福建师范大学【生物工程设备】课程介绍

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生物工程与设备课程设计.doc

山东xxx学院《生物工程与设备》课程设计说明书学院：食品与生物工程学院班级：xxx学号：xxx姓名：xxx指导老师：xxx xxx设计日期:2011年12月21日至2011年12月28日一、前言1、课程设计的性质通过本次设计使同学对《生物工程与设备》的理论知识有更深刻的理解，生物工程与设备课程设计为必修课。

同时也为将来走上设计岗位的同学打下良好的基础。

2、课程设计目的与任务任务：年产6万吨味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计。

目的：通过课程设计，使同学对工艺参数确定，物料恒算、发酵罐体积及尺寸确定、罐体机械强度、搅拌功率、搅拌轴及搅拌浆叶强度等计算能力得到锻炼。

掌握工程设计基本程序及内容，熟练掌握电脑绘图及绘图质量。

二、设计参数1、糖酸转化率60%2、发酵产酸水平11%3、发酵周期32小时4、发酵罐充满系数为0.75、味精分子式187.13（C5H8NO4Na ）.H2O6、谷氨酸分子式147.13(C5H9NO4)7、谷氨酸密度取1.553g/cm38、残还原糖0.8%，干菌体1.7%9、谷氨酸提取率97.5%10、谷氨酸生产味精精制率为125%11、取01LP V （kw ） 12、空罐灭菌压力0.25MPa13、年工作日安330天计算三、物料衡算1、发酵罐总容积计算发酵罐总容积，决定于年工作日、每天生产谷氨酸量、发酵产酸水平、谷氨酸发酵周期、谷氨酸提取率、谷氨酸精制味精得率等。

（1）年谷氨酸的产量=年味精产量÷125%=60000/1.25=48000T（2）每天的谷氨酸产量=年谷氨酸的产量÷330=48000/330=145.45T（3）发酵液密度333/1050/050.15.9528.707.16865553.11105.1258561m Kg m T T m ===++=++=ρρ （4）每天生产发酵液体积谷氨酸提取率发酵产酸水平每天生产谷氨酸量⨯=V =145.45/1.050×(11%×97.5%)=1291.60m 3（5）发酵罐的总容积总V =〔每天生产发酵液体积×发酵周期（小时）〕/24=（1291.60×32）/24=1722.13m 32、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m 3查表6-2（发酵工厂工艺设计概论P102）得公称容积是2003m 的发酵罐全容积为2303m 。

生物工程设备

设备品牌：选择知名品牌保证设备的质量和售后服务。
设备价格：根据预算和设备性能选择合适的设备价格保证性价比。
设备安装：选择专业的安装团队保证设备的正确安装和使用。
设备维护：制定定期的维护计划保证设备的正常运行和使用寿命。
设备性能参数
设备类型：生物反应器、离心机、过滤系
统等
容量：根据生产规模选择合
发酵器：用于微生物发酵如酵母、乳酸菌等
发酵床：用于微生物发酵如蘑菇、木耳等
发酵箱：用于微生物发酵如面包、蛋糕等
酶反应器
酶反应器是一种用于生物工程设备的重要类型酶反应器主要用于酶催化反应如酶催化合成、酶催化降解等酶反应器的主要组成部分包括反应器本体、搅拌系统、温度控制系统、压力控制系统等酶反应器在生物工程领域具有广泛的应用如生物制药、生物燃料、生物材料等
膜分离设备
原理：利用膜的渗透性差异实现物质分离
应用：生物制药、食品加工、环境工程等领
域
特点：高效、节能、环保、
操作简便
主要类型：微滤、超滤、纳滤、反渗透等
离心分离设备
离心转子：用于固定离心管使其在离心过程中保持稳定
离心管：用于收集离心后的液体和固体颗粒
离心机：用于分离液体和固体颗粒如血液、细胞等
生物工程设备的生产应用
在制药行业的应用
生物反应器：用于生产疫苗、抗体、酶等生物制品
细胞培养系统：用于细胞培养、细胞工程、细胞治疗等领域
生物分离技术：用于分离、纯化药物、蛋白质等生物制品
生物检测技术：用于药物质量控制、药物安全性评价等领域
在食品行业的应用
食品加工：生物工程设备可以用于食品的加工和生产如发酵、酶解等。

