发酵工艺与设备（曾驰）第三版_曾驰、沈威、陶兴无主编_9787122481191

《发酵工艺与设备》第三版入选石油和化工行业“十四五”规划教材，内容在第二版基础上进行了适时更新，主要包括生产菌种的选育培养、灭菌与除菌工艺及设备、厌氧发酵工艺及设备、好氧发酵工艺及设备、发酵动力学、发酵过程参数检测及控制，以及发酵产物的分离提取。本版教材继承了前两版的特色，将发酵工艺与发酵设备两方面内容有机结合，每章将“工艺”、“相关设备”及生产实例一并介绍，帮助学生构建完整的发酵工程知识体系。为顺应信息化教学的需要，本版教材增加了数字化资源，包括教学课件、拓展阅读材料、思考题参考答案等，可参照封底说明扫码获取。新版每章开头设计了知识导图和学习目标，为学生自主学习理清脉络。
本教材适合用作高等院校生物、医药、食品、化工等专业的发酵工程或发酵工艺学课程本科或研究生教材，也可供相关技术人员参考。

第一章绪论1 第一节发酵技术的起源与发展2 一、古代人类的酿酒活动与传统酿造工艺2 二、微生物、酶的发现和纯培养发酵技术的建立4 三、现代发酵工程技术的形成5 四、代谢控制发酵和基因工程技术的产生与发展7 第二节发酵工程的内容、类型及特点8 一、发酵工程的内容8 二、发酵生产的类型10 三、发酵工程的特点11 第三节发酵工程的应用领域13 一、医药工业13 二、食品工业14 三、化学工业15 四、农业16 五、环境保护17 六、冶金工业17 第四节发酵工程技术的发展趋势18 一、用合成生物学技术构建菌种18 二、数据科学和人工智能技术赋能发酵过程优化18 三、生物反应和产物分离耦联19 四、微生物发酵技术应用于动植物细胞培养19 五、固定化（酶和细胞）技术的应用20 六、开发清洁生产工艺20 七、发酵工艺与设备课程简介20 思考题21 第二章生产菌种的选育培养22 第一节生产菌种的选育23 一、发酵工业中的常用微生物23 二、新菌种的分离与筛选24 三、菌种的改良与创制28 第二节菌种的保藏与扩大培养29 一、菌种的衰退和复壮29 二、菌种的保藏32 三、菌种的扩大培养35 第三节发酵培养基的设计37 一、培养基的类型37 二、发酵培养基的组成38 三、发酵培养基的优化44 第四节生产实例——谷氨酸生产菌种扩大培养及发酵培养基设计45 一、谷氨酸生产菌种的来源及保藏45 二、生产菌种的扩大培养46 三、发酵培养基的组成47 思考题52 第三章灭菌与除菌工艺及设备53 第一节发酵生产中有害微生物的控制54 一、发酵生产中的无菌概念54 二、有害微生物的控制方法54 第二节培养基灭菌57 一、湿热灭菌的操作原理57 二、分批灭菌59 三、连续灭菌60 第三节无菌空气制备63 一、空气净化除菌的方法与原理63 二、无菌空气的制备流程65 三、空气预处理设备68 四、空气过滤介质及过滤器72 第四节设备与管道的清洗与灭菌75 一、常用清洗剂及清洗方法76 二、设备及管路的灭菌79 第五节灭菌实例——谷氨酸发酵设备及培养基灭菌84 一、灭菌前的准备工作84 二、总（分）过滤器灭菌85 三、种子罐和发酵罐空罐灭菌85 四、培养基实罐灭菌85 五、发酵培养基连续灭菌86 思考题86 第四章厌氧发酵工艺及设备87 第一节厌氧发酵产物的生物合成机制88 一、糖酵解途径概念及其特点88 二、酵母菌的酒精、甘油发酵89 三、乳酸发酵91 四、甲烷（沼气）发酵93 第二节白酒与酒精发酵94 一、白酒固态发酵94 二、酒精发酵100 第三节啤酒发酵107 一、啤酒发酵产生的主要风味物质107 二、传统啤酒发酵108 三、现代大罐啤酒发酵112 第四节乳酸发酵116 一、乳酸发酵工艺概述117 二、大米和薯干粉发酵工艺118 三、淀粉水解糖发酵工艺119 四、玉米粉发酵工艺121 五、蔗糖和糖蜜发酵工艺121 六、葡萄糖的L乳酸发酵工艺123 七、细菌乳酸发酵工艺小结123 八、原位产物分离乳酸发酵工艺简介124 思考题126 第五章好氧发酵工艺及设备127 第一节好氧发酵产物的合成机制128 