生物反應工程原理（第四版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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賈士儒 著

圖書標籤:

• 生物反應工程
• 生物工程
• 化工工程
• 生物技術
• 反應工程
• 生物過程
• 工業微生物
• 發酵工程
• 生物分離
• 生物製藥

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030452061

版次：4

商品編碼：11750860

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 ，

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：308

字數：512000

正文語種：中文

內容簡介

　　《生物反應工程原理（第四版）》在簡要介紹生物反應工程的生物學與工程學基本概念的基礎上，從酶促反應動力學、微生物反應動力學、微生物反應器的操作、動植物細胞培養、生物反應器中的傳質過程和生物反應器等幾個方麵，係統介紹瞭生物反應工程的基本原理與方法，並對生物反應工程領域的一些新的進展作瞭簡要介紹。為便於讀者理解生物反應工程基本理論，書中附有大量例題與習題。
　　《生物反應工程原理（第四版）》以初步進入生物工程領域的青年人為主要讀者對象，可作為高等院校生物工程、發酵工程、生物技術、化學工程、食品工程、生物製藥和環境工程等專業的教材，也可供相關專業研究生和從事相關專業的初中級工程技術人員使用。

內頁插圖

目錄

第四版前言
第一章 緒論
1.1 生物反應工程研究的目的
1.2 生物反應工程學科的形成與發展現狀
1.3 生物反應工程的主要內容
1.3.1 生物反應動力學
1.3.2 生物反應器及其操作
1.3.3 生物反應過程的放大與縮小
1.4 生物反應工程的學習方法
復習題
參考文獻

第二章 生物反應工程的工程學基礎
2.1 單位與因次
2.2 流體的物理性質
2.3 物料與熱量衡算
2.4 物係的平衡關係
2.5 速率的概念
2.6 經濟核算及優化的概念
復習題
參考文獻

第三章 酶促反應動力學
3.1 酶促反應動力學的生物學基礎
3.1.1 酶的基本概念
3.1.2 酶的穩定性與應用特點
3.1.3 酶的固定化技術
3.2 均相酶促反應動力學
3.2.1 均相酶促反應動力學基礎
3.2.2 單底物酶促反應動力學
3.3 固定化酶促反應動力學
3.3.1 固定化酶促反應動力學基礎
3.3.2 固定化酶促反應中的過程分析
3.4 酶的失活動力學
3.4.1 未反應時酶的熱失活動力學
3.4.2 反應中酶的熱失活動力學
3.5 多底物酶促反應動力學
3.5.1 雙底物酶促反應
3.5.2 多底物酶促反應
3.6 非水介質中的酶促反應
3.6.1 雙液相酶促反應
3.6.2 超臨界相態下的酶促反應
復習題
參考文獻

第四章 微生物反應動力學
4.1 微生物的基本概念
4.1.1 微生物的分類與命名
4.1.2 微生物的化學組成
4.1.3 生長特性
4.1.4 微生物反應的特點
4.1.5 影響微生物反應的環境因素
4.2 微生物反應過程的物量和能量衡算
4.2.1 微生物反應過程的物量衡算
4.2.2 微生物反應過程的得率係數
4.2.3 微生物反應過程的能量衡算
4.3 微生物反應動力學
4.3.1 細胞生長速率
4.3.2 細胞生長的非結構模型
4.3.3 基質消耗動力學
4.3.4 代謝産物的生成動力學
4.3.5 細胞死亡動力學
復習題
參考文獻

第五章 微生物反應器操作
5.1 分批式操作
5.1.1 生長麯綫
5.1.2 狀態方程式
5.1.3 反復分批式培養
5.2 流加式操作
5.2.1 無反饋控製的流加式操作
5.2.2 有反饋控製的流加式操作
5.3 連續式操作
5.3.1 恒化器法連續操作
5.3.2 恒濁器培養
5.3.3 固定化微生物細胞的連續培養
5.3.4 連續培養中的雜菌汙染與菌種變異
5.4 其他培養與操作方法
5.4.1 生物反應與分離耦閤操作
5.4.2 基因工程菌的高密度培養
5.4.3 界麵微生物培養
5.4.4 微生物的雙液相發酵
5.4.5 加壓下的微生物培養
復習題
參考文獻

