具体描述
本书内容包括了在生物过程工程中从原料处理、生物反应到生物产品提取纯化等一系列操作过程设备，重点介绍了各种设备的原理、构造、设计、应用、参数检测、放大、控制理论等工程方面的基本知识。本书理论与实践密切结合，突出重点，力求反映生物工程设备的国内外最新进展。本书有助于培养生物工程类高级技术人才，解决生物过程中的技术瓶颈，促使更多的生物技术产品产业化。
本书可作为普通高等院校生物工程本科专业教材，也可作为生物技术、食品工程、制药工程等本科专业的教材或教学参考书。对于广大从事生物、制药、食品、发酵、化工、轻工、环境等领域的科技、开发、生产、管理的专业人员，也是一本有价值的生产、设计和科研参考书。
本书有配套的多媒体课件，对一些生物工程设备进行更直观、生动的介绍，以便读者更容易地了解、掌握本书内容。
《生物工程设备》 本书并非一本关于生物工程设备的详细指南，也不是一本关于该领域技术和应用的百科全书。 而是希望通过一种更加宏观、更具人文关怀的视角，探讨人类在认识和改造自然过程中，如何借助各种工具和技术，特别是与生命科学领域相关的创造发明，来理解生命、延展生命、甚至赋予生命新的可能。 内容概述： 本书将从历史的纵深和哲学的维度，审视人类文明发展与工具革新之间密不可分的联系。我们将追溯从最原始的石器、弓箭，到精密的显微镜、DNA测序仪，再到如今的基因编辑技术和合成生物学平台，这些“设备”——无论是物质形态的还是抽象的概念——如何一步步拓展了我们感知世界、干预世界的界限。 第一部分：文明的基石——从感知到创造 第一章：火与轮的启示： 探索早期人类如何通过对自然现象的观察和模仿，发明了最基本的工具，从而改变了生存方式，并为后续的技术发展奠定了基础。本章将重点关注这些早期“设备”的诞生如何象征着人类意识的觉醒，以及从被动适应到主动改造的转变。 第二章：测量与认知： 审视度量衡、天体观测、地理勘探等技术工具的出现，如何帮助人类建立起对自身所处环境的理性认知，并为科学方法的萌芽提供了可能。我们将探讨这些“设备”在精确化人类观察、量化自然规律方面扮演的角色。 第三章：机械的脉搏： 深入分析中世纪到工业革命时期，机械制造技术的发展，如钟表、蒸汽机、纺织机等，如何颠覆了传统的生产模式，也深刻影响了人们对“效率”和“规模”的理解。本章将侧重于这些“设备”如何将人类的体力劳动进行放大和优化。 第二部分：生命的探秘——超越肉眼的藩篱 第四章：显微世界的钥匙： 聚焦显微镜的发明和演进，以及它如何为我们打开了前所未有的微观世界之门。我们将探讨其在发现微生物、细胞结构等方面的革命性意义，以及如何改变了我们对生命基本单元的认知。 第五章：化学的魔法棒： 介绍早期化学实验器具和方法论的形成，以及它们如何帮助人类分离、提纯物质，并开始探究物质的构成和转化。本章将关注这些“设备”如何使人类能够主动地对化学物质进行操纵和改造。 第六章：电力的奇迹： 叙述电学研究的早期发展，以及电磁学相关仪器的诞生，如电池、电流计、发电机等。我们将分析电力如何为科学研究和工业生产注入新的活力，并预示着信息时代的到来。 第三部分：基因的密码——解锁生命蓝图 第七章：遗传的谜题： 梳理遗传学研究的早期探索，包括孟德尔的豌豆实验和早期对染色体的发现。本章将关注那些“无形”的“设备”，即实验设计、统计分析方法，如何帮助科学家们揭示生命的遗传规律。 第八章：DNA的结构与功能： 重点探讨DNA双螺旋结构的发现，以及与之相关的X射线衍射等技术。我们将分析这一重大发现如何奠定了现代分子生物学的基础，并使人类能够开始“阅读”生命的遗传信息。 第九章：分子工具的诞生： 介绍限制性内切酶、DNA聚合酶、PCR技术等关键分子生物学工具的出现。我们将探讨这些“设备”如何使人类能够对DNA进行精密的切割、复制和修饰，从而开启了基因工程的时代。 第四部分：智慧的延伸——人工智能与未来生命 第十章：计算的革命： 回顾计算技术的发展，从算盘到电子计算机，再到如今的超级计算和云计算。本章将重点探讨计算能力如何为复杂的生命科学研究提供强大的支撑，例如基因组比对、蛋白质折叠模拟等。 第十一章：数据的海洋： 阐述大数据和生物信息学的发展，以及它们如何帮助科学家处理和分析海量的生命科学数据，从而发现新的规律和洞见。