本书由华东理工大学陈国豪教授主编，俞俊棠教授主审。全书共分九章：培养基準备与培养基灭菌的设备、发酵用压缩空气预处理及除菌设备、生物反应器与发酵参数检测元件、液固分离设备、萃取设备、离子交换和层析设备、蒸发和结晶设备、生物製品乾燥设备、生物製药生产GMP规範要点和附录等，它覆盖了当前生物技术工业化生产的全部关键单元操作与装备。本书特点是生物过程及设备的计算、设计案例丰富，能帮助学生掌握各种装备的工作原理、强化途径和单体设备计算、设计或选型。本书为普通高等教育十一五”国家级规划教材，可作为高校生物工程专业本科学生的教材，也可作为从事发酵工程，微生物製药工程，酶製剂、有机酸、胺基酸生产，现代生物技术等工程技术人员参考书。

第一章培养基準备与培养基灭菌的设备1

第一节培养基的準备与要求1

一、微生物培养基的种类和常用原料

及规格1

二、动物细胞、植物细胞和微藻细胞

培养基与灭菌方法3

第二节培养基的灭菌方法及设备4

第三节培养基实罐灭菌的计算4

第四节培养基连续灭菌的设备及计算10

一、连续灭菌的设备10

二、连消培养基冷却设备16

第二章发酵用压缩空气预处理及

除菌设备19

第一节供发酵工厂使用的无菌空气的

质量指标19

第二节压缩空气的预处理原理及工艺

流程设计20

一、压缩空气预处理的目的20

二、压缩空气的冷却20

三、压缩空气的除水原理及压缩空气预处理

系统的工艺流程设计20

第三节压缩空气预处理系统的设备设计22

第四节空气除菌设备27

一、空气总过滤器的结构与计算27

二、空气分过滤系统及过滤器的设计28

第三章生物反应器与发酵参数检测

元件33

第一节微生物反应器33

一、发酵罐的类型33

二、通用式发酵罐34

三、其他形式的发酵罐43

第二节动物细胞培养反应器47

一、动物细胞悬浮培养生物反应器48

二、动物细胞贴壁培养反应器49

三、动物细胞微载体悬浮培养反应器50

第三节植物细胞反应器52

一、植物细胞悬浮培养的特性52

二、大规模植物细胞培养反应器52

第四节生物反应器搅拌功率的计算54

一、搅拌功率计算的基本方程式54

二、搅拌功率计算的修正56

三、多层搅拌器的功率计算57

四、通气情况下的搅拌功率计算57

五、非牛顿型流体搅拌功率的计算58

六、生物反应器搅拌功率的确定60

七、电机功率的确定61

第五节生物反应器中的氧传递61

一、细胞对氧的需求61

二、培养过程中的氧传递62

三、气液接触中的传质係数64

四、影响气液相氧传递速率的因素65

五、氧传质係数的测定方法67

第六节生物反应器的放大设计68

一、几何尺寸的放大69

二、空气流量的放大69

三、搅拌功率及搅拌转速的放大70

四、放大方法的比较72

第七节生物反应器的发酵参数检测元件72

一、生物反应器的参数检测73

二、用于生化过程检测的感测器73

三、发酵过程控制概论81

第四章液固分离设备86

第一节液固分离设备概述86

一、过滤原理86

二、沉降原理87

三、液固分离设备的类别91第二节过滤设备及计算91

一、板框压滤机91

二、真空转鼓过滤机95

三、三足式离心机97

第三节离心沉降设备及计算99

一、管式离心机99

二、螺旋卸料离心机101

三、碟片式离心机102

四、生物体分离离心机105

第四节膜分离设备108

一、膜的结构108

二、膜分离过程设备110

第五章萃取设备113

第一节溶剂萃取法概述113

第二节溶剂萃取设备114

一、分段式萃取设备114

二、多级离心萃取机117

三、连续逆流离心萃取机117

第三节液液萃取设备的计算119

一、液液萃取过程的计算119

二、液液萃取设备的计算120

三、离心分离机及离心萃取机中分

界面计算123

四、离心分离机的生产能力计算125

第六章层析设备和离子交换设备126

第一节层析设备126

一、层析原理126

二、层析设备的组成128

第二节离子交换设备136

一、离子交换概述136

二、离子交换的操作方式136

三、离子交换设备的结构137

四、离子交换设备的设计139

第七章蒸发和结晶设备144

第一节蒸发设备144

第二节蒸发设备的计算与设计151

第三节结晶设备155

第八章生物产品乾燥设备158

第一节乾燥过程的基本计算方法159

一、湿空气的性质159

二、乾燥过程的物料及热量衡算160

三、乾燥速率及乾燥时间的计算162

第二节气流乾燥器及其计算163

一、颗粒在气流中的运动规律164

二、颗粒在气流中运动时的传热和传质169

三、直管式气流乾燥器的计算170

四、旋风式气流乾燥及其计算174

第三节沸腾乾燥器及其计算177

一、固体流化过程的三个阶段178

二、沸腾乾燥器的计算179

第四节喷雾乾燥塔(器)及其计算186

一、雾化器的结构计算187

二、喷雾乾燥塔（器）的结构及计算193

第五节沸腾造粒乾燥器及其计算197

一、沸腾造粒乾燥器的形式198

二、沸腾造粒乾燥器的设计198

第六节真空乾燥与冷冻乾燥设备200

一、真空乾燥200

二、冷冻乾燥203

第九章生物製药生产GMP规範要点208

第一节药品生产的GMP208

一、GMP的发展历史208

二、GMP的概念208

三、GMP的特点208

四、实施GMP的意义209

五、GMP的特徵和内容209

六、GMP的实施认证209

第二节GMP对原料药生产的要求209

一、生产特殊要求209

二、原料药生产质量控制要点211

三、原料药生产验证工作要点211

第三节GMP对发酵类原料药生产设备的

设计、製造、安装与管理的要求212

一、对发酵设备的一般要求212

二、设备和管道用材应保证不使药物

受到污染213

三、机械设备设计和製造要求213

四、防止机械设备在运动过程产生

异物的污染213

五、无菌原料药设备的特殊要求214

六、方便清洗消毒的设备及管路管件的

设计214

七、装卸、运输应避免造成污染216

八、设备管理和验证216

第四节GMP对发酵类原料药生产系统的

要求217

一、发酵类原料药生产设备与管道的卫生

要求217

二、常用清洗剂、清洗方法及设备219

三、设备及管路的灭菌223

第五节GMP对生产环境的要求225

一、生物工业生产对空气净化调节设施的

要求225

二、洁净室空气的温湿度控制230

第六节生物製药生产中与产品质量有关的

其他基础设施问题231

一、水的质量231

二、生物安全232

三、废物处理232

四、溶剂回收233

附录全国主要城市气象资料彙编234

参考文献235