《发酵工艺与设备》课程教学大纲

《发酵工艺与设备》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1061239021课程名称：发酵工艺与设备/Fermentationtechnologyandequipment课程类别：专业方向特色课程开课学期：第6学期学分：1.5总学时：24理论学时：24实验/实践学时：0适用专业：生物技术适用对象：本科先修课程：微生物学、发酵工程开课学院：环境工程与化学学院二、课程简介《发酵工艺与设备》是生物技术专业的一门专业方向特色课程。本课程主要介绍发酵过程的基本原理、灭菌与除菌工艺及设备、厌氧发酵工艺及设备、好氧发酵工艺及设备、发酵过程参数检测与控制、典型发酵产品案例分析等。通过本课程的学习，使学生对发酵工艺及设备有更深入的了解和认识，熟悉设备的工作原理，能够分析设备运行中存在的问题，并初步提出解决方案。注重培养学生发现、分析和解决问题的能力和进行科学研究的素质，提升工程实践能力，更好服务于社会主义现代化建设。课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑指标点2.2能将数学、化学、信息技术等自然科学基础知识用于生物发酵、生物分析检验及诊断领域实际问题的分析；指标点4.1掌握生物发酵过程和产品检验的相关知识，熟悉主要工序的设备和操作过程；指标点6.1基于生物技术相关的原理，采用科学方法，针对生物发酵、生物产品分析检验及生物诊断领域的实际问题设计实验方案，并具备进行实施的操作能力。2.课程教学目标（1）理解不同发酵过程的机理及发酵工程的发展趋势。（2）掌握发酵设备的基本构造和原理，不同的发酵工艺过程中设备的使用和设计原则，以及对生产过程、产品质量的影响。（3）培养解决生物发酵过程中工艺与设备问题的能力以及团队协作精神、树立为社会主义服务的价值观。3.主要教学内容与课程教学目标之间的对应关系课程教学目标教学内容教学方法目标1：理解不同发酵过程的机理及发酵工程的发展趋势。发酵工程的内容及特点，发酵工程的应用领域，发展趋势；厌氧发酵产物的生物合成机制；好氧发酵产物的合成机制；发酵过程的自动控制原理。1.理论授课2.案例分享3.视频学习目标2：掌握发酵设备的基本构造和原理，不同的发酵工艺过程中设备的使用和设计原则，以及对生产过程、产品质量的影响。培养基灭菌，无菌空气的制备设备及流程，发酵设备与管道的清洗与灭菌，酒精发酵及发酵罐结构，乳酸发酵工艺过程及设备，通风发酵设备，发酵检测控制系统的基本组成，发酵过的计算机控制，常用物理参数的检测与控制，常见化学和生物参数的检测与控制，谷氨酸发酵过程的自动控制。1.理论授课2.启发式教学3.案例分享4.翻转课堂与讨论5.视频资料目标3：培养解决生物发酵过程中相关问题的能力以及团队协作精神。灭菌实例——谷氨酸发酵设备及培养基灭菌，好氧发酵工艺实例——谷氨酸发酵，4-6人一个小组，以小组为单位熟悉和掌握一个典型的发酵工艺过程，并绘制工艺流程图，现场讲解。1.小组讨论2.翻转课堂3.案例分享4.仿真实验展示四、教学内容及重难点教学内容一发酵工艺与设备概述1．教学内容：发酵技术的起源与发展，发酵工程的内容、类型及特点，发酵工程的应用领域（包括医药、食品、化工、农业、环保、能源等），发酵技术的发展趋势。2．教学重点：发酵工程的内容、类型及其特点3．教学难点：发酵工程的最新应用和进展教学内容二灭菌与除菌工艺及设备1．教学内容：培养基灭菌，无菌空气的制备（包括空气净化除菌的方法与原理，无菌空气制备流程，空气预处理设备，空气过滤介质及过滤器），设备与管道的清洗与灭菌，灭菌实例——谷氨酸发酵设备及培养基灭菌2．教学重点：无菌空气的制备和设备与管道的清洗与灭菌3．教学难点：无菌空气的制备教学内容三厌氧发酵工艺及设备1．教学内容：厌氧发酵产物的生物合成机制（糖酵解途径概念及特点，酵母菌的酒精、甘油发酵，乳酸发酵原理等），酒精发酵及发酵罐结构，乳酸发酵工艺过程及设备2．教学重点：酒精发酵及发酵罐结构3．教学难点：厌氧发酵产物的生物合成机制教学内容四好氧发酵工艺及设备1．