《生物工程设备与工艺设计》课程设计指导手册
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 。
生物工程设备课程设计课件1PPT课件
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2.2 蛇管换热装置
根据工艺要求温度、总散热量等确定冷却装置 （设管、列管等）的冷却面积、管径、长度、高 度等参数。
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无挡板的涡轮搅拌反应器
蛇管中径与容器直径之比
Dc/D=0.80; 蛇管高度与容器直径之比
Lc/D=1.00; 蛇管管子外径与蛇管中径之比
Dco/Dc=0.042; 每圈蛇管之间距与蛇管管子外 径之比Sc/dco=1.0; 蛇管距器底的高度与容器直径 之比Hc/D=0.10。
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3. 发酵罐搅拌装置设计
搅拌装置由搅拌器、轴及其支承组成。搅拌器的形式主要 有：桨式、推进式、涡轮式等，一般在设计任务书中给定。
当搅拌器型式确定后，设计的主要内容是确定搅拌器直径、 搅拌器与搅拌轴的连接结构，进行搅拌轴的强度设计和临 界转速校核，选择轴的支承结构。
搅拌器的直径Dj与发酵罐D1内径之比根据文献推荐值选取。
（2）培养学生对生物工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题 的能力。树立正确的设计思想，掌握机械搅拌通风生物反应器设计的 基本方法和步骤，为今后创造性设计生物反应器和相关技术改造工作 打下一定的基础。
（3）培养学生熟悉、查阅并综合运用各种有关的设计手册、规范、 标准、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编 写设计说明书等基本技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所 必备的设计能力的基本训练。
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1 罐体的设计
1．1 罐体的结构设计
罐体由顶盖、筒体和罐底组成，通过支座安装在基础
或平台上，罐底通常采用椭圆形封头，顶盖在受压状态下
操作，常选用椭圆形封头，对直径较小的种子罐，顶盖可
生物工程设备设计任务书
生物工程设备课程设计任务书（一）机械搅拌生物反应器设计一、课程设计题目（前五组任选一）机械搅拌发酵罐：（1组）50m3, （2组）100m3, （3组）200m3, （4组）500m3, （5组）1000m3二、课程设计内容：1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。
2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。
3、动力消耗、设备结构的工艺设计。
三、课程设计的要求课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下：1、工艺设计和计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。
主要包括：（1）工艺设计①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，HL ，V，VL，Di等）②通风量的计算③搅拌功率计算及电机选择④传热面积及冷却水用量的计算（2）设备设计①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套）②搅拌器及搅拌轴的设计③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等）④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等)2、设计说明书的编制设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。
3、绘制设备图一张设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。
