《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲

《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲一、课程信息课程代码319B3314课程名称生物工程设备课程性质专业必修课学分2学时32先修课程发酵工程、微生物学、生物化学、细胞生物学、生物反应工程、化工原理适用专业生物工程课程简介：《生物工程设备》是培养生物工程类高级技术人才，解决生物过程中的技术瓶颈，促使更多的生物技术产品产业化的学科，是生物工程的一门专业必修课。该课程内容包括在生物过程工程中从原料处理、生物反应到生物产品提取纯化等一系列操作过程设备，重点讲授各种设备的原理、构造、设计、应用、参数检测、放大、控制理论等工程方面的基本知识，反映生物工程设备的国内外最新进展。通过本课程的教学，使学生了解国内外生物工程与设备的新技术、新设备及发展动向；能够掌握生物工程工厂的工作流程、设备结构及其工作原理，主要设备的设计计算及选型，了解设备的安装与维护，知道如何提高资源利用效率；具有独立分析和解决生产及试验研究上的工程设备问题的能力。二、课程目标通过本课程的学习与训练，学生应具备以下几方面的目标:1.通过本课程学习，学生能够掌握生物工程工厂的工作流程、设备结构及其工作原理；2.通过本课程学习，学生能够了解国内外生物工程与设备的新技术、新设备及发展动向；3.通过本课程学习，学生能够掌握生物工程工厂的主要设备的设计计算及选型，了解设备的安装与维护，知道如何提高资源利用效率；4.通过本课程学习，学生能够具有独立分析和解决生产及试验研究上的工程设备问题的能力。课程目标对毕业要求的支撑关系表毕业要求毕业要求指标点课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求5毕业要求指标点5.1HH毕业要求指标点5.2HH三、教学内容与预期学习成效知识单元对应课程目标知识点预期学习成效实现环节学时绪论课程目标2发酵设备分类及其发展发酵设备特点及要求如何学生物工程设备1.初步认识发酵设备，了解如何去学习这门课程。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论2学时通气发酵设备课程目标1、3、4机械搅拌通风发酵罐气升式发酵罐自吸式发酵罐通风固相发酵设备其他类型的通风发酵设备1.掌握机械搅拌通风发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐和通风固相发酵设备的构造及工作原理。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论4学时嫌气发酵设备课程目标1、3、4酒精发酵设备啤酒发酵设备连续发酵1.了解连续发酵流程，掌握酒精发酵设备、啤酒发酵设备的构造及其设计计算。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论2学时植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器课程目标1、3、4植物细胞（组织）培养反应器动物细胞培养反应器微藻培养反应器了解植物细胞（组织）培养反应器，动物细胞培养反应器和微藻培养反应器的国内外进展情况；熟悉设备的构造及特点。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论2学时生物反应器课程目标1、3、4生物反应器设计基础生物反应器的检测及控制生物反应器的比拟放大掌握生物反应器的放大目的与方法；了解通气发酵罐的放大设计实例。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、课堂讨论，实例分析；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论2学时物料处理与培养基制备课程目标1、3、4固体物料的处理与粉碎设备液体培养基的制备及灭菌设备1.掌握固体物料的筛选、除杂及粉碎设备的构造、工作原理，液体培养基的制备及杀菌所涉及的设备构造、工作原理、工作流程及相关计算与设备选型。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论2学时过滤、离心与膜分离设备课程目标1、3、4过滤速度的强化过滤设备离心分离设备膜分离设备了解发酵液的预处理方法，工业上常用的过滤介质，过滤过程的放大，离心分离设备的放大，膜分离方法、常用膜及膜分离设备；掌握过滤速度的强化，板框式压滤机、板式压滤机、真空过滤机的构造、工作原理及工艺计算，管式离心机的分离原理、结构及选型，碟片离心机的分离原理、结构及选型。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论4学时萃取与色谱分离设备课程目标1、3、4萃取分离方法及设备离子交换分离原理及设备吸附分离方法及设备色谱分离方法及设备了解萃取和色谱分离设备的构造及特点；掌握萃取及色谱分离的原理及方法。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论4学时浓缩提纯设备课程目标1、3、4蒸发与结晶设备干燥设备蒸馏设备了解固体物料干燥机理，生物工业产品干燥的特点，干燥设备国内外进展；掌握非绝热干燥、绝热干燥和冷冻干燥的原理、设备及其相关计算；了解干燥、蒸馏原理及设备选型。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、课堂讨论；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论4学时辅助系统设备和清洁生产课程目标1、2、3、4空气净化除菌与空气调节设备和管道的清洗与杀菌生物工程工厂能源与动力设备生物工程工厂清洁生产了解生物工业加工设备与管道的卫生要求，常用清洗剂，清洗方法及清洁程度的确认等；掌握水的过滤、软化及脱盐、杀菌的方法及设备，制冷系统设备；掌握空气除菌及调节原理及设备选型；了解生物工厂的能源动力的应用和设备及其生产示例。教学方法：课堂讲授、课外阅读文献资料、案例分析；教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。理论6学时四、成绩评定及考核方式知识单元对应课程目标考核方式成绩评定绪论课程目标2出勤及课堂表现、期末考试课程成绩包括3个部分，分别为出勤及课堂表现、课后作业和期末考试。具体要求及成绩评定方法如下：1.出勤及课堂表现（10%），具体方案为：总分为100分，无故旷课一次扣5分，无故旷课超过学校规定次数者，按学校有关规定处理；上课睡觉、玩手机、吃零食者被老师发现一次扣5分。2.课后作业（20%），每个知识单元布置一次课后作业，评分以答题思路的规范性、整洁性、整体性、逻辑性、创新性为依据，每次满分为100分，最后取平均分。3.期末考试（70%），实行综合闭卷考试，总分为100分，期末考试卷面成绩未达总分50%者，该门课程成绩作不及格处理。通气发酵设备课程目标1、3、4出勤及课堂表现、期末考试嫌气发酵设备课程目标1、3、4出勤及课堂表现、期末考试植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器课程目标1、3、4出勤及课堂表现、课后作业、期末考试生物反应器课程目标1、3、4出勤及课堂表现、课后作业、期末考试物料处理与培养基制备课程目标1、3、4出勤及课堂表现、课后作业、期末考试过滤、离心与膜分离设备课程目标1、3、4出勤及课堂表现、期末考试萃取与色谱分离设备课程目标1、3、4出勤及课堂表现、课后作业、期末考试浓缩提纯设备课程目标1、3、4出勤及课堂表现、期末考试辅助系统设备和清洁生产课程目标1、2、3、4出勤及课堂表现、期末考试五、课程建议教材及主要参考资料1.建议教材1.朱明军主编.生物工程设备(第三版).北京：中国轻工业出版社，2020年。