生物工程设备第一章

1.1 培养基的灭菌设备

培养基的热灭菌动力学在一定温度下，活的微生物杂菌细胞（包括杂菌芽孢），受热死亡过程遵照分子反应速度理论，与一级化学反应中未反应分子的减少速度类似。杂菌是一个复杂的高分子体系，其受热死亡是因蛋白质高分子物质不活泼，结果导致蛋白质变性，这种反应同属于一级反应。
辊式粉碎机辊式粉碎机广泛应用于颗粒状物料的中碎和细碎。常用的有两辊式、四辊式、五辊式和六辊式等。（1）两辊式粉碎机两辊式粉碎机如图所示，主要的工作构件为两个直径相同，相向转动的钢辊，辊筒表面形状有表面光滑的、表面有齿的和表面有凸棱或凹槽的。粉碎机工作时，把放在钢辊间的物料夹住拖入两辊之间，物料受到挤压而破碎。两个辊子中，一个固定，一个辊筒轴承座可以前后移动，用以调节两辊筒间距，控制粉碎度。

两辊式粉碎机

多辊式粉碎机为了用一台粉碎机达到下一步生产要求的粉碎度，同时提高生产能力，往往使用四辊、五辊、六辊带筛分的辊式粉碎机。如图所示。
四辊式粉碎机
五辊式粉碎机
六辊式粉碎机

湿式粉碎机为了避免干法粉碎危害工人的身体健康，在某些产品的生产过程中，采用湿法粉碎操作。所使用的机器称为湿式粉碎机。湿式粉碎机主要包括：输料装置、加料器、粉碎装置和加热器等，粉碎可采用一级或二级粉碎（两台粉碎机串联使用）。砂磨机是湿法粉碎过程中常用的一种机器。工业上用的砂磨机有盘式砂磨机、双轴立式砂磨机等。图1-12是德国DRISWERKE公司生产的 PM-DCP型砂磨机，主要由转子、定子、分离装置、传动装置、液压系统及控制系统组成。
薄板换热器连续灭菌流程

培养液在设备中同时完成预热、加热灭菌、维持及冷却过程。利用薄板换热器进行连续灭菌时，加热和冷却

生物工程设备课程设计

生物工程设备课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解生物工程设备的基本概念、分类及其在生物技术产业中的应用；2. 掌握生物工程设备的工作原理、操作流程及维护方法；3. 了解生物工程设备在生物制品生产中的关键作用及影响产品质量的因素。

技能目标：1. 能够分析生物工程设备在生物制品生产中的适用性，并进行合理选型；2. 学会使用生物工程设备进行实验操作，并能处理简单的设备故障；3. 能够根据生产需求，对生物工程设备进行优化配置，提高生产效率。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对生物工程设备的兴趣，激发他们探索生物技术领域的热情；2. 增强学生的环保意识，使他们认识到生物工程设备在生物制品生产中的环保责任；3. 培养学生的团队合作精神，让他们在合作学习中体验到生物工程设备研究的乐趣。

课程性质分析：本课程为高年级生物工程专业课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高他们在生物技术产业中的实践能力。

学生特点分析：高年级学生对生物工程有一定了解，具备一定的理论基础，但实践经验不足。

学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力和团队合作精神。

教学要求：1. 结合实际案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 采取小组合作、讨论等形式，引导学生主动参与教学活动，培养学生的自主学习能力和团队合作精神；3. 强化实践环节，注重培养学生的动手能力，提高他们在生物技术产业中的竞争力。

二、教学内容1. 生物工程设备概述- 设备分类与原理- 生物工程设备在生物技术产业中的应用2. 常见生物工程设备及其操作- 发酵罐、生物反应器等设备的工作原理与操作流程- 设备的维护与故障处理3. 生物工程设备在生物制品生产中的应用- 生物制品生产过程中的关键设备选型与配置- 影响生物制品质量的设备因素及解决方法4. 生物工程设备优化与技术创新- 生物工程设备的优化方法与策略- 生物工程设备在生物技术领域的技术创新案例5. 教学实践与案例分析- 组织学生进行生物工程设备实验操作- 分析实际案例，探讨生物工程设备在生产中的应用及优化教学内容安排与进度：第一周：生物工程设备概述第二周：常见生物工程设备及其操作第三周：生物工程设备在生物制品生产中的应用第四周：生物工程设备优化与技术创新第五周：教学实践与案例分析教材章节关联：本教学内容与教材中“生物工程设备”章节相关内容紧密关联，涵盖了设备原理、操作、应用与优化等方面的知识，旨在帮助学生全面了解生物工程设备在生物技术产业中的重要作用。

