发酵工程与设备 教材教材教案
发酵工程与设备课程设计
发酵工程与设备课程设计一、前言发酵工程与设备是当今生物制造领域不可或缺的重要学科，是指利用微生物、酶或其他生物体生理代谢过程，将有机原料转化为有用的终端产品和中间体的过程。
本课程设计旨在使学生了解发酵工程原理、技术与设备，提高发酵工程设计能力，并通过实验综合掌握发酵过程控制基本技术。
二、教学内容与目标2.1 教学内容本课程设计将涵盖以下内容：1.发酵工程原理2.发酵过程控制3.发酵设备设计4.实验掌握发酵过程控制技术2.2 目标1.理解发酵工程的基本原理2.掌握发酵过程控制的基本技术3.熟悉发酵设备的设计方法和操作指导4.实验熟悉并掌握发酵过程控制的基本技术三、教学方法1.前期讲授2.现场演示3.讨论交流4.实验操作3.1 前期讲授前期课程采用传统教学方法，通过课堂讲解、课件演示等方式，讲解发酵工程与设备的基本知识理论，包括发酵过程原理，发酵工艺设计，以及设备选型等内容。
3.2 现场演示通过现场演示，让学生了解设备的结构、工作原理、操作流程等，并注意安全操作，熟悉各种发酵设备的特点及优缺点，培养学生维护设备的基本技能，提高实践能力，增加学生实际操作的经验。
3.3 讨论交流通过讨论及交流，引导学生进行自主探究和思考，培养学生合作精神，使他们在互相合作、互相帮助、共同探索、共同解决问题的过程中，不断学习，提高自己的思考能力和创新意识。
3.4 实验操作实验环节是发酵工程与设备课程设计的重要组成部分。
通过实验操作，让学生练习发酵设备的操作、监测及控制技术，同时将前面所学到理论知识和实际操作紧密结合起来，使学生培养实际操作的能力，加深对发酵工程与设备的理解。
四、实验方案在本课程设计的实验部分，将通过以下几个方面来实现对学生的培养：4.1 实验目的让学生熟悉发酵计算和控制技术，实践运用各种发酵设备如发酵罐、摇瓶等，加深对微生物发酵过程的理解和应用。
4.2 实验材料1.液体培养基2.离心机3.稀释管4.发酵罐5.摇瓶6.发酵设备控制系统4.3 实验操作1.发酵罐操作实验在实验室中，选择一种微生物，用该微生物进行发酵实验，包括对发酵基质的处理、发酵罐的操作和监控、pH值、DO值的测定，最后得出发酵反应动力学参数。
第7-8周《发酵工程与设备》讲义(第二章)
[8]/Able.ACC2.Web/Template/View.aspx?courseType=0&courseId=26717&topMenuId=70716&menuType=4&action=view&type=&name=（华东理工大学，发酵工程）
[19]吴松刚．微生物工程．北京：科学出版社，2004．
[20]董胜利，徐开生．酿造调味品生产技术．北京：化学工业出版社，2003．
[21]张水华，刘耘．调味品生产工艺学．广州：华南理工大学出版社，2000．
[22]张伟国，钱和．氨基酸生产技术及应用．北京：中国轻工业出版社，1997．
[23]张克旭．氨基酸发酵工艺学．北京：中国轻工业出版社，1992．
控制育种（内因）：通过遗传变异改变正常代谢途径和方向。
控制方法
控制发酵条件（外因）：供氧、营养类型和浓度、pH、表面活性剂等。
一、营养缺陷型突变株
营养缺陷型（auxotrophic mutant）：野生型菌株经过人工诱变或者自然突变失去合成某种营养（氨基酸，维生素，核酸等）的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的营养因子才能生长，称为营养缺陷型。
[5]李阜棣，俞子牛，何绍江．农业微生物实验技术．北京：中国农业出版社，1996．
[6]W.F.Harrigan．食品微生物实验手册．北京：中国轻工业出版社，2004．
[7]何国庆．食品发酵与酿造工艺学．北京：中国农业出版社，2002．
[8]黄方一，程爱芳．发酵工程（第三版）．武汉：华中师范大学出版社，2013．
教学重点
和难点
重点：以生物化学和微生物学及工程学为基础，熟悉发酵工业一般工艺过程及原理，理解发酵过程中微生物及生物化学变化过程，掌握发酵产品工艺控制的关键点。
某大学发酵工程与设备课程设计
某大学发酵工程与设备课程设计某大学发酵工程与设备课程设计引言发酵工程与设备是一门专业的学科，其对于各类生化制品的生产起着重要的作用。
在某大学中，该课程是一门必修课程，旨在让学生熟悉发酵工程的基本知识和学习发酵工程中所需使用到的设备，以培养学生的应用能力和创新思维。
课程设计目的本次课程设计旨在让学生掌握发酵工程的基本原理与设备使用技能，并且通过实际操作，学生能够结合工业现状对发酵工程进行改进、优化和创新设计。
课程设计内容本课程设计主要分为理论课和实验课两个部分。
其中，理论课主要涵盖以下内容：1. 发酵工程中的微生物学基础知识，如微生物的分类、生长、代谢等。
2. 发酵工程中所涉及的化学反应和基本反应机理。
3. 发酵工程中的发酵反应条件及其影响因素。
4. 发酵工程中的发酵工艺流程及设备使用原理。
5. 发酵工程中的消毒方式和操作规范。
实验课的内容分为两部分，其中第一部分是对发酵工艺的实验操作，以突出学生对工艺操作及其调试的掌握。
第二部分是让学生进一步探讨发酵工程的机理和方法，以及对现有工艺流程的优化和改进。
实验课的内容主要包括以下几个方面：1. 发酵菌种的培养及选优。
2. 发酵条件的掌握及调试，如温度、pH值、氮源、碳源、氧气浓度等。
3. 发酵产物的提取和分离纯化，以及相关的检测方法。
4. 对发酵工艺中存在的问题进行分析、研究和改进。
5. 探索发酵工程的应用范围，如利用发酵工程生产植物药物等。
实验课的设计让学生体验到发酵工艺的实际操作和掌握分析方法，以及理论知识与实践操作的相互促进。
同时，鼓励学生针对现有的问题进行探索和改进，提升了学生的创新思维和动手能力。
实践效果在课程设计的实践过程中，学生们充分理解了发酵工程的基本原理和设备使用技能。
并且通过实际操作，学生们不仅能够掌握工艺流程的调试和分析方法，更重要的是激发了学生的创新思维和动手能力。
部分学生不仅成功地对工艺流程进行了优化改进，也在后续的研究工作中有所应用。
