生物工程設備(第二版)（簡體書）

生物工程是國民經濟中的重要工業。隨著生物工程的迅速發展，生物工程設備計也要相應提高和發展。本書包括緒論；原料處理及滅菌設備；空氣壓縮及除菌設備；設備和管道的清洗與滅菌；通風發酵設備；嫌氣發酵設備；動、植物細胞培養及酶反應器簡介；產物分離與提取；中試設備的設計與選型；生物工程公用系及附錄。

目錄
第二版前言
第一版前言
1 緒論 1
1.1 生物工程設備在生物工程中的地位 1
1.2 生物工程設備的發展歷程 2
1.2.1 傳統發酵階段生物工程設備 3
1.2.2 純培養及通氣攪拌階段生物工程設備 3
1.2.3 代謝調控發酵技術階段生物工程設備 3
1.2.4 基因重組發酵技術階段生物工程設備 4
1.3 生物工程設備的概況及發展趨勢 4
1.4 生物工程設備的課程內容與要求 5
1.4.1 主要內容 5
1.4.2 學習本書的要求 5
2 生物工程設備基礎知識概述 6
2.1 工程力學基礎 6
2.1.1 力的概念及基本性質 6
2.1.2 力矩與力偶 8
2.1.3 約束和約束力的概念 9
2.1 工程中常見的約束種類 9
2.1.5 物體的受力分析與受力圖 10
2.1.6 構件變形的基本形式 11
2.1.7 軸向拉伸和壓縮時杆件的應力和應變 13
2.2 生物工程設備材料 15
2.2.1 設備所用材料的分類 15
2.2.2 設備材料的基本力學性能 18
2.2.3 設備材料的物理性能 20
2.2.4 謾備材料的化學性能 21
2.2.5 設備材料的加工工藝性能 22
2.2.6 生物工程設備材料的選用 23
2.3 儀錶 23
2.3.1 儀錶的分類 24
2.3.2 溫度檢測儀錶 24
2.3.3 壓力檢測及儀錶 28
2.3.4 流量檢測及儀錶 32
2.3.5 物位檢測及儀錶 36
思考題 40
3 原料處理及滅菌設備 41
3.1 原料的處理及粉碎設備 41
3.1.1 粗選設備 41
3.1.2 精選設備 48
3.1.3 粉碎設備 50
3.2 輸送設備 60
3.2.1 固體物料輸送設備 60
3.2.2 液體物料輸送設備 72
3.3 培養基的滅菌方法及設備 80
3.3.1 培養基實消法 80
3.3.2 培養基連消設備 82
思考題 88
4 空氣壓縮及除菌設備 89
4.1 發酵工廠對空氣的質量要求 89
4.1.1 空氣中微生物的分佈 89
4.1.2 生物工業生產對空氣質量的要求 89
4.2 空氣除菌的方法與原理 90
4.2.1 空氣除菌的方法 90
4.2.2 介質過濾除菌原理 92
4.2.3 空氣介質過濾器設計計算 95
4.3 空氣除菌流程設計與設備選型 96
4.3.1 空氣過濾除菌流程 96
4.3.2 空氣預處理設備設計與選型 99
4.3.3 空氣介質除菌設備設計與選型 106
思考題 115
5 設備和管道的清洗與滅菌 116
5.1 帝用清洗方法及設備 116
5.1.1 生物工業常用清洗劑 116
5.1.2 設備、管路、閥門等清洗 119
5.1.3 CIP清洗系統及設備 123
5.1.4 清潔程度的確認 125
5.2 設備及管路的滅菌 126
5.2.1 發酵罐及容器的滅菌 126
5.2.2 空氣過濾器的滅菌 127
5.2.3 管路和閥門的滅菌 127
5.2.4 滅菌的檢驗及可能出現的問題 130
思考題 131
6 通風發酵設備 132
6.1 機械攪拌通風密閉發酵罐 132
6.1.1 概述 132
6.1.2 機械攪拌通風密閉發酵罐的結構及計算 133
6.1.3 改良的機械攪拌通用式發酵罐 142
6.2 通風固相發酵設備 143
6.2.1 通風固體淺層發酵設備 143
6.2.2 通風固體深層發酵設備 144
