全書內(nèi)容共分九章：原料的輸送及前處理設(shè)備，培養(yǎng)基的滅菌和空氣除菌設(shè)備，生物反應(yīng)器設(shè)計基礎(chǔ)，微生物反應(yīng)器，動植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器與酶反應(yīng)器，生物反應(yīng)器的設(shè)計、放大及參數(shù)檢測，細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備，萃取與色譜設(shè)備，蒸發(fā)、結(jié)晶與干燥設(shè)備。全面介紹了生物工程設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理及設(shè)計與選型原則。為方便教學(xué)，每章內(nèi)容均配有思考題。
本書可作為生物工程、生物技術(shù)、生物制藥以及食品科學(xué)與工程、化學(xué)工程等專業(yè)的教材或參考書，也適合相關(guān)科研設(shè)計院所和企業(yè)人員自學(xué)。
生物工程設(shè)備是生物工程、生物技術(shù)和生物制藥等專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課，是在學(xué)習(xí)了微生物學(xué)、生物化學(xué)、化工原理、生物工藝學(xué)、生物分離技術(shù)等課程的基礎(chǔ)上，為培養(yǎng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與生產(chǎn)所需工程技術(shù)人才而開設(shè)的一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程。本課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用面廣、內(nèi)容多、所關(guān)聯(lián)課程多、更新快等特點(diǎn)。隨著高等教育的快速發(fā)展，許多高校壓縮專業(yè)課學(xué)時。在教學(xué)中存在著學(xué)生工程意識薄弱、教材內(nèi)容更新相對較慢等問題。為了達(dá)到知識面寬、淺顯易懂、突出新知識、實(shí)用以及教師易教、學(xué)生易學(xué)的目的，本書強(qiáng)調(diào)基本原理和關(guān)鍵設(shè)備，突出工程實(shí)踐，內(nèi)容體系完整，反映學(xué)科新成果，難度適中，篇幅較小，符合新形勢下高校專業(yè)課的教學(xué)要求。本書以生物加工過程為主線，介紹生物工程設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理及工藝設(shè)計計算與選型原則，力圖反映該領(lǐng)域的最新應(yīng)用成果。全書分為三部分：第一部分為原料的前處理設(shè)備及滅（除）菌設(shè)備，第二部分為生物反應(yīng)器，第三部分為生物產(chǎn)品分離設(shè)備。使用本教材時，推薦教學(xué)時數(shù)為32至48學(xué)時。本書力求突出以下特點(diǎn)：1.努力反映生物工程設(shè)備應(yīng)用新成果。近年來，生物工程技術(shù)的發(fā)展日新月異，各種先進(jìn)的生物工程設(shè)備層出不窮。本書對那些已顯陳舊的內(nèi)容進(jìn)行了刪減，增加了生物工程設(shè)備應(yīng)用新成果的內(nèi)容。2.重點(diǎn)突出，注重實(shí)用,力求反映基本概念和基本內(nèi)容。在知識點(diǎn)方面，圍繞設(shè)備設(shè)計及選型這一主題展開。在內(nèi)容方面，重點(diǎn)介紹核心設(shè)備生物反應(yīng)器，適當(dāng)介紹與其相關(guān)的設(shè)備。盡可能多地選擇與生產(chǎn)實(shí)際緊密相連的工程實(shí)例，拉近所學(xué)與所用的距離，達(dá)到學(xué)以致用的目的。3.敘述簡潔，層次清晰，便于自學(xué)。生物工程設(shè)備的工作原理分析和設(shè)計需要深厚的理論基礎(chǔ)，但對工程技術(shù)人員來說，更需要了解和掌握的是基本原理及應(yīng)用特性。本書用較少的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，簡潔的文字，配以適量的插圖來呈現(xiàn)生物工程設(shè)備基本內(nèi)容和知識，通俗易懂。