可持续发展的生物过程

第一部 理论介绍

1 绪论

1.1 生物过程

1.1.1 生物技术的历史和现状

1.1.2 未来展望

1.2 过程开发中的建模和评价

2 生物过程的发展

2.1 生物过程和产品类别

2.1.1 生物催化剂和生物过程类别

2.1.2 原料

2.1.3 生物产品

2.2 生化反应的化学计量学、热力学和动力学

2.2.1 化学计量学

2.2.2 热力学

2.2.3 动力学

2.3 生物过程的基本组成（单元操作和单元步骤）

2.3.1 上游过程

2.3.2 生物反应器

2.3.3 下游过程

2.3.4 废物处理、消减和回收

2.4 过程开发

2.4.1 概述

2.4.2 开发步骤和参与人员

3 生物过程的建模和模拟

3.1 问题构成、过程分析和过程方案

3.1.1 模型边界和总体结构

3.1.2 建模步骤

3.2 运行和模拟

3.2.1 电子数据表格

3.2.2 过程模拟软件建模

3.3 不确定性分析

3.3.1 情景分析

3.3.2 敏感性分析

3.3.3 MonteCarlo模拟

4 可持续性评价

4.1 可持续性

4.2 经济评价

4.2.1 资本成本估算

4.2.2 操作成本估算

4.2.3 收益评估

4.3 环境评价

4.3.1 概述

4.3.2 方法构成

4.3.3 影响类型和组别

4.3.4 环境因子计算

4.3.5 指数计算

4.3.6 青霉素G裂解示例

4.4 社会评价

4.4.1 概述

4.4.2 社会评价指标

4.5 不同可持续性层面的相互作用

第二部分 生物过程案例

案例介绍

5 柠檬酸——以淀粉为原料的替代过程

5.1 引言

5.2 发酵模型

5.3 过程模型

5.4 物流分析

5.5 环境评价

5.6 经济评价

5.7 结语

6 丙酮酸——发酵法生产及不同的下游过程

6.1 引言

6.2 发酵模型

6.3 过程模型

6.3.1 生物反应与上游过程

6.3.2 下游过程

6.4 物流分析

6.5 环境评价

6.6 经济评价

6.7 结语

7 赖氨酸——生化反应模型和过程模型相结合

7.1 引言

7.2 基本策略

7.3 生化反应模型

7.4 过程模型

7.5 生化反应模型和过程模型的结合

7.5.1 假设

7.6 结果与讨论

8 核黄素——维生素B2

8.1 引言

8.2 生物合成和发酵

8.3 生产过程和过程模型

8.3.1 上游过程

8.3.2 发酵

8.3.3 下游过程

8.4 物流分析

8.5 生态学评估

8.6 经济评价

8.7 讨论和结语

9 岐不泛

9.1 引言

9.2 反应模型

9.3 过程模型

9.3.1 溶剂法

9.3.2 非溶剂法

9.4 物流分析

9.5 环境评价

9.6 经济评价

9.7 结语

10 青霉素V

10.1 引言

10.2 过程建模

10.2.1 发酵模型

10.2.2 过程模型

10.3 物流分析

10.4 环境评价

10.5 经济评价

10.6 MonteCarlo模拟

10.6.1 目标函数、变量和概率分布

10.6.2 模拟结果

10.7 结语

11 重组人血清白蛋白

11.1 引言

11.2 生化反应模型

11.2.1 化学计量式

11.2.2 多步发酵和流加策略

11.2.3 生产规模的发酵液总体积和原料消耗

11.3 过程模型

11.3.1 生化反应

11.3.2 下游处理

11.4 经济评价

11.5 环境评价

11.6 结语

12 重组人胰岛素

12.1 引言

12.1.1 双链法

12.1.2 胰岛素前体法

12.2 市场分析与设计基础

12.2.1 过程描述

12.2.2 物流分析和环境评价

12.2.3 进程安排

12.3 经济评价

12.4 产量提高方案

12.5 结语

13 单克隆抗体

13.1 引言

13.2 过程模型

13.3 物流分析

13.4 经济评价

13.5 环境评价

13.6 不确定性分析

13.6.1 情景分析

13.6.2 敏感性分析

13.6.3 MonteCarlo模拟

13.7 结语

14 转基因植物细胞悬浮培养生产岐1 抗胰蛋白酶

14.1 引言

14.2 过程描述

14.3 过程模型

14.4 过程讨论

14.5 结语

15 质粒DNA

15.1 引言

15.1.1 概况

15.1.2 过程背景

15.1.3 过程描述

15.2 过程模型

15.2.1 生化反应阶段

15.2.2 下游阶段

15.3 物流分析

15.4 经济评价

15.5 环境评价

15.6 讨论

15.7 结语

索引

《可持续发展的生物过程：过程模拟和评价》讲述了生物产业是国家战略性新兴产业之一，生物过程的合理设计和可持续性评价是过程开发的必要内容。《可持续发展的生物过程：过程模拟和评价》通过方法介绍和案例分析相结合，阐述了可持续性生物过程的开发策略和评价方法。通过生物过程模拟，合理评价技术路线、经济效益和环境影响，开展风险和不确定性分析，量化表征生物过程的可持续性，从而优化生物过程，以实现资源节约、环境友好和能源高效利用的目的。《可持续发展的生物过程：过程模拟和评价》附有光盘，提供了相关的过程模拟软件和系列案例分析，涉及制药、生化产品、化学品和食品等领域，有助于增进理解，还可作为实际过程建模的起点。《可持续发展的生物过程：过程模拟和评价》既适用于生物工程、化学工程和制药工程等专业的本科高年级学生和研究生，也对从事生物过程开发和生物产业研究的学者，工程师，环境专家和经济学家有参考价值。