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| 內容簡介： |
《发酵工艺与设备》第三版入选石油和化工行业“十四五”规划教材，内容在第二版基础上进行了适时更新，主要包括生产菌种的选育培养、灭菌与除菌工艺及设备、厌氧发酵工艺及设备、好氧发酵工艺及设备、发酵动力学、发酵过程参数检测及控制，以及发酵产物的分离提取。本版教材继承了前两版的特色，将发酵工艺与发酵设备两方面内容有机结合，每章将“工艺”、“相关设备”及生产实例一并介绍，帮助学生构建完整的发酵工程知识体系。为顺应信息化教学的需要，本版教材增加了数字化资源，包括教学课件、拓展阅读材料、思考题参考答案等，可参照封底说明扫码获取。新版每章开头设计了知识导图和学习目标，为学生自主学习理清脉络。
來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
本教材适合用作高等院校生物、医药、食品、化工等专业的发酵工程或发酵工艺学课程本科或研究生教材，也可供相关技术人员参考。
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| 目錄：
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第一章绪论1
第一节发酵技术的起源与发展2
一、古代人类的酿酒活动与传统酿造工艺2
二、微生物、酶的发现和纯培养发酵技术的建立4
三、现代发酵工程技术的形成5
四、代谢控制发酵和基因工程技术的产生与发展7
第二节发酵工程的内容、类型及特点8
一、发酵工程的内容8
二、发酵生产的类型10
三、发酵工程的特点11
第三节发酵工程的应用领域13
一、医药工业13
二、食品工业14
三、化学工业15
四、农业16
五、环境保护17
六、冶金工业17
第四节发酵工程技术的发展趋势18
一、用合成生物学技术构建菌种18
二、数据科学和人工智能技术赋能发酵过程优化18
三、生物反应和产物分离耦联19
四、微生物发酵技术应用于动植物细胞培养19
五、固定化（酶和细胞）技术的应用20
六、开发清洁生产工艺20
七、发酵工艺与设备课程简介20
思考题21
第二章生产菌种的选育培养22
第一节生产菌种的选育23
一、发酵工业中的常用微生物23
二、新菌种的分离与筛选24
三、菌种的改良与创制28
第二节菌种的保藏与扩大培养29
一、菌种的衰退和复壮29
二、菌种的保藏32
三、菌种的扩大培养35
第三节发酵培养基的设计37
一、培养基的类型37
二、发酵培养基的组成38
三、发酵培养基的优化44
第四节生产实例——谷氨酸生产菌种扩大培养及发酵培养基设计45
一、谷氨酸生产菌种的来源及保藏45
二、生产菌种的扩大培养46
三、发酵培养基的组成47
思考题52
第三章灭菌与除菌工艺及设备53
第一节发酵生产中有害微生物的控制54
一、发酵生产中的无菌概念54
二、有害微生物的控制方法54
第二节培养基灭菌57
一、湿热灭菌的操作原理57
二、分批灭菌59
三、连续灭菌60
第三节无菌空气制备63
一、空气净化除菌的方法与原理63
二、无菌空气的制备流程65
三、空气预处理设备68
四、空气过滤介质及过滤器72
第四节设备与管道的清洗与灭菌75
一、常用清洗剂及清洗方法76
二、设备及管路的灭菌79
第五节灭菌实例——谷氨酸发酵设备及培养基灭菌84
一、灭菌前的准备工作84
二、总（分）过滤器灭菌85
三、种子罐和发酵罐空罐灭菌85
四、培养基实罐灭菌85
五、发酵培养基连续灭菌86
思考题86
第四章厌氧发酵工艺及设备87
第一节厌氧发酵产物的生物合成机制88
一、糖酵解途径概念及其特点88
二、酵母菌的酒精、甘油发酵89
三、乳酸发酵91
四、甲烷（沼气）发酵93
第二节白酒与酒精发酵94
一、白酒固态发酵94
二、酒精发酵100
第三节啤酒发酵107
一、啤酒发酵产生的主要风味物质107
二、传统啤酒发酵108
三、现代大罐啤酒发酵112
第四节乳酸发酵116
一、乳酸发酵工艺概述117
二、大米和薯干粉发酵工艺118
三、淀粉水解糖发酵工艺119
四、玉米粉发酵工艺121
五、蔗糖和糖蜜发酵工艺121
六、葡萄糖的L 乳酸发酵工艺123
七、细菌乳酸发酵工艺小结123
八、原位产物分离乳酸发酵工艺简介124
思考题126
第五章好氧发酵工艺及设备127
第一节好氧发酵产物的合成机制128
一、谷氨酸发酵机制128
二、柠檬酸发酵机制132
三、其他好氧发酵产物的合成135
第二节发酵过程的工艺控制140
一、溶解氧对发酵的影响及其控制140
二、二氧化碳和呼吸商对发酵的影响及其控制144
三、温度对发酵的影响及其控制146
四、pH值对发酵的影响及其控制148
五、菌体和基质浓度对发酵的影响及补料控制150