发酵工程及设备课程设计
发酵工程及设备课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解发酵工程的定义、原理及应用领域；2. 掌握发酵过程中常见的微生物种类及其功能；3. 了解发酵设备的基本结构、工作原理和操作方法；4. 学习发酵过程中关键参数的检测与控制方法。
技能目标：1. 能够运用发酵工程原理设计简单的发酵实验方案；2. 学会正确操作发酵设备，进行发酵过程的控制与优化；3. 能够分析发酵过程中出现的问题，并提出解决方案；4. 培养学生的实验操作能力、观察能力及团队合作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对发酵工程的兴趣，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，使他们认识到发酵技术在环境保护和资源利用方面的重要性；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯，提高他们的责任心和自律性；4. 通过发酵工程课程的学习，使学生认识到生物技术在实际生产中的应用价值，提高他们的实践能力。
本课程旨在帮助学生掌握发酵工程的基础知识，培养他们在发酵技术方面的实际操作能力，同时激发学生对生物技术领域的兴趣，培养他们的情感态度和价值观。
课程内容紧密联系课本，注重实践性与实用性，确保学生在学习过程中能够达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 发酵工程基础理论- 发酵工程的定义、原理及分类；- 常见发酵微生物的种类、特性及应用；- 发酵过程中微生物生长、代谢与产物形成的关系。
2. 发酵设备与工艺- 发酵设备的基本结构、工作原理及选型；- 发酵过程中的参数检测与控制方法；- 发酵工艺的优化与放大。
3. 发酵实验设计与操作- 发酵实验方案的设计与实施；- 发酵设备操作方法与注意事项；- 发酵过程中异常现象的分析与处理。
4. 发酵工程应用案例- 生物制药领域的发酵技术应用；- 食品工业中的发酵技术实例；- 环境保护和生物能源方面的发酵工程案例。
教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容的安排和进度，对应教材相关章节，确保教学内容与课本紧密关联。
发酵工程教案(打印)
发酵工程教案(打印)第一章：发酵工程的概述1.1 发酵工程的定义发酵工程的概念发酵工程的组成1.2 发酵工程的应用领域食品工业制药工业生物化工1.3 发酵工程的发展历程传统发酵技术现代发酵工程技术第二章：发酵过程的微生物学基础2.1 发酵微生物的分类与特性细菌真菌放线菌2.2 发酵微生物的培养与筛选培养基的选择与制备微生物的分离与纯化2.3 发酵微生物的代谢调控微生物的生长曲线微生物的代谢途径第三章：发酵设备的类型与选择3.1 发酵设备的类型大型发酵罐生物反应器膜分离设备3.2 发酵设备的选择原则生产规模产品特性经济效益3.3 发酵设备的运行与维护设备的启动与停止设备的清洗与消毒设备的故障处理第四章：发酵过程的控制与管理4.1 发酵过程的控制参数温度pH值溶氧量营养物质4.2 发酵过程的控制技术自动控制系统反馈控制系统计算机控制系统4.3 发酵过程的管理与优化生产计划的制定发酵条件的优化生产过程的质量控制第五章：发酵工程的案例分析5.1 乳酸菌发酵工程案例酸奶的生产泡菜的制作5.2 酵母菌发酵工程案例啤酒的生产葡萄酒的制作5.3 放线菌发酵工程案例抗生素的生产维生素的生产第六章：发酵工程的安全与环保6.1 发酵工程的安全问题微生物的危害生物安全措施发酵罐的安全操作6.2 发酵过程中的污染控制污染的来源污染的检测与控制清洁生产技术6.3 发酵工程的环保问题废水处理废气处理固体废弃物处理第七章：发酵工程的产业化应用7.1 发酵工程在食品工业的应用面包酵母的生产乳酸菌的产业化7.2 发酵工程在制药工业的应用抗生素的产业化维生素的产业化7.3 发酵工程在其他领域的应用生物燃料的生产生物材料的产业化第八章：发酵工程的研发与创新8.1 发酵工程的新技术发展重组DNA技术基因工程技术合成生物学技术8.2 发酵工程的新设备开发高通量筛选设备生物反应器的设计自动化控制系统8.3 发酵工程的产业化挑战与机遇产业化过程中的问题产业化发展的趋势产业化政策的分析第九章：发酵工程的实例分析与评价9.1 发酵工程案例分析某乳酸菌产品的生产某抗生素的生产9.2 发酵工程项目的评价技术与经济评价环境与社会影响评价风险评价9.3 发酵工程的发展前景与建议行业发展趋势技术创新方向政策与支持措施第十章：发酵工程的实验操作10.1 发酵实验的基本操作菌种的制备与保藏发酵液的制备发酵过程的监控10.2 发酵实验的设计与优化实验设计方法发酵条件的优化实验结果的分析10.3 发酵实验的操作技能培养实验操作的安全规范实验设备的操作与维护实验数据的准确记录与处理重点和难点解析重点环节一：发酵微生物的分类与特性重点掌握不同类型发酵微生物的分类、特点及应用领域。
发酵工程教案(打印
发酵工程教案（打印）第一章：发酵工程的概述1.1 发酵的定义和意义1.2 发酵工程的起源和发展1.3 发酵工程的研究内容和应用领域第二章：发酵过程的基本原理2.1 微生物的生长与代谢2.2 发酵条件的控制2.3 发酵过程中的物质变化第三章：发酵设备及其设计3.1 发酵罐的设计与选择3.2 发酵过程的自动化控制3.3 发酵设备的清洗与消毒第四章：发酵条件的优化与控制4.1 发酵条件的优化方法4.2 发酵过程的监控与控制4.3 发酵过程中的问题与解决方法第五章：发酵工程的应用实例5.1 微生物肥料的生产与应用5.2 生物农药的发酵生产5.3 食品工业中的发酵应用第六章：发酵工程在药品生产中的应用6.1 抗生素的发酵生产6.2 维生素的发酵生产6.3 重组蛋白的发酵生产第七章：生物化工领域的发酵工程7.1 氨基酸的发酵生产7.2 有机酸的发酵生产7.3 生物酶的发酵生产第八章：发酵工程在环保领域的应用8.1 