生物反应动力学与反应器

绪论

第1章酶催化反应动力学

1.1酶催化反应原理

1.1.1酶的催化反应特性

1.1.2酶的活性中心

1.1.3酶的催化反应机制

1.2单底物酶催化反应动力学

1.2.1方程的建立

1.2.2方程的特征

1.2.3参数的求取

1.3有抑制的酶催化反应动力学

1.3.1竞争性可逆抑制动力学

1.3.2非竞争性可逆抑制动力学

1.3.3反竞争性可逆抑制动力学

1.3.4混合型可逆抑制动力学

1.3.5底物抑制动力学

1.3.6不可逆抑制动力学

1.4复杂的酶催化反应动力学

1.4.1可逆反应动力学

1.4.2双底物反应动力学

1.4.3变构酶催化反应动力学

1.5影响酶催化活性的因素

1.5.1pH的影响

1.5.2温度的影响

1.5.3酶的失活动力学

1.6非水相酶催化反应的动力学

特性

重点内容提示

习题

第2章细胞生长反应动力学

2.1细胞生长反应概论

2.1.1细胞的基本特征

2.1.2物质的跨膜输送

2.1.3胞内代谢反应

2.1.4胞内代谢调控

2.1.5细胞生长反应的特点

2.2细胞生长反应计量学

2.2.1元素衡算方程

2.2.2得率系数

2.2.3细胞反应热

2.3细胞生长动力学的非结构模型

2.3.1细胞生长动力学模型的

分类

2.3.2无抑制的细胞生长动力学

2.3.3有抑制的细胞生长动力学

2.3.4分批培养时细胞生长动

力学

2.3.5影响细胞生长速率的主要

因素

2.4产物生成与底物消耗动力学

2.4.1代谢产物生成动力学

2.4.2底物消耗动力学

2.4.3细胞反应的产热速率

2.5细胞生长动力学的结构模型

2.5.1分室模型

2.5.2控制模型

2.6描述细胞群体生长动力学的分离

模型

2.6.1描述细胞生理特性变化的分

离模型

2.6.2描述细胞形态变异的分离

模型

2.6.3描述重组菌细胞生长的分离

模型

重点内容提示

习题

第3章固定化生物催化剂反应过

程动力学

3.1固定化生物催化剂概论

3.1.1生物催化剂的固定化

3.1.2固定化对生物催化剂动力学

特性的影响

3.2外扩散对反应速率的限制效应

3.2.1外扩散限制时的表观反应

速率

3.2.2外扩散有效因子

3.2.3外扩散对复杂反应影响的

描述

3.3内扩散对反应速率的限制

效应

3.3.1液体在载体微孔内的

扩散

3.3.2颗粒内扩散一反应的基本

关系式

3.3.3一级反应的内扩散限制

3.3.4零级反应的内扩散限制

3.3.5MM型反应的内扩散

限制

3.3.6表观梯勒模数

3.3.7复杂反应内扩散有效因子的

求取

3.4内外扩散同时存在时的限制

效应

3.5扩散影响下的表观动力学

特性

3.5.1表观反应级数

3.5.2表观活化能

3.5.3表观稳定性

重点内容提示

习题

第4章生物反应器的操作模型

4.1操作模型概论

4.1.1分类

4.1.2基础方程

4.1.3操作参数

4.2分批式操作的搅拌槽式反应

器(BSTR)

4.2.1基本操作模型

4.2.2酶催化反应过程的反应

时间

4.2.3细胞反应过程的反应

时间

4.2.4分批操作的最优反应

时间

4.2.5分批操作反应器的有效

体积

4.3连续操作的搅拌槽式反应器

(CSTR)

4.3.1基本操作模型

4.3.2酶催化反应的单级

CSTR

4.3.3细胞反应的单级CSTR

4.3.4有细胞循环的单级

CSTR

4.3.5多级CSTR串联

4.4连续操作的管式反应器

(CPFR)

4.4.1基本操作模型

4.4.2酶催化反应时的CPFR

4.4.3CPFR与CSTR相串联的操

作模型

4.4.4带细胞循环的CPFlR操作

模型

4.5流加操作反应过程模型

(FBC)

4.5.1基本操作模型

4.5.2恒速流加

4.5.3指数流加

4.5.4反复流加

4.6反应一分离耦合操作模型

4.6.1反应与透析相耦合

4.6.2反应与过滤相耦合

4.6.3反应与萃取相耦合

4.7连续操作生物反应器的动态

特性

4.7.1环境阶跃变化时CSTR的动

态特性

4.7.2CSTR的稳定性分析

4.7.3混合种群培养时CSTR的动

态特性

重点内容提示

习题

第5章生物反应器的传递与混合

特性

5.1反应流体的流变与剪切特性

5.1.1流体的流变模型

5.1.2影响反应液流变特性的

因素

5.1.3流体的剪切作用

5.2氧的传递特性

5.2.1细胞反应中氧的传递

过程

5.2.2气一液相间氧的传递模型

5.2.3细胞反应过程耗氧与供氧

的动态关系

5.2.4影响氧传递速率的因素

5.2.5KLa的经验关联

5.2.6KLa的实验测定

5.2.7细胞团内的氧传递

5.3热量传递特性

5.3.1细胞反应过程的热平衡

5.3.2传热系数的求取

5.4混合过程特性

5.4.1概论

5.4.2理想流动反应器的宏观混合

模型

5.4.3非理想流动反应器的宏观混

合模型

5.4.4微观混合的特性

重点内容提示

习题

第6章生物反应器的设计与

放大

6.1生物反应器概论

6.1.1生物反应器的特点

6.1.2生物反应器的分类

6.1.3生物反应器的设计要求

6.2机械搅拌槽式生物反应器

6.2.1反应器的结构

6.2.2搅拌器的类型

6.2.3搅拌功率的计算

6.3气体搅拌塔式生物反应器

6.3.1鼓泡塔反应器

6.3.2气升式反应器

6.4固定床和流化床生物反应器

6.4.1固定床反应器概述

6.4.2填充床反应器

6.4.3滴流床及反应器

6.4.4固态发酵反应器

6.4.5流化床反应器

6.5膜生物反应器

6.5.1膜生物反应器的分类

6.5.2膜生物反应器的操作

特性

6.6动植物细胞培养生物反应器

6.6.1动物细胞培养反应器

6.6.2植物细胞培养反应器

6.6.3微藻培养反应器

6.7生物反应器的放大

6.7.1经验放大法

6.7.2其它放大方法

重点内容提示

习题

主要符号一览表

部分习题参考答案

参考文献

索引