生物工程设备概论

生物工程设备概论
生物工程设备是一种用于生物制造和研究的专业设备，它们通常用于生物制药、生物材料、生物能源等行业。

生物工程设备包括生物反应器、生物分离设备、生物传感器、生物检测设备等。

生物反应器是生物工程设备中最常见的一种，它用于培养和维持细胞、微生物或酵母等活细胞的生长环境。

通过控制温度、pH值、氧气供给等各种参数，生物反应器可以为细胞提供最
适宜的生长条件，从而促进细胞的生长和代谢物的产生。

生物反应器的种类有很多，包括批量反应器、连续反应器、循环反应器等，不同的反应器适用于不同类型的研究和生产需求。

生物分离设备则是用于提取和纯化生物制品的设备，它们通常包括离心机、超滤器、色谱柱等。

这些设备可以帮助将混合物中的生物制品分离出来，并进行纯化处理，以获取高纯度的目标产物。

生物分离设备在药物制造、酶制剂、生物染料等领域起着重要作用。

生物传感器和生物检测设备则用于监测和检测生物制品的质量和活性。

生物传感器可以通过对生物体内生物活性物质的测量，快速、高效地获取生物制品的活性信息。

生物检测设备则可以对生物制品的质量进行定量和定性的检测，确保生物产品符合质量标准。

总的来说，生物工程设备在生物制造和研究领域起着至关重要的作用，它们为生物技术的发展和生物产品的生产提供了必要
的技术支持和保障。

随着生物工程技术的不断创新和发展，生物工程设备也将不断更新和完善，以满足不断增长的生物生产需求。

生物工程设备课程设计

生物工程设备课程设计简介在生物制药领域，生物工程设备是不可或缺的一部分。

本课程设计旨在让学生了解生物工程设备的基本概念、种类、主要原理以及应用实例。

设计目的通过本课程的学习，能够让学生：1.掌握生物工程设备的基本理论知识；2.熟悉各类生物工程设备的工作原理以及使用方法；3.理解生物工程设备在各类生物制药、生物加工等领域的应用实例；4.能够参与生物工程设备的设计、选型及维护工作。

设计内容第一章生物工程设备概述1.生物工程设备定义及种类；2.生物工程设备发展历史及现状；3.生物工程设备的基本分类。

第二章生物反应器1.生物反应器的基本概念及分类；2.生物反应器的组成结构和原理；3.生物反应器的工艺参数及调控方法；4.生物反应器的选型和设计。

第三章分离、纯化设备1.生物制品的纯化概述；2.分离技术概述及常用的几种分离技术；3.色谱技术原理及应用；4.膜分离技术原理及应用。

第四章生物加工设备1.基础生产设备：–搅拌装置；–自动化控制；–检测仪器。

2.微生物发酵及制药相关设备：–发酵罐；–培养基制备设备；–产品分离提取设备。

3.细胞培养及制造相关设备：–培养箱；–冻干机；–酶反应器。

第五章设备质量控制1.质量控制概述；2.设备质量控制要素及方法；3.设备故障及排除方法。

设计形式本课程设计主要采用以下教学方法：1.授课；2.实验；3.独立学习和小组讨论；4.实践案例分析。

考核方式1.平时表现（20%）：包括参与课堂讨论、作业完成情况、自主学习等；2.课程论文（40%）：选择生物工程设备应用领域进行深入研究，完成一篇论文并进行答辩；3.期末实验（40%）：设计并完成相应的生物工程设备实验，编写实验报告并进行答辩。

总结本课程设计主要为生物工程专业的学生提供了一个系统和全面的生物工程设备课程，能够让学生具备生物工程设备设计、选型和维护的基本能力，为其今后在生物医药等领域的实践打下坚实的基础。

《生物工程设备》教学大纲

《生物工程设备》课程教学大纲一、课程的性质和目的本课程是大学本科生物工程专业的专业课，通过本课程学习，结合认识实习和发酵工程等专业课程的学习，使学生掌握生物工程企业的工作流程、设备结构及其工作原理，主要设备的设计计算及选型，初步了解设备的安装与维护。