生物滤池技术8.2 生物脱硫技术8.3 生物降解技术第九章：发酵工程的产业化与发展9.1 发酵工程的产业化流程9.2 发酵工程的技术创新与挑战9.3 我国发酵工程产业的发展现状与趋势第十章：发酵工程的可持续发展10.1 发酵工程与资源利用10.2 发酵工程与环境保护10.3 发酵工程的循环经济模式第十一章：发酵工程在生物制药中的应用11.1 重组蛋白药物的发酵生产11.2 疫苗的发酵生产11.3 基因治疗的发酵工程应用第十二章：发酵工程技术在农业中的应用12.1 微生物肥料的发酵生产12.2 生物农药的发酵生产12.3 动物疫苗和生物兽药的发酵生产第十三章：发酵工程在生物能源中的应用13.1 燃料酒精的发酵生产13.2 生物柴油的发酵生产13.3 生物气体的发酵生产第十四章：发酵工程在生物材料中的应用14.1 发酵生产生物塑料14.2 发酵生产生物纤维14.3 发酵生产生物复合材料第十五章：发酵工程的案例分析与实践操作15.1 发酵工程案例分析15.2 发酵工程的实践操作技巧15.3 发酵工程的实验设计与数据分析重点和难点解析本文教案涵盖了发酵工程的概述、基本原理、设备设计、条件优化与控制、应用实例、药品生产、生物化工、环保领域应用、产业化发展、技术创新、可持续发展以及案例分析和实践操作等多个方面。
《发酵工程》教学设计
《发酵工程》教学设计《发酵工程》教学设计内容：第九章第一节氧的供需及对发酵的影响第九章第二节发酵过程的pH控制一教学目标：1、了解微生物对氧的需求并掌握其中的基本概念。
2、掌握反应器氧的传递方程，及其参数的测定。
3、深入理解Kla的意义，了解反应器放大的基本概念。
4、掌握发酵过程中溶氧浓度的调节方法，并认识监控溶氧浓度的意义。
5、发酵过程pH变化的原因是：基质代谢、产物形成、生理酸碱性物质的代谢。
6 、pH影响发酵的机理。
7、发酵过程pH控制包括静态控制和动态控制。
静态控制就是确定最适pH条件，动态控制就是对过程的pH变化进行调控。
8、发酵过程调节pH的方法，原则是：在调节pH与补料没有矛盾的情况下用补料调节pH，否则用酸碱调节。
二教学重点和难点1、教学重点：了解微生物对氧的需求并掌握一些基本概念；掌握发酵过程中溶氧浓度的调节方法；了解发酵过程pH变化的原因及pH对发酵的影响；掌握发酵过程中调控pH的方法。
2、教学难点：理解Kla的意义及反应器中氧的传递及平衡；掌握发酵过程中调控pH的方法。
三课时安排：3课时四教学方法：讲授法五教学内容1氧的供需及对发酵的影响溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需。
在发酵过程中有多方面的限制因素，而溶氧往往最易成为控制因素。
28℃时氧在发酵液中的100％的空气饱和浓度只有0.25 mmol.L-1左右，比糖的溶解度小7000倍。
在对数生长期即使发酵液中的溶氧能达到100％空气饱和度，若此时中止供氧，发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭，使溶氧成为限制因素。
1.1微生物对氧的需求1.1.1描述微生物需氧的物理量1.1.1.1比耗氧速度或呼吸强度（QO2）：单位时间内单位质量的细胞所消耗的氧气，mmol O2·g菌-1·h-11.1.1.2摄氧率(r)：单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。
mmol O2·L-1·h-1 。
r= QO2 .X1.1.2溶解氧浓度对菌体生长和产物形成的影响1.1.2.1临界溶氧浓度(C Cr)：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
教材.教案--发酵工程与设备 教材
发酵工程与设备第一章绪论生物技术作为21世纪高新技术的核心，对人类面临的食品、资源、健康、环境等重大问题发挥越来越大的作用。
大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。
一．发酵工程的主要内容发酵工程（Fermentation Engineering）属于生物技术的范畴，生物技术又称生物工艺学，最初是由一位匈牙利工程师Karl.Ereky于1917年提出的。
当时他提出的生物技术这一名词的涵义是指甜菜作为饲料进行大规模养猪，即利用生物将原料转化为产品。
现在的生物技术的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。
因此，生物技术是一门综合性多学科技术，他涉及的基础学科有生物学、化学和工程学。
下图为生物技术与基础学科关系的示意图。
它逐渐成为与生物学、生物化学、化学工程等多学科密切相关的综合性边缘学科。
现代生物技术作为一门新兴的高科技术产业，它的生命力在于他对社会经济和发展的各个方面都带来了极大冲击和影响。
发酵工程是指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。
发酵工程由于涉及到生物催化剂，因而与化学反应有关。
由于生物技术的最终目标是建立工业生产过程为社会服务，因而该生产过程可称为生物反应过程（亦称为生化反应过程）。
在发酵技术中一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物（即有生化催化剂参加），以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。
主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。
如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。
二、发酵工程的发展历史生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造。
而人类有意识地利用酵母进行大规模发酵生产是在19世纪。
