Physiological Stress Responses in Bioprocesses pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Enfors, S. O. (EDT)/ Egli, T. (CON)/ Fahnert, B. (CON)/ Hecker, M. (CON)/ Hewitt, Chris James (CON)/

出品人:

页数:255

译者:

出版时间:

价格:$ 292.67

装帧:HRD

isbn号码:9783540203117

丛书系列:

图书标签:

• Bioprocessing
• Physiological Stress
• Stress Response
• Microbial Physiology
• Cell Culture
• Bioreactors
• Metabolic Engineering
• Process Optimization
• Industrial Biotechnology
• Systems Biology

《生物过程中的生理应激反应》图书简介 书名：《生物过程中的生理应激反应》 作者：[此处可填入假设作者的姓名，例如：张伟、李芳] 出版社：[此处可填入假设的出版社名称，例如：科学技术出版社] 出版日期：[此处可填入假设的出版年份，例如：2024年] --- 本书简介 在生物技术和生物工程领域，对生物系统在面临各种环境压力时所产生的复杂生理反应机制的深入理解，是优化过程效率、提高产品得率和确保系统稳定性的关键。本书《生物过程中的生理应激反应》旨在全面、系统地探讨活体生物系统（包括微生物、细胞系、植物细胞乃至小型生物反应器中的组织培养物）在工业化生物过程中所经历的各类物理、化学和生物学应激源，并详尽阐述这些应激如何触发细胞内部信号通路、分子机制，并最终影响宏观生产性能的调节与适应过程。 本书内容聚焦于非《生物过程中的生理应激反应》所涵盖的主题，专注于传统化工过程、材料科学、以及纯粹的理论物理学在现代工程中的应用，同时辅以对生物过程背景下特定非生理性干扰因素的剖析。 第一部分：现代化工过程的流体力学与热力学基础 本部分将深入研究在化工生产环境中，流体动力学（Hydrodynamics）和热量传递（Heat Transfer）如何作为基础物理约束，影响工业化规模的反应器设计与操作。 第一章：复杂流体在非生物反应器中的输运现象 本章侧重于非牛顿流体在搅拌罐、管式反应器及床层反应器中的流动特性。我们将分析剪切速率梯度、粘度变化对混合效率的实际影响，尤其是在高粘度体系或包含悬浮颗粒的介质中。重点讨论了雷诺数（$Re$）、韦伯数（$We$）以及特定流动模式（如湍流与层流转变）在优化传质速率中的作用，而不涉及细胞膜的机械损伤。主要分析集中在化学反应速率的控制因素，而非生物活性维持。 第二章：反应器内的热力学平衡与相态转变 本章探讨了在高温或高压条件下，化工反应体系中的能量平衡。内容包括相平衡的计算（如气液平衡、固液平衡）、反应热的精确测量与管理，以及如何通过精确的温度控制来避免副反应或产品分解。讨论的热管理策略是基于纯粹的热力学效率，完全规避了温度波动对酶活性或细胞膜完整性的动态影响。涵盖了换热器设计中的传热系数优化，侧重于物理介质间的能量交换效率。 第二部分：先进材料科学与界面现象 本部分将转向材料工程学的视角，研究固-液、液-液界面在非生物催化或分离过程中的作用，及其与生物过程中的膜污染或吸附现象截然不同的物理化学原理。 第三章：多孔介质中的物质扩散与吸附动力学 本章详细考察了多孔催化剂或吸附剂（如分子筛、活性炭）内部的扩散机制。我们使用菲克定律（Fick's Laws）和泊肃叶定律（Poiseuille's Law）来模拟和预测目标分子在材料孔隙网络中的迁移速率。讨论的吸附模型（如Langmuir, Freundlich模型）聚焦于物理吸附和化学吸附的能量学，不涉及生物大分子对材料表面的特异性生物吸附或生物膜的形成。重点在于优化吸附容量和再生周期。 第四章：薄膜技术在工业分离中的应用 本章聚焦于非渗透性或选择性渗透膜在化工分离中的应用，例如反渗透、纳滤和气体分离膜。分析了膜材料的化学结构与孔径分布如何影响分离因子和通量。探讨了膜污染（Fouling）的非生物性因素，如颗粒沉积和浓度极化，以及如何通过流体力学设计来减轻这些物理堵塞。对膜生物反应器（MBR）中的生物活性污泥的负面影响不作讨论。 第三部分：过程控制、建模与优化：纯粹的工程方法 本部分强调在没有生命体参与的复杂反应系统或物理系统中，如何应用先进的控制理论和计算模型来实现过程的最优运行。 第五章：基于第一性原理的过程建模与仿真 本章介绍如何利用质量守恒、能量守恒方程，结合反应动力学（化学而非生化）来构建反应器的数学模型。内容包括使用有限元法（FEM）或计算流体力学（CFD）来模拟反应体系内部的速度场、温度场和浓度场分布。模型验证和参数估计的方法论将严格基于非生物化学反应系统的量测数据，不涉及活体细胞代谢通量的估计或生物学参数的辨识。 第六章：先进过程控制（APC）技术在稳态运行中的应用 本章详细阐述如何应用模型预测控制（MPC）、鲁棒控制和自适应控制等先进技术来维持化工过程的稳定性和优化经济效益。重点分析如何处理系统中的非线性、时滞和外部扰动。所采用的控制对象是纯粹的物理或化学变量（如温度、压力、流量、转化率），完全不考虑控制策略对细胞生长速率、目标蛋白表达量的间接或直接影响。讨论的优化目标是最小化能耗或最大化化学产物收率。 第四章：面向未来的工程挑战：非生物驱动的系统集成 本部分展望了在能源、环境工程中，纯物理化学系统面临的集成挑战，这些挑战的解决路径与生物过程的调控逻辑有本质区别。 第七章：能源系统的热电转换与储存效率 本章探讨了新型电池技术、燃料电池和太阳能热力系统中的关键工程瓶颈。重点研究电极材料的电化学性能、电解质的离子导电性以及热管理策略在提高能源转换效率中的核心作用。内容聚焦于电子和离子的迁移率，而非细胞内的离子泵或跨膜电位的变化。 第八章：环境修复中的物理化学吸附与氧化还原过程 本章关注于使用物理吸附材料或高级氧化工艺（AOPs）来去除水体或废气中的污染物。分析了自由基的产生机制、氧化剂的半衰期以及污染物与氧化剂的反应动力学。强调的是化学反应的速率常数和反应器设计，与生物降解途径或生物修复效率无关。 --- 总结 《生物过程中的生理应激反应》是一本面向化工、材料、过程控制及相关工程领域的专业著作。它系统地梳理了在复杂工程环境中，流体动力学、热力学、界面科学以及先进控制理论如何决定非生命或纯化学系统的性能边界与优化路径。本书的价值在于提供了一套严谨的、基于物理化学和工程原理的分析工具，用以解决和预测不涉及活体生物系统响应的工业化规模过程中的挑战。本书适合于化工工程师、过程设计师、材料科学家以及致力于提升传统或纯物理化学过程效率的研究人员和学生阅读。

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