生物反应过程检测与控制.pdf

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书籍描述

内容简介
本书以生物反应过程需要检测控制的重要参数为主线,基于生物代谢调节规律,阐述了这些参数的检测方法、仪器和原理,以及基于参数检测的生物反应过程优化控制的方法原理。由于生物反应过程中化学参数的检测多用到电化学分析原理,本书也对电化学分析原理做了简明扼要的论述。同时,全书参考了新的文献,力图反映该领域最新的发展成果。
本书可作为生物工程及相关专业的本科生及研究生教材,也可作为相关企业的参考用书。

目录
第1章绪论
1��1生物反应过程的概念、内容和特点
1��1��1生物反应过程的概念
1��1��2生物反应过程的内容
1��1��3生物反应过程的特点
1��2生物反应过程测控技术的含义、目的和任务
1��2��1生物反应过程测控技术的含义
1��2��2过程检测与调控的目的和任务
1��3生物反应过程参数检测概述
1��3��1物理参数
1��3��2化学参数
1��3��3生物参数
1��4细胞的代谢调节概述
1��4��1代谢调节机制
1��4��2初级代谢物的调节
1��4��3次级代谢物的调节
1��5生物反应过程控制概述
1��5��1过程控制的主要内容
1��5��2控制系统概述
1��6计算机在生物反应过程控制中的应用
1��6��1生物反应过程状态估计
1��6��2生物反应过程直接数字控制(DDC)
1��6��3生物反应过程优化控制
第2章物理参数的检测
2��1反应过程参数检测方式与传感器
2��1��1检测方式及原理
2��1��2检测用传感器种类及特性
2��2温度的测量
2��2��1热电势式测温元件
2��2��2热电阻式测温元件
2��2��3温度的测量、显示和记录
2��3压力和液位的测量
2��3��1压力测量原理
2��3��2波登(Bourdon)管式压力传感器
2��3��3波纹管式压力传感器
2��3��4膜式压力传感器
2��3��5电阻应变片
2��3��6压力测量
2��3��7液位和泡沫液位的测量
2��4流量测量
2��4��1流量测量概述
2��4��2差压式流量计
2��4��3转子流量计
2��4��4电磁流量计
2��5发酵液黏度及搅拌参数的检测
2��5��1发酵液黏度的检测
2��5��2搅拌转速和搅拌功率的检测
第3章化学参数的检测
3��1电化学分析
3��1��1电化学分析法基本原理
3��1��2电化学分析的分类
3��1��3主要电化学分析方法原理
3��1��4扩散电流理论
3��1��5电化学分析的特点及应用
3��2pH测量概述
3��2��1pH测量的目的
3��2��2pH测量所需电极
3��2��3pH测量系统
3��3pH测量的基础理论
3��3��1电势测量原理
3��3��2pH测量系统电势
3��3��3pH值的定义
3��3��4活度与浓度的关系
3��3��5缓冲液
3��3��6pH与温度的关系
3��3��7信号处理
3��4pH测量方法
3��4��1pH测量的一般原则
3��4��2生物工厂的pH测量
3��4��3信号处理和环境影响
3��4��4pH电极的标定
3��4��5电极的维护
3��4��6温度补偿
3��5pH测量应用示例
3��5��1实验室中pH测量
3��5��2生物工厂pH连续测量
3��6溶解氧的测量
3��6��1溶解氧电极
3��6��2溶解氧电极构造
3��6��3溶解氧电极技术特性
3��6��4溶解氧电极电流放大器
3��6��5溶解氧测量系统的校验
3��7溶解氧测量与维护
第4章生物反应液生物参数的检测与估算
4��1生物反应过程数据采集和滤波
4��1��1过程数据采集和处理
4��1��2简单数字滤波法
4��2呼吸代谢的测量及有关算法
4��2��1氧利用速率
4��2��2二氧化碳释放速率
4��2��3呼吸商
4��2��4呼吸代谢参数与生物参数的关系
4��3依据发酵热和物料平衡进行估计的方法
4��3��1发酵热的测量