在此基础上，了解国内外生物工程与设备的新技术、新设备及发展动向。

通过本课程的学习，使学生初步具有独立分析和解决生产及试验研究上的工程设备问题的能力。

二、课程的基本要求通过本课程的教学，要求学生掌握生物工程生产过程中常用设备的结构、特点、工作原理、设计计算、选型及保养。

通过本课程学习使学生掌握常见生物工程设备的结构原理，能进行设计和选型的能力。

三、课程内容与要求第一章物料输送系统设备（4学时）1、学习目的和要求通过本章学习，了解生物工程工厂常用的固体物料和液体物料的输送设备，掌握斗式提升机、皮带输送机、螺旋输送机和气力输送系统的构造、原理及相关计算。

2、课程内容（1）斗式提升机；（2）皮带输送机；（3）螺旋输送机；（4）气力输送系统；（5）液体物料的输送设备。

3、考核知识点和考核要求（1）识记：斗式提升机、皮带输送机、螺旋输送机的构造及工作原理，气力输送流程、主要配套设备；（2）领会：气流输送的原理；（3）综合应用：气力输送系统的设计。

第二章物料处理与培养基制备（4学时）1、学习目的和要求通过本章学习，掌握固体物料的筛选、除杂及粉碎设备的构造、工作原理，液体培养基的制备及杀菌所涉及的设备构造、工作原理、工作流程及相关计算与设备选型。

2、课程内容（1）固体物料的筛选除杂设备；（2）固体物料的粉碎设备；（3）糖蜜原料的稀释与澄清设备；（4）淀粉质原料的蒸煮糖化设备；（5）啤酒生产中麦芽汁的制备。

3、考核知识点和考核要求（1）识记：振动筛、磁力除铁器、碟片式精选机、滚筒精选机、平板分级筛、圆筒分级筛、锤式粉碎机、辊式粉碎机、圆盘钢磨机、钢片式粉碎机、湿法粉碎机的构造及工作原理，糖蜜原料的稀释与澄清设备的构造及工作原理，淀粉质原料蒸煮糖化流程、啤酒生产中麦芽汁的制备流程中相关设备的构造及工作原理；（2）领会：固体物料粉碎的力学分析，培养基热灭菌的动力学；（3）综合运用：液体培养基的制备及杀菌工艺流程的设计。

《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲

《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲课程英文名称：Design of Biological Engineering Equipment and Factory课程编号:课程计划学时：48学分：3课程简介：《生物工程设备及工厂设计》是生物工程专业一门专业选修课程，学位课。

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。

课程主要介绍生物工程产业界常见的工业生产设备及生物工程研究领域的主要设备的基本原理、结构、特点、设计选用计算方法及发酵车间工艺设计。

本课程既有一定基础理论，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。

课程内容为：发酵设备计算及选型；无菌空气设备；分离设备；过滤、离心、萃取、吸附、离子交换、层析、蒸发、结晶、干燥等设备；发酵车间工艺设计。

通过本课程的学习，了解和掌握不同类型的生物工程设备工作原理，懂得如何应用这些基本理论去分析和解决生产过程中的具体问题，改造原有生产过程使其更符合客观规律，实现生产过程的优化，提高生产过程的经济和社会效益。

一、课程教学内容及教学基本要求第一章设计概述本章重点是生产工艺设计，生物工厂设计的原则和特点，难点是生物工厂设计的特点。

第一节生物工程工厂设计的目的和要求本节要求了解生物工程工厂设计的目的和要求，工厂设计在国民经济中的地位和意义(考核概率1%)。

第二节设计工作的任务和内容本节要求了解设计工作的基本任务和内容(考核概率1%)，理解总体设计和局部设计(考核概率2%)。

第三节生产工艺设计本节要求了解生产工艺设计在总体设计中的地位，计算机在工艺设计中的应用(考核概率1%)，理解生产工艺设计的依据与内容(考核概率2%)。

第四节工厂设计工作原则本节要求理解解生物工厂设计的基本原则和特点(考核概率2%)。

第二章项目建议书与建厂报告本章重点是可行性研究报告内容及编制方法，难点是可行性研究报告编制方法。

生物工程设备教案

生物工程设备教案生物科学与工程学院2010年9月课时分配表第一章绪论【教学目的与要求】了解课程的目的和任务，掌握生化反应的目的，掌握生化反应器的分类，了解生化反应器设计基础内容。

