化09生化工程程设计指导书.doc

《生物化学工程》课程设计指导书 （含任务书） 西安理工大学理学院应用化学系 二O一二年一月 《生物化学工程》课程设计指导书 一、课程设计目的 《生物化学工程》是“应用化学”专业的一门专业基础课，内容涉及工业微生物的代谢与发酵、基因工程菌的应用、酶工程、生物反应器、生物技术的工程应用等。在理论课堂上理解、掌握这些基本原理、概念和计算方法之后，另一个主要环节就是能够通过设计一种生物反应器来实现对某一工业微生物发酵产品的生产，以达到以下目的： 1．以理论课堂上讲解的糖酵解（EMP）、三羧酸循环（TCA）理论为基础，实现以某一工农业副产物（如淀粉、糖蜜、秸秆、酒糟、工业废水等）为原料进行发酵产品生产的过程设计，达到进一步理解掌握实现微生物发酵产物大量积累的生化机制、理论联系实际的目的。 2．通过实现课程中生物反应器的选型、计算，进一步巩固所学过的Monod方程、米氏方程、三种流动模型的应用。 3．通过具体问题的解决，掌握利用设计方程、数学模型解决生化反应过程中实际问题的方法和手段。 二、课程设计任务 1. 用具体发酵产品为例阐述生产该产品的原料、菌种、原理、生化过程，完成具体工艺流程的设计。 2. 完成生物反应器选型及设计，画出构造图，并用具体例子说明该反应器的应用。 3. 利用Monod方程、米氏方程理论论述生化反应过程中的动力学问题；根据所学的数学模型建立生物反应器参数，说明控制条件。 三、课程设计要求 1．构造出每项任务所涉及的原理、生化反应过程、计算方法。 2．画出工艺流程图、生物反应器构造图，用具体例子说明发酵生产中所需的条件控制。 3．针对每一项任务写出设计报告，报告内容包括： （1）设计题目 （2）班级姓名 （3）目的意义 （4）原理描述 （5）数学模型（数学方程） （6）生化流程图 （7）生物反应器的设计图 （8）计算结果与书面报告 （9）参考文献 四、成绩评定 1．课程设计一个学分，成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级。如果只完成设计任务中的第1项并检查通过，成绩为及格；完成第1、2项，成绩为中或者良；完成第1、2、3项成绩为优。 2. 检查验收：逐一检查每个人的设计和报告，随机提问，凡是解释不清楚的设计，该题目成绩为零，拷贝的设计、抄袭的报告成绩为零。 五、课程设计指导 1．任务一的指导 按照理论课上讲解的微生物的酶系决定其利用的原料和生化发酵途径及产品的种类的理论，逐一进行菌种、原料、发酵条件的选择，并进行具体的工艺流程设计。 2．任务二、三的指导 反应器设计的基本准则是操作状态最佳化。主要内容包括： 反应器选型 即根据生产工艺特征，反应特性及物料特性等因素确定反应器的操作方式、结构类型，能量传递和流动方式等； 设计反应器的结构，确定各种结构参数 即确定反应器的内部结构及几何尺寸，搅拌器形式、大小及转速，换热方式及换热面积； 确定工艺参数及其控制方式 工艺参数有温度、压力、pH值、通气量、底物浓度、物料流量等。 描述微生物增长的动力学方程 Monod方程： μ=μm 连续培养达到稳定状态时：μ= = D （5）描述酶催化反应的动力学方程 米氏方程： υ= （6）生化反应历程 EMP反应式： 葡萄糖 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 磷酸 → 2 NADH + 2 丙酮酸 + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+ TCA循环反应式： TCA循环过程： 注： 1、报告一律用A4纸打印。大标题用二号宋体加粗，文内一级标题用四号字（加粗），二级标题用小四号字（加粗），三级标题及正文用小四号字。 2、首页为封皮，格式参考指导书封面。 3、文后附参考文献，格式如下： 参考文献（四号宋体加粗） [1] 作者1，作者2，作者3，等. 论文题目[J]. 期刊名，年，卷（期）：页 [2] 作者1，作者2，作者3，等. 书名[M]（版次）. 出版社：年：页 后所录注的论文必须在文中相应为之的右上角标出，如 х х х х х х[1] stator. Rotor installed in the stator end upper hangers supports or in the end cap oil parts installed special rotor shaft bracket. (Figure 19) in the stator ring shop in turn lower half of the hard steel sheet, rubber mat and curve skateboards on the plate fixed t