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发酵工程设备课程教学大纲课程名称：发酵工程设备（Fermentation Engineering Equipment）课程编码：1313077215课程类别：专业课总学时数：34课内实验时数：学分：2开课单位：生命科学学院生物技术教研室适用专业：生物技术适用对象：本科（四年）一、课程的性质、类型、目的和任务发酵工程设备又称生物工程设备，是生物技术专业的专业必修课。是生物工程和化学工程与设备交叉的一门学科，是应用化学工程有关理论解决微生物发酵工业中的问题，它既与生物工程学、化学工程学密切相关，又涉及工程数学、自动控制工程等理论。通过本课程的学习，使学生在学过发酵工程基础上，进一步了解生物反应器和发酵产物的分离纯化精制等设备的结构特征、技术特性、工作原理、设计方法以及过程控制和比拟放大设计等理论。初步掌握工程设计的理论和思维方法，建立工程理念，为今后从事生物产品的生产、研发及工程设计奠定基础。二、本课程与其它课程的联系与分工本课程与微生物学、生物化学、高等数学、物理化学、化工原理、发酵工程（微生物工程）等课程均有联系，宜在前述课程开设后开设。三、教学内容及教学基本要求[1]表示“了解”；[2]表示“理解”或“熟悉”；[3]表示“掌握”；△表示自学内容；○表示略讲内容；第一章培养基灭菌设备第一节培养基实罐灭菌什么是实消[1]；实消操作要求[2]；培养基实罐灭菌时间的计算[3]；重点：实消操作要求难点：培养基实罐灭菌时间的计算教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1．用蒸汽直接加热培养基与采用夹套或蛇管间接加热培养基相比，加热时间和蒸汽消耗量有何区别？第二节培养基连续灭菌设备概述[1]；连续灭菌流程及设备[3]；连消冷却设备[2]重点：连续灭菌设备难点：连消冷却设备教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1．连续灭菌的优点2．连续灭菌对设备和蒸汽有何要求？思考题：真空冷却器料液冷却温度取决什么？第二章发酵用压缩空气预处理及除菌设备第一节压缩空气的预处理原理及工艺流程供发酵工厂使用的无菌空气的质量指标[1]；压缩空气预处理的目的[2]；压缩空气的冷却[1]；压缩空气的除水原理[3]；压缩空气预处理系统的工艺流程[2] 重点：压缩空气预处理系统的工艺流程难点：压缩空气的除水原理教学手段：多媒体教学教学方法：讨论与讲授结合法作业：1．供发酵工厂使用的无菌空气的质量指标思考题：进发酵罐的无菌空气的温度如何确定？第二节压缩空气预处理设备吸风塔[1]；塔空气分过滤系统及过滤器[2]；前置预过滤器[3]；空气压缩机[1]；压缩空气贮罐[1]；空气冷却器[2]；液滴分离设备[3]；空气加热器[1]重点：液滴分离设备难点：空气压缩机教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1．空气经压缩温度是否发生变化？如何变化？其原因？计算公式2．空气经压缩处理后水份如何变化？第三节空气除菌设备空气总过滤器[3]；空气分过滤系统及过滤器[2]；重点：空气总过滤器难点：空气分过滤器教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法思考题：压缩空气过滤系统主要包括哪些设备？第三章生物反应器与发酵参数检测元件第一节微生物反应器发酵罐分类[1]；机械搅拌发酵罐[3]；自吸式发酵罐[2]；外部液体循环式发酵罐[1]；气升式发酵 [1]；高位塔式发酵罐[1]重点：机械搅拌发酵罐难点：自吸式发酵罐教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1．什么是全挡板的条件？达到全挡板条件的要求应满足什么？2．通风发酵罐可分为哪几大类？3．简述自吸式发酵罐的工作原理第二节动物细胞培养反应器概述[1]；通气搅拌式细胞培养反应器[3]；气升式动物细胞培养反应器[2]；中空纤维细胞培养反应器 [1]；动物细胞微载体悬浮培养反应器[1]；大载体培养系统[1]；微囊培养系统[1]重点：通气搅拌式细胞培养反应器难点：气升式动物细胞培养反应器教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法第三节植物细胞培养反应器概述[1]；悬浮培养植物细胞反应器[3]；植物细胞固定化反应器[2]重点：植物细胞固定化反应器难点：悬浮培养植物细胞反应器教学手段：多媒体教学教学方法：讨论法第四节生物反应器的放大设计研究生物反应器放大目的、意义[1]；生物反应器放大方法[2]；生物反应器放大设计[3]重点：生物反应器放大设计难点：生物反应器放大方法教学手段：多媒体教学教学方法：讨论与讲授结合法作业：研究生物反应器放大目的、方法、须解决的问题第四章液固分离设备第一节板框压滤机压紧机构[1]；过滤机构[2]；板框压滤机的特点[3]；自动板框过滤机[1；板框过滤机的型号及选用[3] 重点：板框压滤机的特点难点：板框过滤机的型号及选用教学手段：多媒体教学教学方法：讲授法作业：1．简述板框压滤机的结构2．什么是明流、暗流板式过滤机？各有何特点？思考题：板