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