生物工程工厂设计概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国轻工业

作者:吴思方

出品人:

页数:309

译者:

出版时间:2007-7

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787501959204

丛书系列:

图书标签:

• 生物学
• 工程学
• 2晚上
• 生物工程
• 工厂设计
• 工业生物技术
• 生物反应器
• 过程工程
• 生物制造
• 生物化工
• 设备选型
• GMP
• 工程案例

《生物工程工厂设计概论》是一本涵盖生物工程领域工厂设计与建设全过程的专业著作。本书系统阐述了生物工程工厂在规划、设计、施工、调试及运营等各个阶段的关键技术、理论依据与实践要点，旨在为读者提供一套全面、深入的知识体系，以指导实际工程项目。 第一部分：生物工程工厂设计基础 本部分着重于建立读者对生物工程工厂设计的基本认知。首先，从宏观层面，深入探讨了生物工程工厂的定义、发展历程及其在现代工业中的地位与作用。在此基础上，详细分析了生物工程工厂与其他类型工厂（如化学品工厂、制药工厂）在设计理念、工艺特点、安全要求等方面的差异与联系，强调了生物工程特有的生命过程控制、微生物/细胞培养、生物产物分离纯化等工艺流程对工厂设计的特殊影响。 接着，本书系统梳理了生物工程工厂设计的通用原则，包括安全性、经济性、环保性、可持续性、灵活性与可扩展性等。对于每一项原则，都结合生物工程的实际应用场景进行了深入剖析，例如，在安全性方面，重点关注生物安全防护（BSL等级）、危险品处理、工艺参数失控的风险防范；在经济性方面，则强调能源效率、物料回收利用、设备维护成本控制等。 第二部分：生物反应器与核心工艺单元设计 本部分是本书的核心内容之一，聚焦于生物工程工厂中最关键的设备——生物反应器及其相关的核心工艺单元。详细介绍了各类生物反应器的原理、结构特点、选型依据与设计要点，涵盖了从传统的搅拌釜式反应器（STR）到先进的固定床反应器、流化床反应器、膜式生物反应器等。对于每种反应器，都从流体力学、传质传热、传热、微生物/细胞生长动力学、灭菌与清洁等角度进行了深入的数学建模与工程分析，并提供了实际设计案例。 此外，本部分还涵盖了生物工程工艺链中的关键单元操作设计，例如： 菌种/细胞培养与扩大化： 讨论了从实验室规模到工业规模培养基的优化、灭菌方法、通气搅拌策略、温度控制等设计问题，以及种子罐、发酵罐的设计要求。 细胞/产物分离纯化： 详细介绍了常用的分离纯化技术，包括过滤（如微滤、超滤、纳滤）、离心、沉淀、萃取、色谱分离（如离子交换、亲和层析）等。针对不同类型的生物产物（如蛋白质、酶、抗体、疫苗、代谢产物），给出了针对性的分离纯化工艺流程设计方案与设备选型指导。 无菌操作与灭菌技术： 强调了在生物工程生产过程中维持无菌环境的重要性，详细介绍了湿热灭菌、干热灭菌、过滤灭菌、辐照灭菌等工艺，以及管道、设备、储存容器的灭菌设计要求。 物料储存与输送： 讨论了原料、中间产品、成品及废弃物的储存条件（如温度、湿度、pH、氧含量）与输送方式（如泵、管道、气力输送）的设计，确保物料的稳定性和生产过程的连续性。 第三部分：工厂总体布局与公用工程系统设计 本部分从整体架构出发，指导读者如何进行生物工程工厂的总体布局和公用工程系统的设计。 