《生物工程设备》课程教学大纲(精)
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。
生物工程课程设计教学大纲
生物工程课程设计教学大纲（生物工程专业本科适应）一、教学目的和基本要求生物工程课程设计是生物工程专业学生在毕业设计（论文）前进行的一次综合训练。
通过本课程设计培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力，为毕业设计（论文）打好应有的理论基础。
通过生物工程课程设计的训练，学生要达到的基本要求如下：1、进一步巩固加深所学《生物工艺学》、《生物工程设备》、《生物工厂设计》、《生物反应工程》和《发酵工艺学》等专业课程的基本理论和知识，使之系统化、综合化。
2、培养学生综合运用基础理论和专业知识解决工程实际问题的能力。
3、掌握有关设计手册（如《化工设备设计手册》、《化学工程手册》等）的使用。
二、时间安排生物工程课程设计在学生结束所有基础课和专业课的学习后进行，时间共二周，一般安排在第七学期第十九周和第二十周进行三、指导教师1、指导教师资格：必须具有讲师以上职称的教师才能独立指导生物工程课程设计，助教可协助副教授和教授指导课程设计。
2、指导教师人数：一般情况下，每班安排指导教师两人。
四、选题生物工程课程设计的选题分两种基本类型：1．生物工程设备的设计（设备型）：如生物反应器（发酵罐）、空气过滤器、水解锅（糖化锅）、结晶罐、离子交换柱、干燥器、蒸馏塔等等。
2．生物工厂工段设计（工段型）：如原料气流输送、蒸煮、糖化、无菌空气制备、发酵、以及生物产品提取与精制的各种分离工序等。
3．具体选题由指导教师确定。
五、进行方式作为毕业设计（论文）的过渡，生物工程课程设计采用分组方式进行，每小组3~5人，每组一题，各组间选题可相同，但其规模（或产量）不得相同。
六、课程设计说明书要求学生在课程设计过程中可相互讨论，但要求各自独立完成并撰写设计说明书，设计说明书一般要求在5000字以上，具体内容如下：1．前言2．设计任务和设计基本依据3．工艺设计①对于设备型设计，主要包括设备结构及主要尺寸的确定、搅拌功率及通风量的计算、电机的选择、传热面积及冷却水用量的计算等。
生物工程设备课程考试大纲
《生物工程设备》课程考试大纲一、课程基本信息1.课程编号：1201872.课程性质：专业方向课3.适用专业：生物工程4.考试对象：生物工程5.学时/学分：34学时/2学分二、课程考试目的《生物工程设备》是生物工程专业本科学生的专业方向课，课程考试旨在考查学生对生物反应器、空气净化、分离设备的结构、原理、应用、设计的掌握。
三、考试内容与要求第一章生物反应器设计基础（一）考试内容考查生物反应器设计的有关基础知识。
（二）考试要求1.了解生物反应器的设计基础2.掌握生物反应器的化学计量、动力学、氧的溶解与传递和热量传递基础第二章通风发酵设备（一）考试内容考查通风发酵设备设计的有关基础知识。
（二）考试要求1.了解通风发酵设备的结构2.理解通风发酵设备的工作原理3.掌握通风发酵设备的相关设计计算第三章嫌气发酵设备（一）考试内容考查嫌气发酵设备设计的有关基础知识。
（二）考试要求1.了解嫌气发酵设备的结构2.理解嫌气发酵设备的工作原理3.掌握嫌气发酵设备：酒精发酵罐、啤酒发酵罐的相关设计计算植物细胞（组织）和动物细胞培养反应器第四章．（一）考试内容考查嫌气发酵设备设计的有关基础知识。
（二）考试要求1.了解细胞培养器的结构2.理解细胞培养器的工作原理3.掌握细胞培养器的相关设计计算第五章固体物料的处理与粉碎设备（一）考试内容考查固体物料的筛选除杂设备及粉碎设备、加水设备等；液体培养基的制备及杀菌设备。
（二）考试要求1.了解固体物料的筛选除杂设备及粉碎设备、加水设备2.掌握液体培养基的制备及杀菌设备的相关设计计算第六章过滤、离心与膜分离设备（一）考试内容考查过滤速度的强化，过滤设备，离心分离设备，膜分离设备的特点及工作原理。
（二）考试要求1.了解过滤速度的强化2.理解膜分离设备的工作原理3.掌握过滤设备，离心分离设备，膜分离设备的特点和应用第七章萃取与色谱分离设备（一）考试内容考查萃取分离原理及设备的结构。
（二）考试要求1.了解分离技术的应用2.理解分离设备的工作原理3.掌握离子交换分离原理及设备、吸附分离设备、色谱分离设备的特点和应用第八章蒸发与结晶设备（一）考试内容考查常压与真空蒸发设备的特点及原理，了解结晶设备的特点。