当时进行大规模生产的发酵产品有乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等初级代谢产物。
教案.教材(—发酵工程与设备教材)-_0
教案.教材（—发酵工程与设备教材）-是利用微生物自身的分解和净化能力从废水中去除污染物的过程虽然废水的生物处理过程和微生物反应过程都是微生物反应过程，但与后者相比，废水的生物处理具有以下特点:a)是由各种微生物如细菌和其他真菌、原生动物、微体动物等组成的混合培养物体系b)几乎都采用连续操作系统微生物生存的环境条件波动很大d)反应旨在消除有害物质，而不是代谢物和微生物本身五、生化工程生化工程的基本内容是利用化学工程的原理和方法开展生物技术实验室成果产业化开发的一门学科该原理和方法用于解决生产过程中的一系列工程和技术问题，如化学反应、原料处理和产品分离、能量传递、设备设计和放大、过程控制和优化等。
是生化反应过程上游处理中最重要的生物催化剂(包括菌株、酶及其固定化)的制备。
因此，有必要掌握生物催化剂的生理生化特性和培养特性，解决大规模种子培养或制备固定化生物催化剂的问题，以及如何在无菌条件下将其与生物反应器连接的问题。
的上游加工还包括原料的物理和化学处理、培养基的制备和灭菌等。
，包括各种化学单元操作，如物料粉碎、混合和输送，以及工程问题，如传热、灭菌动力学和设备等。
生物反应器是整个生物反应过程中的关键设备它是一种为特定细胞或酶提供合适生长环境或特定生化反应的装置。
其结构、操作方式和操作条件与产品的质量、产量和能耗密切相关。
生物反应器存在化学工程问题，如物料混合和流动、传质和传热。
存在一系列常见的工程和技术问题，如氧和基质的供需和转移、发酵动力学、酶催化反应动力学、发酵液的流变性、生物反应器的设计和放大等。
同时，它还包括生物反应过程的参数检测和控制。
与这种中游处理过程相关的工程问题已经发展成为生物化学工程的一个重要分支——生物反应工程。
生物反应过程的下游是提取和精制目标产物这个过程相对困难这是因为，一方面，目标产物在生物反应液体中的浓度非常低例如，自从XXXX的《机密》第6页以最高浓度出现以来，生物技术研究主要集中在上游处理过程、生物反应器设计和下游纯化过程。
《发酵工程》教学设计
《发酵工程》教学设计专业和班级：20XX级生物科学班学号：姓名：内容：第 3 章微生物的基础代谢一学情分析(选)：大四的生物科学专业的学生，已修完必修课程，具有一定的生物学知识、科学素养以及操作能力。
二教材分析(选)：生物技术是当前优先发展的高新技术之一，它的快速发展和有效应用已给当前的工农业生产、人民健康、社会进步带来了明显的影响，并对人类和社会的加速发展带来了积极的效益。
由于生物技术发展势头很快，因此作为生物工程专业的主要专业课的生物工艺学的教材亟须不断加以更新。
本书由27位老、中、青年教师或专职科研骨干人员，历时两年编写完成本书以产品生产中共性工艺技术的理论和实践为纲，同时选取若干典型生产过程具体介绍，内容包括成熟的和较新的生物过程的基本原理。
全书分上下两册，上册包括绪论和生物反应过程篇（共12章），下册包括生物质分离和纯化原理篇（共11章）以及典型生物过程篇（共6章）。
本次课程所用教材为上册。
三教学目标：1、掌握糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环的过程、关键酶、反应式2、了解磷酸戊糖途径（HMP,PPP）、磷酸戊糖途径过程及其意义3、比较糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环4、掌握酵母菌发酵机制、发酵产物5、了解酵母型酒精发酵、细菌的酒精发酵、乳酸发酵内容6、养成自主学习的习惯，学会主动思考四教学重点和难点糖酵解途径三羧酸循环 TCA和乙醛酸循环的过程、关键酶、反应式酵母的酒精发酵机制五课时安排5课时六教学方法以讲授法为主，学生自主学习为辅七教学内容1．糖酵解途径（EMP）及三羧酸循环(TCA)1.1糖酵解途径（EMP）1.1.1定义：糖酵解是指在氧气不足条件下，葡萄糖或糖原分解为丙酮酸或乳酸的过程，此过程中伴有少量ATP的生成。
这一过程是在细胞质中进行，不需要氧气，每一反应步骤基本都由特异的酶催化。
在缺氧条件下丙酮酸则可在乳酸脱氢酶的催化下，接受磷酸丙糖脱下的氢，被还原为乳酸。
《发酵工程实验》教案：发酵培养基的制备和实罐灭菌
一、教案基本信息教案名称：《发酵工程实验》教案：发酵培养基的制备和实罐灭菌课时安排：2课时教学目标：1. 了解发酵培养基的制备方法和步骤。
2. 学会进行实罐灭菌的技巧和注意事项。
3. 掌握发酵培养基制备和实罐灭菌的操作技能。
教学重点：1. 发酵培养基的制备方法和步骤。
2. 实罐灭菌的技巧和注意事项。
教学难点：1. 发酵培养基的制备方法和步骤。
2. 实罐灭菌的技巧和注意事项。
二、教学准备1. 实验室设备：发酵罐、灭菌器、天平、量筒、玻璃棒等。
2. 实验材料：玉米粉、酵母、硫酸、氢氧化钠等。
3. 实验试剂：无菌水、酒精、甘油等。
三、教学过程Step 1：引入新课通过介绍发酵工程的概念和应用，引导学生了解发酵培养基的制备和实罐灭菌的重要性。
Step 2：讲解发酵培养基的制备方法和步骤1. 讲解玉米粉的配制方法和注意事项。
2. 讲解酵母的活化方法和步骤。
3. 讲解硫酸和氢氧化钠的添加方法和注意事项。
4. 讲解发酵培养基的灭菌方法和步骤。
Step 3：讲解实罐灭菌的技巧和注意事项1. 讲解实罐的清洗和消毒方法。
2. 讲解灭菌器的使用方法和注意事项。
3. 讲解实罐灭菌过程中的安全操作注意事项。
Step 4：学生实验操作1. 学生分组，每组准备一份发酵培养基。
2. 学生在老师的指导下，按照讲解的方法和步骤进行发酵培养基的制备。
3. 学生在老师的指导下，进行实罐灭菌操作。
Step 5：实验结果分析1. 学生观察实验结果，分析发酵培养基的制备和实罐灭菌的效果。
2. 学生汇报实验结果，进行交流和讨论。
四、课后作业1. 复习发酵培养基的制备方法和步骤。
2. 复习实罐灭菌的技巧和注意事项。
3. 思考发酵培养基制备和实罐灭菌在发酵工程中的应用。