6.3 其他類型的通風發酵罐 146
6.3.1 自吸式發酵罐 147
6.3.2 機械攪拌伍式發酵罐 148
6.3.3 氣升發酵罐 148
6.3.4 液提式發酵罐 149
6.3.5 膜生物反應器 149
6.3.6 基因工程菌生物反應器 150
思考題 150
7 嫌氣發酵設備 151
7.1 乙醇發酵設備 151
7.1.1 乙醇發酵罐的結構與操作 151
7.1.2 乙醇連續發酵設備 153
7.1.3 其他乙醇發酵設備 154
7.2 啤酒發酵設備 157
7.2.1 啤酒生產工藝流程 157
7.2.2 啤酒發酵設備 157
7.3 其他發酵設備 160
7.3.1 沼氣發酵設備 160
7.3.2 生物農藥固態友酵設備 164
7.3.3 葡萄酒發酵設備 165
思考題 167
8 動植物細胞培養及酶生物反應器 168
8.1 動物細胞培養反應器 168
8.1.1 動物細胞體外培養的特點 168
8.1.2 動物細胞培養方法 169
8.1.3 動物細胞培養生物反應器的類型及特點 170
8.1.4 反應器培養中的關鍵問題及解決途徑 178
8.2 植物細胞培養反應器 179
8.2.1 植物細胞規模化培養過程的特點 180
8.2.2 植物細胞培養反應器的類型與特點 181
8.2.3 植物細胞反應器系統的設計與控制 184
8.3 酶生物反應器 186
8.3.1 酶生物反應器的要求 187
8.3.2 各種酶生物反應器的類型和特點 187
8.3.3 酶反應器的設計、選擇和使用 191
思考題 192
9 產物分離與提取 193
9.1 概述 193
9.2 過濾設備 194
9.2.1 過濾原理與方法 194
9.2.2 壓濾機 196
9.2.3 真空過濾機 200
9.2.4 帶式真空過濾機 201
9.2.5 過濾設備的選擇與使用 202
9.3 離心分離設備 203
9.3.1 離心分離設備的分類與特點 203
9.3.2 過濾式離心機 204
9.3.3 沉降式離心機 207
9.3.4 分離式離心機 209
9.35 離心機的選型 211
9.4 膜分離設備 212
9.4.1 概述 212
9.4.2 分離膜 212
9.4.3 膜分離裝置 214
9.5 萃取設備 220
9.5.1 概述 220
9.5.2 混合設備 220
9.5.3 萃取機 221
9.6 蒸發濃縮設備 223
9.6.1 概述 223
9.6.2 蒸發設備 223
9.6.3 除沫器、冷疑器和真空裝置 228
思考題 229
10 生物工程公用系統 230
IO.1 基礎概念 230
lO.1.1 流體的物理性質 230
10.1.2 生物工程中的傳熱過程 235
10.1.3 生物工程中化工設備的應用 237
10.2 供水 249
10.2.1 水的組成及用水質量分級 249
10.2.2 水處理系統及設備 251
10.2.3 水的殺菌 259
10.2.4 供水系統及設備 260
10.3 製冷 262
10.3.1 製冷原理 262
10.3.2 製冷劑及載冷劑 262
10.3.3 製冷系統設備 264
10.3.4 絕熱材料及結構 267
10.4 供熱 268
10.4.1 熱量衡算的意義 268
10.4.2 熱量衡算方法 268
10.4.3 鍋爐設計 269
思考題 270
主要參考文獻 271
附錄A 飽和水蒸氣表 274
附錄B 水的密度(0～39.0℃) 277
附錄C 水的黏度(0～40.0℃) 277
附錄D 污垢系數值 279
附錄E 糖汁的有關性質 281
附錄F 化工管路標準化表 282
附錄G 金屬管子、管件強度 285
附錄H 單位換算表 287