《生物工程设备》课程说明书
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
生物工程设备教学大纲定
《生物工程设备》教学大纲课程名称：生物工程设备课程性质：专业必修课适用专业：生物技术及应用考核方式：闭卷笔试一、教学目的与任务《生物工程设备》是生物技术及应用专业的一门较重要的专业必修课程，要求学生在学过先修课的基础上，通过本课程的学习，了解和掌握不同类型的生物反应器工作原理，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，实现发酵过程的优化，提高生产过程的经济和社会效益。
因此，该课程对于培养现代生物工程技术的高级专门人才至关重要。
生物工程设备最终解决的是一个工程问题，培养学生的工程素养是本课程教育的重要内容。
课程内容安排时以微生物学现象为切入口，中间引入工程学概念，通过整个课程的学习让学生建立起发酵过程生物学基础和工程学基础的完整概念。
通过这种课程内容的安排，让学生在了解生物工程设备共性的基础上，对生物工程设备的个性有一个相对完整的认识。
课程内容讲解时注重学生对基本原理和概念的理解，以各种生物反应器为中心来编排教学内容，坚持生物学基础、工程学基础并重，围绕生物反应器、分离纯化设备、辅助系统设备这三条主线来安排教学内容，使学生在了解共性的基础上对不同生物工程设备的特点有一个全面的认识。
二、学时数及分配本课程总学时为68（17周，周课时4），主要为课堂教学(68学时)。
学时分配表三、讲授要求：（分章节）第一章物料的处理与输送设备【教学要求】1、掌握固体物料的筛选除杂和固体物料的粉碎设备2、掌握固体物料的输送设备3、了解液体物料的输送设备第二章培养基和种子制备技术【教学要求】1、了解液体培养基的制备技术2、掌握常用的灭菌设备第三章生物反应器总论【教学要求】1、理解生物反应动力学2、掌握生物反应器的通风和溶氧传质理论3、了解一般生物反应器的操作第四章通风发酵设备【教学要求】1、掌握机械搅拌通风发酵罐的结构2、了解通风固相发酵设备第五章嫌气发酵设备【教学要求】1、掌握酒精发酵罐的结构和连续发酵设备2、了解啤酒发酵罐第六章动、植物细胞培养装置和酶反应器【教学要求】1、掌握动物、植物细胞培养反应器2、了解酶反应器第七章生物反应器的检测和控制【教学要求】1、掌握生物反应过程常用的检测方法和仪器2、理解生物反应器的控制第八章过滤、离心与膜分离设备【教学要求】1、了解分离过程2、掌握过滤设备、离心分离、膜分离设备第九章萃取和离子交换分离设备【教学要求】1、掌握萃取分离原理及设备2、了解浸取操作3、掌握超临界萃取4、理解离子交换分离原理第十章蒸发和结晶设备【教学要求】1、掌握常用蒸发设备2、了解结晶的原理3、掌握常用结晶设备第十一章干燥设备【教学要求】1、掌握物料的干燥机理2、掌握干燥设备3、了解干燥辅助设备第十二章空气净化除菌与调节设备【教学要求】1、掌握空气净化除菌的方法与原理2、了解空气介质过滤除菌设备3、了解空气调节设备第十三章设备与管道的清洗和灭菌【教学要求】1、了解设备和管道常用清洗剂、清洗方法及设备2、掌握设备及管路的灭菌第十四章水处理与制冷系统及设备【教学要求】1、了解水处理系统及设备2、掌握常用的制冷系统及设备第十五章生物工业生产中设备操作安全常识【教学要求】1、掌握电器设备操作安全注意事项2、掌握溶剂及化学药品操作安全注意事项3、掌握微生物操作安全注意事项第十六章生物工业生产中常用管道和阀门【教学要求】1、了解生物工业中的管道2、掌握生物工业中常用的管道连接和管路的标准化参数3、了解常用的阀门四、教材参考教材《生物工程设备》高平、刘书志主编化学工业出版社 2006年1月第1版参考和阅读书目《生物工程设备》郑裕国主编化学工业出版社 2007年6月第1版《发酵设备》高孔荣主编中国轻工业出版社《发酵生产设备》袁庆辉、刘雁然中国轻工业出版社《发酵工程与设备》华南工学院等中国轻工业出版社《化工容器与设备》化学工业出版社《化工工艺设计手册》上、下册化学工业出版社 1986年。
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。
《生物制药设备》课程教学大纲