一、谷氨酸发酵机制128 二、柠檬酸发酵机制132 三、其他好氧发酵产物的合成135 第二节发酵过程的工艺控制140 一、溶解氧对发酵的影响及其控制140 二、二氧化碳和呼吸商对发酵的影响及其控制144 三、温度对发酵的影响及其控制146 四、pH值对发酵的影响及其控制148 五、菌体和基质浓度对发酵的影响及补料控制150 六、发酵过程中的泡沫控制157 七、发酵终点的确定159 第三节通风发酵设备160 一、机械搅拌通风发酵罐160 二、其他通风发酵罐简介170 第四节发酵染菌及防治173 一、染菌的检查及原因分析173 二、染菌对不同发酵过程的影响174 三、染菌发生的不同时间对发酵的影响174 四、发酵异常现象及原因分析175 五、杂菌污染的预防176 六、染菌的挽救和处理177 七、噬菌体污染及其防治178 第五节好氧发酵工艺实例——谷氨酸发酵178 一、谷氨酸生产菌的菌体形态特点179 二、亚适量生物素流加糖发酵工艺180 三、淀粉水解糖高生物素添加青霉素流加糖发酵工艺181 四、甘蔗糖蜜添加青霉素流加糖发酵工艺182 五、谷氨酸发酵异常现象及其处理184 思考题185 第六章发酵动力学186 第一节发酵过程的化学计量及动力学描述187 一、细胞反应的元素衡算188 二、细胞反应的得率系数189 三、反应速率190 四、反应速率与得率系数之间的关系192 五、细胞反应系统的动力学描述192 第二节分批发酵193 一、菌体生长动力学193 二、基质消耗动力学201 三、代谢产物生成动力学203 四、分批发酵的产率205 第三节连续发酵207 一、连续发酵的动力学方程208 二、连续发酵的稳态操作条件210 三、连续发酵的产率212 四、连续发酵过程中的杂菌污染和菌种变异213 五、多级连续发酵215 六、连续培养的应用216 第四节补料分批发酵217 一、补料分批发酵的特点217 二、流加操作的数学模型218 思考题223 第七章发酵过程参数检测及控制224 第一节发酵过程参数检测概述225 一、发酵过程参数的分类225 二、发酵过程参数检测的特点226 第二节发酵检测控制系统的基本组成226 一、测定元件227 二、控制部分228 三、执行元件229 第三节发酵过程的自动控制原理230 一、反馈控制230 二、前馈控制231 三、自适应控制232 第四节发酵过程的计算机控制232 一、发酵过程控制的计算机系统232 二、发酵过程中计算机的控制方式233 第五节常用物理参数的检测与控制233 一、温度234 二、罐压234 三、搅拌转速和功率236 四、空气和料液流量237 五、液位和泡沫239 第六节常见化学和生物参数的检测与控制239 一、pH值及溶解CO2浓度240 二、溶氧浓度及氧化还原电位241 三、发酵罐排气（尾气）中O2分压和CO2分压244 四、细胞浓度和发酵液成分246 第七节生产实例——谷氨酸发酵过程的自动控制249 一、谷氨酸发酵工艺特征及其控制中存在的问题249 二、谷氨酸发酵罐的主要控制系统250 思考题252 第八章发酵产物的分离提取253 第一节发酵产物分离的特点与过程设计254 一、发酵产物分离的特点254 二、常用的分离技术及机制255 三、发酵产物分离的过程选择256 第二节细胞破碎257 一、机械法257 二、非机械法259 第三节沉淀与离心259 一、沉淀259 二、离心260 第四节过滤与膜分离266 一、过滤266 二、膜分离270 第五节萃取与色谱分离274 一、萃取274 二、色谱分离278 第六节离子交换与吸附281 一、离子交换281 二、吸附282 第七节蒸发、结晶与干燥285 一、蒸发285 二、结晶288 三、干燥292 第八节发酵产物的分离实例——谷氨酸提取与味精精制296 一、谷氨酸提取296 二、味精精制300 三、谷氨酸发酵清洁生产303 思考题306 参考文献307

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