| 摘 要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT(英文摘要) | 第5页 |
| 符号对照表 | 第15-17页 |
| 第一章 文献综述 | 第17-59页 |
| 1.1 丙烯酰胺概述 | 第17-23页 |
| 1.1.1 丙烯酰胺的性质 | 第17-18页 |
| 1.1.2 丙烯酰胺的应用领域 | 第18-20页 |
| 1.1.3 丙烯酰胺的市场前景 | 第20-21页 |
| 1.1.4 丙烯酰胺生产过程的发展 | 第21-23页 |
| 1.2 微生物法生产丙烯酰胺过程 | 第23-29页 |
| 1.2.1 生物催化工业的发展 | 第23-24页 |
| 1.2.2 应用于丙烯酰胺生物转化过程的微生物 | 第24-27页 |
| 1.2.3 微生物转化法的特点和优点 | 第27-29页 |
| 1.2.4 微生物法生产丙烯酰胺的工业应用进展 | 第29页 |
| 1.3 传统微生物法工艺过程 | 第29-34页 |
| 1.3.1 细胞的固定化 | 第29-30页 |
| 1.3.2 固定化细胞批式反应工艺流程 | 第30-33页 |
| 1.3.3 传统微生物法中需要解决的问题 | 第33-34页 |
| 1.3.4 解决问题的途径 | 第34页 |
| 1.4 腈水合酶的研究进展 | 第34-44页 |
| 1.4.1 腈水合酶的结构特点 | 第34-36页 |
| 1.4.2 腈水合酶的反应机理 | 第36-38页 |
| 1.4.3 第一代生产菌株的研究 | 第38-40页 |
| 1.4.4 第二代生产菌株的研究 | 第40-41页 |
| 1.4.5 第三代生产菌株的研究 | 第41-43页 |
| 1.4.6 腈水合酶的光活性研究 | 第43-44页 |
| 1.5 应用于丙烯酰胺生物催化工艺平台的开发进展 | 第44-49页 |
| 1.5.1 填料床反应器 | 第45页 |
| 1.5.2 密集多相流反应器 | 第45-46页 |
| 1.5.3 双水相反应体系 | 第46-47页 |
| 1.5.4 双层中空纤维反应器 | 第47-48页 |
| 1.5.5 超滤膜生物反应器 | 第48-49页 |
| 1.6 生物反应-分离耦合过程研究 | 第49-53页 |
| 1.6.1 生物反应-分离耦合过程的定义、特征及分类 | 第49-50页 |
| 1.6.2 生物反应-分离耦合过程中的分离技术 | 第50页 |
| 1.6.3 生物反应-分离耦合过程的研究现状 | 第50-53页 |
| 1.6.4 膜生物反应器 | 第53页 |
| 1.7 论文的目的和意义 | 第53-59页 |
| 1.7.1 本论文的理论意义和应用价值 | 第53-55页 |
| 1.7.2 本论文的研究思路和主要研究内容 | 第55-58页 |
| 1.7.3 论文主要创新性 | 第58-59页 |
| 第二章 菌体的培养和腈水合酶的诱导 | 第59-83页 |
| 2.1 引言 | 第59页 |
| 2.2 材料与方法 | 第59-63页 |
| 2.2.1 实验菌种 | 第59-60页 |
| 2.2.2 培养基成分 | 第60-61页 |
| 2.2.3 菌体的摇瓶培养方案 | 第61页 |
| 2.2.4 发酵过程的形式 | 第61-62页 |
| 2.2.5 分析方法 | 第62-63页 |
| 2.3 菌体的基本培养过程 | 第63-67页 |
| 2.3.1 摇瓶发酵过程中的菌体形态变化 | 第63-64页 |
| 2.3.2 发酵过程中pH的一般变化规律 | 第64-65页 |
| 2.3.3 酶活产生的一般规律 | 第65-67页 |
| 2.4 菌体培养过程的优化 | 第67-77页 |
| 2.4.1 培养过程中pH值的优化调控 | 第67-70页 |
| 2.4.2 补糖在发酵中的应用 | 第70-72页 |
| 2.4.3 诱导剂补加对于腈水合酶表达的影响 | 第72-74页 |
| 2.4.4 菌体培养过程的优化策略 | 第74-75页 |
| 2.4.5 菌体的上罐培养 | 第75-77页 |
| 2.5 腈水合酶诱导方法的优化 | 第77-81页 |
| 2.5.1 金属离子对于腈水合酶表达的影响 | 第78-80页 |
| 2.5.2 其他诱导物对于腈水合酶表达的影响 | 第80-81页 |
| 2.6 本章小结 | 第81-83页 |
| 第三章 游离细胞酶催化反应动力学和酶失活动力学模型 | 第83-133页 |
| 3.1 引言 | 第83页 |
| 3.2 腈水合酶催化反应动力学和酶失活动力学模型 | 第83-89页 |