生物制药设备课程教学大纲课程名称：生物制药设备英文名称：Bioengineering equipments课程编码：x3030931学时数：32其中实践学时数：8课外学时数：0学分数：2.0适用专业：生物工程一、课程简介《生物制药设备》课程是生物工程专业课程之一，也是其它工科专业学生学习和了解生物化工过程生产的基础课程之一。
本课程的任务是介绍通风发酵设备；嫌气发酵设备；液固分离设备,真空过滤设备；蒸发与结晶设备等典型设备的构造及基本原理和操作方法。
将课堂教学、生产设备展示与设备设计型教学内容相结合，为生产实际打下坚实的基础。
了解本学科领域热点问题；熟悉新型生物制药过程中具体生产设备的典型应用。
最终掌握生物化工生产多种设备有机结合的典型案例及设计方法，了解生产安全相关法律法规，能够针对具体生物制药过程，编制完整的设备需求设计方案，培养掌握具有基本设备使用技能的生物和化工领域的技术人才。
进一步培养学生的设计及分析和解决问题的能力。
不仅为其它专业课程的学习奠定基础，同时也是成为生物工程技术人才必备的知识与技能课。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点绪论1、教学内容生物反应器概述及基本理论；生物反应器的类型及应用；2、基本要求了解部分：生物反应器的分类理解部分：生物反应器的应用掌握部分：物料衡算与能量衡算熟练掌握：无3、重点和难点（1）重点：生物反应器的基本理论（2）难点：无第1章通风式发酵设备1、教学内容发酵罐概述；通风式发酵设备的构造；通风式发酵罐工作原理；设计计算及设备选型等；2、基本要求了解部分：发酵罐概述理解部分：通风式发酵设备的构造；通风式发酵罐工作原理；设计计算及设备选型等；掌握部分：通风式发酵设备的构造；通风式发酵罐工作原理；熟练掌握：通风式发酵设备的构造；3、重点和难点（1）重点：通风发酵设备构造、工作原理（2）难点：实际设计选型及工艺设计能力第2章嫌气发酵设备1、教学内容酒精发酵设备；酒精发酵罐的计算；酒精发酵罐计算分析；新型啤酒发酵设备；连续发酵概述；连续发酵流程。
生物工程设备教学大纲
生物工程设备教学大纲生物科学与工程学院生物工程教研室编2009年9月第三次修改编写说明生物工程设备是生物工程专业的专业核心课程之一，在我系的专业课教学中占有特别重要的地位。
生物工程设备是专门研究生物工厂设备的一门学科，是生物工程专业的专业课，在学过的生物工艺，化工原理，生物化学的基础上开设的。
生物技术是以基因工程为先导，结合发酵工程、酶工程和生化工程等技术，构成现代生物技术。
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。
具体内容包括：生化反应器、生化反应物料处理及产物分离纯化设备和辅助系统设备的原理和设计及计算。
通过本课程的学习使学生能够了解和掌握发酵工厂常用的发酵设备、分离提取原理及设备。
并为学习其他工艺学奠定基础。
为了规范教学，提高我系的生物工程专业课的教学质量，特编写此大纲。
生物工程设备教学大纲，全面系统的介绍发酵工艺的内容，结合本学科的最新成果组织编写。
本大纲的内容有：教学目的与要求、教学重点与难点、教学内容、并提供了思考题、教学参考书及课时分配表等。
本大纲由李树立老师编写，教研室集体审定。
生物工程教研室2009年9月课时分配表目录理论教学部分：第一章概述第二章物料处理和输送设备第一节固体物料的处理与粉碎设备第二节固体物料输送设备第三节液体物料的输送设备第三章空气净化除菌设备第一节空气净化除菌的方法与原理第二节空气过滤除菌设备及计算第四章培养基的制备设备第一节糖蜜原料的稀释与澄清第二节淀粉质原料的蒸煮糖化设备第三节啤酒生产麦芽汁的制备第四节培养基的灭菌第五章通风发酵设备第一节机械搅拌通风发酵罐第二节气升式发酵罐(ALR)第三节自吸式发酵罐第四节通风固相发酵设备第五节其他类型的通风发酵反应器简介第六章嫌气发酵设备第一节酒精发酵设备第二节啤酒发酵设备第三节连续发酵第七章植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器第一节植物细胞(组织)培养反应器第二节动物细胞培养反应器第三节微藻培养反应器第八章生物反应器的比拟放大第一节生物反应器的放大目的及方法第二节通气发酵罐的放大设计第九章过滤、离心与膜分离设备第一节过滤速度的强化第二节过滤设备第三节离心分离设备第四节膜分离设备第十章离子交换分离原理