【教学重点与难点】生化反应的目的，生化反应器的分类，设计基础。

【教学方法】讲授。

【教学时数】1学时一、课程介绍生物工程设备则是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体生物反应过程的组成，课程的内容按各种设备的共性，密切结合发酵生产的特征，重点阐述设备的结构、原理、特点、设计计算、选型及保养。

包括整个发酵生产过程中所需要用到的物料的处理和输送设备，培养基的制备设备，无菌空气系统，生物反应器，过滤、结晶、干燥、蒸馏及冷却设备。

课程目的和任务：了解生物工程设备掌握常用生物工程设备的类型、性能、设备二、生化反应的目的重点生化反应的目的：1.生产细胞：2.细胞的代谢产物： 3.直接用酶催化的产物。

三、生化反应器的分类重点根据细胞或组织生长代谢的要求可分为：.厌氧生物反应器、通风生物反应器、光照生物反应器、膜生物反应器。

其他分类方式：根据反应器的结构、物料的混合方式。

四、生化反应器设计基础内容：细胞动力学（菌体生长规律、产物代谢的规律、基质浓度产物浓度对发酵的影响等）、质量传递（气-液传质、液体-微生物）、能量传递、环境对发酵的影响、剪切力的影响等总之，生化反应器的设计是以生物体的代谢为核心，除考虑传质、传热的因素外，还需要考虑对环境条件的要求，确保这些条件的落实。

同时为提高传质和传热的效率需配置搅拌装置，同时需考虑剪切力对菌体生长的影响。

发酵过程纯种培养，无菌条件的要求。

【思考题】1.生化反应的目的？2.生化反应器的分类？【作业】生化反应器的分类方式【参考书目】《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年【教学效果追记】本章内容中有反应器的分类等简单的总体知识，要求学生在理解的基础上加以掌握。

【预习】第二章物料处理和输送设备第二章物料处理和输送设备【教学目的与要求】了解发酵工厂物料处理和输送的方法，掌握机械输送设备的特点及选型；掌握气力输送的原理和流程及简单管道的计算。

生物工程与设备培训课程

生物工程与设备培训课程简介生物工程与设备培训课程是一门旨在培养学生在生物工程领域运用设备进行实验和研究的能力的课程。

生物工程是将工程技术应用于生物学领域，结合生物学、化学和工程学的知识，为生物科学的发展做出贡献。

该课程将重点介绍生物工程的基础理论和实践操作，以及常用的生物工程设备的使用方法和维护技巧。

课程内容第一部分：生物工程基础理论1.生物工程简介：生物工程的定义、发展历程和应用领域；2.细胞生物学：细胞结构与功能，细胞培养技术；3.分子生物学：DNA、RNA、蛋白质的结构和功能，基因工程技术；4.生物反应器：反应器种类和结构、传质和传质过程、反应动力学。

第二部分：生物工程设备的使用方法1.培养箱的使用：培养箱的基本功能，温度和湿度的控制方法；2.高速离心机的使用：离心机的结构和分类，离心速度和离心时间的设定；3.全自动生物反应器的操作：仪器的组成和原理，运行步骤和注意事项；4.分离和纯化设备的使用：过滤器、离心机、电泳设备的操作和维护。

第三部分：实践操作和案例分析1.培养细胞的方法和技巧：细胞培养的准备工作、培养基的配制、细胞的传代方法；2.基因工程实验：转染技术、蛋白表达和鉴定，基因测序技术的应用；3.生物反应器的操作实验：培养菌种、调控反应条件，监测和记录实验数据；4.生物工程实例分析：介绍一些生物工程在医药、农业等领域的应用案例，分析其原理和效果。

学习目标通过参加生物工程与设备培训课程，学生将能够： 1. 理解生物工程的基本概念、原理和应用领域； 2. 掌握生物工程实验所涉及的基础理论知识； 3. 熟悉生物工程常用设备的使用方法和维护技巧； 4. 运用所学知识和技能进行生物工程实验和案例分析。

授课方式该课程将以面授和实验操作相结合的方式进行授课。

授课时间为每周两次，每次两个小时。

课程中将进行理论讲解、设备演示和实践操作。

考核方式该课程的考核方式为闭卷考试和实验报告。

闭卷考试将主要测试学生对课程理论知识的掌握程度，实验报告将主要评估学生的实践操作能力和案例分析能力。

生物工程设备大纲（郑裕国）

⽣物⼯程设备⼤纲（郑裕国）《⽣物⼯程设备》课程教学⼤纲英⽂名称：Biotechnology Equipment课程编码：B306010课内教学时数：56学时学分：3学分适⽤专业：⽣物⼯程开课单位：⽣物与⾷品⼯程系撰写⼈：曾卫国审核⼈：王娣制定（或修订）时间：2008年6⽉⼀、课程的性质和任务《⽣物⼯程设备》是⽣物⼯程专业的必修专业课，是在学完了专业基础课和技术基础课之后开设的有关⽣物加⼯过程设备的原理、构造、设计及应⽤的⼀门专业课。