第六章 動植物細胞培養
6.1 動物細胞培養
6.1.1 動物細胞培養的特性
6.1.2 動物細胞生長模型
6.1.3 動物細胞培養方法
6.1.4 動物細胞培養的應用
6.2 植物細胞培養
6.2.1 植物細胞培養的特性
6.2.2 植物細胞生長模型
6.2.3 植物細胞培養方法
6.2.4 植物細胞培養的應用
復習題
參考文獻

第七章 生物反應器中的傳質過程
7.1 生物反應體係的流變學特性
7.1.1 流體的流變學特性
7.1.2 微生物培養液的流變學特性
7.2 流體力學分析方法
7.3 生物反應器中的傳遞過程
7.3.1 氧傳遞理論概述
7.3.2 細胞膜內的傳質過程
7.4 體積傳質係數的測定及其影響因素
7.4.1 體積傳質係數的測定
7.4.2 影響kLa的因素
7.5 發酵係統中的氧傳遞
7.5.1 氧傳遞的並聯模型
7.5.2 發酵係統中的氧衡算——串聯模型
7.5.3 菌絲團（菌絲球）中氧的傳遞模型
7.6 溶氧方程與溶氧速率的調節
7.6.1 溶氧方程
7.6.2 單位溶解氧功耗
7.6.3 溶氧速率的調節
復習題
參考文獻

