酵罐放大設計目標
    二、發酵罐放大設計的主要依據
  第三節  攪拌生物反應器內的流場特性
    一、攪拌生物反應器內流場的基本特點
    二、攪拌生物反應器內流場的測定技術
    三、攪拌生物反應器內流場的計算流體力學模擬
  第四節  生理特性與流場特性指導的發酵優化與放大
    一、定量剪切率評估與生理代謝參數結合的工藝優化控制
    二、160m3頭孢菌素C發酵罐優化
    三、維生素B12工業發酵過程發酵罐工藝優化
第十一章  發酵工程裝備技術
  第一節  代謝多參數分析的發酵研究裝置
  第二節  用於研究的試驗裝置
    一、實驗室發酵罐裝置
    二、中試與生產規模裝置及數據採集系統研製
    三、感測器與測量系統
    四、質量流量計和控制
    五、罐壓測量
    六、補料測量與控制系統
    七、發酵液全罐稱量技術研究
    八、尾氣分析系統
  第三節  數據採集與分析
    一、過程式控制制軟體
    二、數據分析軟體
    三、應用

  第四節  恆化器裝置及原理
    一、基本原理
    二、基本系統組成
    三、恆化系統操作與應用
第十二章  氨基酸和有機酸發酵生產技術
  第一節  氨基酸生產工藝
    一、概況
    二、谷氨酸發酵
  第二節  有機酸生產工藝
    一、有機酸合成的代謝調控與育種
    二、有機酸發酵的工藝控制
第十三章  維生素發酵生產技術
  第一節  維生素的分類和生產方法
    一、維生素的特性和生化功能
    二、維生素的生產方法
  第二節  維生素C發酵技術
    一、維生素C的合成方法
    二、二步發酵菌種及發酵工藝
    三、生物合成法生產維生素的前景
  第三節  維生素B12生產工藝
    一、維生素B12的結構與功能
    二、維生素B12的生物合成途徑
    三、維生素B12的生產和發酵代謝調控過程研究進展
第十四章  ?的發酵技術
  第一節  澱粉?發酵
    一、澱粉?生產菌種
    二、澱粉的糖化流程
    三、澱粉?發酵過程與調控
    四、硅藻土過濾
    五、膜分離濃縮
    六、質量檢測與防腐
  第二節  纖維素?發酵
    一、纖維素?生產菌種
    二、發酵培養基配方與誘導物
    三、纖維素?發酵過程
    四、液體?製劑的后處理工藝
    五、質量檢測與保藏
  第三節  青黴素?化?發酵
    一、青黴素?化?基因工程菌構建
    二、發酵培養基配方、發酵過程與調控
    三、青黴素?化?固定化
    四、液體?製劑的后處理工藝
  第四節  木聚糖?發酵
    一、木聚糖?生產菌種
    二、發酵培養基配方
    三、黑曲霉固態發酵木聚糖?工藝
    四、質量檢測與評價
第十五章  醬油和食醋發酵生產技術
  第一節  醬油
    一、醬油及其起源

    二、醬油的分類
    三、醬油發酵菌種
    四、醬油生產原料及處理
  第二節  醬油發酵
    一、醬油發酵過程
    二、醬油檢測與評價
  第三節  食醋
    一、食醋的歷史與分類
    二、食醋釀造微生物
  第四節  食醋生產工藝
    一、食醋生產工藝分類
    二、食醋生產工藝流程
    三、食醋生產關鍵工藝
第十六章  發酵工業清潔生產
  第一節  清潔生產概述
  第二節  清潔生產的特點和現狀
    一、清潔生產的特點
    二、清潔生產的現狀
  第三節  發酵工業清潔生產實例
    一、發酵工廠的清潔生產
    二、末端治理技術
  第四節  生物安全與管理
    一、生物安全概念
    二、生物安全類型
    三、生物安全管理

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