为使⽣物技术的实验室成果开发成产业，必须要构造由⽣物⼯程设备构成的⽣产线，是⽣物⼯程专门⾼级⼈才必须掌握的内容之⼀。

本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，使学⽣提⾼独⽴分析和解决问题的能⼒，为毕业设计或以后⼯作奠定理论基础。

⼆、课程教学内容的基本要求、重点和难点第⼀篇⽣物质原料处理与设备第⼀章⽣物反应原料预处理设备㈠基本要求掌握物料粉碎原理；掌握锤式粉碎机、棍式粉碎机、湿式粉碎机的⼯作原理、结构和主要构件及参数；了解原料筛选设备、其它类型粉碎机及固体原料间的混合设备。

㈡教学重点粉碎锤式粉碎机、棍式粉碎机、湿式粉碎机的⼯作原理、结构和主要构件。

㈢教学难点锤式粉碎机、棍式粉碎机、湿式粉碎机的参数及选择。

㈣教学内容1、⽣物质原料筛选与分级设备⑴磁⼒除铁器⑵筛选设备⑶精选机2、⽣物质原料的粉碎⑴锤式粉碎机⑵棍式粉碎机⑶湿式粉碎机⑷其它粉碎机3、⽣物质原料混合设备第⼆章⽣物细胞培养基制备设备㈠基本要求掌握淀粉质原料罐式连续蒸煮糖化设备类型、特点、结构与计算；掌握啤酒⽣产设备的作⽤及结构；掌握培养基的理论灭菌时间、连续灭菌流程及主要设备类型、特点。

㈡教学重点罐式连续蒸煮糖化设备类型、特点、结构与计算；啤酒⽣产设备的作⽤及结构；连续灭菌流程及主要设备类型、特点。

《生物工程设备》课程说明书

年月日年月日
第二篇生物工程下游设备
第一章过滤、离心与膜分离设备（1）
作业见课件
第10周
第一章过滤、离心与膜分离设备（2）
第二章萃取离交吸附与色谱分离设备（1）
作业见课件
第11周
第二章萃取离交吸附与色谱分离设备（2）
第三章蒸发与结晶设备（1）
作业见课件
第12周
第三章蒸发与结晶设备（2）
第13周
第四章干燥设备（1）
《生物工程设备》课程说明书
一、主讲教师信息
姓名
石海英
性别
女
学历
工学学士
职称
副教授
研究方向
发酵工程
工作单位
生命科学学院
讲授课程
生物工程设备
联系电话
8230731
电子信箱
shihaiying＠
二、课程信息
课程名称
中文
生物工程设备
先修课程
化工原理、微生物等
英文
Biotechnology Equipment
教学进度
（以周为单位）
课堂讲授
实验、实习、作业、课外阅读及参考文献等
教学内容摘要
（章节名称、讲述的内容提要，课堂讨论的题目等）
内容及时间、地点
第1周
绪论2学时
第1篇：生物工程上游设备
第一章物料输送
第2周
第二章物料处理与培养基制备
作业见课件
第3周
第二章物料处理与培养基制备
第三章：空气净化除菌与空气调节（1）
三、教学资源
指定教材
生物工程设备（梁世中）中国轻工业出版社.2011年第2版，
参考文献
[1]陈国豪《生物工程设备》化学工业出版社，2007年

生物工程设备第一章绪论1

生物工程设备第一章绪论1《生物工程设备》复习任课老师：蒋介石、法海、黄晓明第一章绪论一、生物工程1. 生物技术生物技术（又称生物工艺学或生物工程）是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物催化剂将物料进行加工，以提供产品或为社会服务的技术。

★生物技术与其他学科的关系2.生物技术的四大支柱3.发酵工程（微生物工程）发酵工程指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的一种技术。

发酵对象包括传统的天然微生物和动物、植物细胞、重组细胞及基因工程菌等。

微生物发酵：把借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身，或其初级代谢产物或次级代谢产物的过程统称为发酵。

