发酵工程设备课程教学大纲.docx

发酵工程设备课程教学大纲课程名称：发酵工程设备（Fermentation Engineering Equipment）课程编码：1313077215课程类别：专业课总学时数：34课内实验时数：学 分：2开课单位：生命科学学院 生物技术教研室适用专业：生物技术适用对象：本科（四年）一、课程的性质、类型、目的和任务发酵工程设备又称生物工程设备，是生物技术专业的专业必修课。是生物工程和化学工程与设备交叉的一门学科，是应用化学工程有关理论解决微生物发酵工业中的问题，它既与生物工程学、化学工程学密切相关，又涉及工程数学、自动控制工程等理论。通过本课程的学习，使学生在学过发酵工程基础上，进一步了解生物反应器和发酵产物的分离纯化精制等设备的结构特征、技术特性、工作原理、设计方法以及过程控制和比拟放大设计等理论。初步掌握工程设计的理论和思维方法，建立工程理念，为今后从事生物产品的生产、研发及工程设计奠定基础。二、本课程与其它课程的联系与分工本课程与微生物学、生物化学、高等数学、物理化学、化工原理、发酵工程（微生物工程）等课程均有联系，宜在前述课程开设后开设。三、教学内容及教学基本要求1表示“了解”；2表示“理解”或“熟悉”；3表示“掌握”；表示自学内容；表示略讲内容；第一章 培养基灭菌设备第一节 培养基实罐灭菌什么是实消1；实消操作要求2；培养基实罐灭菌时间的计算3；重点：实消操作要求难点：培养基实罐灭菌时间的计算教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1用蒸汽直接加热培养基与采用夹套或蛇管间接加热培养基相比，加热时间和蒸汽消耗量有何区别？ 第二节 培养基连续灭菌设备概述1；连续灭菌流程及设备3；连消冷却设备2重点：连续灭菌设备难点：连消冷却设备教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1连续灭菌的优点2连续灭菌对设备和蒸汽有何要求？思考题：真空冷却器料液冷却温度取决什么？第二章 发酵用压缩空气预处理及除菌设备第一节 压缩空气的预处理原理及工艺流程供发酵工厂使用的无菌空气的质量指标1；压缩空气预处理的目的2；压缩空气的冷却1；压缩空气的除水原理3；压缩空气预处理系统的工艺流程2 重点：压缩空气预处理系统的工艺流程难点：压缩空气的除水原理教学手段：多媒体教学教学方法：讨论与讲授结合法作业：1供发酵工厂使用的无菌空气的质量指标思考题：进发酵罐的无菌空气的温度如何确定？第二节 压缩空气预处理设备吸风塔1；塔空气分过滤系统及过滤器2；前置预过滤器3；空气压缩机1；压缩空气贮罐1；空气冷却器2；液滴分离设备3；空气加热器1重点：液滴分离设备难点：空气压缩机教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1空气经压缩温度是否发生变化？如何变化？其原因？计算公式2空气经压缩处理后水份如何变化？第三节 空气除菌设备 空气总过滤器3；空气分过滤系统及过滤器2；重点：空气总过滤器难点：空气分过滤器教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法思考题：压缩空气过滤系统主要包括哪些设备？第三章 生物反应器与发酵参数检测元件第一节 微生物反应器发酵罐分类1；机械搅拌发酵罐3；自吸式发酵罐2；外部液体循环式发酵罐1；气升式发酵 1；高位塔式发酵罐1重点：机械搅拌发酵罐难点：自吸式发酵罐教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1什么是全挡板的条件？达到全挡板条件的要求应满足什么？2通风发酵罐可分为哪几大类？