发酵工艺与设备课程教学大纲.doc

《发酵工艺与设备》课程教学大纲

课程编号：

总学时数：51学时

总学分数：

课程性质：

适用专业：

—、课程的任务和基本要求：

发酵工程是现代生物技术的重要组成部分，广泛应用于农业、医药、食品、环保、能源和化工等领域，涉及到全人类所面临的营养与健康、环境与资源等人们日常生活、社会重大问题及国家战略性问题。通过发酵过程进行的产品开发和环境保护，已经并将继续给人类带来巨大经济和社会效益。

通过本课程的学习，对发酵过程中的化学、生物学和工程学的现象和问题有较深入的理解和认识。本课程突出介绍发酵工程中的基本概念和原理，系统的阐述发酵的菌种

来源、培养基制备、灭菌和种子扩大培养，发酵过程中的操作方式、工艺控制，发酵工业设备的构造及性能和操作原理，产物的分离方法等，并简要介绍微生物代谢调节、基

因工程菌发酵和动植物细胞培养等内容。要求学生将基础课和专业课与发酵工业的操作

原理结合起来，掌握发酵工程中的基本概念，理解和掌握发酵工艺过程的特点和规律，为将来从事生物技术和生物工程的有关科研和生产工作打下良好的基础。要求先修课程：生物化学、微生物学、物理化学、化工原理、机械设备基础。

二、基本内容和要求：

本课程《发酵工艺与设备》(Fermentation technology and equipment )主要讲解发酵过程中的共性规律，按发酵工艺流程来编排教学内容，课程内容主要包括菌种的来源、

培养基的制备、灭菌技术、种子的扩大培养、发酵过程原理及反应动力学、发酵过程工艺控制、微生物的代谢调节、发酵设备、动植物细胞培养，发酵产物的提取与精制等，并以具体发酵产品案例贯穿在每一章里面。要求学生理解和掌握发酵过程的基本原理和

概念，在生物学和工程学层次上掌握对发酵生产过程的分析方法、操作方法、工艺控制等，在整体上对发酵过程工艺流程有一个完整的认识，达到学生既能掌握发酵过程的基

础理论知识，又能提高应用理论知识于实践的目的。

三、实践环节和要求：无

四、教学时数分配:

第三章微生物发酵培养基

3.1培养基的类型

3.2发酵培养基的成分和来源

3.3发酵培养基的设计与——优化4

第四章灭菌

4.1火菌的方法

4.2 培养基与发酵设备的火菌

4.3空气的除菌

4.4无菌检测方法

4.5发酵“三废”的安全处理

2

第五章种子的扩大培养

5.1种子的制备工艺

5.2种子质量的控制措施5.3种子制备的放大技术2

第六草发酵过程原理与动力

学

6.1发酵过程的物料平衡

6.2分批发酵过程

6.3连续发酵过程

6.4补料分批发酵过程

6.5发酵与分离的偶合

4

第七章发酵过程氧的传递与供需

7.1微生物对氧的需求

7.2发酵过程氧的传递

7.3发酵过程耗氧与供氧的关

系

7.4影响氧传递的因素

7.5溶氧、摄氧率和K L a的

测定5

第八章发酵过程的工艺控制

8.1发酵工艺控制概述

8.2基质浓度对发酵的影响及

其控制

8.3种子质量的影响

8.4温度对发酵的影响及其控

制

8.5 pH对发酵的影响及其控

制

8.6溶氧对发酵的影响及其控

制

8.7二氧化碳和呼吸商

8.8补料对发酵的影响及其控

制

8.9泡沫对发酵的影响及

其控制

8.10发酵终点的判断

8.11发酵染菌的防治

8.12发酵过程参数检测

15

第九章微生物的代谢调节

9.1初级代谢调节9.2次级代谢调节9.3代谢工程3

第十章动、植物细胞培养

10.1动物细胞培养

10.2植物细胞培养

3

第十一章发酵设备

11.1发酵罐的类型与结构

11.2发酵罐的设计与放大

11.3搅拌功率的计算及电机选

配3

第十二章发酵产物的提取与

精制

12.1提取与精制的一般工艺

流程

12.2发酵液的预处理与

固液分离方法

12.3微生物细胞的破碎

技术

12.4产物的分离方法

12.5产物的精制方法

3

五、其它项目：无

六、有关说明：

1、教学和考核方式：

教学方式：

在课堂教学中主要采用多媒体手段，同时结合案例分析及学习最新文献方法的教学

方式。让学生既能从形象生动的多媒体课件中获得大量的理论知识，又能从案例分析中

理解基本概念和原理的应用；以理论联系实践的方式，以激起学生的学习兴趣，使学生

便于理解和掌握本课程的理论知识及其在实践中的应用，从而培养学生掌握基础知识及

应用理论知识的能力。

同时，以教材、电子课件、主要参考书以及最新国内外文献的复合教学材料，供学

生阅读和参考，以拓宽学生的阅读范围和视野，增强学习兴趣，加强对基础理论在实践

中应用的理解，提高学生应用理论知识的能力，进一步保证教学质量。

考核方式：本课程为考查课。

2、习题：

见后

3、能力培养要求：

培养学生理解和掌握发酵过程的基本概念和原理的能力；培养学生掌握发酵过程的

有关操作、控制和优化知识和方法的能力；培养学生对发酵设备的操作和设计方法掌握的能力；培养学生对发酵产物分离和精制方法及其他有关知识掌握的能力；培养学生对

基础理论知识在实践中应用的能力。

4、与其它课程和教学环节的联系：

先修课程和教学环节：

先修课程生物化学、微生物学与本课程有关生物现象知识，菌种、培养基、灭菌、发酵过程中微生物代谢与调控等教学环节相联系，同时课程还串插分子生物学、基因组

学、蛋白组学等有关生物学知识，使学生能了解最新生物技术在发酵工程中的应用；先修课程物理化学和化工原理与发酵过程中有关化学知识与化学工程原理，如灭菌技术原理、发酵过程中的“三传一反”及工艺控制和过程优化、产物的提取与精制、发酵设备的设计与放大等教学环节相联系；机械设备基础与发酵过程中有关设备的应用、操作、发酵罐的构造、设计和放大等教学环节相联系。

后续课程和教学环节：