及设备第一节离子交换树脂第二节离子交换分离原理第三节离子交换设备第十一章蒸发与结晶设备第一节常压与真空蒸发设备第二节结晶设备第十二章干燥设备第一节固体物料干燥机理及生物工业产品干燥的特点第二节非绝热干燥设备第三节绝热干燥设备第四节冷冻干燥及其他干燥设备第十三章蒸馏设备第一节蒸馏分离提纯原理第二节酒精蒸馏流程第三节粗馏塔第四节精馏塔第十四章生物反应器的检测及控制自学第十五章生物工程供水与制冷系统及设备自学实验教学部分：在生物工程实验课程中做实验一发酵罐操作技术实验二体积溶氧系数的测定理论教学内容第一章绪论【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。
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。
《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》教学大纲
《发酵工程设备》教学大纲（适应生物技术本科专业）课程编号：233120课程名称：发酵工程设备总学时数：18实验或上机学时：0一、说明部分1、课程性质《发酵工程设备》是生物技术专业的主要专业课，它涉及到物理化学、化工原理、微生物工程、生物化学、生化工程等多种学科。
该专业的学生应在学好上述基础课程的基础上学习本课程。
2、教学目标及意义《发酵工程设备》是生物学、化学和工程技术相交叉的学科，使生物技术专业的学生了解和认识专业工业化生产设备的现状及发展水平，学习相关理论知识，使学生具有运用《发酵工程设备》中有关理论解决实际问题的能力，使学生具有选用生物工程工业通用设备的能力，使学生具有设计生物技术专业设备主要结构尺寸的能力。
生物产品的研究开发及生产过程需要本学科为支撑条件，生物技术专业的学生应该了解和掌握发酵设备的基本原理、工艺操作，尤其是有关微生物产品产业化生产的相关设备和关键技术。
3、教学内容及教学要求本课程是高等教育生物技术专业本科所设专业课之一，它是一门理论联系实际、应用性较强的课程。
本课主要介绍生物工程设备的基本内容、原理和各生物技术领域通用设备操作工艺及主要操作特点等。
总学时按18学时安排。
4、教学重点、难点（1）本课程的重点内容包括：①生物反应器中的三传；②通风发酵罐设计原则，发酵过程热量计算方法；③嫌气性发酵罐工作原理及工作条件的确定方法；④通风发酵罐放大设计的基本原理；（2）本课程的难点主要在通风发酵罐设计及发酵过程热量计算；通风发酵罐放大设计计算。
5、教学方法与手段本课程的教学方式为课堂讲授，多媒体教学为辅。
通过简单动画的形式使学生了解复杂发酵设备的工作原理。
6、教材及主要的参考书指定教材：《生物工程设备》梁世中参考教材: 1《发酵设备》高孔荣主编2《发酵工程与设备》四院合编二、正文部分第一章生物反应器设计基础一、教学要求：本章是生物反应器设计的基础，通过学习使学生了解生物反应器设计基础：化学计量、生物学、质量传递、能量传递和动量传递等基本原理。
生物工程设备课程设计指导书 (1)
《生物工程设备》课程设计指导书一、本课程设计的性质、任务与目的本课程是生物工程、生物技术等专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。
学习本课程的目的是使学生在完成相关课程后，尤其是在学完《生物工程设备》这门课程后，综合运用3年所学的全部知识，进行工厂的初步设计。
通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本设计技能。
使学生走上工作岗位后既能担负起工厂技术改造的任务，又能进行车间或全厂的工艺设计。
本课程任务是：1.撰写简要设计说明书1份，内容包括前言、工艺选择及论证、设备的初步设计与计算、选型及配置等(含原料处理设备、发酵是设备、分离设备，以及辅助系统设备等)2.绘制产品工艺方案流程图一张。
二、课程设计的组织形式l.指导教师发酵工程课程设计在学院和生物工程系的领导下进行，由古绍彬、张勇法、邱智军、孙晓菲、侯颖、李阳、符丹丹、赵君峰担任指导教师，负责该门课程设计的具体实施。
2.学生班级参加本次课程设计的学生为12级生物工程专业的全体同学，共119人。
3.分组情况为保证《生物工程设备》课程设计的顺利进行，将参加课程设计的同学分为4大组.4.组织形式采用统一组织，集中管理，分组设计的组织形式；和集体辅导与个位答疑相结合的指导方式。