六、发酵过程中的泡沫控制157
七、发酵终点的确定159
第三节通风发酵设备160
一、机械搅拌通风发酵罐160
二、其他通风发酵罐简介170
第四节发酵染菌及防治173
一、染菌的检查及原因分析173
二、染菌对不同发酵过程的影响174
三、染菌发生的不同时间对发酵的影响174
四、发酵异常现象及原因分析175
五、杂菌污染的预防176
六、染菌的挽救和处理177
七、噬菌体污染及其防治178
第五节好氧发酵工艺实例——谷氨酸发酵178
一、谷氨酸生产菌的菌体形态特点179
二、亚适量生物素流加糖发酵工艺180
三、淀粉水解糖高生物素添加青霉素流加糖发酵工艺181
四、甘蔗糖蜜添加青霉素流加糖发酵工艺182
五、谷氨酸发酵异常现象及其处理184
思考题185
第六章发酵动力学186
第一节发酵过程的化学计量及动力学描述187
一、细胞反应的元素衡算188
二、细胞反应的得率系数189
三、反应速率190
四、反应速率与得率系数之间的关系192
五、细胞反应系统的动力学描述192
第二节分批发酵193
一、菌体生长动力学193
二、基质消耗动力学201
三、代谢产物生成动力学203
四、分批发酵的产率205
第三节连续发酵207
一、连续发酵的动力学方程208
二、连续发酵的稳态操作条件210
三、连续发酵的产率212
四、连续发酵过程中的杂菌污染和菌种变异213
五、多级连续发酵215
六、连续培养的应用216
第四节补料分批发酵217
一、补料分批发酵的特点217
二、流加操作的数学模型218
思考题223
第七章发酵过程参数检测及控制224
第一节发酵过程参数检测概述225
一、发酵过程参数的分类225
二、发酵过程参数检测的特点226
第二节发酵检测控制系统的基本组成226
一、测定元件227
二、控制部分228
三、执行元件229
第三节发酵过程的自动控制原理230
一、反馈控制230
二、前馈控制231
三、自适应控制232
第四节发酵过程的计算机控制232
一、发酵过程控制的计算机系统232
二、发酵过程中计算机的控制方式233
第五节常用物理参数的检测与控制233
一、温度234
二、罐压234
三、搅拌转速和功率236
四、空气和料液流量237
五、液位和泡沫239
第六节常见化学和生物参数的检测与控制239
一、pH值及溶解CO2浓度240
二、溶氧浓度及氧化还原电位241
三、发酵罐排气（尾气）中O2分压和CO2分压244
四、细胞浓度和发酵液成分246
第七节生产实例——谷氨酸发酵过程的自动控制249
一、谷氨酸发酵工艺特征及其控制中存在的问题249
二、谷氨酸发酵罐的主要控制系统250
思考题252
第八章发酵产物的分离提取253
第一节发酵产物分离的特点与过程设计254
一、发酵产物分离的特点254
二、常用的分离技术及机制255
三、发酵产物分离的过程选择256
第二节细胞破碎257
一、机械法257
二、非机械法259
第三节沉淀与离心259
一、沉淀259
二、离心260
第四节过滤与膜分离266
一、过滤266
二、膜分离270
第五节萃取与色谱分离274
一、萃取274
二、色谱分离278
第六节离子交换与吸附281
一、离子交换281
二、吸附282
第七节蒸发、结晶与干燥285
一、蒸发285
二、结晶288
三、干燥292
第八节发酵产物的分离实例——谷氨酸提取与味精精制296
一、谷氨酸提取296
二、味精精制300
三、谷氨酸发酵清洁生产303
思考题306
参考文献307
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| 內容試閱：
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前言
本书第一版于2011年问世，2015年修订出版了第二版。两版教材被许多高等院校选作生物、医药、食品、化工等专业的发酵工程或发酵工艺学课程教材，受到众多读者的好评，多次重印，并获得中国石油和化学工业优秀出版物奖·教材奖二等奖。为紧跟学科发展和教学需求，我们在《发酵工艺与设备》（第二版）的基础上编写了第三版教材。本版入选石油和化工行业“十四五”规划教材。
本版教材保持第二版的结构体系，但对所有内容进行了全面更新，内容包括绪论、生产菌种的选育培养、灭菌与除菌工艺及设备、厌氧发酵工艺及设备、好氧发酵工艺及设备、发酵动力学、发酵过程参数检测及控制，以及发酵产物的分离提取。本版教材继承了前两版的特色，将发酵工艺与发酵设备两方面的内容有机结合，每章将工艺、相关设备及生产实例一并介绍，帮助学生构建完整的发酵工程知识体系。在修订时仍注重实用性，删繁就简，尽量避免了过多的理论分析及复杂的数学运算，重点培养学生的实际应用能力。