根据耗氧情况分为厌氧发酵（酒精、乳酸、甘油、丙酸、丁酸等）或有氧发酵（如抗生素、氨基酸、核苷酸、酶制剂等）。

发酵工程在生物技术中的地位1）基因工程与发酵工程基因工程主要原理（基因重组技术）人为分离生物遗传物质（DNA）,并在体外进行切割、拼接和重组，然后导入某宿主细胞或个体内，从而改变它们的遗传品性或使新的遗传信息大量表达，获得相应基因产物（多肽或蛋白质），这种改造生物赋予其特殊功能的过程就称为基因工程。

（基因工程操作基本步骤→）发酵工程应用——微生物基因工程育种外源目的基因工程菌如：胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等药2）细胞工程与发酵工程细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。

根据研究对象不同可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程3）酶工程与发酵工程酶工程是利用酶、细胞器所具有的特异催化功能，或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程生产产品的一项技术。

发酵工程的地位意义细胞工程最后必须经过酶工程，酶工程所需的酶几乎来自发酵工程。

所以，发酵工程是生物技术产业化的基础和归宿，是生物工程四大支柱的核心，无论传统发酵产品，如抗生素、氨基酸等，还是现代基因工程产品，如疫苗、人体蛋白质等，都需要通过发酵技术进行生产。

生物工程设备教学大纲

生物工程设备教学大纲《生物工程设备与实验操作技术》教学大纲【课程名称】《生物工程设备与实验操作技术》【课程类别】专业基础课【教学时数】 72 学时【课程学分 4学分【开设专业】生物制药、生化制药【开设学期】第五学期【选用教材】《生物工程设备与实验操作技术》.黄亚东.中国轻工业出版社，2008.8.【参考教材】1(梁世中《生物工程设备》北京:中国轻工业出版社，2002，22(段开红《生物工程设备》北京:科学出版社，2008，23(鲍新华《生物工程》北京:化学工业出版社，2008，7【教学性质和目的】本学科为校企合作开发的高职教育教材，较为全面地阐述了生物工程操作原理及典型设备，旨在培养生物技术应用领域高技能应用型专门人才。

全书共分为四篇，第一篇为原料预处理设备，主要包括原料的筛选与分级设备、粉碎设备、水处理系统及设备、空气除菌设备、培养基制备设备;第二篇为生物反应器，主要包括生物反应器设计基础、通风发酵设备、厌氧发酵设备、固态发酵生物反应器、动植物细胞培养反应器、酶反应器、生物反应器的放大与参数检测;第三篇为产物分离提纯设备，主要包括细胞的破碎与分离设备、沉降设备、过滤设备、离心分离设备、压榨设备、膜分离设备、萃取设备、液体吸附设备、浸出设备、离子交换设备、蒸发设备、结晶设备、干燥设备、蒸馏设备;第四篇为附属设备，主要包括物料输送设备、设备与管道的清洗与灭菌、产品包装设备及制冷设备。

【课程的基本要求】《生物工程设备与实验操作技术》是一门实践性很强的课程，要求学生在学过生物工程类基础课的基础上，通过本课程的学习，了解生物工程操作的基本概念和基本原理，掌握典型设备的结构、工作原理、性能特点、操作要点、选用及保养方法，并懂得运用所学知识和技能分析、分析和解决生物工业生产中的一般性技术问题，同时培养学生的工程意识、职业意识和责任意识。