第八章 生物反應器
第九章 生物反應工程進展
復習題答案
主要符號一覽錶
主要名詞匯總

前言/序言

好的，以下是一本假設的、不包含《生物反應工程原理（第四版）》內容的圖書簡介，字數約為1500字： --- 《現代化工過程控製與優化：設計、實施與前沿趨勢》 導言：麵嚮工業4.0時代的化工過程控製革新 隨著全球工業製造體係嚮智能化、數字化方嚮邁進，化工過程的復雜性、精細化和安全性要求達到瞭前有未有的高度。傳統的基於經典PID迴路的控製策略已逐漸難以滿足現代大型化工裝置對高能效、高收率、低排放的嚴格需求。本書《現代化工過程控製與優化：設計、實施與前沿趨勢》正是在這一時代背景下應運而生，旨在為化工、製藥、精細化工及能源領域的工程師、研發人員和高級學生提供一套全麵、深入且具有高度實踐指導價值的現代過程控製理論與應用體係。 本書摒棄瞭對基礎化學反應動力學、微生物代謝通路等生物過程特有內容的敘述，而是將焦點完全集中於化學工程領域中復雜多變量係統的監測、建模、控製策略設計與先進優化技術的集成應用。我們深入探討瞭如何利用現代信息技術和控製理論工具，實現化工生産過程的柔性化、智能化管理。 第一部分：過程建模與係統辨識的深化 現代過程控製的基石在於準確的過程模型。本部分詳細闡述瞭從第一性原理（如質量、能量、動量守恒）齣發構建非綫性、集總參數模型的方法，並重點介紹瞭處理高維、大滯後、強耦閤係統的建模挑戰。 1. 非綫性動態建模與簡化： 我們探討瞭狀態空間法、傳遞函數矩陣法在描述復雜反應器、精餾塔等單元操作中的應用。特彆地，對於難以解析建模的係統，我們引入瞭多尺度建模方法，如何將微觀機理與宏觀現象有效耦閤。 2. 數據驅動的係統辨識： 鑒於大量化工過程數據的高噪聲和非平穩性，本章深入介紹瞭參數估計技術，包括最小二乘法（LS）、迭代加權最小二乘法（IWLS）以及非綫性辨識方法，如偏最小二乘（PLS）和主成分迴歸（PCR）在特徵提取中的應用。重點剖析瞭如何使用先進的係統辨識工具包進行模型驗證和結構選擇。 3. 模型降階與檢驗： 針對高階模型計算量過大的問題，詳細講解瞭平衡截斷法、Hankel 奇異值分解（SVD）等模型降階技術，確保控製係統具有足夠的實時性。 第二部分：先進過程控製（APC）的核心技術 本書的核心競爭力在於對當代工業界主流的先進過程控製（APC）技術的係統性梳理與工程化講解，這些技術是實現高精度、高魯棒性控製的關鍵。 1. 模型預測控製（MPC）的全麵解析： 詳細介紹瞭綫性MPC（LMPC）的原理、約束處理機製（等式和不等式約束）以及二次規劃（QP）求解器的選擇與應用。對於非綫性過程，我們著重探討瞭非綫性MPC（NMPC）的構建流程、求解效率的提升策略（如分層控製、模型預處理），並提供瞭在工業級仿真環境中的實現案例。 2. 先進的解耦與控製結構設計： 針對化工過程中普遍存在的強耦閤現象，我們超越瞭傳統的反饋前饋控製，深入探討瞭動態矩陣控製（DMC）、非對稱控製策略以及基於奇異值分解的解耦方法，指導讀者如何選擇最優的控製結構以最小化乾擾傳播。 3. 多變量控製器的性能優化與魯棒性： 討論瞭如何通過H∞範數設計確保控製器在模型不確定性下的穩定性與性能。此外，如何針對采樣時間變化、傳感器故障等實際工況，設計具有自適應能力的控製算法。 第三部分：過程優化與智能決策 控製的目標是使過程在滿足操作約束的前提下，實現經濟效益最大化或能耗最小化。本部分聚焦於如何將優化技術嵌入到實時控製架構中。 1. 實時優化（RTO）原理與部署： 詳細闡述瞭實時優化器的結構，包括模型層、優化層和控製層的交互。重點分析瞭如何處理RTO計算時間與過程動態速度之間的匹配問題，介紹瞭基於局部綫性化和迭代優化的實用RTO算法。 2. 混閤整數綫性規劃（MILP）在調度中的應用： 對於涉及批次切換、設備選型和生産計劃製定的問題，我們展示瞭如何構建MILP模型，實現生産計劃與過程控製的無縫集成。 3. 模型不確定性下的優化： 引入隨機規劃和魯棒優化概念，用於處理未來原料成本、催化劑活性衰減等不確定性因素對最優操作點選擇的影響。 第四部分：過程監測、故障診斷與前沿趨勢 現代化工控製係統必須具備高度的自感知能力。本部分關注如何利用信號處理和數據挖掘技術提升過程的安全性和可靠性。 1. 基於統計過程控製（SPC）的異常檢測： 深入講解瞭卡方統計量、Hotelling $T^2$ 統計量在多變量過程基綫監控中的應用，以及如何區分真正的過程漂移和傳感器噪聲。 2. 故障診斷與隔離（FDI）： 介紹瞭基於殘差分析、判彆分析（DA）和軟測量技術（Soft Sensing）的故障診斷框架。重點在於建立有效的故障模型，並實現快速的故障隔離，為操作員提供明確的乾預指導。 3. 人工智能賦能控製： 探討瞭深度學習（如LSTM、Transformer）在處理復雜時間序列數據、構建高精度軟測量模型方麵的潛力，以及強化學習（RL）在探索最優控製策略方麵的最新進展，為化工過程的未來自主運行奠定理論基礎。 總結與讀者對象 《現代化工過程控製與優化》是一本技術深度與工程實用性兼備的參考書。它完全聚焦於化學工程和物理化學過程的控製係統設計，內容體係嚴謹，數學推導詳實，並配有豐富的工程案例（涉及石油煉製、乙烯裂解、精細化學閤成等典型單元操作）。本書適閤於從事過程控製係統設計、調試和維護的高級工程師，研究生階段專門從事過程係統工程（PSE）研究的學者，以及需要係統學習現代控製理論在工業界應用的化學工程及相關專業的高年級本科生。通過本書的學習，讀者將能夠構建、實施並優化下一代智能化的化工生産控製係統。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭相當長的時間去研讀這本書的緒論部分，它給我的感覺是作者對學科脈絡的梳理極為透徹和宏大。不同於其他一些教材上來就拋齣大量公式和定義，這本書似乎更注重“講故事”，它首先描繪瞭整個學科發展的曆史軌跡，讓我們瞭解到這些原理是如何一步步建立起來的，這種曆史的縱深感極大地激發瞭我的求知欲。特彆是作者在闡述學科地位和未來展望時所展現齣的那種深刻洞察力，讓我對這個領域抱持瞭極大的熱情和敬畏。它不僅僅是知識的堆砌，更像是構建瞭一張完整的知識地圖，讓你知道每一個知識點在整個體係中的具體位置和重要性。我在閱讀中感受到瞭作者試圖打破學科壁壘的努力，通過引用相關領域的最新研究進展，拓寬瞭我們的視野，不再局限於傳統的教學框架內。這種宏觀的把握能力，是許多同類書籍所欠缺的，它讓人在學習細節之前，先對全局有瞭清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實讓人眼前一亮，封麵的排版簡潔而不失穩重，那種深邃的藍色調搭配著清晰的白色字體，一下就抓住瞭我的注意力。初次翻閱時，我就被它那種嚴謹的學術氣息所感染，感覺這不是一本泛泛而談的教材，而是真正深入到核心概念的知識寶庫。內頁的紙張質量上乘，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到明顯的疲勞，這一點對於需要長時間伏案學習的讀者來說，無疑是一個巨大的加分項。而且，書中的插圖和圖錶設計得非常精妙，色彩的運用恰到好處，不僅起到瞭視覺引導的作用，更能有效地輔助理解那些抽象的理論模型。例如，它對某個復雜係統的流程圖描繪得極其細緻，那些箭頭和方框的布局邏輯清晰，讓我這個初學者也能迅速抓住關鍵環節。這本書的排版也體現瞭對讀者的尊重，字號適中，行距寬鬆，即便是厚厚的篇幅，閱讀起來也毫無壓迫感，仿佛作者在用一種平易近人的方式，引導我們進入一個全新的知識領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格我非常欣賞，它成功地在專業性與可讀性之間找到瞭一個絕佳的平衡點。作者的文字錶達流暢、精準，沒有過多晦澀的術語堆砌，即使是麵對那些原本就很難理解的數學模型和物理化學概念，作者也能用相對平實的語言進行闡述，使得學習過程變得更加順暢和愉悅。我特彆喜歡書中偶爾穿插的一些富有啓發性的比喻和類比，這些精妙的類比像是黑暗中的燈塔，瞬間點亮瞭睏惑我的知識盲區。這種敘事方式，讓這本書讀起來更像是一場與領域內資深專傢的深度對話，而不是冷冰冰的教條灌輸。它激勵讀者去主動思考、去質疑，而不是被動接受。這種互動式的學習體驗，極大地增強瞭我對所學知識的內化程度，是我在其他教材中鮮少體驗到的閱讀感受。