五、教学反思通过本节课的教学，学生应掌握发酵培养基的制备方法和步骤，以及实罐灭菌的技巧和注意事项。
在实验操作过程中，教师应注重学生的安全操作，及时引导学生纠正错误操作。
在实验结果分析环节，教师应引导学生积极思考和交流，提高学生的实验操作技能和理论知识水平。
发酵工程与设备课程设计教学大纲
发酵工程与设备课程设计教学大纲发酵工程与设备课程设计教学大纲一、课程简介本课程旨在培养学生对于发酵工程及相关设备的理论和实践知识的掌握，使其能够在实际工作中运用这些知识解决发酵工程中的问题。
通过本课程的学习，学生将了解发酵工程的基本原理、发酵工程设备的种类、结构和使用方法，并了解一些发酵工程的实际应用案例。
二、教学目标1. 了解发酵工程的基本概念和原理；2. 掌握发酵工程设备的种类、结构以及在实际工程中的使用方法；3. 能够运用所学知识解决发酵工程中的一般问题；4. 培养学生的实际操作能力和协作精神。
三、教学内容及安排1. 基本概念和原理- 发酵工程的定义和发展历程- 发酵工程的基本原理和过程- 发酵工程的应用领域和发展前景- 发酵工程的经济和社会影响2. 发酵工程设备的种类和结构- 发酵罐的类型和结构- 发酵罐的材料选择和设计原则- 发酵罐的温度、压力和搅拌控制- 发酵罐的清洗和消毒方法- 发酵工程中常用的离心机、过滤机和蒸馏设备等3. 发酵工程设备的使用方法- 发酵罐的操作和维护要点- 发酵罐的操作注意事项和常见故障处理- 发酵罐的设备检修和安全措施- 发酵工程设备的操作规程和操作流程- 发酵工程设备的操作实例和操作规范4. 发酵工程的实际应用案例- 发酵工程在食品工业中的应用案例- 发酵工程在医药工业中的应用案例- 发酵工程在环境保护中的应用案例- 发酵工程在能源生产中的应用案例- 发酵工程在其他领域中的应用案例5. 实践操作和小组项目- 学生实际操作发酵罐等设备，掌握设备的使用方法- 学生分组进行小组项目，设计并实施发酵工程实验四、教学方法1. 讲授- 通过课堂讲授，向学生传授发酵工程的基本原理和设备使用方法。
2. 实践操作- 利用实验室或实验基地的设备，让学生进行实践操作，熟悉设备的使用和维护。
3. 个案分析- 学生分享和讨论发酵工程的实际应用案例，通过个案分析提高学生的解决问题的能力。
2024-2025学年新教材高中生物第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用教案新人教版选择性必修3
1.软硬件资源：实验室设备、发酵设备、显微镜、试管、培养皿、试剂等。
2.课程平台：多媒体教学设备、投影仪、计算机等。
3.信息化资源：教学PPT、视频材料、在线课程、学术文章等。
4.教学手段：实验教学、案例分析、小组讨论、问题解决、互动式教学等。
教学流程
一、导入新课（用时5分钟）
同学们，今天我们将要学习的是《发酵工程》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过发酵的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索发酵工程的奥秘。
此外，学生还可以进行以下拓展活动：
-参观发酵工程相关的企业或实验室，了解发酵工程的实际应用和最新发展。
-参与发酵工程相关的学术讲座或研讨会，与专业人士交流并了解行业动态。
-结合课堂所学，设计一个简单的发酵实验，并撰写实验报告。
教学反思
今天的课程内容是关于发酵工程及其应用的，我尝试采用多种教学方法和资源，以促进学生的积极参与和深入理解。通过理论介绍、案例分析、实验操作和小组讨论等多种教学活动，我希望学生能够全面理解和掌握发酵工程的相关知识。
2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对于生物技术类的课程普遍感兴趣，尤其是那些与实际应用相关的知识。在学习能力方面，学生具备一定的实验操作能力和问题解决能力。在学习风格上，学生喜欢通过实验、案例分析等方式进行学习，希望能够亲身参与和实践。
3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解发酵工程的复杂过程和原理时，学生可能会遇到一些困难。此外，对于发酵设备的理解和应用也可能是一个挑战。学生可能需要通过实际的实验操作和案例分析来更好地理解和掌握这些知识。同时，学生可能需要进一步培养批判性思维和问题解决能力，以便能够灵活运用所学知识解决实际问题。
《发酵工程实验》教案：发酵培养基的制备和实罐灭菌
一、教案基本信息教案名称：《发酵工程实验》教案：发酵培养基的制备和实罐灭菌学科领域：生物工程、生物技术适用年级：大学本科生物技术专业课时安排：2学时教学目标：1. 了解发酵培养基的作用和组成；2. 学会制备发酵培养基的方法；3. 掌握实罐灭菌的操作步骤和注意事项。
教学重点：1. 发酵培养基的组成及制备方法；2. 实罐灭菌的操作步骤和注意事项。
教学难点：1. 发酵培养基的配比计算；2. 实罐灭菌的细节操作。
二、教学方法实验教学法、演示教学法、小组讨论法。
三、教学准备1. 实验室设备：发酵罐、灭菌锅、天平、量筒、玻璃棒等；2. 实验材料：牛肉膏、酵母提取物、葡萄糖、琼脂等；3. 实验试剂：无菌水、高压蒸汽；4. 教学课件。
四、教学内容1. 发酵培养基的作用和组成讲解发酵培养基的概念、作用以及常见的组成成分。
2. 发酵培养基的制备（1）讲解制备方法：牛肉膏蛋白胨培养基的制备过程；（2）分组讨论制备过程中的注意事项；（3）学生动手操作，教师巡回指导。
3. 实罐灭菌（1）讲解实罐灭菌的方法：高压蒸汽灭菌；（2）演示实罐灭菌的操作步骤；（3）学生分组实践，教师巡回指导。
4. 实验结果分析（1）观察并分析灭菌后的培养基是否符合要求；（2）分析实验过程中可能出现的问题及解决方法。
五、教学评价1. 学生操作技能：观察学生在制备发酵培养基和实罐灭菌过程中的操作是否规范；2. 学生理解能力：提问学生关于发酵培养基制备和实罐灭菌的相关问题，评估学生的理解程度；3. 实验报告：评估学生在实验报告中对发酵培养基制备和实罐灭菌过程的描述及结果分析。
