梁世中、朱明军主编的《生物反应工程与设备》参考了梁世中主编的《生物工程设备》一书，按照工程硕士要求的知识和技能编写而成，基础性与先进性并重，具有理论联系实际的鲜明特点。内容涵盖了当前生物反应工程领域的基本理论、企业正在使用的主要仪器设备、实用方法及操作技能等。同时，又注重培养学生解决问题和实际动手的能力。对于重点内容，提供相关的课堂讨论、案例分析及实验操作，有利于培养企业需要的工程化人才。本课程对于工程硕士基本理论知识及实际动手能力的培养，以及其他相关专业知识的进一步学习具有重要的作用。

本书可作为高等院校轻工技术与工程、生物工程、环境工程、化学工程等相关领域工程硕士课程教材或参考书，也可供相关专业的工学研究生以及科研和工程技术人员参考学习。

第一篇 生物反应工程原理

 第一章 生物反应工程基础理论

第一节 生物反应的计量学

 一、生物反应过程的元素衡算

 二、生物反应过程的得率系数

 三、生物反应过程的能量衡算

 四、生物反应过程的质量衡算

第二节 生物反应动力学

 一、细胞生长动力学模型

 二、细胞生长的非结构动力学

 三、细胞生长的结构模型

 四、底物消耗动力学

 五、产物生成动力学

第三节 案例分析

练习与思考题

参考文献

 第二章 生物反应器设计基础

第一节 生物反应液的流变学特性

 一、流体的流变学分类

 二、影响发酵液流变特性的因素

 三、流体的剪切作用

第二节 生物反应器的通气与搅拌

 一、生物反应器中的氧传递

 二、生物反应器中的热传递

 三、生物反应器中的混合和搅拌

 四、空气分布器

 五、气含率

 六、气泡直径

第三节 生物反应器中溶氧系数的测定

 一、亚硫酸盐氧化法

 二、动态法

 三、稳态法

第四节 微生物反应器操作

 一、微生物反应器操作基础

 二、分批式操作

 三、反复分批操作

 四、流加操作

 五、连续式操作

练习与恩考题

参考文献

第二篇 生物反应器及其研发与应用

 第一章 通气发酵反应器及其研发与应用

第一节 机械搅拌通气发酵罐

 一、机械搅拌通气发酵罐的结构

 二、机械搅拌通气发酵罐的通气与溶氧传质

 三、机械搅拌通气发酵罐的搅拌与流变特性

 四、机械搅拌通气发酵罐的热量传递

 五、机械搅拌通气发酵罐的几何尺寸及体积

 六、机械搅拌通气发酵罐的设计举例

第二节 气升式发酵反应器

第三节 自吸式发酵罐

 一、自吸式发酵罐的特点

 二、机械搅拌自吸式发酵罐

 三、喷射自吸式发酵罐

 四、溢流喷射自吸式发酵罐

第四节 通气固相发酵设备

 一、自然通气固体曲发酵设备

 二、机械通气固体发酵设备

第五节 其他类型的通气发酵反应器

练习与思考题

参考文献

 第二章 厌氧发酵反应器及其研发与应用

第一节 酒精发酵设备

 一、酒精发酵设备的基本要求

 二、酒精发酵罐的结构

 三、酒精发酵罐的计算

第二节 啤酒发酵设备

 一、啤酒前、后发酵设备

 二、啤酒前、后发酵设备的计算

 三、新型啤酒发酵设备

 四、CIP清洗系统

第三节 厌氧发酵反应器的拓展

 一、废水厌氧反应器

 二、废水厌氧反应器的应用状况

练习与思考题

参考文献

 第三章 动植物细胞和微藻培养反应器

第一节 植物细胞（组织）培养反应器

 一、植物细胞培养过程的特点

 二、植物细胞培养反应器

 三、植物组织培养及反应器

第二节 动物细胞培养反应器

 一、动物细胞培养方法

 二、动物细胞培养的操作方式

 三、动物细胞大规模培养反应器

 四、动物细胞大规模培养技术的应用

第三节 微藻培养反应器

 一、微藻生物技术的优越性

 二、微藻大规模培养的特点

 三、微藻大规模培养反应器

练习与思考题

参考文献

 第四章 生物反应器的放大与模拟

第一节 生物反应器的放大目的与方法

 一、生物反应器放大目的

 二、生物反应器放大方法

第二节 机械搅拌与气升式通气反应器的放大

 一、机械搅拌通气发酵罐的经验放大法

 二、气升式反应器的放大

第三节 案例分析

练习与思考题

参考文献

 第五章 生物反应器的检测和控制

第一节 概述

第二节 生物反应过程常用检测方法及仪器

 一、流量、液位、压力及温度测量

 二、转速、轴功率、粘度及菌体量测量

 三、氧化还原电位及pH测量

 四、溶解氧及溶解二氧化碳测量

第三节 生物传感器

 一、生物传感器概况

 二、生物传感器的原理

 三、酶传感器

 四、微生物传感器

 五、其他生物传感器

第四节 生物反应过程控制理论

 一、生物反应过程控制的基本概念

 二、生物反应过程控制

思考题

参考文献

第三篇 生物反应工程辅助系统和设备

 第一章 物料处理与培养基制备

第一节 物料处理与培养基制备

 一、固体物料的筛选除杂设备

 二、固体物料的粉碎及设备

第二节 固体物料的预处理及糖化

 一、淀粉质原料的蒸煮及糖化

 二、纤维素原料的预处理及糖化

第三节 液体培养基的灭菌

 一、灭菌方式

 二、培养基热灭菌动力学

 三、分批灭菌及设备

 四、连续灭菌工艺及设备

练习与思考题

参考文献

 第二章 空气净化除菌设备

第一节 空气净化除菌的方法与原理

 一、生物工业生产对空气质量的要求

 二、空气净化除菌方法及原理

第二节 空气介质过滤除菌设备及计算

 一、介质过滤除菌流程

 二、空气介质过滤除菌设备及设计计算

第三节 新型空气介质过滤除菌设备的应用与发展

 一、空气过滤器生产概况

 二、我国新型空气过滤除菌设备的研发及整体测试

练习与思考题

参考文献

 第三章 生物反应工程设备与管道的清洗与杀菌

第一节 常用清洗剂、清洗方法及设备

 一、生物工业常用清洗剂

 二、设备、管路、阀门等的清洗

 三、CIP清洗系统及设备

 四、清洁程度的确认

第二节 设备及管路的灭菌

 一、发酵罐及容器的灭菌

 二、空气过滤器的灭菌

 三、管路和阀门的灭菌

 四、灭菌程度的检验

练习与思考题

参考文献