本書(shū)共有6章:固體原料的輸送與粉碎、原料的蒸煮與糖化、工業(yè)培養(yǎng)基的配制與滅菌、空氣處理工藝和設(shè)備、生化反應(yīng)器和產(chǎn)物分離及提取設(shè)備。
前言
本書(shū)自出版以來(lái)受到了廣大教師、學(xué)生和工程技術(shù)人員的好評(píng)。由于課程教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱的修改,有必要對(duì)本書(shū)第1版進(jìn)行修訂。考慮到教師和學(xué)生對(duì)教材使用的建設(shè)性意見(jiàn)以及化工類專業(yè)學(xué)生先期課程內(nèi)容,修訂后的教材刪除了微生物基礎(chǔ)知識(shí),內(nèi)容力求簡(jiǎn)明扼要、重點(diǎn)突出,適用少學(xué)時(shí)(28~36學(xué)時(shí))的教學(xué)需要。
生化工程屬于生物工程和化學(xué)工程交叉學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,交叉學(xué)科在科技活動(dòng)中顯現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯,尤其是生物工程產(chǎn)品的提取方法,很大程度上應(yīng)用了化工單元操作,因此作為化工及相關(guān)學(xué)科的學(xué)生,有必要學(xué)習(xí)生物工程的基本知識(shí),為以后從事生化工程生產(chǎn)活動(dòng)提供有益的幫助,同時(shí)對(duì)從事生化工藝生產(chǎn)和生化工程設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員也有很好的參考價(jià)值。考慮到化工類及相關(guān)專業(yè)學(xué)生對(duì)化工單元操作的理論學(xué)習(xí)已經(jīng)有了基礎(chǔ),因此本書(shū)在第六章中不再對(duì)基礎(chǔ)理論作過(guò)多的篇幅介紹,重點(diǎn)介紹化工單元操作設(shè)備類型和結(jié)構(gòu)。
本書(shū)由方書(shū)起、陳俊英,負(fù)責(zé)全書(shū)的大綱制訂和統(tǒng)稿。參加人員及分工如下:劉利平編寫(xiě)第1章;常春編寫(xiě)第2章和第3章;陳俊英編寫(xiě)緒論和第4章;方書(shū)起、白凈編寫(xiě)第5章;李洪亮、韓秀麗編寫(xiě)第6章。
借此機(jī)會(huì)也對(duì)參加過(guò)第1版教材的編寫(xiě)人員表示感謝。再版后的教材沒(méi)有把第1版引用的參考文獻(xiàn)一一列出,在此對(duì)被引用文獻(xiàn)的作者表示歉意。
限于作者水平,修訂后的教材恐仍有不妥及疏漏之處,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
作者
2016年7月
緒論1
0.1生物工程基本內(nèi)容1
0.2生化工程的提出2
0.3生化工程與生物工程的關(guān)系2
0.4生化工程基本內(nèi)容3
0.5生化工程研究進(jìn)展5
第1章固體原料的輸送與粉碎7
1.1微生物發(fā)酵主要原料7
1.1.1碳源7
1.1.2氮源11
1.2原料的輸送13
1.2.1機(jī)械輸送13
1.2.2氣流輸送19
1.3固體原料的粉碎26
1.3.1原料篩選26
1.3.2原料粉碎27
第2章原料的蒸煮與糖化30
2.1原料的蒸煮30
2.1.1淀粉的結(jié)構(gòu)30
2.1.2淀粉的膨脹與溶解30
2.1.3蒸煮時(shí)原料各組分的變化31
2.1.4蒸煮工藝32
2.2淀粉水解糖的制備36
2.2.1淀粉水解糖的生產(chǎn)36
2.2.2糖化設(shè)備37
2.3酒精蒸煮醪的糖化37
2.3.1糖化劑的種類38
2.3.2糖化劑的生產(chǎn)38
2.3.3蒸煮醪的糖化40
2.4麥芽汁的制備43
2.4.1啤酒麥芽汁的制備43
2.4.2糖化設(shè)備43
2.5檸檬酸生產(chǎn)原料的液化44
2.5.1間歇法45
2.5.2連續(xù)液化法45
2.6纖維素類生物質(zhì)原料處理45
2.6.1纖維素生物質(zhì)組成46
2.6.2酸水解法47
2.6.3酶水解法48
2.6.4蒸汽爆破法49
第3章工業(yè)培養(yǎng)基的配制與滅菌51
3.1培養(yǎng)基的配制51
3.1.1培養(yǎng)基的類型51
3.1.2培養(yǎng)基的配制原則53
3.1.3培養(yǎng)基的選擇54
3.1.4影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素55
3.2培養(yǎng)基的滅菌56