工厂总体布局： 遵循工艺流程的逻辑顺序，结合生产安全、物料流转、人员活动、消防要求、环境保护等因素，详细介绍了厂区划分、车间布置、设备布局、管线走向、道路交通等优化设计方法。特别强调了洁净区与非洁净区的划分、物料与人员的流向控制，以防止交叉污染。 公用工程系统： 详细阐述了生物工程工厂运行所必需的各项公用工程系统的设计要点，包括： 蒸汽与冷凝水系统： 针对灭菌、加热、冷却等需求，设计适宜的蒸汽压力、流量与回收系统。 压缩空气系统： 满足工艺过程中的气源需求，包括无菌空气、仪表空气等的制备、储存与分配。 冷却水与冷冻水系统： 为反应器、冷凝器等设备提供冷却介质，确保工艺温度的稳定。 给排水系统： 包括工艺用水（如纯化水、注射用水）、生活用水、设备清洗用水的制备与供应，以及废水收集、处理与排放。 电力系统： 设备的用电负荷计算、配电设计、安全接地、备用电源等。 气体供应系统： 如氮气、氧气、二氧化碳等工艺气体的储存、输送与精确控制。 通风与空调系统： 针对不同区域的温湿度、洁净度、换气次数等要求进行设计，特别是无菌车间和生物安全实验室的设计。 仪表与自控系统： 强调了自动化控制在生物工程生产中的核心作用，详细介绍了各类传感器的选择、控制回路设计、PLC/DCS系统的应用，以及数据采集与分析。 第四部分：安全、环保与法规要求 本部分关注生物工程工厂设计中至关重要的安全、环保及法规合规性。 生物安全设计： 深入讲解了生物安全等级（BSL）的划分标准，以及不同等级下实验室和生产车间的建筑结构、设备配置、人员防护、废弃物处理等方面的具体要求，以防范生物危害。 消防安全设计： 针对生物工程工厂可能存在的易燃易爆物质（如溶剂、某些微生物培养基成分），详细介绍了防火分区、消防设施（如灭火器、喷淋系统）、疏散通道等设计规范。 环境保护设计： 重点阐述了废水、废气、固体废弃物的分类收集、处理技术（如生物处理、化学处理、物理处理）与合规排放要求，以及“三废”减量化、资源化利用的设计思路。 法规与标准： 系统介绍了与生物工程工厂设计相关的国内外主要法规、行业标准和技术规范，如GMP（药品生产质量管理规范）、GLP（药品非临床研究质量管理规范）、ISO系列标准等，并指导读者如何将这些法规要求融入到设计过程中。 第五部分：工厂建设与运营管理 本部分涵盖了工厂从建设到运营的后续环节，是实现设计目标的关键。 工程项目管理： 介绍了项目可行性研究、初步设计、施工图设计、招投标、施工管理、进度控制、成本控制、质量控制等工程项目管理流程。 设备安装与调试： 详细说明了各类生产设备、公用工程设备的安装要求、调试方法与验收标准，特别是工艺流程的联调联试。 人员培训与操作规程： 强调了操作人员的专业培训、岗位技能要求、以及SOP（标准操作规程）的制定与执行。 工厂维护与GMP管理： 探讨了设备的日常维护保养、年度检修计划、以及在工厂设计中如何预留维护空间与通道。同时，深入讲解了GMP原则在工厂设计、生产操作、质量控制等各个环节的贯彻落实。 工艺验证与变更控制： 阐述了工艺验证的重要性，包括设计验证、清洁验证、工艺验证、以及任何对设计或工艺的变更都需遵循严格的变更控制程序。 本书以严谨的科学态度，结合丰富的工程实践经验，旨在为生物工程领域的工程师、设计师、项目管理者以及相关专业的学生提供一本不可或缺的参考书。通过对书中内容的学习与掌握，读者将能够系统地理解和掌握生物工程工厂设计的全貌，并能独立或参与到各类生物工程工厂的设计与建设中。