六、教学过程1. 引入新课：通过回顾上节课的内容，引出本节课的主题——发酵培养基的制备和实罐灭菌。
2. 讲解与演示：教师讲解发酵培养基的作用和组成，演示发酵培养基的制备过程和实罐灭菌的操作步骤。
3. 学生实践：学生分组进行发酵培养基的制备和实罐灭菌的实验操作，教师巡回指导。
4. 实验结果分析：学生观察并分析灭菌后的培养基是否符合要求，讨论实验过程中可能出现的问题及解决方法。
某大学发酵工程与设备课程设计
某大学发酵工程与设备课程设计一、引言发酵工程与设备课程设计旨在培养学生对发酵工程与设备的理论和实践能力。
通过该课程的学习，学生将了解发酵工程的基本原理、发酵过程的控制与调节以及常见的发酵设备。
课程设计是该课程的实践环节，旨在让学生通过真实的项目实践，巩固和应用所学的理论知识。
二、课程设计目标本课程设计的目标是培养学生以下能力： 1. 掌握发酵工程的基本知识和原理；2. 理解发酵过程的控制与调节； 3. 能够独立进行发酵工艺的设计和优化； 4. 熟悉常见的发酵设备的结构和使用方法； 5. 具备解决实际发酵工程问题的能力。
三、课程设计内容本课程设计的内容包括以下几个方面： 1. 发酵工艺设计：学生将通过案例分析和实验操作，学习发酵工艺设计的基本方法和流程。
他们将学习如何选择适当的发酵菌种、培养基配方、发酵条件等，并进行相关参数的计算和优化。
2. 发酵设备选择与使用：学生将了解常见的发酵设备的结构和工作原理，学会正确使用和维护发酵设备。
同时，他们还将学习如何根据不同的发酵工艺要求，选择适合的发酵设备。
3. 发酵过程控制与调节：学生将学习如何监测和控制发酵过程中的关键参数，如温度、pH值、溶氧量等。
他们将掌握调控发酵过程的方法和技术，并学会解决发酵过程中出现的常见问题。
4. 发酵工程实践：学生将分组进行发酵工程实践项目，通过亲身参与真实的项目实施，锻炼分析问题、解决问题和团队合作的能力。
他们将运用所学的理论知识，完成课程设计任务并撰写相关报告。
5. 课程总结与评估：学生将根据所完成的课程设计项目，撰写课程总结报告，并进行口头展示。
教师将对学生的课程设计报告进行评估，并提供针对性的反馈和建议。
四、课程设计要求1.学生需要按照实验室相关规定，遵守实验室安全和操作规范；2.学生需要独立思考和分析问题，并尽力解决实践项目中出现的各种问题；3.学生需要积极参与团队合作，并在团队中扮演积极的角色；4.学生需要按时完成课程设计报告，报告内容需要完整、准确、清晰；5.学生需要准备并进行相关课程设计项目的口头展示，能够清晰、流畅地表达自己的观点和思路。
教案.教材(—发酵工程与设备教材)-
教案.教材（—发酵工程与设备教材）-发酵过程和制备第一章生物技术作为21世纪高科技的核心，在人类面临的食品、资源、健康和环境等重大问题上发挥着越来越重要的作用。
大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。
一、发酵工程发酵工程的主要内容属于生物技术范畴，也称生物技术。
它最初是由匈牙利工程师卡尔提出的。
艾雷基在1917年当时，他提出了生物技术一词的含义，它指的是将甜菜作为饲料用于大规模养猪，即利用生物将原料转化为产品目前对生物技术的定义是:生物技术是一种利用自然科学和工程学原理，通过生物催化剂的作用来加工材料以提供产品或社会服务的技术。
因此，生物技术是一门综合性的多学科技术，其基础学科包括生物、化学和工程。
下图显示了生物技术和基础学科之间的关系。
它已逐渐成为一门与生物学、生物化学、化学工程等学科密切相关的综合性边缘学科。
现代生物技术作为一种高新技术产业，其生命力在于它对社会经济和发展的各个方面产生巨大的影响和影响。
发酵工程是指在最佳发酵条件下，在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。
发酵项目与化学反应有关，因为它涉及生物催化剂。
由于生物技术的最终目标是建立一个为社会服务的工业生产过程，所以生产过程可以称为生物反应过程(也称为生化反应过程)一般包括微生物细胞或动植物细胞在发酵技术中的悬浮培养，或由固定化酶和固定化细胞制成的反应器处理底物(即生化催化剂)，以及培养和处理后产物的大规模分离和提取等。
主要是为了在生物反应过程中提供各种所需的最佳环境条件如ph值、湿度、底物浓度、通风量和确保无菌第二，发酵工程的发展历史生物技术的开发和利用可以追溯到1000多年前(甚至4000多年前)，如酿酒然而，在19世纪，人类有意识地使用酵母进行大规模发酵生产。
当时，大规模生产的发酵产品包括乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸、蛋白酶和其他产生机密第1页XXXX的主要代谢产物，这种情况从大约1876年到大约1876年持续了XXXX年否定了当时盛行的所谓“自然发生论”。
发酵工艺与设备教案
学院教案课程名称：发酵工程教师姓名：教师所在系部：教学进度计划表第1页教学目的：明确《发酵工艺学》的学习内容，建立发酵产品生产过程的整体理念，理解该课程在专业学习中的重要地位，激发学生的学习热情。
掌握发酵、发酵工程、发酵工业的概念与特征、发酵工业发展简史，熟悉发酵工业范畴和生产流程，了解发酵工业的发展现状与趋向。
教学重点与难点：重点：发酵、发酵工程、发酵工业的概念、发酵工业发展简史；难点：发酵工业范畴和生产流程教学方法与手段:讲授法；讨论法教学内容与课时分配：（1）发酵与发酵工业的概念 20分钟（2）发酵工程技术的发展简史 20分钟（3）发酵工业的特点与范围 25分钟（4）发酵方法的类别与流程 25分钟（5）发酵工业的现状与展望 25分钟（6）《发酵工艺学》课程与专业学习的关系 20分钟教学方法：教师提问——学生思考——教师讲授——习题，讲授时注意讲清重点及难点，同时注意要求学生对概念、原理的理解。
作业与思考：1、名词解释：发酵、发酵工程、发酵工业2、发酵工程技术经历的历史阶段与关键转折点是什么？3、工业发酵过程包括哪些主要工艺环节？教学后记：学院教案第4页教学目的：掌握菌种扩大培养工艺流程及技术控制，熟悉发酵工业对菌种的要求和种子质量要求，了解工业常用菌种。