分文献调研及工艺设计、工艺绘制、计算、设备绘制与平面绘制等阶段。
5.时间安排时间为2周,从第17周到18周第一周周一至周三查阅相关文献资料，进行工艺设计，撰写论证报告；周四至周五绘制带控制点的工艺流程图。
第二周周一至周三进行物料衡算，主要非标设备的设计与计算；周三至周五进行其他设备的选型、配套等。
6.学分该课程设计总学分为2个学分。
三、课程设计的内容及安排l.内容(l)酒精工厂初步设计(2)柠檬酸工厂初步设计(3)味精工厂初步设计(4)糖化酶工厂初步设计(5)青霉素工厂初步设计(6)赖氨酸工厂初步设计(7)啤酒工厂初步设计(8)乳酸工厂初步设计(9)α-淀粉酶工厂初步设计2.安排每组题目不同，每人必须完成部分工段的全部工艺设计，并绘制出带控制点的工艺流程图一张，并进行设备的初步设计、计算与选型，主要包括空气处理系统设计（计算出无菌空气耗量，并进行空气处理系统选择）、原料预处理系统设计，发酵罐主要结构尺寸、搅拌装置及冷却装置计算和种子罐的计算；最后对下游分离各环节的物料衡算，及设备选型与配置等。
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《生物工程设备》课程教学大纲
课程名称：生物工程设备
课程类型: （必修课）
总学时：45 讲课学时：36
学分：2.5学分
适用对象: 生物工程专业、生物技术专业、
先修课程：微生物学，生物化学，化工原理，生物工程工艺学原理，化工设备机械基础；
一、课程性质、目的和任务
《生物工程设备》课程是生物工程等专业本科生的专业必修课程，为学生在具备了必要的微生物学基础、酶学基础、生物工程专业基础知识之后的必修专业课程。
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。
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：物料预处理与培养基灭菌流程与设备；发酵设备设计及放大方法、计算；空气净化系统工艺计算与设备设计；物料过滤与离心设备原理与计算；萃取、吸附、层析设备介绍、离子交换流程与设备计算、干燥流程与设备设计计算；制冷工艺流程与设备设计计算、发酵工厂车间设计简介。
举例说明工厂设备设计的方法与内容，进行小设计。
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。
二、教学基本要求
学生在学过上述先修课的基础上，通过本课程的学习，要求学生了解和掌握在生产过程中各个单元操作所使用的设备工作原理及设计计算方法，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，实现发酵过程的优化，提高生产效率，创造更大的经济效益和社会效益，
三、教学内容及要求
教学内容教学要求
第一章物料预处理与培养基基灭菌设备
物料粉碎、筛分设备结构及工作原理；
物料输送方法与原理、设备的结构与原理；
培养基灭菌方法、设备的结构、工作原理、设计计算。
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。
第二章空气除菌工艺流程及设备
空气除菌方法；空气除菌流程、主要设备、辅助设备的作用及工艺计算；
介质过滤机理和除菌效率、过滤器的设计计算。
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；
第三章生物反应器与发酵参数检测元件
不同型式发酵罐的结构、操作特性及其工作原理。
不同型式搅拌器的作用效果；搅拌功率的计算，牛顿型流体搅拌功率的计算、非牛顿型流体对传氧系数、传氧效率的计算的影响。
发酵参数的检测、控制的方法和原理及仪器。
植物细胞、动物细胞、微藻细胞培养过程的特点、培养方法与反应器型式。
通风发酵罐的放大原则及其放大方法与计算：几何尺寸放大、恒定的k l a放大、恒定P0/V放大、恒定πND放大、恒定t（混合时间）放大。
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。
第四章：固-液分离设备
常用固液分离的方法；几种过滤分离设备的结构、技术参数、工作原理与生产能力的计算。
几种离心分离设备的型号、结构、生产能力的计算。
离心分离设备的放大方法。