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从内容广度的角度来看，该书覆盖了从场地选择、公用工程配套、主体工艺车间布局到“三废”处理和安全规范等全生命周期的考量。它所提供的设计规范和行业标准引用非常详尽，几乎可以作为查阅特定法规时的辅助工具。特别值得称道的是，作者似乎对不同产品类型（如疫苗、重组蛋白、酶制剂等）的特殊要求做了细致的区分论述，而非一概而论，这体现了对生物制品多样性的深刻认识。但是，在探讨可持续性和绿色工程方面，内容显得相对传统。现代生物工程工厂的设计越来越注重能源的梯级利用、水的循环再生以及低碳足迹的实现，而本书在这方面的探讨深度和前瞻性略显不足。它更多地聚焦于如何达到合规性，而不是如何超越合规性，追求极致的资源效率和环境友好性，这是一个值得未来版本加强的领域。

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这本书的叙事逻辑可以说是教科书式的典范，结构组织得井井有条，从宏观的系统规划到微观的单元操作，层层递进，逻辑链条清晰可见，没有出现明显的跳跃感。作者在章节布局上显然下足了功夫，每一个章节都像是一块严丝合缝的砖石，共同构筑起整个“工厂设计”的知识体系。我特别欣赏它处理复杂流程时的剖析能力，例如在描述发酵罐的清洗消毒循环时，它不仅罗列了步骤，还深入解释了每一步操作背后的微生物控制原理和标准。这种深度剖析使得读者能够超越简单的记忆层面，达到对设计原理的深刻理解。然而，在某些跨学科的交叉点上，比如与自动化控制系统的集成部分，内容的详略略显失衡，似乎对软件和硬件集成的最新发展关注不够充分，这让习惯了前沿动态的读者可能会感到略微滞后，希望未来修订版能在这方面加强。

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阅读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的老工程师进行实地考察和设计评审。它的语言风格极其凝练和精准，几乎没有一句废话或空泛的形容词，所有的表达都紧紧围绕着工程实现的有效性和可行性。那些关于物料流、能量平衡的计算和约束条件的描述，都以一种近乎冷峻的客观态度呈现出来，这对于训练工程师的严谨思维模式极为有益。它强迫读者去面对现实世界中那些不容妥协的物理和经济约束。不过，这种高度的专业化和技术化，也带来了一个小小的挑战——对于初学者来说，缺乏必要的“脚手架”和生动的案例辅助。如果能在关键概念介绍后，增加一些简化的、虚构的工厂案例分析，帮助读者将抽象的理论模型与具体的空间布局和设备选型联系起来，想必会大大降低学习曲线的陡峭程度，让更多有志于此的年轻血液能够快速上手。

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这本书的价值在于它提供了一个坚实的、基于工程原理的思维框架。它教会的不仅仅是如何画出工厂的平面图和流程图，更重要的是理解为什么图纸是这样绘制的——背后的驱动力是法规、经济性、操作便利性以及生物安全等级的确定。我个人认为，这本书的真正力量在于其对“权衡”（trade-off）艺术的隐性传达。每当描述一个设计决策时，比如选择批次式还是连续式生产，或者选择何种材质的管道系统，字里行间都透露出设计者必须在成本、效率、维护难度和产品质量之间做出艰难抉择的过程。这种对工程本质的把握，远比单纯的技术罗列要宝贵得多。它成功地将设计从一门技术升华为一门需要经验积累和战略眼光的艺术，对于准备踏入这个行业的规划师而言，这是无价的指引。

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这本书的装帧设计相当朴实，封面设计以深蓝和墨绿为主色调，给人一种稳重、专业的印象。内页纸张的质感也相当不错，触感柔和，长时间阅读也不会感到刺眼。装帧上的细节处理体现了出版方对专业书籍的敬意，线装或锁线的工艺保证了书籍的耐用性，即使经常翻阅也不会轻易散架。从拿到书的第一个瞬间，就能感受到它面向的是严肃的学习者和行业内的专业人士，而非泛泛而谈的科普读物。排版方面，字体的选择和行距的控制都非常考究，大段的专业术语和公式得到了清晰的呈现，这对于理解复杂的技术流程至关重要。不过，如果能在插图和图表的色彩搭配上再多花一些心思，比如采用更具对比度的配色方案来突出关键数据和结构，或许能进一步提升阅读的直观感受。整体而言，这是一本在物理层面和视觉层面上都力求严谨的书籍，符合其主题所应有的专业基调。

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