生物工程設(shè)備課程教學(xué)大綱

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1、《生物工程設(shè)備》課程教學(xué)大綱課程名稱：生物工程設(shè)備課程類型:（必修課）總學(xué)時(shí)：45講課學(xué)時(shí)：36學(xué)　　分：2.5學(xué)分適用對(duì)象:生物工程專業(yè)、生物技術(shù)專業(yè)、先修課程：微生物學(xué)，生物化學(xué)，化工原理，生物工程工藝學(xué)原理，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)；一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)《生物工程設(shè)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(xué)生在具備了必要的微生物學(xué)基礎(chǔ)、酶學(xué)基礎(chǔ)、生物工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)之后的必修專業(yè)課程。該課程是生物工程技術(shù)和化學(xué)工程與設(shè)備交叉的結(jié)合體，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。課程主要介紹生物工程產(chǎn)業(yè)界常見的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備及生物工程研究領(lǐng)域的主要設(shè)備的基本原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)選用計(jì)算方法

2、：物料預(yù)處理與培養(yǎng)基滅菌流程與設(shè)備；發(fā)酵設(shè)備設(shè)計(jì)及放大方法、計(jì)算；空氣凈化系統(tǒng)工藝計(jì)算與設(shè)備設(shè)計(jì)；物料過濾與離心設(shè)備原理與計(jì)算；萃取、吸附、層析設(shè)備介紹、離子交換流程與設(shè)備計(jì)算、干燥流程與設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算；制冷工藝流程與設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算、發(fā)酵工廠車間設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介。舉例說明工廠設(shè)備設(shè)計(jì)的方法與內(nèi)容，進(jìn)行小設(shè)計(jì)。本課程既有一定基礎(chǔ)理論，又有較強(qiáng)的工程實(shí)際應(yīng)用，使本專業(yè)學(xué)生成為能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。二、教學(xué)基本要求學(xué)生在學(xué)過上述先修課的基礎(chǔ)上，通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解和掌握在生產(chǎn)過程中各個(gè)單元操作所使用的設(shè)備工作原理及設(shè)計(jì)計(jì)

3、算方法，懂得如何應(yīng)用這些基本理論去分析和解決生產(chǎn)過程中的具體問題，改造原有生產(chǎn)過程使其更符合客觀規(guī)律，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，三、教學(xué)內(nèi)容及要求教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求第一章物料預(yù)處理與培養(yǎng)基基滅菌設(shè)備物料粉碎、篩分設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理；物料輸送方法與原理、設(shè)備的結(jié)構(gòu)與原理；培養(yǎng)基滅菌方法、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計(jì)計(jì)算。了解物料處理方法：篩選、粉碎、輸送方式與設(shè)備結(jié)構(gòu)。了解培養(yǎng)基分批滅菌與連續(xù)滅菌流程、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理。掌握滅菌流程的設(shè)計(jì)計(jì)算。第二章空氣除菌工藝流程及設(shè)備空氣除菌方法；空氣除菌流程、主要設(shè)備、輔助設(shè)備的作用及工藝計(jì)算；介質(zhì)過濾

4、機(jī)理和除菌效率、過濾器的設(shè)計(jì)計(jì)算。了解發(fā)酵工廠對(duì)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(jì)算、主要設(shè)備與輔助設(shè)備的作用；第三章生物反應(yīng)器與發(fā)酵參數(shù)檢測(cè)元件不同型式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、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(jì)算，牛頓型流體攪拌功率的計(jì)算、非牛頓型流體對(duì)傳氧系數(shù)、傳氧效率的計(jì)算的影響。發(fā)酵參數(shù)的檢測(cè)、控制的方法和原理及儀器。植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞、微藻細(xì)胞培養(yǎng)過程的特點(diǎn)、培養(yǎng)方法與反應(yīng)器型式。通風(fēng)發(fā)酵罐的放大原則及其放大方法與計(jì)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(shí)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(jié)構(gòu)、工作原理；掌握攪拌功率、傳氧系數(shù)、傳氧效率的計(jì)算。了解植物、動(dòng)物、微藻細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。掌握通風(fēng)發(fā)酵罐的放大方法與計(jì)算。第四章：固-液分離設(shè)備常用固液分離的方法；幾種過濾分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)、工作原理與生產(chǎn)能力的計(jì)算。幾種離心分離設(shè)備的型號(hào)、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)能力的計(jì)算。離心分離設(shè)備的放大方法。簡(jiǎn)單介紹膜分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)與工作原理。了解常壓過濾機(jī)、加壓過濾機(jī)、真空過濾機(jī)、離心過濾機(jī)、管式離心機(jī)、碟片離心機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)及原理。掌握過濾設(shè)備、離心設(shè)備生產(chǎn)能力的計(jì)算。了解膜分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)。第五章：萃取設(shè)備介紹萃取設(shè)備的結(jié)構(gòu)與原理。了解萃取設(shè)

6、備的結(jié)構(gòu)；掌握層析方法與原理第六章層析設(shè)備和離子交換設(shè)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(fù)床式、混合床式、反吸附裝置；離子交換的方式：靜態(tài)、動(dòng)態(tài)（固定式、移動(dòng)式）、離子交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)、設(shè)備放大計(jì)算。了解層析方法與原理、層析設(shè)備的組成；了解離子交換操作方式、設(shè)備結(jié)構(gòu)與形式。掌握離子交換裝置的計(jì)算、放大與計(jì)算。第七章：生物產(chǎn)品干燥設(shè)備氣流干燥的形式、附屬設(shè)備的作用；氣流干燥、噴霧干燥工藝流程與設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算：氣速、管徑、管長(zhǎng)、液滴噴距；干燥塔直徑。機(jī)械式霧化器、氣流式霧化器、離心盤式霧化器結(jié)構(gòu)與工作原理。沸騰造粒干燥設(shè)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(shè)計(jì)與計(jì)算及生產(chǎn)能力的計(jì)算。第八章：制冷流程與設(shè)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(shè)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(shè)備及其輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)與作用。了解氨壓機(jī)的工作原理。掌握提高制冷效率的措施。氨壓機(jī)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(shè)計(jì)計(jì)算熟悉制冷能力的設(shè)計(jì)計(jì)算。第九章：工廠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介基本建設(shè)程序及