因此，本書也適合相關(guān)科研設(shè)計院所和生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員以及相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人員學(xué)習(xí)參考。本書由武漢輕工大學(xué)陶興無和江賢君編寫。江賢君編寫第四章第四、五節(jié)，第五章和第六章；陶興無編寫其余各章節(jié)并統(tǒng)稿。此外，研究生陳強(qiáng)、李政、李燕、樊永波、劉仁祿和許曉梅等也為本書的資料搜集整理做了大量工作。編寫過程中參閱了大量同行的教材、資料與文獻(xiàn)，謹(jǐn)此對這些作者表示誠摯的感謝！限于編者水平，書中難免存在一些疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正。陶興無2016年9月于武漢
陶興無，武漢輕工大學(xué)，教授，1982年畢業(yè)于湖北工業(yè)大學(xué)工業(yè)發(fā)酵專業(yè)（本科）后留校任教，1988年畢業(yè)于江南大學(xué)發(fā)酵工程專業(yè)(碩士研究生)。1988年起在武漢市科委生物技術(shù)中心工作，2000年至今在武漢工業(yè)學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院任生物工程專業(yè)教師。為本科生和研究生講授《生物工程設(shè)備》、《生物制藥設(shè)備》、《生物工程與工藝學(xué)》、《發(fā)酵工藝學(xué)》、《發(fā)酵代謝調(diào)控》、《發(fā)酵產(chǎn)品工藝學(xué)》、《發(fā)酵(制藥)工廠設(shè)計》和《生物工程概論》等課程。近年來，主持（參與）完成《魔芋葡甘聚糖降解工藝研究及其應(yīng)用》(2005年)、《醬腌菜新型純種發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)的研究》(2008年)、《高溫－半乳糖苷酶制備技術(shù)的研究與開發(fā)》(2010年)、《多菌種發(fā)酵在棉籽餅粕綜合利用中技術(shù)中試多菌種發(fā)酵在棉籽餅粕綜合利用中技術(shù)中試》（2010年）、《接種嗜鹽乳酸菌酵母菌新技術(shù)改進(jìn)襄樊大頭菜生產(chǎn)中試》（2010年）、《基于二步法全基因合成技術(shù)飼用耐高溫脂肪酶的分子改造》（2013年）和《－3族脂肪酸增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶的機(jī)理研究》（2013年）等十余項(xiàng)國家或省市科技攻關(guān)課題；發(fā)表相關(guān)論文三十余篇；主（參）編教材五部。
第一章原料的輸送及前處理設(shè)備1
第一節(jié)物料的輸送設(shè)備1
一、固體物料的輸送設(shè)備1
二、液體物料的輸送設(shè)備9
第二節(jié)固體物料的分選（除雜）與分級設(shè)備13
一、分選（除雜）設(shè)備13
二、精選設(shè)備15
三、分級設(shè)備17
四、除鐵、去石設(shè)備18
第三節(jié)固體物料的粉碎設(shè)備21
一、粉碎原理和方法21
二、錘式粉碎機(jī)24
三、輥式粉碎機(jī)27
四、其它粉碎機(jī)28
第四節(jié)淀粉質(zhì)原料的水解設(shè)備30
一、傳統(tǒng)的連續(xù)蒸煮糖化設(shè)備流程30
二、雙酶法連續(xù)噴射液化及糖化設(shè)備流程31
三、傳統(tǒng)的蒸煮加熱設(shè)備32
四、連續(xù)液化噴射器（水熱器）33
五、水力噴射真空泵35
六、糖化罐37
第五節(jié)麥芽汁制備和糖蜜原料稀釋設(shè)備37
一、麥芽汁制備設(shè)備38
二、糖蜜原料的稀釋設(shè)備41
復(fù)習(xí)思考題44
第二章培養(yǎng)基的滅菌和空氣除菌設(shè)備45
第一節(jié)培養(yǎng)基滅菌設(shè)備45
一、濕熱滅菌的原理45
二、培養(yǎng)基的分批滅菌46
三、培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌設(shè)備流程47
四、加熱設(shè)備49
五、維持（保溫）設(shè)備52
六、冷卻設(shè)備54
第二節(jié)空氣除菌設(shè)備57
一、生物反應(yīng)器用無菌空氣標(biāo)準(zhǔn)57
二、壓縮空氣的預(yù)處理流程58
三、壓縮空氣預(yù)處理設(shè)備60
四、空氣過濾的常用介質(zhì)及其除菌機(jī)制65