4��3��2发酵热与动力学参数的关系
4��3��3基于化学元素平衡方法来估计生物参数
4��4青霉素发酵过程生物质浓度在线估计实例
4��4��1估计算法推导
4��4��2数据采集和计算方法
4��5细胞浓度测定
4��5��1全细胞浓度的测定
4��5��2活细胞浓度测定
4��6生物反应液成分分析
4��6��1原位在线检测的技术
4��6��2非原位在线检测技术
4��6��3各检测技术的应用前景分析
第5章参数检测中的生物传感器及流程分析仪
5��1生物传感器的类型及其结构原理
5��1��1酶电极
5��1��2微生物电极
5��1��3免疫电极
5��1��4生物传感器的换能器件
5��2生物传感器在检测过程中的应用
5��2��1在微生物发酵中的应用
5��2��2动物细胞培养的检测
5��2��3植物细胞培养的检测
5��3生产流程分析仪
5��3��1红外气体分析仪
5��3��2氧分析仪
5��3��3反应过程新型检测技术
第6章生物细胞的代谢调节
6��1生物细胞的代谢调节特点
6��2生物细胞代谢调控机制
6��2��1酶活性的调节
6��2��2酶合成的调节
6��3微生物次级代谢与调节
6��3��1微生物次级代谢的特征
6��3��2次级代谢产物的类型
6��3��3次级代谢物生物合成原理
6��4微生物次级代谢作用的调控
6��4��1微生物的次级代谢与其生命活动的关系
6��4��2次级代谢产物生物合成的调节与控制
6��4��3基因工程在提高生产性能上的应用
第7章生物反应过程的控制
7��1生物反应过程控制的简介
7��2微生物发酵过程的代谢变化规律
7��2��1分批发酵
7��2��2补料分批发酵
7��2��3连续发酵
7��3温度对发酵的影响及其控制
7��3��1影响发酵温度的因素
7��3��2温度对微生物生长的影响
7��3��3温度对发酵的影响
7��3��4最适温度的选择
7��3��5发酵过程温度控制
7��4溶解氧浓度对发酵的影响及其监控
7��4��1微生物对氧利用的规律
7��4��2溶解氧作为发酵异常情况的指示
7��4��3溶解氧作为发酵中间控制的手段之一
7��4��4氧供需与产物形成
7��4��5发酵液中的溶解氧控制
7��5pH值对发酵过程的影响及控制
7��5��1pH值对发酵过程的影响
7��5��2最合适pH值的选择
7��5��3pH的控制
7��6二氧化碳和呼吸商
7��6��1二氧化碳对发酵的影响
7��6��2呼吸商与发酵的关系
7��7基质浓度对发酵的影响及补料控制
7��7��1基质浓度对发酵的影响
7��7��2补料发酵工艺控制
7��8泡沫控制
7��8��1泡沫的产生及其影响
7��8��2发酵过程中泡沫的消长规律
7��8��3泡沫的控制
7��9发酵罐压力的控制
7��10发酵终点的判断
第8章生物反应过程计算机控制
8��1过程工业与计算机控制
8��1��1过程工业特点
8��1��2数字计算机在过程控制中应用概述
8��2集散型控制系统及接口技术
8��2��1集散型控制系统结构及功能
8��2��2集散型控制系统的发展
8��2��3DCS的特点
8��2��4过程接口技术
8��2��5工业发酵过程微机控制过程接口
8��3计算机控制中的PID控制算法
8��3��1数字式PID控制算法
8��3��2改进型的PID控制算法
8��3��3DCS中的PID控制算法的实现
8��4间歇生产过程控制
8��4��1程序控制概述
8��4��2程序控制的描述方法
8��4��3可编程序控制器及应用
8��5生物反应过程计算机辅助优化控制设计
8��5��1动力学模型及求解
8��5��2菌体最佳操作浓度的确定
8��5��3最佳稀释速率的确定
8��5��4补料液中基质浓度的确定
8��6计算机在生物反应过程控制中的应用
8��6��1DCS在青霉素发酵补料过程中的应用
8��6��2谷氨酸发酵过程计算机控制
参考文献

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