教学内容：好氧发酵产物的合成机制（包括谷氨酸发酵机制、柠檬酸发酵机制等），通风发酵设备，好氧发酵工艺实例——谷氨酸发酵2．教学重点：通风发酵设备3．教学难点：好氧发酵产物的合成机制教学内容五发酵过程参数检测及控制1．教学内容：发酵检测控制系统的基本组成，发酵过程的自动控制原理，发酵过的计算机控制，常用物理参数的检测与控制，常见化学和生物参数的检测与控制，谷氨酸发酵过程的自动控制。2．教学重点：常见化学和生物参数的检测与控制3．教学难点：发酵过程的自动控制原理教学内容六典型的发酵工艺过程1．教学内容：学生分组，以小组为单位，查资料，熟悉和掌握一个典型的发酵工艺过程，并绘制工艺流程图，现场讲解。2．教学重点：典型发酵工艺过程的讲解3．教学难点：翻转课堂组织，发挥学生学习潜能五、教学安排序号教学内容学时对应课程教学目标对应毕业要求指标点1教学内容一发酵工艺与设备概述212.2、4.12教学内容二灭菌与除菌工艺及设备42、34.1、6.13教学内容三厌氧发酵设备及工艺42、34.1、6.14教学内容四好氧发酵工艺及设备42、34.1、6.15教学内容五发酵过程参数检测及控制82、34.1、6.16教学内容六典型的发酵工艺过程232.2、4.1、6.1合计24六、课程考核方式与评分标准1.课程考核方式本课程总成绩包括形成性评价和结果性评价两部分成绩，形成性评价主要包含课堂表现（10%）和章节测验（30%），结果性评价主要为课程论文，课程论文成绩占60%。2.课程教学目标的考核方式序号课程教学目标考核内容考核方式1目标1：理解不同发酵过程的机理及发酵工程的发展趋势。生物发酵的内容及特点？现场提问，让大家分享所了解的生物发酵的应用领域；厌氧发酵产物的生物合成机制好氧发酵产物的合成机制发酵过程的自动控制原理课堂分享章节测验课程论文2目标2：掌握发酵设备的基本构造和原理，不同的发酵工艺过程中设备的使用和设计原则，以及对生产过程、产品质量的影响。培养基灭菌方法有哪些？无菌空气的制备流程？空气过滤介质有哪些？发酵设备与管道常用清洗剂？清洁程度如何检测？酒精发酵的基本过程？酒精发酵罐基本结构？乳酸发酵工艺过程？通风发酵设备的结构和特点？发酵检测控制系统的基本组成？发酵中物理参数的检测与控制，常见化学和生物参数的检测与控制，谷氨酸发酵过程的自动控制。课堂讨论章节测验课程论文3目标3：培养解决生物发酵过程中相关问题的能力以及团队协作精神。以小组为单位，学生代表在课堂上分享讲解某一个发酵产品的工艺过程，所使用的相关设备，及操作要点。翻转课堂小组讨论课程论文3.成绩评定标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（<60分）课堂表现（10%）全勤，积极进行课堂讨论和分享，并有自己独到的见解1-2次缺课，能够积极进行课堂讨论和分享，并发表自己观点3-4次缺课，有迟到现象，能够主动参加课堂讨论和分享5-6次缺课，基本能够参加课堂讨论和分享缺课6次以上，不能有效参加课堂讨论和分享章节测验（30%）参与每章节课堂测验，正确率90%以上。参与每章节课堂测验，正确率80-89%。参与每章节课堂测验，正确率70-79%。参与每章节课堂测验，正确率60-69%。参与每章节课堂测验，正确率60%以下。课程论文（60%）课程论文能够独立完成，质量很高，格式规范，内容丰富全面，能够把所学知识运用在论文撰写中。课程论文能够独立完成，质量较高，格式规范，内容充实,能够把所学知识运用在论文撰写中。课程论文能够独立完成，完成质量一般，基本符合要求，格式基本规范，内容基本完善,基本能够把所学知识运用在论文中。课程论文不能够独立完成，在同学和老师帮助下，基本完成，把所学知识可以应用在所撰写论文中。课程论文不能独立完成，格式不规范，态度不认真。七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：陶兴无主编，《发酵工艺与设备》第二版，化学工业出版社，2015主要参考书：（1）《发酵工程设备》，池永红、范文斌主编，重庆大学出版社，2014（2）《发酵工程与设