四、设计基本依据1、机械搅拌生物反应器的型式通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下：①高径比：H/D=1.7-4.0②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di :di:L:B=20:15:5:4③搅拌器直径：Di=D/3④搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D⑥挡板宽度：B=0.1D，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替挡板2、反应器用途用于有机酸生产的各级种子罐或发酵罐，有关设计参数如下：①装料系数：种子罐0.50-0.65发酵罐0.65-0.8②发酵液物性参数：密度1080kg/m3粘度2.0×10-3N.s/m2导热系数0.621W/m.℃比热4.174kJ/kg.℃③高峰期发酵热3-3.5×104kJ/h.m3④溶氧系数：种子罐5-7×10-6molO2/ml.min.atm发酵罐6-9×10-6molO2/ml.min.atm⑤标准空气通风量：种子罐0.4-0.6vvm发酵罐0.2-0.4vvm3、冷却水及冷却装置冷却水：地下水18-20℃冷却水出口温度：23-26℃发酵温度：32-33℃冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。
年产200吨L-丝氨酸发酵和无菌空气车间的工艺设计
学号:CHANG Z H OU U N I V E RSITY课程设计设计课程名称：生物工程设备与工艺设计题目：年产200吨L-丝氨酸发酵和无菌空气车间的工艺设计学生姓名：学院（系）：制药与生命科学学院专业班级：生工指导教师：王利群专业技术职务：副教授设计时间： 2014 年 12 月 8 日 2014 年 12 月 19 日《生物工程设备与工艺设计》课程设计任务书制药与生命科学学院生物工程专业班同学：现下达给你们毕业设计任务如下，要求你们在预定时间内完成此项任务。
一、设计题目：年产200吨L-丝氨酸发酵和无菌空气车间的工艺设计二、设计主要内容：1、针对产品的要求进行工艺流程的设计（查阅资料，补充必要数据）；2、工艺计算（物料衡算、能量衡算）；3、设备的计算和选型；4、绘制带控制点工艺流程图（3号图纸）。
三、生产条件（包括年操作日、生产方式及其它限制性条件）已知发酵接种量为3%，发酵时间为14 h，发酵罐的搅拌转速为120 rpm，发酵液密度为1050 kg/m3，粘度为 Pa·s。
每升发酵液可得到L-丝氨酸产品37 g。
发酵工艺规定发酵罐通气量为 VVM（标准状态），种子罐通气量为1 VVM。
工厂所在位置空气的平均温度为20℃，平均相对湿度为85%。
年操作日300天，生产裕度为20%。
培养基配方(g/L)：葡萄糖，硫酸铵，玉米浆，KH2PO4，K2HPO4·3H2O ，MgSO4·7H2O ，MnSO4·4H2O ，FeSO4·7H2O ，pH ～。
水蒸气138℃，冷却水进出口温度根据实际情况确定。
四、设计中主要参考资料（包括参考书、资料、规范、标准等）1．国家医药管理局上海医药设计院编. 化工工艺设计手册（第二版）(M).北京：化学工业出版社，19962．沈自法，唐孝宣编.发酵工厂工艺设计(M).上海：华东理工大学出版社，20043．陈国豪主编.生物工程设备（M）.北京：化学工业出版社，20074．梁世中主编.生物工程设备（M）.北京：化学工业出版社，20025．陈敏恒等编..化工原理（M）.北京：化学工业出版社，2004目录1. 概述 (5)L-丝氨酸的简介 (5)L-丝氨酸的主要功能 (5)L-丝氨酸应用 (5)国内外生产L-丝氨酸的方法 (6)2. 设计说明 (7)设计依据 (7)设计范围 (7)3. 发酵车间的工艺设计 (8)原材料及产品的主要技术规格 (8)生产流程简述 (8)物料衡算 (8)发酵罐的物料衡算 (9)种子罐的物料衡算 (9)能量衡算 (10)发酵罐能量衡算 (10)种子罐的能量衡算 (11)主要设备计算 (11)发酵罐尺寸的计算 (11)搅拌器轴功率计算 (13)种子罐的计算 (14)种子罐的尺寸计算 (14)种子罐轴功率计算 (14)贮罐计算 (14)配料罐的计算 (15)发酵罐配料罐的计算 (15)种子罐配料罐的计算 (15)4. 无菌空气的工艺设计 (15)空气用量 (15)压缩空气的温度 (15)空气冷却器的传热量 (17)空气加热器的传热量 (18)空气预处理系统计算与设计 (19)吸风塔 (19)前置过滤器 (19)空气压缩机 (19)压缩空气贮罐 (20)空气冷却器 (20)水滴分离设备 (20)空气加热器 (21)空气除菌设备计算与设计 (22)空气总过滤器的计算及设计 (22)10m3发酵罐的空气分过滤系统设备的计算及设计 (22)种子罐的空气分过滤系统设备的计算及设计 (23)5. 总结 (23)6．参考文献 (25)7．致谢 (25)年产200吨L-丝氨酸发酵和无菌空气车间的工艺设计1. 概述L-丝氨酸的简介丝氨酸是一种非必需氨基酸，它在脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉的生长中发挥着作用，并且它有助于免疫血球素和抗体的产生，所以丝氨酸在维持健康的免疫系统方面扮演者重要的角色。
生物工程设备课程设计
对于标准椭圆形封头k=1：
计算得
=0.66 mm
同理，根据容器最小壁厚的规定，最小壁厚应不小于3mm，腐蚀裕度另加。查表1-2常用钢板厚度负偏差C1值，取钢板厚度负偏差C1为0.25 mm。取腐蚀裕度为C2=3mm
所以封头的设计厚度为：
td=t+C1+C2=0.66+0.25+3=3.91mm。圆整后取封头的名义厚度为td=4mm。
= = =1.27m3
2
