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第一章 原料的输送及前处理设备 1

第一节 物料的输送设备 1

一、固体物料的输送设备 1

二、液体物料的输送设备 9

第二节 固体物料的分选（除杂）与分级设备 13

一、分选（除杂）设备 13

二、精选设备 15

三、分级设备 17

四、除铁、去石设备 18

第三节 固体物料的粉碎设备 21

一、粉碎原理和方法 21

二、锤式粉碎机 24

三、辊式粉碎机 27

四、其它粉碎机 28

第四节 淀粉质原料的水解设备 30

一、传统的连续蒸煮糖化设备流程 30

二、双酶法连续喷射液化及糖化设备流程 31

三、传统的蒸煮加热设备 32

四、连续液化喷射器（水热器） 33

五、水力喷射真空泵 35

六、糖化罐 37

第五节 麦芽汁制备和糖蜜原料稀释设备 37

一、麦芽汁制备设备 38

二、糖蜜原料的稀释设备 41

复习思考题 44

第二章 培养基的灭菌和空气除菌设备 45

第一节 培养基灭菌设备 45

一、湿热灭菌的原理 45

二、培养基的分批灭菌 46

三、培养基的连续灭菌设备流程 47

四、加热设备 49

五、维持（保温）设备 52

六、冷却设备 54

第二节 空气除菌设备 57

一、生物反应器用无菌空气标准 57

二、压缩空气的预处理流程 58

三、压缩空气预处理设备 60

四、空气过滤的常用介质及其除菌机制 65

五、空气过滤器的结构和性能 67

第三节 设备与管路的清洗与灭菌 78

一、设备和管路的清洗 78

二、CIP清洗系统简介 80

三、设备及管路的灭菌 81

复习思考题 85

第三章 生物反应器设计基础 86

第一节 生物反应器的分类 86

一、根据生物催化剂分类 86

二、根据底物加入方式分类 87

三、根据反应器结构特征及动力输入方式分类 88

四、根据反应器通气情况分类 89

第二节 生物反应器设计的机械基础 89

一、压力容器设计的基本知识 89

二、无夹套生物反应器（内压薄壁容器）的应力分析 91

三、夹套生物反应器（外压容器）的失稳 93

四、生物反应器强度设计参数的确定 94

五、生物反应器的壁厚计算 97

六、生物反应器的压力试验 101

第三节 生物反应器中的传递与混合 103

一、生物反应流体的流变特性 103

二、剪切力对生物反应的影响 105

三、生物反应器中氧的传递 106

四、生物反应器中的热量传递 111

五、生物反应器中的流动和混合特征 112

复习思考题 115

第四章 微生物反应器 116

第一节 机械搅拌通风发酵罐 116

一、基本结构 116

二、罐体和传热装置 116

三、通气和搅拌装置 120

四、轴封装置和传动装置 125

五、消泡和尾气排放装置 128

六、机械搅拌通风发酵罐的优缺点 131

第二节 气升式通风发酵罐 131

一、鼓泡塔反应器简介 131

二、气升式环流式反应器的结构与类型 135

三、气升式环流式反应器的传递特性参数 139

四、气升式环流式反应器的操作特性 141

五、气升式环流式反应器的设计要点 143

六、气升式环流式反应器的优缺点 144

第三节 自吸式通风发酵罐 145

一、机械搅拌自吸式发酵罐 145

二、喷射自吸式发酵罐 149

第四节 厌氧微生物反应器 151

一、酒精发酵罐 151

二、啤酒发酵罐 156

三、废水厌氧处理反应器 161

第五节 固态发酵生物反应器 164

一、固态发酵体系的传质和传热 165

二、静态固态发酵生物反应器 166

三、动态发酵生物反应器 169

复习思考题 178

第五章 动植物细胞培养反应器与酶反应器 180

第一节 动植物细胞大规模培养方法 180

一、动植物细胞培养特性 180

二、动植物细胞大规模培养方法和生产操作方式 182

第二节 动物细胞培养反应器 185

一、动物细胞贴壁培养反应器 185

二、动物细胞悬浮培养反应器 186

三、动物细胞微载体培养反应器 191

四、大载体培养反应器 192

第三节 植物细胞培养反应器 193

一、植物细胞悬浮培养反应器 193

二、植物细胞固定化培养反应器 196

第四节 酶反应器 198

一、游离酶反应器 199

二、固定化酶反应器 202

三、酶反应器的选型 209

四、酶反应器的操作 212

复习思考题 214

第六章 生物反应器的设计、放大及参数检测 215

第一节 发酵罐的设计 215

一、发酵罐容积设计 215

二、发酵罐的几何尺寸和壁厚设计 216

三、换热装置的冷却面积设计 218

四、搅拌器的轴功率设计 221

五、发酵罐的附件设计 223

第二节 发酵罐的比拟放大 223

一、几何尺寸的放大 224

二、空气流量的放大 224

三、搅拌转速及功率的放大 226

四、放大方法的比较 227

第三节 酶反应器的设计 227

第四节 生物反应过程的参数检测 234

一、温度 234

二、罐压 234

三、搅拌转速和功率 235

四、空气和料液流量 236

五、液位和泡沫 238

六、pH及溶解CO2浓度 238

七、溶氧浓度及氧化还原电位 239

八、发酵罐排气（尾气）中O2分压和CO2分压 240

复习思考题 242

第七章 细胞破碎与固液分离设备 243

第一节 细胞机械破碎设备 243

一、高压匀浆器 243

二、高速珠磨机 243

三、喷雾撞击破碎器 244

四、超声波破碎器 244

五、细胞破碎机械的选用 244

第二节 过滤设备 245

一、板框压滤机 245

二、转鼓真空过滤机 247

三、过滤机的选用 250

第三节 离心设备 250

一、三足式离心机 251

二、管式离心机 251

三、碟片式离心机 253

四、卧式螺旋卸料离心机 255

五、离心机的选用 255

第四节 膜分离设备 256

一、膜结构及其分离机理 256

二、膜组件 257

三、膜组件的选用 259

复习思考题 260

第八章 萃取与色谱设备 261

第一节 萃取设备 261

一、溶剂萃取流程 261

二、混合设备 261

三、分离设备 263

四、混合-分离萃取机 264

第二节 离子交换设备 266

一、离子交换设备的分类 266

二、离子交换设备的结构 267

三、离子交换设备的设计要点 269

第三节 色谱设备 270

一、色谱分离的基本原理 270

二、色谱系统的基本组成 271

三、色谱柱结构 272

四、工业规模的色谱分离装置 274

五、径向色谱 274

复习思考题 275

第九章 蒸发、结晶与干燥设备 276

第一节 蒸发设备 276

一、循环型蒸发器 276

二、单程型（膜式）蒸发器 277

三、蒸发器的辅助设备 281

四、蒸发设备的选用 282

第二节 结晶设备 282

一、冷却结晶器 282

二、蒸发结晶器 284

三、真空结晶器 287

四、结晶设备的选用 289

第三节 干燥设备 289

一、对流型（绝热）干燥设备 289

二、传导型（非绝热）干燥设备 296

三、冷冻干燥机 298

四、干燥设备的选用 301

复习思考题 302

参考文献 303