我们将关注数据分析工具和算法在生命科学研究中的重要性。 第十二章：合成与设计： 展望合成生物学和基因编辑技术的未来，以及它们如何可能使人类能够设计和创造具有特定功能的生命体。本章将探讨这些前沿技术所带来的伦理和社会挑战，以及人类在驾驭生命力量时所面临的责任。 本书并非旨在提供具体的设备型号、操作指南或市场分析。 相反，它更希望激发读者对科学史、技术发展、以及人类与自然关系的深刻思考。我们相信，理解这些“设备”的诞生、演进及其背后驱动力，比掌握具体的工程细节更能帮助我们把握科技发展的脉络，并以更加审慎和负责任的态度面对未来。 本书的阅读对象包括： 对科学史和技术发展感兴趣的普通读者。 希望从更广阔的视角理解生命科学研究的大学生和研究生。 对科技伦理和社会影响有深入思考的学者和政策制定者。 所有对人类智慧如何拓展认知边界，并最终影响生命本身这一宏大叙事感到好奇的人们。 本书不包含以下内容： 任何具体的生物工程设备的技术规格、参数、制造工艺或品牌型号。 关于特定生物工程设备的操作手册、维护指南或故障排除方法。 针对生物工程设备采购、安装、验收等方面的商业性指导。 对当前生物工程设备市场现状、未来趋势或投资机会的详细分析。 具体的生物工程项目案例，以及其中所使用的设备细节。 关于生物工程设备在特定疾病治疗、药物研发或工业生产中应用的详细流程。 任何技术性的图纸、流程图或电路图。 关于生物工程设备相关的法律法规、行业标准或安全规章的详细介绍。 本书将以叙事性的方式，通过大量的历史事件、人物故事和科学思想的演进，来勾勒出一幅人类借助工具探索和改造生命的大画卷。 我们试图呈现的是一种“思想史”的视角，关注那些催生了重要科学发现和技术突破的“思维设备”，以及它们如何最终物质化为我们今天所知的种种工具。 我们的目标是，让读者在阅读后，能够对“生物工程设备”这个看似纯粹的技术概念，产生更丰富、更深刻的理解。 它们不仅仅是冰冷的机器，更是人类好奇心、智慧和创造力的结晶，是文明演进的见证，也是我们未来命运的重要塑造者。本书将引导读者去思考：我们制造了这些“设备”，而这些“设备”又反过来如何塑造了我们自身，以及我们对生命的理解和干预能力。
作者简介
目录信息
第一篇 生物质原料处理设备 第一章 生物质原料预处理设备 第一节 生物质原料筛选与分级设备 一、磁力除铁器 二、筛选设备 三、精选机 第二节 生物质原料的粉碎 一、锤式粉碎机 二、辊式粉碎机 三、湿式粉碎机 四、球磨机 五、切片机 六、超细粉碎机 七、纳米粉碎机 第三节 生物质原料混合设备 一、回旋型混合机 二、固定型混合机 第二章 生物细胞培养基制备设备 第一节 液体培养基的灭菌 一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素 二、连续灭菌流程与设备 三、分批灭菌过程与设备 第二节 淀粉质原料的蒸煮与糖化 一、连续蒸煮糖化 二、间歇蒸煮糖化 第三节 纤维素和半纤维素的水解 一、蒸汽爆裂法 二、稀酸预处理法 三、酸酶水解法 第四节 糖蜜原料的稀释与澄清 一、糖蜜稀释器 二、糖蜜原料的澄清 第五节 啤酒生产中麦芽汁的制备设备 一、糊化锅 二、糖化锅 三、过滤槽 四、麦汁煮沸锅 五、糖化醪过滤槽 第六节 固体培养基制备第二篇 生物反应设备 第三章 生物反应器设计基础 第一节 生物反应过程的剪切力 一、剪切力的度量方法 二、剪切作用的影响 三、低剪切反应器的设计 第二节 生物反应器的传质问题 一、气-液质量传递(气-液传质) 二、液-固质量传递 第三节 生物反应器的混合 一、混合机理 二、宏观流体与微观流体 第四章 生物反应器 第一节 机械搅拌式生物反应器 一、机械搅拌式生物反应器的结构 二、搅拌轴功率计算 三、反应器中热量传递 第二节 气升式生物反应器 一、气升式生物反应器(ALR)的主要类型及结构 二、气升式生物反应器的主要参数 三、气升式反应器的流体动力学模型 四、气升式反应器的设计 第三节 鼓泡塔生物反应器 一、鼓泡塔生物反应器的结构 二、流体力学特征 三、传热和传质 四、鼓泡塔反应器模型 第四节 膜生物反应器 