已知装料系数 ，则罐内发酵液高度HL满足下式：
解得
取罐内发酵液高度HL=1.4m=1400mm
2.6确定筒体的厚度
根据工艺条件，罐体材料选取为标准是GB5618的16MnR低合金钢板，工作温度罐内≤121℃，夹套温度<150℃，查表可得罐体材料在设计温度下的许用压力[σ]τ=170MPa。采用双面焊接技术，焊接系数 = 0.8 。
1.2 微生物生物反应器的研究与应用概述
微生物反应器和酶反应器发展至今，已经形成了多种类型：在操作方式上，间歇式、连续式和半间歇式均已得到研究和应用 ；在反应器结构特征上，目前已发展了釜/ 罐式、管式、塔式、膜式等类型 ；在能量的输入方式上，目前已发展了通过机械搅拌输入能量的机械搅拌式、利用气体喷射动能的气升式和利用泵对液体的喷射作用而使液体循环的生物反应器等 ；在生物催化剂在反应器中的分布方式上，目前已发展了生物团块反应器和生物膜反应器，其中生物团块反应器根据催化剂相态的不同又发展了填充床、流化床、生物转盘等多种型式的生物反应器 ；在反应器内的流动和混合状态上，目前生物反应器已发展至全混流型生物反应器和活塞流型生物反应器。
（3）传动系统的设计计算：
尽可能采用V带传动，进行传动系统方案设计；
生物设备课程设计
生物设备课程设计一、教学目标本节课旨在让学生了解和掌握生物实验室常用设备的使用方法和注意事项，培养学生独立操作实验设备的能力，提高学生对生物学实验的兴趣和热情。
1.能正确识别和命名生物实验室常用设备；2.了解各设备的使用方法和注意事项；3.掌握基本实验操作技巧。
4.能够独立操作生物实验室常用设备；5.能够根据实验需求选择合适的设备；6.能够对实验结果进行分析和解释。
情感态度价值观目标：1.培养学生对生物学实验的兴趣和热情；2.培养学生遵守实验规程和安全的意识；3.培养学生的团队合作精神和实验操作的规范性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括生物实验室常用设备的识别、使用方法和注意事项。
具体包括以下几个方面：1.生物显微镜的使用方法及注意事项；2.生物实验室常用仪器的操作技巧；3.生物实验基本操作流程；4.实验室安全常识。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行。
具体包括：1.讲授法：讲解生物实验室常用设备的使用方法和注意事项；2.演示法：展示实验操作过程，让学生直观地了解操作技巧；3.实践操作法：学生分组进行实验操作，亲身体验实验过程；4.讨论法：引导学生针对实验过程中遇到的问题进行讨论和分析。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：《生物实验室设备使用手册》；2.参考书：生物学实验指导书籍；3.多媒体资料：生物实验室设备使用视频教程；4.实验设备：生物实验室常用设备及仪器。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关的实验报告和练习题，评估学生对课堂所学知识的掌握程度；3.考试：进行期中、期末考试，测试学生对生物实验室设备知识的了解和运用能力。
六、教学安排本节课的教学安排如下：1.课时：共计2课时，每课时45分钟；2.教学地点：生物实验室；3.教学进度：第一课时介绍生物实验室常用设备及其使用方法，第二课时进行实践操作和讨论。
生物工程设备第二版课程设计
生物工程设备第二版课程设计
一、课程介绍
本课程为生物工程专业的必修课程，旨在介绍生物工程设备的设计、选择、操
作和维护等方面的知识。
本门课程已经进入第二版，并在课程设置、授课教师、教材选择和实验设计等方面进行了改进和优化。
二、课程目标
通过本门课程的学习，学生应该达到以下目标：
1.了解生物工程设备的基本原理和工作原理。
2.掌握生物工程设备的选择、设计和操作技能。
3.能够进行生物工程实验的设计、操作和数据分析。
4.具备良好的团队合作能力和独立思考能力。
三、课程内容
第一节设备选择与设计
•生物反应器、分离纯化设备等基本设备的选择和设计。
•设备的流体力学和传质知识。
第二节生物反应器的设计与操作
•反应器的类型和结构，及其在发酵过程中的应用。
•反应器操作过程中的关键参数，如温度、pH值、氧气浓度等的调控。
•反应器发酵产物的分离和纯化。
1。
《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%)。
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。
生物工程设备课程设计
（6）成品啤酒量为：509.14×（1－0.02）=498.96L
1.4生产100L12°P淡色啤酒的物料衡算
根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产12°成品啤酒498.96L，故可得出下述结果：
（1）生产100L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：
