绪论 001
一、 生物工程设备在现代生物技术领域的地位和重要性 002
二、生物工程设备的发展历程 002
三、生物工程设备的要求 004
四、课程内容和任务 005

第一章　生物质原料前处理设备 007
第一节　生物质原料分选与分级设备 009
一、磁力除铁器 009
二、筛选设备 010
三、精选机 011
第二节　生物质原料粉碎设备 012
一、物料粉碎的工作原理 012
二、物料的粉碎比 013
三、粉碎设备 014
第三节　生物质原料混合设备 019
一、回旋型混合机 019
二、固定型混合机 020
第四节　淀粉质原料的前处理 021
一、连续蒸煮糖化工艺流程及设备 021
二、间歇蒸煮糖化工艺流程及设备 024

第二章　无菌培养基制备设备 029
第一节　无菌液体培养基制备设备 031
一、灭菌动力学 032
二、连续灭菌流程及设备 034
三、分批灭菌过程与设备 039
第二节　啤酒生产中麦芽汁的制备设备 042
一、糊化锅 042
二、糖化锅 045
三、过滤槽 045
四、麦芽汁煮沸锅 046
五、糖化醪过滤槽 047
第三节　无菌固体培养基制备设备 048
一、润水设备 049
二、蒸煮灭菌设备 050

第三章　物料输送过程与设备 055
第一节　液体输送设备 057
一、离心泵 057
二、往复泵 061
三、其他类型的泵 063
第二节　气体输送设备 064
一、空气压缩机 064
二、离心通风机 066
三、离心鼓风机 068
第三节　固体输送设备 069
一、带式输送机 069
二、斗式提升机 071
三、螺旋输送机 072
四、气力输送设备 074

第四章　空气供给工程设备 087
第一节　空气除菌过程与设备 089
一、空气除菌和灭菌方法 089
二、空气除菌流程 092
三、空气除菌过程设备 094
四、介质过滤除菌 098
第二节　生物加工过程的空气调节 105
一、空气调节的方法 106
二、湿空气焓-湿图 106
三、水与空气直接接触进行空气调节 109
四、表面换热器空气调节 111

第五章　生物反应器设计基础 115
第一节　生物反应过程的剪切力 118
一、剪切力的度量方法 118
二、剪切作用的影响 119
三、低剪切力反应器的设计 121
第二节　生物反应器的传质 123
一、气-液质量传递 123
二、液-固质量传递 129
第三节　生物反应器的混合机理 131
一、大尺度混合机理 131
二、小尺度混合机理 132

第六章　生物反应器 137
第一节　机械搅拌式生物反应器 140
一、机械搅拌式生物反应器的结构 140
二、机械搅拌式生物反应器的结构设计 146
三、机械搅拌轴功率计算 147
第二节　气升式生物反应器 151
一、 气升式生物反应器的主要类型及结构 151
二、气升式生物反应器的主要参数 154
第三节　鼓泡塔生物反应器 155
一、鼓泡塔生物反应器的结构 155
二、流体力学特征 156
第四节　膜生物反应器 158
一、膜生物反应器的类型 158
二、膜材料和膜组件 159
三、膜生物反应器工艺设计的考虑因素 160
四、膜生物反应器的应用 162
第五节　动植物细胞培养装置和酶反应器 163
一、动物细胞培养技术及其生物反应器 163
二、植物细胞培养过程及其生物反应器 170
三、酶反应器 174
第六节　光合生物反应器 179
一、开放式大池培养系统 179
二、密闭式光合生物反应器 180
第七节　厌氧发酵生物反应器 184
一、酒精发酵设备 184
二、啤酒发酵设备 186
第八节　固态发酵生物反应器 189
一、固态发酵基础理论 189
二、固态发酵的生物反应器 191
三、固态发酵生物反应器的设计要求 197

第七章　生物反应器的放大与控制 201
第一节　生物反应器的放大 204
一、经验放大法 204
二、其他放大方法 209
第二节　生物反应器的参数检测 210
一、生物加工过程的参数 210
二、检测方法与仪器 215
第三节　控制理论与应用 223
一、生物过程的控制特征 223
二、 先进控制理论在反应器控制中的应用 226

第八章　细胞破碎与料液分离过程设备 231
第一节　细胞破碎设备 233
一、高速珠磨机 233
二、高压匀浆器 234
三、超声波振荡器 235
第二节　固液分离设备 235
一、过滤设备 236
二、离心分离设备 240
第三节　膜分离技术与设备 247
一、反渗透膜分离技术与设备 248
二、纳滤膜分离技术与设备 254
三、超滤膜分离技术与设备 255
四、微滤膜分离技术与设备 255

第九章　萃取设备 259
第一节　液-液萃取过程及设备 261
一、液-液萃取分类 261
二、液-液萃取过程与计算 266
三、液-液萃取设备 269
第二节　固-液萃取原理及设备 276
一、固-液萃取原理 276
二、固-液萃取设备 278
第三节　超临界流体萃取过程及设备 280
一、超临界流体 281
二、超临界流体萃取过程 282
三、超临界流体萃取系统 283

第十章　离子交换、吸附和色谱分离设备 289
第一节　离子交换过程原理与设备 291
一、离子交换过程与原理 291
二、离子交换设备 294
第二节　吸附过程原理与设备 300
一、吸附过程与原理 300
二、吸附设备 302
第三节　色谱分离过程原理与设备 305
一、色谱分离过程与原理 305
二、色谱分离设备 308

第十一章　蒸发与结晶设备 313
第一节　蒸发设备 315
一、概述 315
二、常用蒸发设备结构 317
三、蒸发器的附属设备 323
四、蒸发器的选型 324
五、蒸发设备的设计计算 325
第二节　结晶设备 329
一、晶核的生成和晶体的生长 329
二、结晶设备的结构及特点 330
三、结晶设备的设计计算 334

第十二章　蒸馏过程与设备 339
第一节　酒精蒸馏 341
一、两塔式蒸馏 341
二、三塔式蒸馏 342
三、多塔蒸馏 344
第二节　分子蒸馏 344
一、分子蒸馏的原理 345
二、分子蒸馏器的种类与特征 346
第三节　水蒸气蒸馏 349
一、水蒸气蒸馏的过程和原理 349
二、水蒸气蒸馏的方式与设备 351

第十三章　干燥设备 359
第一节　气流干燥 362
一、气流干燥流程与设备 362
二、气流干燥器的型式 363
三、气流干燥的特点和适用范围 365
四、气流干燥的计算 366
第二节　喷雾干燥 369
一、气流喷雾干燥设备 369
二、离心喷雾干燥设备 371
第三节　沸腾干燥与沸腾造粒干燥 375
一、沸腾干燥原理、特点和型式 375
二、 单层卧式多室沸腾干燥设备构造和操作 375
三、 沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造 376
第四节　真空干燥和真空冷冻干燥 378
一、真空干燥 378
二、真空冷冻干燥 379

参考文献 386