生物工程设备教学大纲

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1、《生物工程设备》课程教学大纲一、课程说明（一）开课对象：生物技术与应用专业（二）课程性质：《生物工程设备》课程是生物技术、生物工程等专业学生的专业必修课程。该课程是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体，是一门实践性很强的学科。（三）课程目的：《生物工程设备》课程的任务主要是通过课堂教学和课外练习，使学生掌握生物工程的设备流程、设备结构及工作原理，主要设备的设计计算及选型，了解设备的安装与维修。同时，了解国内外生物工程设备的新技术和发展趋势。通过学习，提高学生独立分析和解决问题的能力，增强学生的动手能力，培养工程素养。本课程既有有一

2、定基础理论，又有较强的工程实际应用，使本专业学生成为能在生物技术与工程领域从事产业化设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才，为以后工作奠定基础。（四）课程的基本原则：1、理论与实践相结合的原则2、传统教学与现代教学相结合的原则3、教师教与学生学相结合的原则（五）学时数、学分数及学时数具体分配：学时数：64学分数：4学时数具体分配：章（节）教学内容总时数理论时数实践时数绪论绪论11第一章物料预处理与培养基基灭菌设备532第二章空气除菌工艺流程及设备642第三章生物反应器与发酵参数检测元件14104第四章固-液分离设备64

3、2第五章萃取设备422第六章层析设备和离子交换设备642第七章蒸发和结晶设备422第八章生物产品干燥设备1064第九章生物制药生产GMP规范要点66期终复习22总计644420（六）教学方法和教学方法建议：课堂授课：本课程采用课堂教学与实验教学相结合的方法，针对不同的内容采用不同的教学方法。要求学生课前认真预习，教师认真备课，要有备课笔记，上课时合理运用多媒体教学。课后习题：根据每章内容都留有课后作业，并每次均由老师批发并给出成绩，及时反馈教学信息。（七）考核方式和成绩记载说明：理论考试为闭卷。作业/平时学习：30%，考试成绩占:70

4、%实验成绩采用考查法进行考核。二、课程内容纲要与各章的基本要求第一章物料预处理与培养基基灭菌设备教学目标：了解物料处理方法：筛选、粉碎、输送方式与设备结构。了解培养基分批灭菌与连续灭菌流程、设备的结构、工作原理。掌握灭菌流程的设计计算。教学重点、难点：重点：物料粉碎、筛分设备结构及工作原理；培养基连连续灭菌流程、设备。难点：培养基灭菌工艺计算教学时数：3教学内容：第一节培养基的准备与要求一、微生物培养基的种类和常用原料及规格二、动物细胞、植物细胞和微藻细胞培养基与灭菌方法第二节培养基的灭菌方法及设备第三节培养基实罐灭菌的计算第四节培养

5、基连续灭菌的设备及计算一、连续灭菌的设备二、连消培养基冷却设备第二章空气除菌工艺流程及设备教学目标：了解发酵工厂对无菌空气的要求；掌握一般空气除菌工艺流程的形式；掌握空气除菌流程工艺计算、主要设备与辅助设备的作用；教学重点、难点：重点：空气除菌流程及设备作用。难点：空气净化流程空气状态变化的计算。教学时数：4教学内容：第一节供发酵工厂使用的无菌空气的质量指标第二节压缩空气的预处理原理及工艺流程设计一、压缩空气预处理的目的二、压缩空气的冷却三、压缩空气的除水原理及压缩空气预处理系统的工艺流程设计第三节压缩空气预处理系统的设备设计第四节空

6、气除菌设备一、空气总过滤器的结构与计算二、空气分过滤系统及过滤器的设计第三章生物反应器与发酵参数检测元件教学目标：了解通用式发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐的结构、工作原理；掌握搅拌功率、传氧系数、传氧效率的计算。了解植物、动物、微藻细胞培养反应器的结构与特点。掌握通风发酵罐的放大方法与计算。教学重点、难点：重点：不同型式发酵罐的结构及其工作原理、发酵罐的设计。难点：设备的放大设计计算教学时数：10教学内容：第一节微生物反应器一、发酵罐的类型二、通用式发酵罐三、其他形式的发酵罐第二节动物细胞培养反应器一、动物细胞悬浮培养生物反应器二

7、、动物细胞贴壁培养反应器三、动物细胞微载体悬浮培养反应器第三节植物细胞反应器一、植物细胞悬浮培养的特性二、大规模植物细胞培养反应器第四节生物反应器搅拌功率的计算一、搅拌功率计算的基本方程式二、搅拌功率计算的修正三、多层搅拌器的功率计算四、通气情况下的搅拌功率计算五、非牛顿型流体搅拌功率的计算六、生物反应器搅拌功率的确定七、电机功率的确定第五节生物反应器中的氧传递一、细胞对氧的需求二、培养过程中的氧传递三、气-液接触中的传质系数四、影响气液相氧传递速率的因素五、氧传质系数的测定方法第六节生物反应器的放大设计一、几何尺寸的放大二、空气流量

8、的放大三、搅拌功率及搅拌转速的放大四、放大方法的比较第七节生物反应器的发酵参数检测元件一、生物反应器的参数检测二、用于生化过程检测的传感器三、发酵过程控制概论第四章固-液分离设备教学目标：了解常压过滤机、加压过滤机、真空