| 3.2.1 酶催化反应动力学的双稳态模型 | 第84-86页 |
| 3.2.2 酶失活动力学的双稳态模型 | 第86-89页 |
| 3.3 游离细胞的催化反应动力学和酶失活动力学 | 第89-108页 |
| 3.3.1 游离酶与游离细胞 | 第89-90页 |
| 3.3.2 游离细胞内部腈水合酶含量估算 | 第90-94页 |
| 3.3.3 游离细胞与固定化酶 | 第94-95页 |
| 3.3.4 游离细胞扩散限制效应 | 第95-102页 |
| 3.3.5 游离细胞酶反应动力学和失活动力学 | 第102-108页 |
| 3.4 游离细胞内酶反应动力学拟合过程 | 第108-116页 |
| 3.4.1 游离细胞酶反应动力学模型分析 | 第108页 |
| 3.4.2 游离细胞酶反应动力学拟合过程 | 第108-113页 |
| 3.4.3 游离细胞反应动力学中的温度影响 | 第113-116页 |
| 3.5 游离细胞酶失活动力学数据拟合 | 第116-130页 |
| 3.5.1 游离细胞酶失活动力学因素和模型分析 | 第116-118页 |
| 3.5.2 无反应条件下丙烯酰胺溶液浸泡酶失活动力学常数 | 第118-119页 |
| 3.5.3 有反应条件下丙烯酰胺浓度引起的酶失活动力学常数 | 第119-121页 |
| 3.5.4 有反应体系中丙烯腈浓度引起的酶失活动力学常数 | 第121-124页 |
| 3.5.5 总的酶失活动力学常数 | 第124-126页 |
| 3.5.6 温度对游离细胞酶失活动力学的影响 | 第126-129页 |
| 3.5.7 不同活力状态细胞的酶失活动力学常数 | 第129-130页 |
| 3.6 本章小结 | 第130-133页 |
| 第四章 游离细胞反应体系中提高酶稳定性方法的研究 | 第133-157页 |
| 4.1 引言 | 第133页 |
| 4.2 材料和方法 | 第133-136页 |
| 4.2.1 无水合反应实验方法 | 第133-134页 |
| 4.2.2 有水合反应实验方法 | 第134页 |
| 4.2.3 菌种驯化和筛选的方法 | 第134-135页 |
| 4.2.4 游离细胞酶稳定性的测定方法 | 第135页 |
| 4.2.5 游离细胞对产物耐受性的测定方法 | 第135-136页 |
| 4.3 实际游离细胞反应体系中提高酶稳定性方法的研究 | 第136-144页 |
| 4.3.1 无水合反应体系中提高酶稳定性的方法 | 第136-141页 |
| 4.3.2 实际游离细胞反应体系中提高酶稳定性的方法 | 第141-144页 |
| 4.4 通过菌种驯化和筛选提高酶稳定性的方法 | 第144-154页 |
| 4.4.1 摇瓶培养加酶催化反应的菌体驯化过程 | 第144-150页 |
| 4.4.2 耐高温菌株的驯化 | 第150-152页 |
| 4.4.3 驯化菌株的传代稳定性研究 | 第152-153页 |
| 4.4.4 驯化菌株的酶稳定化机理探讨 | 第153-154页 |
| 4.5 本章小结 | 第154-157页 |
| 第五章 游离细胞膜生物反应系统的设计 | 第157-183页 |
| 5.1 引言 | 第157页 |
| 5.2 材料和方法 | 第157-161页 |
| 5.2.1 固定化细胞的制备 | 第157页 |
| 5.2.2 膜组件和膜材料 | 第157-158页 |
| 5.2.3 实验用中空纤维膜组件 | 第158-159页 |
| 5.2.4 膜件的评价方法 | 第159-160页 |
| 5.2.5 串联式中空纤维膜生物反应器小试装置 | 第160-161页 |
| 5.2.6 串联式中空纤维膜生物反应器扩试装置 | 第161页 |
| 5.3 游离细胞催化反应体系工业应用的可行性研究 | 第161-165页 |
| 5.3.1 固定化细胞反应体系及其缺点 | 第161-162页 |
| 5.3.2 游离细胞催化反应体系 | 第162-165页 |
| 5.4 膜生物反应过程的设计 | 第165-180页 |
| 5.4.1 膜组件和膜材料的选择 | 第166-168页 |
| 5.4.2 中空纤维膜的评价 | 第168-173页 |
| 5.4.3 中空纤维膜组件的工业化放大和应用 | 第173-175页 |
| 5.4.4 膜生物反应器的选择与评价 | 第175-178页 |
| 5.4.5 串联式中空纤维膜生物反应器 | 第178-180页 |
| 5.5 本章小结 | 第180-183页 |
| 第六章 膜生物反应工艺的设计与验证 | 第183-205页 |
