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《生物反应工程》课程教学大纲

一、课程信息

课程代码（COURSECODE）

319B5304

课程名称（COURSETITLE）

生物反应工程

课程性质（COURSECHARACTER）

专业必修课

学分（CREDIT）

2

周数（WEEKS）

学时（CONTACTHOURS）

32

先修课程（PRE-COURSE）

生物化学、微生物学、化工原理、物理化学

课程负责人（COURSECOORDINATOR）

适用专业

生物制药

课程简介：

《生物反应工程》它应用化学工程的原理和方法，研究解决有生物体或生物活性物质参与的生产过程即生物反应过程中的基础理论及工程技术问题，是生物技术中将近代生物学的成就转变成生产力所必不可少的重要组成部分。

课程主要内容包含：培养基灭菌，空气除菌，通气与搅拌，发酵罐的比拟放大，固定化酶、固定化细胞，典型发酵过程动力学及模型，微生物生化反应过程的质量和能量衡算等。

该课程的教学目标是使学生掌握生物科学科研成果向工业化生产转化过程中出现的工程问题的解决方法。

二、课程目标

通过本课程的学习，学生应具备以下几方面的目标：

1.通过本课程学习，学生较全面和深入理解生化反应过程的定义、分类、特点、基本原理和方法，学生能对复杂工程问题解决方案进行选择和判断，能分析得到有效的解决方案。

2.通过本课程学习，学生具备应用基本原理和方法分析和解决生化反应过程问题的概念和能力，能对生化实际过程中的问题进行基本的分析并优化，并能得到有效的解决方案。

3.通过本课程学习，学生能进行基本的工程计算，能对一个系统或过程建立适当的数学模型并求解，培养进行生物工艺设计与工程开发的能力，培养学生严谨细致、精益求精的工程师精神。

课程目标对毕业要求的支撑关系表

毕业要求

毕业要求指标点

课程

目标1

课程

目标2

课程

目标3

毕业要求1

毕业要求指标点1.2

H

毕业要求指标点1.4

H

毕业要求2

毕业要求指标点2.3

M

三、教学内容与预期学习成效

知识单元

对应课程目标

知识点

预期学习成效

实现环节

学时

1.课程简介

课程目标1

1)生物反应工程诞生的背景；

2)生物反应工程的主要内容；

3)生物反应工程的发展趋势。

知识目标：（1）掌握生物反应工程的主要内容；（2）了解生物反应工程诞生背景及发展趋势。

能力目标：能利用生物反应工程相关概念去分析判断其应用。

教学方法：课堂讲授、课堂讨论；

教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。

2

课程思政元素：认识论、探索精神等；

课程思政教学内容设计：生物反应工程发展史、生物反应工程发展趋势等；主要内容可包括：通过对生物反应工程内容、发展史及发展趋势的介绍，引发学生对于生物反应工程的兴趣和探索欲望。

2.培养基灭菌

课程目标1、2、3

1)微生物的热死灭动力学；

2)分批灭菌的设计；

3)连续灭菌反应器的流体流动模型；

4)连续灭菌反应器的计算及设计。

知识目标：（1）理解灭菌技术的原理和特点；（2）掌握分批灭菌和连续灭菌的设计；（3）熟悉灭菌效果的分析与计算。

能力目标：能应用灭菌理论计算和优化实际灭菌参数。

教学方法：讲授、例题分析、与前期实验课程和实践相结合分析；

教学手段：多媒体课件和传统教学相结合。

4

课程思政元素：科学精神、严谨而又灵活的实践工程处理思维等；

课程思政教学内容设计：通过对不同灭菌计算的工程处理方法，引导学生养成正确的工程思维能力和辩证思维能力。

3.空气除菌

课程目标1、2、3

1)空气中的微生物；

2)空气压缩过程中状态的变化；

3)空气除菌方法；

4)典型的空气除菌流程分析；

5)新型过滤器。

知识目标：（1）了解空气中的微生物及空气压缩过程中状态的变化；（2）掌握空气除菌方法；（3）熟悉典型的空气除菌流程分析。

能力目标：能对空气过滤除菌流程进行分析和判断。

教学方法：讲授、例题分析、工程案例分析；

教学手段：多媒体课件和传统教学相结合

2

课程思政元素：科学的发展观；

课程思政教学内容设计：通过对空气除菌流程及材料的发展，引导学生应用发展观点看待问题，应用必威体育精装版的方法、必威体育精装版的材料去解决工程问题。

4.通气与搅拌

课程目标1、2、3

1)搅拌器的型式及流型；

2)搅拌器轴功率计算；

3)非牛顿流体特性对搅拌功率计算的影响；

4)双膜理论；

5)测量体积溶氧系数kLα的方法；

6)kLα与设备参数及操作变数之间的关系；

7)发酵液中的kLα与其调节。

知识目标：（1）熟悉搅拌器的型式及流型；（2）掌握搅拌器轴功率计算；（3）掌握通气发酵罐中溶氧速率与通气及搅拌的关