2.2.8.2糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax……………………………………9
2.2.8.3蒸汽单耗………………………………………………………………9
3、主要设备选型及计算……………………………………………………………9
3.1、糊化锅容积的计算及基本尺寸…………………………………………9
3.1.1、糊化锅容积计算………………………………………………………10
2.2.3.1、糖化锅中麦醪的初温t麦醪…………………………………………7
2.2.3.2、中间温度t……………………………………………………………7
2.2.4第二次煮沸混合醪的耗热量Q4……………………………………………7
2.2.4.1.混合醪升温至沸腾所耗热量Q41……………………………………7
2.2.4.2二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q42……………………………………8
关键词：糊化锅糖化锅物料衡算热量衡算
【糖化车间】
1、100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算
啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化糟和酒花糟）等。
1.1糖化车间工艺流程
水，蒸汽
麦芽，大米粉碎糊化糖化过滤
麦槽
麦汁煮沸回旋沉淀薄板冷却发酵车间
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生物工程专业课程设计指导书
《生物工程课程设计》实习指导书主编：xxx xxx桂林理工大学化学与生物工程学院2011年9月前言《生物工程课程设计》是生物工程专业的一门实用性和技术性很强的专业课程，属于专业实践教学环节。
通过这个实习环节的学习和锻炼，使学生在掌握了生物工程专业基础理论、专业理论和专业知识的基础上，初步掌握发酵工程、生物分离工程工厂设计的基本原则、发酵工艺参数和分离工艺参数的设计及检测方法的建立，培养学生具备发酵工厂工艺、工程设计的能力，使学生得到生物工程专业技术人员的综合性基本训练。
本指导书主要叙述了课程设计的目的与要求、课程设计的任务、课程设计的内容、课程设计报告的要求、考核方法与评分办法等内容，其中课程设计的内容为本书重点，阐明了啤酒、酒精、味精和酶制剂工厂设计要求等指导性内容。
编写本指导书的目的，旨在指导学生掌握发酵、提取、分离工厂设计工作的原理、步骤和方法，培养正确的辨证的工程设计观点，提高综合运用专业理论与基础理论知识及技能，分析解决发酵工程、分离工程实际问题的能力。
目录一、课程设计的目的与要求 (1)二、课程设计的任务 (2)（一）课程设计的基本环节 (2)（二）课程设计具体任务 (2)三、课程设计的内容 (4)（一）味精糖化车间（工厂）设计 (4)（二）味精发酵车间（工厂）设计 (5)（三）啤酒发酵车间（工厂）设计 (9)（四）酒精发酵车间（工厂）设计 (10)（五）糖化酶发酵车间（工厂）设计 (11)（六）其他参考选题 (12)四、课程设计报告要求 (13)五、考核方法与评分办法 (14)六、参考资料 (15)附一：课程设计报告撰写指南 (16)附二：课程设计报告样式与格式规范要求 (19)一、课程设计的目的与要求课程设计是专业课教学的重要组成部分，是理论学习的深化和应用。
通过课程设计，培养学生自觉树立精心设计的思想和理论联系实际的学风，使学生在学习了生物工程专业基础理论、专业理论和专业知识的基础上，能够综合运用发酵工程、分离工程的理论知识，并结合发酵产品生产工艺学，初步掌握发酵工程、分离工程工厂设计的程序、方法和步骤，培养学生具备发酵工厂、分离工厂工艺设计和工程设计的能力。
生物工程与设备 设计说明书
生物工程与设备课程设计说明书(味精厂谷氨酸机械搅拌通风发酵罐设计)作者姓名杨军权专业班级生物工程11-2班指导教师王君高、王兰芝目录课程设计任务书 (2)课程设计指导书 (3)前言 (3)课程设计的目的与任务 (3)设计参数 (3)物料衡算 (3)(一)发酵罐总容积计算 (3)（二）发酵罐个数计算 (4)发酵罐工艺设计 (5)（一）发酵罐直径及罐体高度计算 (5)（二）发酵罐壁厚计算 (6)（三）搅拌器类型选择与设计 (7)（四）搅拌轴直径计算 (8)（五）冷却面积计算与设计 (11)（六）教材及主要参考资料 (12)设计体会 (12)齐鲁工业大学课程设计任务书食品与生物工程学院2011级生物工程专业学生杨军权题目：年产6万吨味精厂谷氨酸生产机械搅拌通风发酵罐设计一、主要内容：1、物料恒算，计算发酵罐总容积；2、求发酵罐个数，取单罐公称容积200m3；3、公称容积200m3发酵罐设计（罐体尺寸、壁厚、搅拌器类型选择及尺寸设计、搅拌功率计算、搅拌轴直径计算、冷却面积计算与设计）二、基本要求1、编写计算设计说明书（有前言、设计参数、物料恒算、发酵罐工艺设计，设计体会）2、用CAD绘出发酵罐结构图。