| 6.1 引言 | 第183页 |
| 6.2 材料与方法 | 第183-184页 |
| 6.2.1 单级非稳态工艺过程 | 第183-184页 |
| 6.2.2 单级拟稳态工艺过程 | 第184页 |
| 6.2.3 多级连续化工艺过程 | 第184页 |
| 6.3 单级非稳态工艺过程 | 第184-191页 |
| 6.3.1 膜生物反应器(1L)中的小试实验 | 第184-188页 |
| 6.3.2 50L膜生物反应器中的扩试实验 | 第188-190页 |
| 6.3.3 单级非稳态工艺实验总结 | 第190-191页 |
| 6.4 单级拟稳态工艺过程 | 第191-198页 |
| 6.4.1 单级拟稳态工艺过程可行性研究 | 第191-194页 |
| 6.4.2 单级拟稳态工艺过程中操作参数影响 | 第194-197页 |
| 6.4.3 单级拟稳态工艺实验总结 | 第197-198页 |
| 6.5 多级连续化工艺过程 | 第198-203页 |
| 6.5.1 多级连续化工艺过程设计 | 第198-199页 |
| 6.5.2 多级连续化工艺过程实验室小试流程 | 第199-200页 |
| 6.5.3 多级连续化工艺过程的可行性实验 | 第200-203页 |
| 6.6 本章小结 | 第203-205页 |
| 第七章 膜生物反应工艺模型推导与优化 | 第205-253页 |
| 7.1 引言 | 第205-206页 |
| 7.2 单级非稳态工艺模型模拟与优化 | 第206-220页 |
| 7.2.1 单级非稳态工艺模型的模拟 | 第206-211页 |
| 7.2.2 单级非稳态工艺的模拟优化 | 第211-219页 |
| 7.2.3 单级非稳态工艺的优化控制策略 | 第219-220页 |
| 7.3 单级拟稳态工艺的模拟与优化 | 第220-230页 |
| 7.3.1 单级拟稳态工艺的模拟 | 第220-223页 |
| 7.3.2 单级拟稳态过程的模拟优化 | 第223-229页 |
| 7.3.3 单级拟稳态过程模拟优化的总结 | 第229-230页 |
| 7.4 多级连续化过程的模型模拟与优化 | 第230-250页 |
| 7.4.1 多级连续化过程的数学模拟 | 第230-234页 |
| 7.4.2 多级连续化过程的模型优化 | 第234页 |
| 7.4.3 反应级数的优化 | 第234-235页 |
| 7.4.4 应用动态规划对多级连续化工艺的优化 | 第235-249页 |
| 7.5.5 多级连续化过程模拟优化过程总结 | 第249-250页 |
| 7.5 不同工艺过程比较 | 第250-251页 |
| 7.6 本章小结 | 第251-253页 |
| 第八章 游离细胞膜生物反应工艺的工业化应用 | 第253-267页 |
| 8.1 引言 | 第253页 |
| 8.2 膜生物反应工艺工业化流程设计 | 第253-255页 |
| 8.3 发酵液的前处理 | 第255-258页 |
| 8.3.1 游离细胞的微滤膜洗涤流程与操作 | 第255-257页 |
| 8.3.2 游离细胞微滤膜洗涤过程的评价 | 第257-258页 |
| 8.4 单级非稳态膜生物反应工艺的工业化应用 | 第258-265页 |
| 8.4.1 单级非稳态膜生物反应工艺的工业化应用过程 | 第258-262页 |
| 8.4.2 单级非稳态膜生物反应工艺过程的工业应用评价 | 第262-265页 |
| 8.5 游离细胞膜生物反应工业化应用总结 | 第265-266页 |
| 8.6 本章小结 | 第266-267页 |
| 结论 | 第267-270页 |
| 参考文献 | 第270-277页 |
| 致谢及声明 | 第277-278页 |
| 附录 | 第278-291页 |
| 附录1 实验药品与仪器 | 第278-280页 |
| 附录2 用GC分析丙烯酰胺与丙烯腈浓度的方法 | 第280-282页 |
| 附录3 用阿贝折射仪分析丙烯酰胺浓度的方法 | 第282-284页 |
| 附录4 菌浓和OD460的关系 | 第284-285页 |
| 附录5 50L扩试设备流程 | 第285-286页 |
| 附录6 单级非稳态过程模型模拟计算程序框图 | 第286-287页 |
| 附录7 多级连续化工艺过程模型模拟计算程序框图 | 第287-289页 |
| 附录8 年产5000吨丙烯酰胺流程主要设备尺寸估算 | 第289-291页 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第291-293页 |