简单介绍膜分离设备的结构与工作原理。
了解常压过滤机、加压过滤机、真空过滤机、离心过滤机、管式离心机、碟片离心机设备结构及原理。
掌握过滤设备、离心设备生产能力的计算。
了解膜分离设备的结构。
第五章：萃取设备
介绍萃取设备的结构与原理。
了解萃取设备的结构；掌握层析方法与原理
第六章层析设备和离子交换设备
体积排阻层析、离子交换层析、反相层析、疏水层析、亲和层析、单床式、多床式、复床式、混合床式、反吸附装置；
离子交换的方式：静态、动态（固定式、移动式）、离子交换设备的结构、设备放大计算。
了解层析方法与原理、层析设备的组成；了解离子交换操作方式、设备结构与形式。
掌握离子交换装置的计算、放大与计算。
第七章：生物产品干燥设备
气流干燥的形式、附属设备的作用；
气流干燥、喷雾干燥工艺流程与设备的设计计算：气速、管径、管长、液滴喷距；干燥塔直径。
机械式雾化器、气流式雾化器、离心盘式雾化器结构与工作原理。
沸腾造粒干燥设备。
掌握气流干燥流程、喷雾干燥流程。
掌握雾化器的工作原理。
了解干燥器、干燥塔的设计与计算及生产能力的计算。
第八章：制冷流程与设备
直接蒸发式制冷系统、间接蒸发式制冷系统；常用的制冷剂、制冷循环过程、制冷工艺流程及制冷系统中设备。
了解制冷流程；掌握制冷原理及制冷循环过程。
了解绍制冷流程中主要设备及其辅助设备的结构与作用。
了解氨压机的工作原理。
氨压机的工作原理及其工作过程在P-V图、T-S 图上的表示、提高制冷效率的措施。
制冷能力的设计计算掌握提高制冷效率的措施。
熟悉制冷能力的设计计算。
第九章：工厂设计简介
基本建设程序及厂址选择的原则和程序；
工厂总平面布置的形式；车间布置设计的原则、内容：草图、布置图；车间布置设计的有关技术、管道设计与布置、管道设计与布置的内容、步骤、工艺管道的设计计算、发酵工厂车间管道布置的特点。
了解工厂基本建设程序、厂址选择、车间布置设计、管道设计与布置的原则、内容。
第十章：设备设计计算
举例说明工厂设备设计的方法与内容。
依据工厂的生产能力，完成发酵工厂常用的一种设备（带搅拌的发酵设备）的设计计算。
四、课程的重点和难点
绪论：
重点：是生物工程设备在生产中的重要地位。
第一章物料预处理与培养基基灭菌设备
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
第二章空气除菌工艺流程及设备
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。
第三章生物反应器与发酵参数检测元件
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
第四章：固-液分离设备
重点：各种固液分离方法、设备工作原理、生产能力的计算。
难点：分离设备生产能力的计算。
第五章：萃取设备
重点：萃取设备的结构与原理。
第六章层析设备和离子交换设备
重点：层析设备的工作原理、离子交换工艺流程与设备。
难点：离子交换设备放大计算。
第七章：生物产品干燥设备
重点：气流干燥、喷雾干燥、沸腾造粒干燥工艺流程与主要设备与辅助设备工作原理。
难点：机械式雾化器、气流式雾化器、离心盘式雾化器结构及工作原理。
第八章：制冷流程与设备
重点：直接蒸发式制冷系统、间接蒸发式制冷系统及制冷系统中设备的工作原理，制冷能力的计算。
难点：氨压机的工作过程在P-V图、T-S图上的表示、制冷能力的设计计算
第九章：工厂设计简介
重点：基本建设程序及厂址选择的原则和程序；工厂、车间布置设计的原则、内容。
第十章：设备设计计算
重点：举例说明工厂设备设计的方法与内容。
五、实践环节
任选一发酵工厂设备的进行小型设计。
六、参考性教学时间安排
讲课学时习题课讨论课实验其他合计绪论 1 1
第一章 3 3
第二章 3 1 4
第三章 6 2 8
第四章 3 3
第五章 2 2
第六章 3 3
第七章 3 3
第八章 3 2 5
第九章 2 2
第十章 4 5 9
复习 2 2
合计35 5 5 45
六、考核方式
期末笔试+小型设计
七、推荐教材和教学参考书
教材：《生物工程设备》陈国豪主编，化学工业出版社，年。
参考书：《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社，年。
八、说明
大纲制订人：黄惠莉
制订日期：2009.09.01。