三、设计参数1、糖酸转化率61%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/cm3 8、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、空罐灭菌压力0.25MPa 12、年工作日安330天计算四、主要参考资料〔1〕郑裕国《生物工程设备》化学工业出版社2007〔2〕高孔荣《发酵设备》轻工业出版社1991.10〔3〕梁世中《生物工程设备》轻工业出版社2002.2〔4〕化工设备设计全书编辑委员会编《搅拌设备设计》上海科学技术出版社1985〔5〕吴思方《发酵工厂工艺设计概论》中国轻工业出版社2007（6）化工工艺设计手册（7）于令信《味精工业手册》（8）张克旭《氨基酸发酵工艺学》轻工业出版社完成期限：自2014年 6 月19日至2014 年 6 月23 日指导教师：王君高王兰芝教研室主任：《生物工程与设备》课程设计指导书一、前言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。
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。
生物工程设备及其设计格式
《生物工程设备及其设计》课程设计说明书年产10万吨味精厂发酵罐设计说明书学院生物技术学院专业生物工程学生姓名邓美琳班级学号********/**********指导教师陈欣二〇一四年五月摘要本课程设计任务为设计年产10万吨谷氨酸的机械搅拌通风发酵罐。
通过查阅资料，我对谷氨酸发酵工艺流程及其工作原理有了进一步的了解。
然后对发酵罐的基础数据进行计算，最后得到所需发酵罐。
通过课程设计，使我对工艺参数确定，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。
关键词：发酵罐目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (2)1.2任务书设计主体 (2)1.2.1谷氨酸生产工艺流程、工艺技术指标及基础数据 (2)1.2.1.1谷氨酸发酵工艺流程示意图 (2)1.2.1.2工艺技术指标及基础数据 (3)第二章发酵罐的设计与选型 (4)2.1发酵罐的选型 (4)2.2发酵罐的生产能力、容积及个数的确定 (4)2.3主要尺寸的计算 (5)2.4冷却面积的确定 (5)2.5搅拌器设计 (6)2.6搅拌轴功率的确定 (7)2.7设备结构的工艺设计 (8)2.8竖直蛇管冷却装置设计 (8)2.9发酵罐壁厚的计算 (11)2.10 接管设计 (11)第三章小结 (13)参考文献 (13)第一章绪论1.1 引言谷氨酸学名是α-氨基戊二酸，结构式为HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH。
谷氨酸在水中溶解度小，但其钠盐溶解度较大。
谷氨酸分子中有两个羧基，一个氨基，具有酸味，中和成一钠盐后，酸味消失而鲜味增加。
当前，我国的味精生产发酵法占统治地位，而发酵生产的发酵罐仍是机械搅拌通风发酵罐，即大家常说的通用罐。
它是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合，促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵和代谢所需要的氧气。
它主要由罐体、搅拌器、挡板、轴封、空气分布器、传动装置、冷却管、消泡器、人孔、视镜等组成。
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。
生物工程设备课程设计样板2
课程设计说明书课程名称: 生物工程设备设计课程设计设计题目: 乳酸发酵车间工艺设计学院(直属系) : 生物工程学院年级、专业: 09级生物二班学生姓名: 杨帆学号: 312009081801204指导教师: 张良开始时间: 2012 年 6 月 26 日完成时间:年月日目录摘要 (2)设计题目 (3)设计任务…………………………………………………………………………………原始资料…………………………………………………………………………………………结论…………………………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………………摘要乳酸是世界公认的三大有机酸之一，自从1780年Scheele发现乳酸以来，乳酸的生产及应用技术得到大规模的提高。
L-乳酸、L-乳酸盐及其聚合物广泛应用于食品、医药、农业、化学工业等领域。
此外，以L 乳酸聚合的聚乳酸(PLA)，凭借其可生物降解，生物相容等特性，越来越受到广泛的研究和关注。
乳酸是一种极具发展潜力的精细化学品。
目前全世界的产量为10 万吨。
我国占世界产量的10 %。
由于聚乳酸产品的研究和开发,乳酸将有可能代替目前困扰世界各国的白色热塑污染产品,成为名副其实的“绿色”环保制品。
乳酸可通过生物发酵法和化学合成法生产制造。
采用生物发酵法制得的L - 乳酸是目前乳酸生产的重点,但要同热塑产品在价格上形成竞争,乳酸发酵生产的成本必须大幅度下降,生产规模要扩大。
此次课题是对乳酸工业生产发酵罐级车间布局的设计。