3简述自吸式发酵罐的工作原理第二节 动物细胞培养反应器概述1；通气搅拌式细胞培养反应器3；气升式动物细胞培养反应器2；中空纤维细胞培养反应器 1；动物细胞微载体悬浮培养反应器1；大载体培养系统1；微囊培养系统1重点：通气搅拌式细胞培养反应器难点：气升式动物细胞培养反应器教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法第三节 植物细胞培养反应器概述1；悬浮培养植物细胞反应器3；植物细胞固定化反应器2重点：植物细胞固定化反应器难点：悬浮培养植物细胞反应器教学手段：多媒体教学教学方法：讨论法第四节 生物反应器的放大设计研究生物反应器放大目的、意义1；生物反应器放大方法2；生物反应器放大设计3 重点：生物反应器放大设计难点：生物反应器放大方法教学手段：多媒体教学教学方法：讨论与讲授结合法作业：研究生物反应器放大目的、方法、须解决的问题第四章 液固分离设备第一节 板框压滤机压紧机构1；过滤机构2；板框压滤机的特点3；自动板框过滤机1；板框过滤机的型号及选用3 重点：板框压滤机的特点难点：板框过滤机的型号及选用教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1简述板框压滤机的结构2什么是明流、暗流板式过滤机？各有何特点？ 思考题：板框压滤机的一个工作周期包括哪几个过程？第二节 真空转鼓过滤机真空转鼓过滤机的结构与操作3；真空转鼓过滤机的型号1；真空转鼓过滤机的形式2重点：真空转鼓过滤机的结构难点：真空转鼓过滤机的操作教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1简述真空转鼓过滤机的结构又是如何分区的？ 第三节 离心沉降机管式离心机工作原理2；GQ(澄清)型管式分离机1；螺旋卸料离心机结构2；螺旋卸料离心机工作原理2；碟片式离心机结构与工作原理1重点：螺旋卸料离心机结构难点：螺旋卸料离心机工作原理教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1管式离心机分为哪两种型式？有何区别？2卧螺离心机主要部件？工作原理？思考题：碟片式离心机的结构特点？工作原理？第五章 蒸发设备第一节 蒸发设备单流长管膜式蒸发器3；循环式薄膜蒸发器2；刮板式薄膜蒸发器1；蒸发器的配套设备1；多效蒸发2重点：单流长管膜式蒸发器结构及工作原理难点：多效蒸发工作原理教学手段：多媒体教学教学方法：讨论与讲授结合法作业：1蒸发系统主要有哪些设备组成2蒸发设备有哪几种类型思考题：为什么采用多效蒸发器？第二节 蒸发设备的计算与设计物料衡算2；热量衡算2；传热计算1；实例3；重点：物料衡算难点：实例教学手段：多媒体教学教学方法：讨论与讲授结合法第六章 生物产品干燥设备第一节 气流干燥器结构1；工作原理2；特点3；类型1；旋风式气流干燥器1；附属设备1重点：工作原理难点：干燥的特点教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1简述气流干燥器的工作原理及分类第二节 喷雾干燥结构1；工作原理2；特点3；类型1；气流式喷雾器3；离心式喷雾器1；压力式喷雾器3重点：工作原理难点：气流式喷雾器的结构教学手段：多媒体教学教学方法：讨论教学法作业：1阐述喷雾干燥设备的结构、工作原理、特点及主要部件2喷雾器的种类及各自特点第三节 流化床干燥器结构3；工作原理2；特点1；卧式多室沸腾干燥器1重点：结构与工作原理难点：卧式多室沸腾干燥器教学手段：多媒体教学教学方法：讨论教学法作业：1简述流化床干燥器的工作原理及分类第四节 沸腾造粒干燥器 结构3；工作原理2；特点1；逆流沸腾造粒干燥器1；强制循环沸腾造粒干燥器1重点：结构与工作原理难点：强制循环沸腾造粒干燥器教学手段：多媒体教学教学方法：讨论教学法思考题：沸腾造粒干燥器与流化床干燥器的主要区别第七章 原料处理与输送设备锤式粉碎机1；辊式粉碎机2；气流输送设备3；机械输送设备1重点：辊式粉碎机难点：锤式粉碎机教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法四、学时分配表章序课程内容理论学时实验学时上机学时课外学时习题学时考核学时小计1培养基灭菌设备442发酵用压缩空气预处理及除菌设备663生物反应器与发酵参数检测元件10104液固分离设备445蒸发设备446生物产品干燥设备447习题课22合计32234五、课程考核方法及要求1考核方式：考查2考核方法：笔试3成绩评定：总评成绩100分平时