【各章节内容及学时分配】备注(教学方法如:一般讲授，课堂讨论，章节教学内容学时作业，实际操作等) 第一篇一般讲授、课堂讨论、作业原料预处理设备 12 第二篇一般讲授、课堂讨论、作业生物反应器 30产物分离提纯设第三篇一般讲授、课堂讨论、作业 20备第四篇一般讲授、课堂讨论、作业附属设备 10合计 72第一篇，原料预处理设备第一章原料的筛选与分级设备【目的要求】1(掌握磁力除铁器的结构和工作原理;筛分的基本概念;常用筛分设备的操作要点 2(熟悉精选机的结构和工作原理;常用筛分设备的结构和工作原理;筛分设备的选用 3(了解磁力除铁的意义和方法;物料粒度分布的测定方法;【教学重点、难点】重点:磁力除铁器的结构和工作原理难点:常用筛分设备的结构和工作原理;筛分设备的选用【教学内容】第一节原料的除铁设备第二节原料的精选设备第三节物料筛分设备第二章粉碎设备【目的要求】1( 掌握原料粉碎的目的和意义;常用粉碎设备的结构和工作原理 2( 熟悉物料粉碎机理;常用粉碎设备的特点、操作要点及有关注意事项 3( 了解粉碎操作在生物工业中的应用;粉碎方法的分类;粉碎设备的选择【教学重点、难点】重点:常用粉碎设备的结构和工作原理难点:常用粉碎设备的特点、操作要点及有关注意事项【教学内容】第一节粉碎的基本概念和理论第二节常用粉碎设备第三章水处理系统及设备【目的要求】1.掌握生物工业中常用的水处理方法;常用水处理装置的结构和工作原理 2(熟悉培养基制备对水的质量要求;常用水处理装置的特点及操作要点 3(了解水的质量分级及质量要求;根据水源状况及生产工艺要求明确水处理方法【教学重点、难点】重点:常用水处理装置的结构和工作原理难点:常用水处理装置的特点及操作要点【教学内容】第一节水质分级及水质要求第二节水的过滤装置第三节水的软化及脱盐第四节水的杀菌第四章空气除菌设备【目的要求】1(掌握生物工业生产对空气质量要求;染菌几率;典型的空气过滤除菌流程2(熟悉空气过滤除菌的机理;空气过滤除菌流程中各附属设备的作用 3(了解空气洁净度等级及要求;空气除菌方法;常用的过滤介质及特点【教学重点、难点】重点:典型的空气过滤除菌流程难点:空气过滤除菌的机理;空气过滤除菌流程中各附属设备的作用【教学内容】第一节空气除菌方法第二节空气过滤除菌流程第三节空气过滤除菌设备培养基制备设备第五章【目的要求】1(掌握淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;培养基连续灭菌设备的结构及灭菌过程2(熟悉淀粉质原料间歇蒸煮糖化设备结构、特点;培养基制备中间灭菌设备、固体培养基制备中的润水设备的结构及操作要点3(了解蒸煮锅数量的确定方法;糖蜜稀释器的类型与结构【教学重点、难点】重点:淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;难点:淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;【教学内容】第一节淀粉质原料蒸煮与糖化设备第二节糖蜜稀释器第三节淀粉水解制糖设备第四节培养基灭菌设备第五节固体培养基制备设备第二篇生物反应器第一章生物反应器设计基础【目的要求】1( 掌握生物反应器的化学计量与动力学基础;生物反应器的质量传递与热量传递2( 熟悉生物反应器的特点及作用3.了解生物反应器的含义和分类方法【教学重点、难点】重点:生物反应器的化学计量与动力学基础难点:生物反应器的质量传递与热量传递【教学内容】第一节生物反应器概述第二节生物反应器设计基础第二章通风发酵设备【目的要求】1( 掌握种子罐空实消的操作要点;机械搅拌发酵罐罐体结构及设计要求;机械搅拌发酵罐搅拌器的类型;发酵罐换热装置的类型及特点2( 熟悉培养箱的使用注意事项;种子培养罐的结构及特点;轴封的作用及结构;常用联轴器的形式;自吸式发酵罐的结构及充气原理2( 了解培养箱的结构特点;影响带升式发酵罐性能的主要因素;塔式发酵罐的特点;文氏发酵罐的结构、工作机理及优缺点【教学重点、难点】重点:机械搅拌发酵罐罐体结构及设计要求;机械搅拌发酵罐搅拌器的类型;发酵罐换热装置的类型及特点难点:升式发酵罐、塔式发酵罐、文氏发酵罐的特点与结构、工作机理及优缺点【教学内容】第一节菌种培养设备第二节机械搅拌通风种子培养罐第三节机械搅拌通风发酵罐第四节其他通风发酵罐第三章厌氧发酵设备【目的要求】1( 掌握密闭式酒精发酵罐的结构、特点及操作要点;酵母扩大培养罐的结构及操作要点;啤酒锥底罐的结构、特点、安装及使用要求2(熟悉酒精捕集器的作用、类型、工作原理及结构;糖蜜原料制酒精连续发酵的设备组成、特点及操作要点;啤酒大直径露天贮酒罐和朝日罐的结构及特点 3(了解淀粉质原料制酒精连续发酵的设备组成、特点;啤酒连续发酵特点、流程及设备组成。