关键词：乳酸聚乳酸发酵发酵罐一、设计题目乳酸发酵车间工艺设备设计二、设计任务本课程是生物技术专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。
学习本课程的日的是使学生在完成相关专业课程后，尤其是在完成《生物工程设备》这门课程后，综合运用3年所学的知识，进行工厂的初步设计。
生物工程设备课程设计2011
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对本设计的简单评述
• 收获和体会 • 设计的优缺点
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设计图纸一张
• 前面所有的计算分析浓缩到一张图上：发 酵罐示意图，另外有工艺流程图。 设备 图采用工程制图或计算机AUTOCAD绘制。简 装图应标明设备的主要结构与尺寸
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设计基本依据 ---发酵机制或生产原理
• 如谷氨酸的发酵，必须介绍糖酵解途径、 三羧酸循环、以及仅一酮戊二酸在谷氨酸 脱氢酶的作用下转化为谷氨酸的机制，同 时介绍谷氨酸大量积累的调节机制以及生 产中如何调节
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工艺设计
• 设备结构及主要尺寸的确定（D、H、HL、V、 VL、Di等）；
• 通风量的计算； • 搅拌功率计算与电机的选择； • 传热面积及冷却水用量的计算。
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设备设计
• 壁厚设计（包括筒体、封头和夹套）。 • 搅拌器与搅拌轴的设计。 • 局部尺寸的确定（包括挡板、人孔、手孔、
梯子、视镜及各种进出口接管等）。 • 冷却装置的设计：对于夹套，校核冷却面
积；对于列管冷却，确定列管规格、总长 及布置。
作设计任务书。 • 调查，收集有关数据，了解设备制造，安
装和操作的有关知识，奠定设计感性基础。 • 设计计算，绘图和编制设计说明书。
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具体怎么办
• 定题 • 自组织 • 文献资料的查阅 • 工艺流程选择及论证
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自组织
• 根据个人兴趣选择题目，并成立若干设计 小组，以4-6人为一小组作为设计单位，整 个选题的完成采取集体合作与个人分工相 结合的方法，设计前期的任务由集体协作 完成，然后个人独立进行的工段设计。
生物工程设备设计任务书---年产X吨青霉素发酵车间工艺设计
生物工程设备课程设计任务书-----年产X吨青霉素发酵车间工艺设计一、课程教学目标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》、《生物分离工程》、《生物工程设备及工厂设计》、《机械制图》、《化工原理》等专业课程的基本理论和知识，使之系统化、综合化。
树立正确的设计思想，掌握生物工程设备及工厂设计的基本方法和步骤，为今后创造性设计生物工程设备和相关技术改造工作打下一定的基础。
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、培养学生熟悉、查阅并综合运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设计能力的基本训练。
二、课程设计题目（任选一）年产X吨青霉素发酵车间设计：200吨、300吨、400吨、1000吨、1500吨三、课程设计任务：1、根据设计任务，查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料及工艺参数，进行生产方法的选择与比较，工艺流程与工艺条件的确定和论证，确定工艺过程的重要参数。
2、工艺流程图，按工艺流程图绘制要求完成有一定控制工点的流程详图，包括设备、物料管线、主要管件、控制仪表等内容。
3、发酵罐主要结构尺寸、搅拌装置及冷却装置计算，根据工艺要求选取相应发酵罐类型，进行发酵罐种子罐数量计算，发酵罐几何结构尺寸计算，同时完成发酵罐搅拌装置及冷却装置的选型和计算。
4、根据计算结果按相应比例尺寸绘制发酵罐及冷却装置示意图,并完成发酵车间平面布置图。
四、设计的成果内容1、设计说明书1份2、画出产品生产的带控制点工艺流程图1张（要求用AUTOCAD绘图）3、画出发酵车间的设备布置图1张（要求用AUTOCAD绘图）五、设计基本依据生产规模:：1500吨/年;产品规格：80万单位（0.48g）,1万个单位相当于6mg发酵单位：50000单位/ ml;发酵罐接种量：20%(V/V);提取总收率：82%发酵罐装料系数:80%;发酵周期:200h全年生产天数:300天六、参考资料各类手册及生物工程专业相关教材。
