本书详细介绍了生物产品加工过程中流体动量传递、传热、传质的特点和规律，重点介绍了八大主要单元操作，即流体输送、过滤、沉降、离心、吸收、萃取、蒸馏和干燥。每章后备有习题，其中思考题用于指导学生在预习、复习中对知识点的思考；选择题用于考查学生对知识点的掌握程度；计算题用于培养学生利用所学知识解决生物领域的复杂工程问题的能力。
本书可作为高等学校生物与医药相关专业，如生物工程、食品工程、环境工程及制药工程专业本科生、研究生的教材，也可供从事生物产品研究与开发的科研人员和技术人员参考阅读。
龚大春，博士生导师，中国生物工程学会会员，中国化工学会生物化工专业委员会常委，中国生物发酵产业协会理事，湖北生物工程学会理事。 宜昌市生物催化重点实验室主任，三峡大学生物质研究所所长，艾伦麦克德尔米德再生能源研究所副所长。 1992年毕业于重庆大学化工学院获硕士学位，2005年毕业于南京工业大学生物化工专业，师从欧阳平凯院士，从事生物催化研究。2008年1月到美国农业部西部研究中心做gaoji访问学者，从事木质纤维素的生物炼制技术的研究。
第1章 生物加工过程中的流体流动001
1.1 概述001
1.2 流体流动在典型生物工程领域的应用、常见流体的基本参数及流体类型003
1.3 牛顿型流体的流动规律004
1.3.1 流体静力学方程004
1.3.2 压强的表示方法006
1.3.3 流体静力学方程的应用006
1.3.4 流体流动中的守恒原理008
1.3.5 流体流动的动力学特征013
1.3.6 流体流动过程中产生的阻力损失019
1.3.7 流体流动的工程应用028
1.3.8 流体流动关键参数测定033
1.4 典型生物加工中非牛顿型流体的流动特点及规律039
1.4.1 非牛顿型流体的分类039
1.4.2 非牛顿型流体的流动特点041
1.4.3 非牛顿型流体的工程应用方法042
习题042
第2章 生物加工过程中的流体输送050
2.1 概述050
2.1.1 流体输送机械的分类050
2.1.2 输送流体所需的能量及管路特性曲线050
2.2 离心泵的特点及工作原理051
2.2.1 离心泵的构造051
2.2.2 离心泵的工作原理053
2.2.3 离心泵的特性参数和特性曲线053
2.2.4 离心泵的工作点和流量调节056
2.3 离心泵的使用注意事项057
2.3.1 离心泵的安装高度057
2.3.2 离心泵的类型060
2.3.3 离心泵的选用061
2.4 其他类型的流体输送机械063
2.4.1 隔膜泵063
2.4.2 齿轮泵064
2.4.3 真空泵064
2.4.4 罗茨鼓风机065
习题066
第3章 生物加工过程中的过滤、沉降和离心 // 070
3.1 概述070
3.1.1 生物加工中的过滤操作070
3.1.2 生物加工中的沉降操作070
3.1.3 生物加工中的离心操作071
3.2 颗粒及颗粒床层的特性071
3.2.1 单颗粒的特性071
3.2.2 床层的特性072
3.2.3 流体流过固定床的压降073
3.3 过滤075
3.3.1 过滤原理075
3.3.2 过滤的基本理论078
3.3.3 过滤过程的计算084
3.3.4 过滤设备085
3.3.5 生物加工中过滤操作的强化090
3.4 沉降091
3.4.1 重力沉降091
3.4.2 离心沉降096
3.5 离心机100
习题101
第4章 生物加工过程中的传热106
4.1 概述106
4.1.1 传热操作在生物加工中的重要作用106
4.1.2 传热的基本类型107
4.1.3 常用的载热体及其选择107
4.1.4 典型换热器108
4.2 热传导110
4.2.1 傅里叶定律和热导率110
4.2.2 平壁的稳定热传导111
4.2.3 圆筒壁的稳定热传导113
4.3 对流传热115
4.3.1 对流传热分析115
4.3.2 对流传热速率方程116
4.3.3 对流传热关联式116
4.4 有相变的流体传热过程120
4.4.1 蒸汽冷凝120
4.4.2 沸腾给热121
4.5 传热过程的计算122
4.5. 热量衡算方程式122
