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第一章 绪论1

1.1 生物反应工程研究的目的1

1.2 生物反应工程学科的形成与沿革2

1.3 生物反应工程的研究内容与方法3

1.3.1 生物反应动力学4

1.3.2 生物反应器4

1.3.3 生物反应过程的放大与缩小5

复习题6

参考文献6

第二章 酶促反应动力学7

2.1 酶促反应动力学的特点7

2.1.1 酶的基本概念7

2.1.2 酶的稳定性及应用特点8

2.1.3 酶和细胞的固定化技术9

2.1.4 酶促反应的特征12

2.2 均相酶促反应动力学12

2.2.1 酶促反应动力学基础13

2.2.2 单底物酶促反应动力学15

2.3 固定化酶促反应动力学26

2.3.1 固定化酶促反应动力学基础27

2.3.2 固定化酶促反应中的过程分析29

2.4 酶的失活动力学34

2.4.1 未反应时酶的热失活动力学34

2.4.2 反应中酶的热失活动力学36

复习题38

参考文献40

第三章 微生物反应动力学42

3.1 基本概念42

3.1.1 微生物的分类与命名42

3.1.2 微生物的化学组成43

3.1.3 生长特性44

3.1.4 影响微生物反应的环境因素45

3.1.5 微生物反应的特点47

3.2 微生物反应过程的质量和能量衡算47

3.2.1 微生物反应过程的质量衡算47

3.2.2 微生物反应过程的得率系数50

3.2.3 微生物反应中的能量衡算54

3.3 微生物反应动力学58

3.3.1 生长速率59

3.3.2 生长的非结构模型61

3.3.3 基质消耗动力学64

3.3.4 代谢产物的生成动力学67

复习题68

参考文献70

第四章 微生物反应器操作72

4.1 微生物反应器操作基础72

4.2 分批式操作73

4.2.1 生长曲线74

4.2.2 状态方程式75

4.2.3 反复分批操作78

4.3 流加操作79

4.3.1 无反馈控制的流加操作80

4.3.2 有反馈控制的流加操作82

4.4 连续式操作84

4.4.1 恒化器法连续操作84

4.4.2 恒浊器法连续操作94

4.4.3 固定化微生物反应器的连续操作95

4.4.4 连续培养中的杂菌污染与菌种变异95

复习题96

参考文献98

第五章 动植物细胞培养动力学100

5.1 动植物细胞培养的特性100

5.1.1 动物细胞培养的特性100

5.1.2 植物细胞培养的特性102

5.2 生长模型与培养条件103

5.2.1 动植物细胞的生长模型103

5.2.2 动植物细胞的培养操作104

复习题106

参考文献107

第六章 生物反应器中的传质过程108

6.1 生物反应体系的流变特性108

6.1.1 流体的流变学特性109

6.1.2 发酵液的流变学特性109

6.2 生物反应器中的传递过程111

6.2.1 氧传递理论概述112

6.2.2 细胞膜内的传质过程114

6.3 体积传质系数的测定及其影响因素115

6.3.1 体积传质系数的测定115

6.3.2 影响kLa的因素118

6.4 发酵系统中的氧传递126

6.4.1 氧传递的并联模型127

6.4.2 发酵系统中的氧衡算——串联模型128

6.4.3 菌丝团（菌丝球）中氧的传递模型129

6.5 溶氧方程与溶氧速率的调节130

6.5.1 溶氧方程130

6.5.2 单位溶解氧功耗131

6.5.3 溶氧速率的调节131

复习题132

参考文献133

第七章 生物反应器135

7.1 生物反应器设计基础135

7.1.1 生物反应器设计的特点与生物学基础135

7.1.2 生物反应器中的混合137

7.1.3 生物反应器中的传热138

7.2 酶反应器139

7.2.1 酶反应器及其操作参数139

7.2.2 理想的酶反应器142

7.2.3 CSTR型与CPFR型反应器性能的比较144

7.3 通风发酵设备150

7.3.1 机械搅拌式发酵罐150

7.3.2 气升式和鼓泡式反应器159

7.3.3 自吸式反应器163

7.3.4 通风固态发酵设备163

7.4 嫌气发酵设备164

7.4.1 乙醇发酵设备164

7.4.2 啤酒发酵设备165

7.4.3 嫌气连续发酵设备166

7.5 植物和动物细胞培养反应器166

7.5.1 植物细胞培养反应器166

7.5.2 动物细胞培养反应器167

7.5.3 微藻培养光合生物反应器168

7.6 生物反应器的比拟放大169

7.6.1 生物反应器放大的目的及方法169

7.6.2 通风发酵罐的放大实例170

复习题173

参考文献175

第八章 生物反应工程领域的拓展176

8.1 质粒复制与表达的动力学176

8.1.1 λdv质粒的概述176

8.1.2 动力学模型的几点假设177

8.1.3 质粒复制动力学177

8.1.4 基因表达动力学180

8.2 超临界相态下的生物反应182

8.2.1 超临界二氧化碳的特点182

8.2.2 SC-CO2中酶的催化反应182

8.2.3 微生物在SC-CO2中的活性变化183

8.3 菌体形态在发酵过程中的变化185

8.3.1 菌体形态的量化描述185

8.3.2 操作参数与菌体形态的关系187

8.4 界面微生物生长模型189

8.4.1 界面的概念189

8.4.2 界面与微生物190

8.4.3 界面上丝状真菌的生长191

8.4.4 界面微生物生长动力学模型192

8.5 双液相生物反应进展195

8.5.1 双液相酶促反应的进展195

8.5.2 双液相发酵的进展199

复习题205

参考文献206

附录212

索引215