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生物工程设备与工艺设计课程设计指导手册（第一版）常州大学制药与生命科学学院二O一四年目录一、《生物工程设备与工艺设计》课程设计教学大纲 (1)二、课程设计封面 (3)三、课程设计说明书格式要求 (5)四、《生物工程设备与工艺设计》课程设计规范要求 (7)五、《生物工程设备与工艺设计》课程设计答辩及考核工作条例 (9)六、发酵工厂设计流程 (10)七、《生物工程设备与工艺设计》课程设计任务书 (23)一、《生物工程设备与工艺设计》课程设计教学大纲1. 目的与任务《生物工程设备与工艺设计》课程设计是发酵工程教学的一个重要环节，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。
通过课程设计，应培养学生的独立工作能力，培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃认真的工作作风。
2. 要求、内容与进度安排通过《生物工程设备与工艺设计》课程设计的训练，学生达到的基本要求如下：（1）进一步巩固加深所学《化工原理》、《发酵工程》、《生物工程设备与工艺设计》、《生物分离工程》等专业课程的基本理论和知识，使之系统化、综合化；（2）具备查阅资料，使用有关手册、图表和收集合适的数据及正确选用计算公式的能力；正确选择设计参数，具有从技术上可行和经济上合理两方面分析问题的工程观点和能力；（3）具有正确、迅速地进行主要设备及某些辅助设备计算的能力；（4）掌握发酵工厂初步设计的程序和方法，具有用简洁的文字和适当的图表来表达自己设计思想的能力。
《生物工程设备与工艺设计》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。
具体选题由指导教师确定。
发酵工程课程设计进度安排如下：（1）设计方案的选定接受设计任务。
熟悉与设计有关的图书、资料、手册。
选择工艺流程，并进行简要的论述。
（2天）（2）工艺设计确定进、出主体设备各种物料的方式和状态。
流程中设备的位置和关系。
然后进行工艺计算，包括物料衡算和能量衡算。
物料衡算确定各物料的流率，热量衡算确定加热介质，冷却介质的消耗。
（3天）（3）设备设计选择合适的设备型式，计算设备的主要工艺尺寸，并绘制设备的工艺条件图。
图面应包括设备的主要工艺尺寸、技术特性和接管表。
（1天）（4）典型辅助设备主要工艺数据的计算，设备规格、型号的选定。
（1天）（5）编写设计说明书设计说明书的内容应包括：设计任务书；目录；设计方案简介（流程和方案的说明及论证）；工艺计算及主要设备设计；工艺流程图或主要设备的工艺条件图；设计结果汇总；设计评述及参考文献。
设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对所选择的工艺流程和设备做出技术和经济上的论证和评价。
按设计步骤列出公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明其来历。
（穿插在平时完成）（6）带控制点的工艺流程图、物料流程图、主要设备图的绘制（根据题目要求绘制其中1张，2#或3#图）。
（2天）在课程设计期间，要求学生在指定地点进行设计，教师全天为学生进行辅导答疑，定期检查学生的完成情况。
最后一天答辩。
3.成绩的考核与评定办法通过答疑、质疑、书面测验、评阅设计说明书和图纸以及答辩，全面考核学生完成任务的质量和水平。
(1) 说明书的质量50%(2) 图纸质量20%(3) 答辩20%(4) 平时表现10%设计成绩采用优、良、中、及格和不及格五级记分。
4.参考书目[1]匡国柱，史启才．化工单元过程及设备课程设计[M]．北京：化学工业出版社，2002[2]天津大学化工原理教研组．化工原理课程设计[M]．天津：天津大学出版社，2002[3]涂伟萍，陈佩珍，程达芳．化工过程及设备设计[M]．北京：化学工业出版社，2000[4]潘国昌，郭庆丰.化工设备设计[M].北京：清华大学出版社，1996[5]上海医药设计院.化工工艺设计手册（上下册）[M]. 北京：化学工业出版社[6]化工部化工工艺孔管设计.化工管路手册（上下册）[M]. 北京：化学工业出版社[7]化工百科全书编委会.化工百科全书[M]. 北京：化学工业出版社[8]蒋作良.药厂反应设备及车间工艺设计[M].北京：中国医药科学技术出版社.[9]梁世中.生物工程设备[M].北京：中国轻工业出版社，2002[10]陈国豪.生物工程设备[M].