五、空氣過濾器的結(jié)構(gòu)和性能67
第三節(jié)設(shè)備與管路的清洗與滅菌78
一、設(shè)備和管路的清洗78
二、CIP清洗系統(tǒng)簡介80
三、設(shè)備及管路的滅菌81
復(fù)習(xí)思考題85
第三章生物反應(yīng)器設(shè)計基礎(chǔ)86
第一節(jié)生物反應(yīng)器的分類86
一、根據(jù)生物催化劑分類86
二、根據(jù)底物加入方式分類87
三、根據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特征及動力輸入方式分類88
四、根據(jù)反應(yīng)器通氣情況分類89
第二節(jié)生物反應(yīng)器設(shè)計的機(jī)械基礎(chǔ)89
一、壓力容器設(shè)計的基本知識89
二、無夾套生物反應(yīng)器（內(nèi)壓薄壁容器）的應(yīng)力分析91
三、夾套生物反應(yīng)器（外壓容器）的失穩(wěn)93
四、生物反應(yīng)器強(qiáng)度設(shè)計參數(shù)的確定94
五、生物反應(yīng)器的壁厚計算97
六、生物反應(yīng)器的壓力試驗(yàn)101
第三節(jié)生物反應(yīng)器中的傳遞與混合103
一、生物反應(yīng)流體的流變特性103
二、剪切力對生物反應(yīng)的影響105
三、生物反應(yīng)器中氧的傳遞106
四、生物反應(yīng)器中的熱量傳遞111
五、生物反應(yīng)器中的流動和混合特征112
復(fù)習(xí)思考題115
第四章微生物反應(yīng)器116
第一節(jié)機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐116
一、基本結(jié)構(gòu)116
二、罐體和傳熱裝置116
三、通氣和攪拌裝置120
四、軸封裝置和傳動裝置125
五、消泡和尾氣排放裝置128
六、機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的優(yōu)缺點(diǎn)131
第二節(jié)氣升式通風(fēng)發(fā)酵罐131
一、鼓泡塔反應(yīng)器簡介131
二、氣升式環(huán)流式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與類型135
三、氣升式環(huán)流式反應(yīng)器的傳遞特性參數(shù)139
四、氣升式環(huán)流式反應(yīng)器的操作特性141
五、氣升式環(huán)流式反應(yīng)器的設(shè)計要點(diǎn)143
六、氣升式環(huán)流式反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)144
第三節(jié)自吸式通風(fēng)發(fā)酵罐145
一、機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐145
二、噴射自吸式發(fā)酵罐149
第四節(jié)厭氧微生物反應(yīng)器151
一、酒精發(fā)酵罐151
二、啤酒發(fā)酵罐156
三、廢水厭氧處理反應(yīng)器161
第五節(jié)固態(tài)發(fā)酵生物反應(yīng)器164
一、固態(tài)發(fā)酵體系的傳質(zhì)和傳熱165
二、靜態(tài)固態(tài)發(fā)酵生物反應(yīng)器166
三、動態(tài)發(fā)酵生物反應(yīng)器169
復(fù)習(xí)思考題178
第五章動植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器與酶反應(yīng)器180
第一節(jié)動植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)方法180
一、動植物細(xì)胞培養(yǎng)特性180
二、動植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)方法和生產(chǎn)操作方式182
第二節(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器185
一、動物細(xì)胞貼壁培養(yǎng)反應(yīng)器185
二、動物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)反應(yīng)器186
三、動物細(xì)胞微載體培養(yǎng)反應(yīng)器191
四、大載體培養(yǎng)反應(yīng)器192