評分☆☆☆☆☆

就學習體驗而言，這本書的結構安排體現瞭極高的教學智慧。它並非簡單地將知識點綫性排列，而是采用瞭螺鏇上升的教學法。基礎概念的引入往往非常基礎和直觀，隨後在後續章節中，會不斷地引入新的約束條件和復雜的外部因素，對最初的簡化模型進行深化和拓展。這種層層遞進的方式，使得知識的吸收更加紮實和牢固。例如，它在一個模塊中先介紹瞭理想狀態下的反應動力學，然後在後麵的高級應用章節中，會立即引入非理想流態和傳質限製等因素對模型的影響，這種前後呼應的設計，極大地幫助我建立起完整的知識體係，避免瞭知識點的孤立存在。可以說，這本書不僅僅是一本教材，更像是一套精心設計的學習路徑圖，引領著讀者從新手成長為能夠獨立分析和解決復雜工程問題的專業人士。

評分☆☆☆☆☆

這本書在細節內容的呈現上，展現齣一種近乎偏執的精確度。我尤其注意到瞭它對實驗數據和案例分析的處理方式。每一個實驗步驟的描述都詳盡到幾乎可以作為標準操作規程來參考，每一個參數的選取和變化都有充分的理論依據支撐，絕非憑空臆造。當我嘗試對照書中的例子進行思考和推演時，發現作者在每一步的邏輯推導上都留下瞭清晰的“腳印”，讓人很容易跟上思路，避免瞭那種“知其然而不知其所以然”的睏境。這種對細節的精雕細琢，使得這本書在作為工具書的價值上也得到瞭極大的提升。我可以毫不誇張地說，書中的每一個圖錶、每一個注釋，都經過瞭反復的打磨和驗證，傳遞齣一種高度的可靠性和權威性。它不僅僅是在教授原理，更是在培養我們嚴謹的科學思維模式。