教学重点与难点：重点：工业菌种的要求和种子扩大培养难点：种子扩大培养的技术控制教学方法与手段:讲授法；讨论法教学内容与课时分配：(1) 发酵工业用菌种 60分钟(2) 种子扩大培养 75分钟教学方法：教师提问——学生思考——教师讲授——习题，讲授时注意讲清重点及难点，同时注意要求学生对概念、原理的理解。
作业与思考：1、发酵工业对菌种的要求是什么？2、什么是种子的扩大培养？3、种子扩大培养的一般步骤与技术控制要点是什么？4、什么是接种量？对于细菌、放线菌及霉菌常用的接种量是多少？5、发酵工业对种子质量有何要求？6、发酵菌种常用的培养方法有哪些？教学后记：学院教案第5页学院教案第6页教学目的：掌握初级代谢调节机制和次级代谢调节机制，熟悉糖酵解途径与柠檬酸代谢调节控制点，了解代谢工程的相关知识。
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发酵工程与设备第一章绪论生物技术作为21世纪高新技术的核心，对人类面临的食品、资源、健康、环境等重大问题发挥越来越大的作用。
大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。
一．发酵工程的主要内容发酵工程（Fermentation Engineering）属于生物技术的范畴，生物技术又称生物工艺学，最初是由一位匈牙利工程师Karl.Ereky于1917年提出的。
当时他提出的生物技术这一名词的涵义是指甜菜作为饲料进行大规模养猪，即利用生物将原料转化为产品。
现在的生物技术的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。
因此，生物技术是一门综合性多学科技术，他涉及的基础学科有生物学、化学和工程学。
下图为生物技术与基础学科关系的示意图。
它逐渐成为与生物学、生物化学、化学工程等多学科密切相关的综合性边缘学科。
现代生物技术作为一门新兴的高科技术产业，它的生命力在于他对社会经济和发展的各个方面都带来了极大冲击和影响。
发酵工程是指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。
发酵工程由于涉及到生物催化剂，因而与化学反应有关。
由于生物技术的最终目标是建立工业生产过程为社会服务，因而该生产过程可称为生物反应过程（亦称为生化反应过程）。
在发酵技术中一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物（即有生化催化剂参加），以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。
主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。
如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。
二、发酵工程的发展历史生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造。
而人类有意识地利用酵母进行大规模发酵生产是在19世纪。
当时进行大规模生产的发酵产品有乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等初级代谢产物。
19世纪中叶，法国葡萄酒的酿造者在酿酒的过程中遇到了麻烦，他们酿造的美酒总是变酸，于是，纷纷祈求于正在对发酵作用机制进行研究的巴斯德。
巴斯德不负重望，经过分析发现，这种变化是由乳酸杆菌使糖部分转化为乳酸引起的。
同时，找到了后来被称为乳酸杆菌的生物体。
巴斯德提出，只要对糖液进行灭菌，就可以解决这个问题，这种灭菌方法就是流传至今的巴斯德灭菌法。
巴斯德关于发酵作用的研究，从1857年到1876年前后持续了20年。
否定了当时盛行的所谓“自然发生说”。
他认为“一切发酵过程都是微生物作用的结果。
发酵是没有空气的生命过程。
微生物是引起化学变化的作用者”。
巴斯德的发现不仅对以前的发酵食品加工过程给以科学的解释，也为以后新的发酵过程的发现提供了理论基础，促进了生物学和工程学的结合。
因此，巴斯德被称为生物工程之父。
到了20世纪初，人们发现某些梭菌能够引起丙酮丁醇的发酵，丙酮是制造炸药的原料，随着第一次世界大战的爆发刺激了丙酮丁醇工业的极大发展。
虽然现在竟争力更强的新方法已逐步取代了昔日的发酵法。
但它是第一个进行大规模工业生产的发酵过程，也是工业生产中首次采用大量纯培养技术的。
这一工艺获得成功的重要因素是排除了培养体系中其他有害的微生物。
这在19世纪末，20世纪初，是相当先进的生物技术。
因此，可以说，巴斯德是生物工程初始阶段的开拓者。
1929年Flemming爵士发现了青霉素，从此生产技术产品中增加一大类新的产品—抗生素。
1929年，英国科学家弗来明在污染了霉菌的细菌培养平板上观察到了霉菌菌落的周围有一个细菌抑制圈，由于这种霉菌是青霉菌，所以弗来明把这种抑制细菌生长的霉菌分泌物叫青霉素。
可是他的提取精制，在当时无法做到，弗来明只好忍痛割爱，放弃研究。
10年以后，第二次世界大战的战火越烧越旺，大量伤员急需抢救，英国的一些科学家恢复了弗来明的工作，竟戏剧性的获得了成功。
当时，英国本土已经战火弥漫无法试制，美国承担了青霉素的试制任务。
要生产这种药物，必须要有一种严格的、将不需要的微生物排除在生产体系之外的无菌操作技术，必须要从外界通入大量的空气而又不污染杂菌的培养技术，还要想方设法从大量培养液中提取这种当时产量极低的较纯的青霉素。
美国的科学家和工程师齐心协力，攻克许多难关，到1942年终于正式实现了青霉素的工业化生产。
这一伟大成就拯救了千千万万挣扎在战争死亡线上的人们。
这是生物工程第一次划时代的飞跃。
在这一飞跃中，作为生物技术核心的发酵技术已从昔日的以厌氧发酵为主的工艺跃入深层通风发酵为主的工艺。