3.2.1培養(yǎng)基滅菌的方法56
3.2.2培養(yǎng)基滅菌的原理57
3.2.3影響培養(yǎng)基滅菌的因素58
3.3培養(yǎng)基滅菌流程60
3.3.1固體培養(yǎng)基的滅菌60
3.3.2液體培養(yǎng)基的滅菌60
3.3.3發(fā)酵附屬設(shè)備及管路的滅菌62
3.4培養(yǎng)基滅菌設(shè)備62
3.4.1連消塔62
3.4.2維持罐64
第4章空氣處理工藝和設(shè)備65
4.1空氣除菌65
4.1.1通風(fēng)發(fā)酵對(duì)菌空氣的要求65
4.1.2空氣除菌方法67
4.2空氣過(guò)濾除菌原理68
4.2.1慣性碰撞滯留作用69
4.2.2阻攔滯留作用69
4.2.3布朗擴(kuò)散作用70
4.2.4重力沉降作用70
4.2.5靜電吸附作用70
4.3空氣過(guò)濾除菌工藝要求與流程71
4.3.1空氣過(guò)濾除菌工藝要求71
4.3.2空氣過(guò)濾除菌流程72
4.4空氣處理設(shè)備74
4.4.1空氣壓縮機(jī)74
4.4.2空氣儲(chǔ)罐74
4.4.3空氣冷卻器75
4.4.4氣液分離器和除霧器76
4.4.5空氣過(guò)濾器77
第5章生化反應(yīng)器86
5.1概述86
5.1.1生化反應(yīng)器的類型86
5.1.2生化反應(yīng)器的特征87
5.1.3生化反應(yīng)器的基本要求87
5.2厭氧發(fā)酵和設(shè)備87
5.2.1酒精發(fā)酵設(shè)備87
5.2.2啤酒發(fā)酵設(shè)備91
5.3機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐94
5.3.1機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)94
5.3.2機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐的換熱裝置98
5.3.3機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐的管路配置要求100
5.3.4機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐的攪拌功率101
5.3.5氧的溶解102
5.3.6機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐的放大106
5.4氣升式發(fā)酵罐108
5.4.1氣升式發(fā)酵罐的工作原理108
5.4.2氣升式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)109
5.4.3氣升式發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)計(jì)算112
5.5固體發(fā)酵罐115
5.5.1固體發(fā)酵115
5.5.2固體發(fā)酵設(shè)備115
5.6其他反應(yīng)器及進(jìn)展116
5.6.1酶反應(yīng)器116
5.6.2膜反應(yīng)器118
5.6.3動(dòng)、植物細(xì)胞反應(yīng)器120
5.6.4發(fā)酵設(shè)備進(jìn)展122
第6章產(chǎn)物分離和提取設(shè)備124
6.1過(guò)濾和離心分離124
6.1.1過(guò)濾124
6.1.2過(guò)濾設(shè)備125
6.1.3離心分離129
6.1.4離心機(jī)的類型131
6.2蒸發(fā)和結(jié)晶134
6.2.1蒸發(fā)與蒸發(fā)器134
6.2.2蒸發(fā)裝置140
6.2.3結(jié)晶與結(jié)晶設(shè)備143
6.2.4結(jié)晶器的設(shè)計(jì)146
6.3干燥147
6.3.1干燥原理147
6.3.2對(duì)流干燥流程149
6.3.3干燥設(shè)備150
6.4萃取160
6.4.1液液萃取操作流程161
6.4.2萃取操作的特點(diǎn)162
6.4.3影響萃取操作的因素162
6.4.4萃取設(shè)備163
6.5精餾167
6.5.1精餾的概念167
6.5.2板式精餾塔170
6.5.3填料精餾塔174
6.6吸附和離子交換176
6.6.1吸附176
6.6.2離子交換180
6.7色譜分離188
6.7.1色譜法的基本概念188
6.7.2色譜法的分類190
6.7.3色譜法工藝過(guò)程與設(shè)備191
6.8膜分離技術(shù)192
6.8.1膜種類和性能193
6.8.2膜分離過(guò)程193
6.8.3膜分離設(shè)備194
參考文獻(xiàn)197