生物工程设备 教学大纲
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《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: 1822123002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%)。
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《生物工程设备》课程教学大纲
一、课程简介
生物工程设备是生物工程专业的主干必修专业课，是在微生物学、生物化学、物理化学和化工原理等课程学习的基础上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。
主要研究生物过程工程及设备的相关问题，从生物工程的研究内容和范畴出发，根据生物工程设备共性技术，阐述生物生产过程中主要设备的作用原理、设计方法和设备的选型等内容，具有明显的工程化特色。
二、教学目标
2.1 课程教学目标
通过本课程的学习，使学生能够进一步了解国内外生物技术和生物工程的研究前沿，认识原料处理设备、生物反应设备、生物分离设备、辅助设备等的应用与研究开发现状及发展趋势，掌握生物过程设备流程、主要设备的结构、设计计算、工程放大、优化控制等技术，能够独立地解决生物工业生产、实验研究及技术开发等方面的设备问题，从而利用所学的知识提升传统生物技术产业，推动生物技术成果的产业化，提高工业生物技术产业的经济和社会效益。
同时进一步培养学生的社会责任感、创新精神、实践能力和国际视野培养，促进学生知识、能力、素质的协调发展。
2.2 课程目标与毕业要求（指标点）对应关系
课程目标：
(1)通过本课程学习，掌握进行复杂生物工程问题的设计、研发等所需的生物加工过程与装备设计、选型、应用操作等知识（对应毕业要求指标点1.4）。
(2)能够将生物加工过程与设备知识和设计规范等用于生物工程产品市场方案和生产工艺的设计（对应毕业要求指标点3.1）。
(3)能够针对复杂生物工程问题中设备选型等问题，根据对象特点，设计生物工程设备、进行优化、调整和改进（对应毕业要求指标点3.2）。
三、课程教学内容及学时分配
1．理论教学安排
四、考核方式及成绩评定方式
教学过程考核：课后作业、课堂提问、课堂讨论、课堂点名。
期末考核方式：课外考试。
平时成绩占50%，期末考核成绩占50%。
五、课程考核后的问题发现与改进
课程考核结束后，学院的教学指导委员会将会对本课程的毕业要求达成度进行相应的评价。
主要依据学生的期末考试试卷以及学生在课程中取得的成绩进行评价。
这些评价结果将反馈给任课教师，教师应根据评价结果，改进其教学方法和教学内容，以便使学生更好地达到毕业要求的能力。
除了学院的教学指导委员会对课程进行评价外，还根据教学中的答疑和批改作业、试卷等过程中发现的问题进行及时总结，并加以改进。
六、教材、课程网址及参考书目教材：《生物工程设备》，郑裕国，化学工业出版社，2007年6月，第1版
参考书：【1】《生物工程设备》，梁世中，中国轻工业出版社，2011年1月，第2版
【2】《现代生物工艺学》，储炬，华东理工出版社，2007年9月，第1版
【3】《生物过程工程与设备》，陈洪章，化学工业出版社，2004年1月，第1版
【4】《生物反应工程》，岑沛霖，高等教育出版社，2005年1月，第1版
【5】《发酵工程原理》，张嗣良，高等教育出版社，2013年1月，第1版
【6】《生物催化工程》，许建和，华东理工大学出版社，2008年10月，第1版
执笔者：王远山郑裕国牛坤
课程教学团队成员：王远山郑裕国牛坤程峰吴哲明岑宇科
审核者：王远山。