3 生物化学工程 第一章：绪论 第二章：工业微生物概论 第三章：灭菌技术 第四章：氧的供需与传递 第五章：生物反应器 第六章：微生物培养技术与动力学 第七章：动物细胞大规模培养技术 第八章：植物细胞大规模培养技术 第九章：生物物质分离与纯化 第十章：生化生产工艺实例
3 生物化学工程 第一章：绪论 第二章：工业微生物概论 第三章：灭菌技术 第四章：氧的供需与传递 第五章：生物反应器 第六章：微生物培养技术与动力学 第七章：动物细胞大规模培养技术 第八章：植物细胞大规模培养技术 第九章：生物物质分离与纯化 第十章：生化生产工艺实例
4 第一章 绪 论 • 1.1 生化工程的定义及其与生物工程的关系 • 生物化学工程简称生化工程（biochemical engineering)， 是应用化学工程的原理和方法将生物工程的实验室成果 进行工业开发的学科。它即可视为化学工厂的一个分之， 又可认为是生物工程的一个组成部分。是以应用基础研 究为主，是走向产业化的必由之路。 • 生物工程则是（biotechnology，又称生物技术）是应用 生物体（包括微生物，动物细胞，植物细胞）或其组成 部分（细胞器和酶），在最适条件下，生产有价值的产 物，或进行有益的过程技术。以生命科学为基础。 • 现代生物技术包括基因工程，细胞工程，酶工程，蛋白 质工程和发酵工程
4 第一章 绪 论 • 1.1 生化工程的定义及其与生物工程的关系 • 生物化学工程简称生化工程（biochemical engineering)， 是应用化学工程的原理和方法将生物工程的实验室成果 进行工业开发的学科。它即可视为化学工厂的一个分之， 又可认为是生物工程的一个组成部分。是以应用基础研 究为主，是走向产业化的必由之路。 • 生物工程则是（biotechnology，又称生物技术）是应用 生物体（包括微生物，动物细胞，植物细胞）或其组成 部分（细胞器和酶），在最适条件下，生产有价值的产 物，或进行有益的过程技术。以生命科学为基础。 • 现代生物技术包括基因工程，细胞工程，酶工程，蛋白 质工程和发酵工程
5 生物反应器 检测控制系统 细胞 酶 （ 游 离或 固定 化） 空气 生物催化 剂 除菌 空气 能量 提取精 制 产品 副产品 废物 原料 基质或培养 基 营养物 灭菌 生物反应过程示意图 生物反应过程 下游过程 (中游过程) 上游过程
5 生物反应器 检测控制系统 细胞 酶 （ 游 离或 固定 化） 空气 生物催化 剂 除菌 空气 能量 提取精 制 产品 副产品 废物 原料 基质或培养 基 营养物 灭菌 生物反应过程示意图 生物反应过程 下游过程 (中游过程) 上游过程
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8 1.2 生化工程发展简史 传统的生物技术制品： 如传统的发酵制品, 生产技术 带有浓郁的地方性和经验性的特点,设备简单. 20世纪初, 微生物产品有所发展,但主要属于初级代谢 产物, 厌气发酵, 设备也相对简单（乳酸，乙醇，丙 酮）。 20世纪40年代,抗生素的发展,使生化工程诞生. 特点是 好气发酵,产物结构复杂,次级代谢物, 培养液含量低,无 菌条件高. 20世纪50年代, 氨基酸工业, 60年代: 酶制剂. 70 年代: 干扰素, 胰岛素, 生长激素, 乙肝疫苗, 单克隆抗体
8 1.2 生化工程发展简史 传统的生物技术制品： 如传统的发酵制品, 生产技术 带有浓郁的地方性和经验性的特点,设备简单. 20世纪初, 微生物产品有所发展,但主要属于初级代谢 产物, 厌气发酵, 设备也相对简单（乳酸，乙醇，丙 酮）。 20世纪40年代,抗生素的发展,使生化工程诞生. 特点是 好气发酵,产物结构复杂,次级代谢物, 培养液含量低,无 菌条件高. 20世纪50年代, 氨基酸工业, 60年代: 酶制剂. 70 年代: 干扰素, 胰岛素, 生长激素, 乙肝疫苗, 单克隆抗体
9 领 域 1985 年 1996 年 销售额/亿 元 占总销售 额/% 销售额/ 亿 元 占总销售 额/% 农 业 医 药 轻化工 合 计 1.4 0.2 1 2.6 5 4 8 3 8 100 1 5 21.2 77.9 114.1 13.1 18.6 68.3 100 我国现代生物技术产品年销售情况
9 领 域 1985 年 1996 年 销售额/亿 元 占总销售 额/% 销售额/ 亿 元 占总销售 额/% 农 业 医 药 轻化工 合 计 1.4 0.2 1 2.6 5 4 8 3 8 100 1 5 21.2 77.9 114.1 13.1 18.6 68.3 100 我国现代生物技术产品年销售情况
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11 生物化工产品的特定产物和反应条件，决定了常规工业 反应装置和分离纯化设备必须经过专门的设计和改进后 才能得以应用，新型高性能的生化反应器和高效分离纯 化设备、分离介质以及反应工艺及分离工艺的研制开发 是生物化工产业开发的重点领域。生物化工是化学工业 的前沿领域之一，在生物技术转化为生产力的过程中起 决定性的作用。在生物技术发展初期，生物化工的重要 作用并没有得到足够的重视，随着生物技术产业的发展 和化学工业结构和产品结构的调整，越来越多的生物技 术产品极大地依赖生物化工技术才能实现规模化生产， 而且许多化学品的生产工艺有生物法取代，显示了很大 的优势。据美国和欧盟预测生物技术产业在未来10年内 将增长10-20倍，生物化工产品在化学工业中的比重也 将提高一倍
11 生物化工产品的特定产物和反应条件，决定了常规工业 反应装置和分离纯化设备必须经过专门的设计和改进后 才能得以应用，新型高性能的生化反应器和高效分离纯 化设备、分离介质以及反应工艺及分离工艺的研制开发 是生物化工产业开发的重点领域。生物化工是化学工业 的前沿领域之一，在生物技术转化为生产力的过程中起 决定性的作用。在生物技术发展初期，生物化工的重要 作用并没有得到足够的重视，随着生物技术产业的发展 和化学工业结构和产品结构的调整，越来越多的生物技 术产品极大地依赖生物化工技术才能实现规模化生产， 而且许多化学品的生产工艺有生物法取代，显示了很大 的优势。据美国和欧盟预测生物技术产业在未来10年内 将增长10-20倍，生物化工产品在化学工业中的比重也 将提高一倍
12 目前生物化工的发展速度显然不能适应生物技术产 业化的飞速发展。生物化工面临着改造传统产业和 发展生物高技术产业的双重任务。加强生物技术的 研究开发，大力发展生物化工不仅是化学工业自身 发展的需要，也是生物技术产业化的保证
12 目前生物化工的发展速度显然不能适应生物技术产 业化的飞速发展。生物化工面临着改造传统产业和 发展生物高技术产业的双重任务。加强生物技术的 研究开发，大力发展生物化工不仅是化学工业自身 发展的需要，也是生物技术产业化的保证