第三節(jié)植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器193
一、植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)反應(yīng)器193
二、植物細(xì)胞固定化培養(yǎng)反應(yīng)器196
第四節(jié)酶反應(yīng)器198
一、游離酶反應(yīng)器199
二、固定化酶反應(yīng)器202
三、酶反應(yīng)器的選型209
四、酶反應(yīng)器的操作212
復(fù)習(xí)思考題214
第六章生物反應(yīng)器的設(shè)計、放大及參數(shù)檢測215
第一節(jié)發(fā)酵罐的設(shè)計215
一、發(fā)酵罐容積設(shè)計215
二、發(fā)酵罐的幾何尺寸和壁厚設(shè)計216
三、換熱裝置的冷卻面積設(shè)計218
四、攪拌器的軸功率設(shè)計221
五、發(fā)酵罐的附件設(shè)計223
第二節(jié)發(fā)酵罐的比擬放大223
一、幾何尺寸的放大224
二、空氣流量的放大224
三、攪拌轉(zhuǎn)速及功率的放大226
四、放大方法的比較227
第三節(jié)酶反應(yīng)器的設(shè)計227
第四節(jié)生物反應(yīng)過程的參數(shù)檢測234
一、溫度234
二、罐壓234
三、攪拌轉(zhuǎn)速和功率235
四、空氣和料液流量236
五、液位和泡沫238
六、pH及溶解CO2濃度238
七、溶氧濃度及氧化還原電位239
八、發(fā)酵罐排氣(尾氣)中O2分壓和CO2分壓240
復(fù)習(xí)思考題242
第七章細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備243
第一節(jié)細(xì)胞機(jī)械破碎設(shè)備243
一、高壓勻漿器243
二、高速珠磨機(jī)243
三、噴霧撞擊破碎器244
四、超聲波破碎器244
五、細(xì)胞破碎機(jī)械的選用244
第二節(jié)過濾設(shè)備245
一、板框壓濾機(jī)245
二、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)247
三、過濾機(jī)的選用250
第三節(jié)離心設(shè)備250
一、三足式離心機(jī)251
二、管式離心機(jī)251
三、碟片式離心機(jī)253
四、臥式螺旋卸料離心機(jī)255
五、離心機(jī)的選用255
第四節(jié)膜分離設(shè)備256
一、膜結(jié)構(gòu)及其分離機(jī)理256
二、膜組件257
三、膜組件的選用259
復(fù)習(xí)思考題260
第八章萃取與色譜設(shè)備261
第一節(jié)萃取設(shè)備261
一、溶劑萃取流程261
二、混合設(shè)備261
三、分離設(shè)備263
四、混合-分離萃取機(jī)264
第二節(jié)離子交換設(shè)備266
一、離子交換設(shè)備的分類266
二、離子交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)267
三、離子交換設(shè)備的設(shè)計要點(diǎn)269
第三節(jié)色譜設(shè)備270
一、色譜分離的基本原理270
二、色譜系統(tǒng)的基本組成271
三、色譜柱結(jié)構(gòu)272
四、工業(yè)規(guī)模的色譜分離裝置274
五、徑向色譜274
復(fù)習(xí)思考題275
第九章蒸發(fā)、結(jié)晶與干燥設(shè)備276
第一節(jié)蒸發(fā)設(shè)備276
一、循環(huán)型蒸發(fā)器276
二、單程型（膜式）蒸發(fā)器277
三、蒸發(fā)器的輔助設(shè)備281
四、蒸發(fā)設(shè)備的選用282
第二節(jié)結(jié)晶設(shè)備282
一、冷卻結(jié)晶器282
二、蒸發(fā)結(jié)晶器284
三、真空結(jié)晶器287
四、結(jié)晶設(shè)備的選用289
第三節(jié)干燥設(shè)備289
一、對流型（絕熱）干燥設(shè)備289
二、傳導(dǎo)型（非絕熱）干燥設(shè)備296
三、冷凍干燥機(jī)298
四、干燥設(shè)備的選用301
復(fù)習(xí)思考題302
參考文獻(xiàn)303
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