微生物、動物/植物細胞を培養するバイオリアクター：設計とスケールアップの基礎

− 実習用ExcelテンプレートCD−ROM付 −
Bioreactors for Microbial, Animal and Plant Cell Cultures: Fundamentals of Design and Scale−Up　With CD−ROM for Excel Exercise Templates

第1章　バイオリアクターの基礎
1.　バイオプロセス
　1.1　生産目的に適したバイオリアクター
　1.2　微生物、動物細胞、植物細胞の培養
2.　バイオリアクターの実例
　2.1　微生物培養バイオリアクター
　2.2　動物細胞培養バイオリアクター
　2.3　植物細胞培養バイオリアクター
　2.4　固定化生体触媒バイオリアクター
　2.5　嫌気バイオリアクター
　2.6　固体培養バイオリアクター　
引用文献
　　
第2章　微生物の反応速度の基礎
1.　酵素反応の反応速度
　1.1　ミカエリス・メンテン式
　1.2　ラインウィーバー・バークプロット
2.　微生物反応の反応速度
　2.1　反応速度式
　2.2　基質消費速度
　2.3　酸素消費速度
　2.4　代謝産物生成速度
3.　阻害反応
　3.1　酵素反応の阻害
　3.2　細胞増殖の阻害
4.　反応速度定数の決定
5.　固定化酵素、固定化微生物の反応速度
6.　発酵熱
　6.1　反応速度定数と温度
　6.2　発酵熱の計算　
引用文献
　　
第3章　バイオリアクターの操作の基礎
1.　バイオリアクターの操作方式
2.　回分操作
3.　反復回分操作
4.　流加培養（半回分操作）
5.　連続操作
　5.1　ケモスタット
　5.2　連続操作バイオリアクターの設計式
　5.3　灌流操作（リサイクル流のあるケモスタット）
6.　実際の混合　
引用文献
　　
第4章　バイオリアクターの設計の基礎と実践
1.　バイオリアクター設計の要件
2.　撹拌槽バイオリアクターの設計
　2.1　撹拌所要動力
　2.2　混合時間
　2.3　吐出流量（循環流量）
　2.4　通気：気体分散
　2.5　設計パラメーター
　2.6　設計計算例
3.　気泡塔バイオリアクターの設計
　3.1　撹拌動力
　3.2　混合時間
　3.3　混合拡散係数、液流速
　3.4　設計パラメーター
　3.5　設計計算例
4.　エアリフトバイオリアクターの設計
　4.1　撹拌動力
　4.2　混合時間
　4.3　混合拡散係数、液流速
　4.4　設計パラメーター
　4.5　設計計算例
5.　固定化酵素/微生物バイオリアクターの設計　
引用文献
　　
第5章　バイオリアクターのスケールアップの基礎と実践
1.　撹拌槽型バイオリアクターのスケールアップ
　1.1　スケールアップのパラメーター
　1.2　相似則
2.　気泡塔バイオリアクターのスケールアップ
3.　エアリフトバイオリアクターのスケールアップ
4.　CFD（数値流体力学）による流動解析の利用
　4.1　撹拌槽バイオリアクターのCFD
　4.2　気泡塔バイオリアクターのCFD
　4.3　エアリフトバイオリアクターのCFD　
引用文献
　　
第6章　バイオリアクターの設計・スケールアップにおけるトラブル解決
1.　バイオリアクターのトラブルを解決する戦略
　1.1　高粘度/非ニュートン流体培養液の混合
　1.2　泡沫層の形成
　　1.2.1　泡沫層高さ
　　1.2.2　破泡
2.　　バイオリアクターの設計とスケールアップに失敗しない戦略
引用文献
　　
第7章　サスティナブルバイオリアクターの展開
1.　プロセス強化
2.　バイオリアクターの最適化
　2.1　省エネルギー
　2.2　低コスト化
　2.3　最適化
3.　シングルユースバイオリアクター
4.　バイオリファイナリー
　4.1　微細藻類培養
　4.2　バイオ水素生産
　4.3　バイオメタネーション
5.　バイオリアクターとAI
引用文献
　　
付録　Excelゴールシークとソルバーの使い方
1.　収束計算の設定
2.　ゴールシークの使い方
3.　ソルバーの使い方
　3.1　ソルバーのアドイン
　3.2　ソルバーのオプションの設定
　　
索引