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1、《生物工程設備》課程教學大綱課程名稱：生物工程設備課程類型:（必修課）總學時：45講課學時：36學 分：2.5學分適用對象:生物工程專業(yè)、生物技術專業(yè)、先修課程：微生物學，生物化學，化工原理，生物工程工藝學原理，化工設備機械基礎；一、課程性質、目的和任務《生物工程設備》課程是生物工程等專業(yè)本科生的專業(yè)必修課程，為學生在具備了必要的微生物學基礎、酶學基礎、生物工程專業(yè)基礎知識之后的必修專業(yè)課程。該課程是生物工程技術和化學工程與設備交叉的結合體，是一門實踐性很強的學科。課程主要介紹生物工程產業(yè)界常見的工業(yè)生產設備及生物工程研究領域的主要設備的基本原理、結構、特點、設計選用計算方法
2、：物料預處理與培養(yǎng)基滅菌流程與設備；發(fā)酵設備設計及放大方法、計算；空氣凈化系統(tǒng)工藝計算與設備設計；物料過濾與離心設備原理與計算；萃取、吸附、層析設備介紹、離子交換流程與設備計算、干燥流程與設備設計計算；制冷工藝流程與設備設計計算、發(fā)酵工廠車間設計簡介。舉例說明工廠設備設計的方法與內容，進行小設計。本課程既有一定基礎理論，又有較強的工程實際應用，使本專業(yè)學生成為能在生物技術與工程領域從事產業(yè)化設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發(fā)的工程技術人才。二、教學基本要求學生在學過上述先修課的基礎上，通過本課程的學習，要求學生了解和掌握在生產過程中各個單元操作所使用的設備工作原理及設計計
3、算方法，懂得如何應用這些基本理論去分析和解決生產過程中的具體問題，改造原有生產過程使其更符合客觀規(guī)律，實現(xiàn)發(fā)酵過程的優(yōu)化，提高生產效率，創(chuàng)造更大的經濟效益和社會效益，三、教學內容及要求教學內容教學要求第一章物料預處理與培養(yǎng)基基滅菌設備物料粉碎、篩分設備結構及工作原理；物料輸送方法與原理、設備的結構與原理；培養(yǎng)基滅菌方法、設備的結構、工作原理、設計計算。了解物料處理方法：篩選、粉碎、輸送方式與設備結構。了解培養(yǎng)基分批滅菌與連續(xù)滅菌流程、設備的結構、工作原理。掌握滅菌流程的設計計算。第二章空氣除菌工藝流程及設備空氣除菌方法；空氣除菌流程、主要設備、輔助設備的作用及工藝計算；介質過濾
4、機理和除菌效率、過濾器的設計計算。了解發(fā)酵工廠對無菌空氣的要求；掌握一般空氣除菌工藝流程的形式；掌握空氣除菌流程工藝計算、主要設備與輔助設備的作用；第三章生物反應器與發(fā)酵參數(shù)檢測元件不同型式發(fā)酵罐的結構、操作特性及其工作原理。不同型式攪拌器的作用效果；攪拌功率的計算，牛頓型流體攪拌功率的計算、非牛頓型流體對傳氧系數(shù)、傳氧效率的計算的影響。發(fā)酵參數(shù)的檢測、控制的方法和原理及儀器。植物細胞、動物細胞、微藻細胞培養(yǎng)過程的特點、培養(yǎng)方法與反應器型式。通風發(fā)酵罐的放大原則及其放大方法與計算：幾何尺寸放大、恒定的kla放大、恒定P0/V放大、恒定πND放大、恒定t（混合時間）放大。了解通用
5、式發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐的結構、工作原理；掌握攪拌功率、傳氧系數(shù)、傳氧效率的計算。了解植物、動物、微藻細胞培養(yǎng)反應器的結構與特點。掌握通風發(fā)酵罐的放大方法與計算。第四章：固-液分離設備常用固液分離的方法；幾種過濾分離設備的結構、技術參數(shù)、工作原理與生產能力的計算。幾種離心分離設備的型號、結構、生產能力的計算。離心分離設備的放大方法。簡單介紹膜分離設備的結構與工作原理。了解常壓過濾機、加壓過濾機、真空過濾機、離心過濾機、管式離心機、碟片離心機設備結構及原理。掌握過濾設備、離心設備生產能力的計算。了解膜分離設備的結構。第五章：萃取設備介紹萃取設備的結構與原理。了解萃取設
6、備的結構；掌握層析方法與原理第六章層析設備和離子交換設備體積排阻層析、離子交換層析、反相層析、疏水層析、親和層析、單床式、多床式、復床式、混合床式、反吸附裝置；離子交換的方式：靜態(tài)、動態(tài)（固定式、移動式）、離子交換設備的結構、設備放大計算。了解層析方法與原理、層析設備的組成；了解離子交換操作方式、設備結構與形式。掌握離子交換裝置的計算、放大與計算。第七章：生物產品干燥設備氣流干燥的形式、附屬設備的作用；氣流干燥、噴霧干燥工藝流程與設備的設計計算：氣速、管徑、管長、液滴噴距；干燥塔直徑。機械式霧化器、氣流式霧化器、離心盤式霧化器結構與工作原理。沸騰造粒干燥設備。掌握氣流干燥流程、
7、噴霧干燥流程。掌握霧化器的工作原理。了解干燥器、干燥塔的設計與計算及生產能力的計算。第八章：制冷流程與設備直接蒸發(fā)式制冷系統(tǒng)、間接蒸發(fā)式制冷系統(tǒng)；常用的制冷劑、制冷循環(huán)過程、制冷工藝流程及制冷系統(tǒng)中設備。了解制冷流程；掌握制冷原理及制冷循環(huán)過程。了解紹制冷流程中主要設備及其輔助設備的結構與作用。了解氨壓機的工作原理。掌握提高制冷效率的措施。氨壓機的工作原理及其工作過程在P-V圖、T-S圖上的表示、提高制冷效率的措施。制冷能力的設計計算熟悉制冷能力的設計計算。第九章：工廠設計簡介基本建設程序及