这种工艺不只是通通气，而与此相适应的有一整套工程技术，如1、大量无菌空气的制备技术，2、中间无菌取样技术，3、设备的设计技术等等。
因此，我们说这是生物工程技术的一次划时代飞跃。
尽管后来开发了许多新产品，如数以千计的抗生素、多类氨基酸、不同用途的酶制剂等，就根本来说，青霉素投产后的半个多世纪中，深层培养技术没有出现质的改变。
20世纪40年代，以获取细菌的次生代谢产物—抗生素为主要特征的抗生素工业成为生物发酵工业技术的支柱产业。
20世纪50年代，氨基酸发酵工业又成为生物技术产业的又一个成员。
实现了对微生物的的代谢进行人工调节，这又使生物技术进了一步。
20世纪60年代，生物技术产业又增加了酶制剂工业这一成员。
70年代，为了解决由于人口迅速增长而带来的粮食短缺问题，进行了非碳水化合物代替碳水化合物的发酵，如利用石油化工原料进行发酵生产，培养单细胞蛋白，进行污水处理，能源开发等。
80年代以来，随着重组DNA技术的发展，可以按人类社会的需要，定向培养出有用的菌株，这为发酵工程技术引入了遗传工程的技术，使生物技术进入了一个新的阶段。
纵观生物技术的发展历史，我们可以知道，生物技术在经历了漫长的以传统工艺技术为主体的时期以后，正向系统的理论和实际应用相结合的方向发展，即奠定了可靠的理论和实践基础，也为今天和今后相当长时期生物技术的产业化准备了条件。
三、发酵工程的特点在研究用微生物（生物催化剂）进行某种物质生产时，大体上有两种研究方式：一种是各种酶水平上研究微生物细胞内（外）的生物化学反应，如大量摇瓶在实验室里观察限制反应速率的因素和最适的培养方法，这可以认为是一种小规模的研究形式；另一种是大规模的研究形式，即过程放大。
利用小型和中型反应器（培养罐）进行培养试验，并进一步在工业规模上研究生产物的分离和精制方法，以确定在细胞水平上的综合的最适培养条件。
一般化学工业的放大，可以说仅需对其放大原理给予充分的研究就足够了。
而在发酵技术的放大方面，则需要由小试放大到中试逐步进行探讨。
实验室进行的小规模发酵所获得的最适条件的各种参数，能否在工业规模生产使用的一百多立方到数百立方，也同样保证其最适条件，那就是不是轻而易举的事了。
这是发酵工程的一个基本特点。
例如，从摇瓶试验到各种规模的反应器试验，即使培养液的成分、温度、pH值等参数各种条件完全相同，并且微生物的活性及其培养过程与各个装置之间有着必要的相互关联，但一般情况下，反应结果可能完全不一致。
尽管目前已有生物传感器，可以迅速准确地就位监测罐内、塔内或反应器中的反应过程，也有微机处理帮助大大提高了自动化调控的能力，而这些先进装置确实是保证在最适条件下进行发酵的有利武器，但如何保证大规模发酵在最适条件下进行，仍是一个值得研究的课题，它不仅涉及到发酵设备的工程问题，也与各类生物细胞的生理生化特性相关。
一般生物反应过程由四个部分组成。
（1）材料的预处理包括原材料的选择，必要的物理和化学方法加工，此过程是为提供微生物细胞可以生长和产物形成的基本原料，即培养基的制备过程，包括其配制和灭菌等。
（2）生物催化剂的制备生物反应的催化剂—酶基本上是由微生物产生的。
因此，要选择高产、稳定、高效、容易培养的菌株，并以此菌株再经过多次逐级扩大培养后达到足够的数量并具有理想质量的微生物培养液作为“种子”接到反应器中。
也可以利用固定化酶或固定化细胞，这就要通过一定的固定化技术来制备。
（3）生物反应器及反应条件的选择与监控生物反应器是进行生物反应的核心设备，生物反应主要是在生物反应器中进行的，它为微生物细胞或酶提供合适的反应条件以达到细胞增殖或产品形成的目的。
反应器的结构、操作方式和操作条件对反应原料的转化率、产品质量和产品成本有着密切关系。
根据发酵周期长短、培养条件等，可采取间歇式操作、多级反应器串联的连续操作等。
同时反应参数的检测与控制对生物反应过程的顺利进行也是十分重要的。
（4）产品的分离纯化这一工序也叫下游加工程序，其目的是用适当的方法和手段将含量较低的产物从反应液中提取出来（指胞外产物）或从细胞中（指胞内产物）提取出来，并加以精制以达到规定的质量要求。
包括物理方法、化学方法、生物方法等。
生物反应过程主要有这样一些特点：a．采用可再生资源作为主要原料，因而原料来源丰实，价格低廉，过程中废物的危害性较小，但由于原料的成分复杂，往往难以控制会给产品质量带来一定的影响。
b．由于采用的是生物催化剂，反映过程一般在常温常压下进行。
但生物催化剂易受环境的影响和杂菌的污染，因而很易失活，难以长期使用。
c．与一般化工产品相比，其生产设备比较简单，能耗较低。
但某些生物反应由于其特殊性质而使反应基质浓度和产物浓度均不能太高，这是因为微生物细胞或生物酶受底物浓度或产物浓度的抑制或不能耐高渗透压所致，不仅使反应器体积增大，而且也加大了提取的困难，因而反应器生产效率较低。
d．尽管生物反应过程成本低，应用广，但反应极为复杂，较难检测与控制。
反应液中杂质多，给分离提纯带来了困难。
四. 生物反应过程的分类随着生物技术的发展，生物反应过程的种类和规模都在不断的扩大。
目前已进行工业生产的主要有酶催化反应过程，微生物反应过程和废水的生物处理过程。
1.酶催化反应过程采用游离酶或固定化酶为催化剂时的反应过程。
生物体中所进行的反应几乎都是在酶的催化下进行的。
工业生产中所用的酶，或是经提取分离得到的游离酶，或是固定在多种载体上的固定化酶。
2.微生物反应过程采用活细胞为催化剂时的反应过程。
这既包括一般的微生物发酵反应过程，也包括固定化细胞反应过程和动植物细胞的培养过程。
3.废水的生物处理过程它是利用微生物本身的分解能力和净化能力，除去废水中污染物质的过程。
废水生物处理过程与微生物反应过程虽然都是利用微生物的反应过程，但与后者相比废水的生物处理具有以下特点：a)是由细菌等菌类、原生动物、微小原生动物等各种微生物构成的混合培养系统。
b)几乎全部采用连续操作系统。
c)微生物所处的环境条件波动大。
d)反应的目的是消除有害物质而不是代谢产物和微生物本身。
五、生物化学工程的基本内容生化工程是运用化学工程的原理和方法将生物技术的实验室成果进行工业开发的一门学科。