北京：化学工业出版社，2007二、课程设计封面学号:C H A N G Z H O U U N I V E R S I T Y课 程 设 计设计课程名称： 题 目： 学 生 姓 名： 学 院（系）： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 专业技术职务：设计时间： 年 月 日 年 月 日三、课程设计说明书格式要求目录：自动生成，数字右边对齐正文格式：题目（宋体、三号字、加粗、居中）1、标题1（中文：宋体，英文和数字：Times new Roman，小三号字，加粗，左对齐，1.5倍行距，段前6磅，段后6磅）正文（宋体，小四号，首行缩进2字符，英文和数字：Times new Roman，1.5倍行距）1.1 标题2（中文：宋体加粗，英文和数字：Times new Roman，四号，左对齐，1.5倍行距，段前6磅，段后6磅）正文（宋体，小四号，首行缩进2字符，英文和数字：Times new Roman，1.5倍行距）1.1.1 标题3（中文：宋体加粗，英文和数字：Times new Roman，小四号，左对齐，1.5倍行距）正文（宋体，小四号，首行缩进2字符，英文和数字：Times new Roman，1.5倍行距）1.1.1.1 标题4（宋体，小四号，首行无缩进，英文和数字：Times new Roman，1.5倍行距）正文（宋体，小四号，首行缩进2字符，英文和数字：Times new Roman，1.5倍行距）参考文献（中文：宋体，英文和数字：Times new Roman，小三号字，加粗，左对齐，1.5倍行距，段前6磅，段后6磅）[1] 作者，作者，作者，等. 书名（M）. 出版地：出版社（版号），年. 页码（著作）[2] 作者，作者，作者，等. 题目（J）. 杂志名，年，卷（期）：页码（论文）[3] 作者，作者，作者，等. 题目（C）. 论文集名，出版地：出版社，年.页码（会议论文）[4] 标准代号分类号顺序号-发布年，标准名称[S](GB 10830-1998，机动车制动液使用技术条件[S])[5] 申请者.题目[P].专利国别：代号,专利文献种类，专利号，出版日期说明：1. 引用文献必须注明出处，参考文献放在文末。
2. 标注采用顺序编码制，按文中出现的先后顺序编号。
例：引用一篇文献资料：××××[1]；引用两篇或两篇以上文献资料：××××[4,5]；×××[6-9]；3. 题名、摘要、关键词、目录等中不出现文献的脚注。
四、《生物工程设备与工艺设计》课程设计规范要求1、课程设计的整体要求（1）本专业课程设计说明书为15页以上（A4纸，不包括附件）。
（2）写作格式、文献著录、图表描述、数学、物理和化学式的表达都应符合国家标准：GB 7713-87 科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式；GB 7714-87 文后参考文献著录规则；（3）要求阐述清楚，条理性强，文字简练。
2、计算机应用基本要求课程设计说明书必须全部用计算机打印；学生课程设计结束后，应将计算机处理过的资料整理成电子文档上交专业教研室备案。
3、课程设计说明书的要求3.1 封面内容：课题名称、设计类型、专业班级、学号、学生姓名、指导教师3.2 目录3.3 设计任务书3.4 设计说明书正文（1）题目：××××（2）概述：简要叙述生产产品国内外生产情况、用途与发展前景；设计依据和指导思想、设计规模和范围、及技术先进性、可靠性等内容。
（3）原材料及产品的主要技术规格（4）生产流程简述：按生产工序叙述物料经工艺设备的顺序与去向，并说明主要操作的控制指标，如温度、压力、流量、配比等；说明产品与原料的贮存、运输方式及其有关安全措施和注意事项，不在设计范围内的内容可不写。
（5）工艺计算：以生产1吨产品或一个生产周期为计算依据，进行物料衡算和能量衡算。
（6）主要设备的计算：根据工艺计算结果选择主要设备的规格和数量。
（7）其它：对课程设计进行总结，对存在问题进行分析，并提出解决方法。
（8）参考文献：按毕业设计（论文）中参考文献的格式。
（9）致谢。
说明书要求：在正文中，标点符号一般都用中文标点（全角标点），但如果是在英文或数字内部，应用英文标点（半角标点），标点后空一格。
表格用三线表，表格和图要在全文按顺序编号，并要有表头和图题。
流程图应以图片格式插入到正文中。
课程设计的题目应该与任务书上完全相同。
公式请用公式编辑器编写。
五、《生物工程设备与工艺设计》课程设计答辩及考核工作条例1、答辩及考核的工作内容与时间安排课程设计答辩及考核工作包括材料评审、答辩、成绩评定及总结。
一般安排在课程设计的最后一天进行。
2、课程设计的评审课程设计由指导教师评审，评审后写出评阅及评分意见。
评审重点是：（1）审查学生掌握基础理论、基本技能、专业知识及综合训练的情况；（2）审查学生文字表达、计算机运用、工程设计等方面的能力和图纸质量；（3）课程设计资料的规范性、完整性。
3、答辩及成绩评定课程设计完成后要在规定时间内由指导教师组织答辩，以检查学生是否达到课程设计的要求和目的。
提问的主要内容为：（1）与课题有关的基本理论和基本技能；（2）设计和报告中存在的疑点与错误；（3）考察鉴别学生的独立工作能力、基本概念、设计规范和计算方法；（4）设计中不足之处和应改进的方面。
成绩评定：课程设计成绩采用结构分制，即平时成绩，报告成绩和答辩成绩，三部分比例为20：50：30，最终成绩采用优、良、中、及格、不及格五级记分。
对材料不够完整，规范性较差的学生，课程设计综合考核成绩原则上不得评定为良好以上。
六、发酵工厂设计流程发酵工厂设计是一个发酵产品能否实现产业化的一个重要环节，是建设一个质量优良、工艺先进的工厂的前提。
1 发酵工厂基本建设程序新建一个发酵工厂从项目决策到建成投产，一般要经过三个阶段：项目决策期、建设期和生产期。
项目决策期的工作包括项目建议书、可行性研究报告。