为顺应信息化教学的需要，本版教材增加了数字化资源，包括拓展阅读、思考题参考答案等，可参照封底说明扫码获取。每章开头设计了知识导图和学习目标，为学生自主学习厘清脉络。同时，本版教材充分体现党的二十大精神，通过拓展阅读等材料，力求在传授专业知识的同时，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，落实立德树人根本任务。
参加本版修订的人员有：武汉轻工大学黄文晶(第一章)、武汉轻工大学曾驰（第二、三、六章）、武汉轻工大学王继刚(第四章)、武汉轻工大学沈威（第五、八章）、武汉轻工大学廖卫芳（第七章）。数字化资源主要由沈威制作完成。全书由曾驰统稿。陶兴无教授对修订工作进行了指导。
在本书编写过程中参考了大量文献，在此对这些文献的作者表示衷心的感谢。同时，还要感谢支持帮助本书编写、出版和使用的读者、编辑和各位同仁。
本书的编写得到了武汉轻工大学教材建设基金资助项目的支持。
限于作者水平，本书难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。
编者
2025年9月于武汉
第一版前言
现代生物技术或生物工程的产物要实现工业化生产，要借助于发酵工程技术。发酵工程涉及生物工业的许多领域，例如抗生素工业、有机酸工业、酶制剂工业、氨基酸工业、生物制药工业和传统的酿酒业等。因此，“发酵工程”是生物工程、生物技术、食品和制药等相关专业学生的重要专业基础课或专业课，该课程的目的是使学生能将所学理论知识与工程实际衔接起来，从工程的角度去考虑技术问题，逐步实现由学生向工程师的转变。
“发酵工程”涉及的知识点很多，基本内容为发酵工艺与发酵设备。优异的产品性能离不开好的工艺，而较低的生产成本则离不开好的设备，工艺和设备是密不可分的。学生在学习某一单元工艺内容时，若不能及时地了解该单元所使用的相应设备及其操作原理，在一定程度上会造成“工艺”与“设备”知识脱节。对没有工厂经历和经验的在校学生来说，对一些设备的结构和工作原理的理解也存在较大困难。本书的特点是把发酵工艺与发酵设备两方面的内容结合起来，更具系统性和实用性。在内容编排上以发酵生产中共性工艺技术为主线，包括微生物菌种的选育及其培养、灭菌与除菌工艺及设备、厌氧发酵工艺及设备、好氧发酵工艺及设备、发酵动力学以及发酵产物的分离提取，最后还简要介绍了发酵过程参数检测及控制。每章在讲述“工艺”的同时，将所涉及设备的工作原理、构造以及生产实例贯穿在各个章节中一并介绍，突出完整的工艺设备流程，力求提供系统的发酵工业知识。在内容选取上注重实用性，删繁就简，尽量避免了过多的理论分析及复杂的数学运算，重点培养学生的实际应用能力。“发酵工程”是在学生完成了“生物化学”和“微生物学”等课程学习的基础上开设的，许多内容已包含于这些先修课程中，本书对部分内容仅作概述，以避免不必要的重复。
参加本书编写的人员（分工）如下：蚌埠学院任茂生（第二章第一、三、四节，第三章），湖北大学知行学院刘齐（第二章第五节），湖北工业大学汪江波和湖北工业大学工程技术学院阳飞（第四章第一～三节），蚌埠学院王娣（第五章第一、二、四节），湖北大学知行学院孙美玲（第五章第三节，第七章第一～六节），武汉工业学院陶兴无（其余各章节）。全书由陶兴无负责统稿，武汉工业学院李燕和樊永波等也做了部分工作。
在编写过程中，我们参阅了大量同行的资料和文献，在此表示衷心的感谢。
书中疏漏或欠妥之处，敬请读者批评指正。
陶兴无
2011年5月于武汉
第二版前言
《发酵工艺与设备》自2011年出版发行以来，被许多高等院校选作生物、医药、食品、化工等专业发酵工程或发酵工艺学课程教材，受到广大读者的欢迎，多次重印。这次再版根据反馈的意见和建议进行了全面修订。为了使读者对发酵工程有更加直观的认识，保留并修订了谷氨酸生产实例（分别安排在不同章的最后一节），主要修订情况如下。
(1)在第三章新增了“谷氨酸发酵设备及培养基灭菌”一节。
(2)将“发酵过程参数的检测及其控制”调整为第七章，新增了“谷氨酸发酵过程的自动控制”一节。
(3)将“发酵产物的分离提取”调整为第八章，新增了“谷氨酸发酵清洁生产”内容。
在内容编排上与第一版基本相同，以发酵生产共性工艺技术为主线，内容主要包括生产菌种的选育培养、灭菌与除菌工艺及设备、厌氧发酵工艺及设备、好氧发酵工艺及设备、发酵动力学以及发酵过程参数检测及控制，最后简要介绍发酵产物的分离提取。在修订时仍注重实用性，尽量避免了过多的理论分析及复杂的数学运算，重点培养学生的实际应用能力。
本书修订工作主要由武汉轻工大学（原武汉工业学院）陶兴无完成。限于作者水平，在内容及编排方面存在的疏漏或欠妥之处，恳请批评指正。在本书编写过程中参考了大量文献，要特别感谢文献的作者及支持帮助本书修订出版的读者和同行们。
陶兴无
2015年5月于武汉
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