一、膜生物反应器的类型 二、膜材料和膜组件 三、膜生物反应器工艺设计的考虑因素 四、膜生物反应器的应用 第五节 动植物细胞培养装置和酶反应器 一、动物细胞培养生物反应器 二、植物细胞培养生物反应器 三、酶生物反应器 第六节 微藻培养生物反应器 一、开放式大池培养系统 二、密闭式反应器 第七节 厌氧发酵生物反应器 一、酒精发酵设备 二、啤酒发酵设备 第八节 固态发酵生物反应器 一、固态发酵基础理论 二、固态发酵的生物反应器 三、固态发酵生物反应器的设计和应用 第五章 生物反应器的放大与控制 第一节 生物反应器的放大 一、经验放大法 二、其他放大方法 第二节 生物反应器的参数检测 一、生物加工过程的参数 二、检测方法与仪器 第三节 控制理论与应用 一、生物过程的控制特征 二、先进控制理论在反应器控制中的应用第三篇 产物分离设备 第六章 细胞破碎与料液分离设备 第一节 细胞破碎设备 一、高速珠磨机 二、高压匀浆器 三、超声波振荡器 第二节 固液分离设备 一、过滤设备 二、离心分离设备 第三节 膜分离技术与设备 一、反渗透膜分离技术与设备 二、纳滤膜分离技术与设备 三、超滤膜分离技术与设备 四、微滤膜分离技术与设备 第七章 萃取设备 第一节 液-液萃取分离设备 一、液-液萃取分类 二、液-液萃取设备 三、液-液萃取过程与计算 第二节 固-液萃取设备 一、固-液萃取原理 二、固-液萃取设备 第三节 超临界萃取设备 一、超临界流体的性质 二、超临界流体萃取过程 三、超临界流体萃取系统 第八章 离子交换、吸附和层析分离设备 第一节 离子交换过程原理与设备 一、离子交换过程原理 二、离子交换设备 第二节 吸附过程原理与设备 一、吸附过程与原理 二、吸附设备 第三节 层析原理与设备 一、凝胶层析 二、亲和层析过程与设备 第九章 蒸发与结晶设备 第一节 蒸发设备 一、概述 二、常用蒸发设备结构 三、蒸发器的附属设备 四、蒸发器的选型 五、蒸发设备的设计计算 第二节 结晶设备 一、晶核的生成和晶体的生长 二、结晶设备的结构与特点 第十章 蒸馏过程与设备 第一节 酒精蒸馏 一、两塔式流程 二、三塔式蒸馏 三、多塔蒸馏 第二节 分子蒸馏 一、分子蒸馏的原理 二、分子蒸馏器的种类与特征 第三节 水蒸气蒸馏 一、水蒸气蒸馏的过程和原理 二、水蒸气蒸馏的方式与设备 第十一章 干燥设备 第一节 气流干燥 一、气流干燥流程与设备 二、气流干燥器的形式 三、气流干燥的特点和适用范围 四、气流干燥的计算 第二节 喷雾干燥 一、气流喷雾干燥设备 二、离心喷雾干燥设备 第三节 沸腾干燥与沸腾造粒干燥 一、沸腾干燥原理、特点和形式 二、单层卧式多室的沸腾干燥设备构造和操作 三、沸腾造粒干燥设备的原理、流程和设备构造 四、沸腾干燥的计算 第四节 真空干燥和真空冷冻干燥 一、真空干燥 二、真空冷冻干燥 第十二章 物料输送设备 第一节 液体输送设备 一、离心泵 二、往复泵 三、其他类型的泵 第二节 气体输送设备 一、空气压缩机 二、离心通风机 三、离心鼓风机 第三节 固体输送设备 一、带式输送机 二、斗式提升机 三、螺旋输送机 四、气力输送设备 第十三章 空气供给工程设备 第一节 空气除菌设备 一、空气除菌和灭菌方法 二、空气过滤除菌流程 三、空气预处理设备 四、介质过滤除菌 第二节 生物加工过程的空气调节 一、空气调节的方法 二、空气的增湿和减湿的原理 三、空气调节设备及其计算 第十四章 生物工程压力容器 第一节 概述 一、压力容器的基本要求 二、压力容器的结构与分类 三、压力容器零部件的标准化 第二节 压力容器的材料 一、压力容器用钢的基本要求 二、压力容器用钢的品种与类型 三、压力容器的腐蚀及防护措施 四、压力容器钢材的选择 第三节 内压薄壁容器设计 一、内压薄壁圆筒的应力分析 二、内压薄壁圆筒的设计 三、设计参数的确定 四、封头的设计 五、压力试验附录参考文献
· · · · · · (收起)
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读后感
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