发酵工程设备教学大纲教学大纲.pdf

发酵工程设备 Bioprocess Equipment 【课程编号】RZ27203 【课程类别】专业限选课 【学分数】2 【先修课程】化工原理，微生物工程； 【学时数】30 【编写日期】2010-5-25 【适用专业】生物技术 一、教学目的、任务 本课程生物技术专业本科生的专业限选课程，为学生在具备了必要的微生物学基础、酶学基础、 生物工程专业基础知识之后的专业课程。该课程是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体，是 一门实践性很强的学科。课程主要介绍生物工程产业界常见的工业生产设备及生物工程研究领域的主 要设备的基本原理、结构、特点、设计选用计算方法。本课程既有一定基础理论，又有较强的工程实 际应用，使本专业学生成为能在生物技术与工程领域从事产业化设计、生产、管理和新技术研究、新 产品开发的工程技术人才。 二、课程教学的基本要求 学生在学过上述先修课的基础上，通过本课程的学习，要求学生了解和掌握在生产过程中各个单 元操作所使用的设备工作原理及设计计算方法，懂得如何应用这些基本理论去分析和解决生产过程中 的具体问题，改造原有生产过程使其更符合客观规律，实现发酵过程的优化，提高生产效率，创造更 大的经济效益和社会效益。 三、教学内容和学时分配 （必备项） （一）第一章物料预处理与培养基基灭菌设备 3 学时 （课堂讲授学时+课程实验学时） 主要内容： 物料粉碎、筛分设备结构及工作原理； 物料输送方法与原理、设备的结构与原理； 培养基灭菌方法、设备的结构、工作原理、设计计算。 教学要求： （必备项） 了解物料处理方法：筛选、粉碎、输送方式与设备结构。了解培养基分批灭菌与连续灭菌流程、设备 的结构、工作原理。掌握灭菌流程的设计计算。 其它教学环节 （如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）： （二）第二章空气除菌工艺流程及设备 3 学时 （课堂讲授学时+课程实验学时） 主要内容： 空气除菌方法；空气除菌流程、主要设备、辅助 设备的作用及工艺计算； 介质过滤机理和除菌效率、过滤器的设计计算。 教学要求： （必备项） 了解发酵工厂对无菌空气的要求； 掌握一般空气除菌工艺流程的形式； 掌握空气除菌流程工艺计算、主要设备与辅助设备的作用； 其它教学环节： （如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）： （三）第三章生物反应器与发酵参数检测元件 5 学时 （课堂讲授学时+课程实验学时） 主要内容： 不同型式发酵罐的结构、操作特性及其工作原理。 不同型式搅拌器的作用效果；搅拌功率的计算，牛顿型流体搅拌功率的计算、非牛顿型流体对传氧系 数、传氧效率的计算的影响。 发酵参数的检测、控制的方法和原理及仪器。 植物细胞、动物细胞、微藻细胞培养过程的特点、培养方法与反应器型式。 通风发酵罐的放大原则及其放大方法与计算：几何尺寸放大、恒定 kla 放大、恒定 P0/V 放大、恒 定πND 放大、恒定 t （混合时间）放大。 教学要求： （必备项） 了解通用式发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐的结构、工作原理； 掌握搅拌功率、传氧系数、传氧效率的计算。 了解植物、动物、微藻细胞培养反应器的结构与特点。 掌握通风发酵罐的放大方法与计算。 其它教学环节： （如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）： （四）第四章固-液分离设备 3 学时 （课堂讲授学时+课程实验学时） 主要内容： 常用固液分离的方法；几种过滤分离设备的结构、技术参数、工作原理与生产能力的计算。 几种离心分离设备的型号、结构、生产能力的计算。离心分离设备的放大方法。 简单介绍膜分离设备的结构与工作原理。 教学要求： （必备项） 了解常压过滤机、加压过滤机、真空过滤机、离心过滤机、管式离心机、碟片离心机设备结构及原理。 掌握过滤设备、离心设备生产能力的计算。 了解膜分离设备的结构。 其它教学环节： （如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）： （五）第五章萃取设备 3 学时 （课堂讲授学时+课程实验学时） 主要内容： 介绍萃取设备的结构