4.5.2 传热速率方程式123
4.5.3 平均温度差法和传热过程基本方程126
4.5.4 总传热速率方程应用129
4.6 换热器类型131
4.6.1 间壁式换热器131
4.6.2 管壳式换热器的结构134
4.6.3 管壳式换热器的设计和选型136
4.6.4 生物医药领域常用的新型换热器140
4.7 传热过程的强化146
4.7.1 过程强化传热原理146
4.7.2 过程强化传热的案例147
习题151
第5章 生物加工过程中的吸收操作159
5.1 概述159
5.1.1 吸收操作在生物加工中的应用161
5.1.2 本章基本假定161
5.2 气液相平衡162
5.2.1 平衡时溶解度162
5.2.2 相平衡与吸收过程的关系164
5.3 扩散与单相传质166
5.3.1 双组分混合物的分子扩散166
5.3.2 扩散系数169
5.3.3 对流传质169
5.4 相际传质170
5.4.1 相际传质速率方程170
5.4.2 传质阻力的控制步骤171
5.5 低浓度气体吸收172
5.5.1 吸收塔的物料衡算172
5.5.2 传质单元数的计算175
5.6 吸收操作的强化及应用182
习题184
第6章 生物加工过程中的萃取操作190
6.1 概述190
6.2 萃取操作在生物加工中的应用190
6.3 液液萃取的基本原理191
6.4 萃取液液相平衡192
6.4.1 三角形相图192
6.4.2 溶解度曲线193
6.5 单级萃取过程的计算196
6.6 萃取设备197
6.6.1 混合-澄清槽197
6.6.2 多级离心萃取机199
6.7 生物加工中影响萃取效率的因素分析199
6.7.1 萃取剂的选择199
6.7.2 pH的范围200
6.7.3 温度的确定200
6.7.4 盐析、带溶剂、去乳化的作用200
6.8 生物加工过程中新型绿色萃取技术200
6.8.1 超临界流体萃取200
6.8.2 超临界二氧化碳萃取201
6.8.3 超临界流体萃取的方法201
6.8.4 新型绿色萃取剂离子液体简介202
习题203
第7章 生物产品分离的蒸馏操作207
7.1 概述207
7.2 双组分体系气液相平衡208
7.2.1 双组分体系气液相图208
7.2.2 相对挥发度210
7.3 蒸馏方法211
7.3.1 单级蒸馏211
7.3.2 多级蒸馏215
7.4 双组分精馏的计算218
7.4.1 精馏塔的物料衡算218
7.4.2 进料状态对精馏的影响221
7.4.3 理论板数的确定224
7.4.4 回流比的影响和选择227
7.5 精馏装置231
7.5.1 塔板结构231
7.5.2 塔板上流体力学状况232
7.5.3 塔板负荷性能图234
7.5.4 塔高和塔径235
7.6 精馏装置的节能237
7.6.1 精馏的节能方法237
7.6.2 精馏的节能装置238
习题239
第8章 生物产品的干燥247
8.1 概述247
8.1.1 生物产品的去湿方法247
8.1.2 干燥操作的分类248
8.1.3 对流干燥的基本原理248
8.1.4 生物产品干燥的特点248
8.2 湿空气的性质及湿度图249
8.2.1 湿空气的性质249
8.2.2 焓湿图及其应用254
8.3 生物产品的干燥速率与干燥时间257
8.3.1 湿物料的物性参数258
8.3.2 生物产品所含水分的性质259
8.3.3 干燥过程的平衡关系259
8.3.4 干燥过程的速率关系260
8.3.5 恒定干燥条件下干燥时间的计算263
8.4 生物产品干燥过程的物料衡算和热量衡算264
8.4.1 干燥过程的物料衡算265
8.4.2 干燥过程热量衡算266
8.4.3 空气经过干燥器的状态变化267
8.4.4 干燥系统的热效率268
8.5 生物产品的常见干燥设备270
8.5.1 干燥设备的选用270
8.5.2 干燥器的主要形式271
8.5.3 干燥器操作条件的确定276
习题278
参考文献282
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