生物工程設(shè)備教學(xué)大綱

1、生物工程設(shè)備教學(xué)大綱 生物科學(xué)與工程學(xué)院生物工程教研室編2009年9月第三次修改編寫說(shuō)明生物工程設(shè)備是生物工程專業(yè)的專業(yè)核心課程之一，在我系的專業(yè)課教學(xué)中占有特別重要的地位。生物工程設(shè)備是專門研究生物工廠設(shè)備的一門學(xué)科，是生物工程專業(yè)的專業(yè)課，在學(xué)過(guò)的生物工藝，化工原理，生物化學(xué)的基礎(chǔ)上開設(shè)的。生物技術(shù)是以基因工程為先導(dǎo)，結(jié)合發(fā)酵工程、酶工程和生化工程等技術(shù)，構(gòu)成現(xiàn)代生物技術(shù)。生物工程設(shè)備則是生物工程技術(shù)和化學(xué)工程與設(shè)備交叉的結(jié)合體。具體內(nèi)容包括：生化反應(yīng)器、生化反應(yīng)物料處理及產(chǎn)物分離純化設(shè)備和輔助系統(tǒng)設(shè)備的原理和設(shè)計(jì)及計(jì)算。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠了解和掌握發(fā)酵工廠常用的發(fā)酵設(shè)備、分離提取

2、原理及設(shè)備。并為學(xué)習(xí)其他工藝學(xué)奠定基礎(chǔ)。為了規(guī)范教學(xué)，提高我系的生物工程專業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量，特編寫此大綱。生物工程設(shè)備教學(xué)大綱，全面系統(tǒng)的介紹發(fā)酵工藝的內(nèi)容，結(jié)合本學(xué)科的最新成果組織編寫。本大綱的內(nèi)容有：教學(xué)目的與要求、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容、并提供了思考題、教學(xué)參考書及課時(shí)分配表等。本大綱由李樹立老師編寫，教研室集體審定。 生物工程教研室2009年9月 課時(shí)分配表章節(jié)內(nèi)容課時(shí)第一章緒論1第二章物料處理和輸送設(shè)備5第三章空氣凈化除菌設(shè)備3第四章培養(yǎng)基的制備設(shè)備4第五章通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備6第六章厭氧發(fā)酵設(shè)備5第七章植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞反應(yīng)器3第八章生物反應(yīng)器的比擬放大3第九章過(guò)濾、離心、膜分離設(shè)備6第十

3、章離子交換分離原理和設(shè)備3第十一章蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備3第十二章干燥設(shè)備3第十三章蒸餾設(shè)備3第十四章生物反應(yīng)器的檢測(cè)及控制第十五章生物工程供水與制冷系統(tǒng)及設(shè)備合計(jì) 51目 錄理論教學(xué)部分：第一章 概述第二章 物料處理和輸送設(shè)備第一節(jié) 固體物料的處理與粉碎設(shè)備第二節(jié) 固體物料輸送設(shè)備第三節(jié) 液體物料的輸送設(shè)備第三章 空氣凈化除菌設(shè)備第一節(jié) 空氣凈化除菌的方法與原理第二節(jié) 空氣過(guò)濾除菌設(shè)備及計(jì)算第四章 培養(yǎng)基的制備設(shè)備第一節(jié) 糖蜜原料的稀釋與澄清第二節(jié) 淀粉質(zhì)原料的蒸煮糖化設(shè)備第三節(jié) 啤酒生產(chǎn)麥芽汁的制備第四節(jié) 培養(yǎng)基的滅菌第五章 通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備 第一節(jié) 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐第二節(jié) 氣升式發(fā)酵罐(ALR)

4、第三節(jié) 自吸式發(fā)酵罐 第四節(jié) 通風(fēng)固相發(fā)酵設(shè)備 第五節(jié) 其他類型的通風(fēng)發(fā)酵反應(yīng)器簡(jiǎn)介 第六章 嫌氣發(fā)酵設(shè)備 第一節(jié) 酒精發(fā)酵設(shè)備 第二節(jié) 啤酒發(fā)酵設(shè)備 第三節(jié) 連續(xù)發(fā)酵 第七章 植物細(xì)胞(組織)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器 第一節(jié) 植物細(xì)胞(組織)培養(yǎng)反應(yīng)器 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器 第三節(jié) 微藻培養(yǎng)反應(yīng)器 第八章 生物反應(yīng)器的比擬放大 第一節(jié) 生物反應(yīng)器的放大目的及方法 第二節(jié) 通氣發(fā)酵罐的放大設(shè)計(jì) 第九章 過(guò)濾、離心與膜分離設(shè)備 第一節(jié) 過(guò)濾速度的強(qiáng)化 第二節(jié) 過(guò)濾設(shè)備 第三節(jié) 離心分離設(shè)備 第四節(jié) 膜分離設(shè)備 第十章 離子交換分離原理及設(shè)備 第一節(jié) 離子交換樹脂 第二節(jié) 離子交換分離原理 第三

5、節(jié) 離子交換設(shè)備第十一章 蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備 第一節(jié) 常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備 第二節(jié) 結(jié)晶設(shè)備 第十二章 干燥設(shè)備 第一節(jié) 固體物料干燥機(jī)理及生物工業(yè)產(chǎn)品干燥的特點(diǎn) 第二節(jié) 非絕熱干燥設(shè)備 第三節(jié) 絕熱干燥設(shè)備 第四節(jié) 冷凍干燥及其他干燥設(shè)備 第十三章 蒸餾設(shè)備 第一節(jié) 蒸餾分離提純?cè)?第二節(jié) 酒精蒸餾流程 第三節(jié) 粗餾塔 第四節(jié) 精餾塔 第十四章 生物反應(yīng)器的檢測(cè)及控制 自學(xué)第十五章 生物工程供水與制冷系統(tǒng)及設(shè)備 自學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分：在生物工程實(shí)驗(yàn)課程中做 實(shí)驗(yàn)一 發(fā)酵罐操作技術(shù)實(shí)驗(yàn)二 體積溶氧系數(shù)的測(cè)定理論教學(xué)內(nèi)容第一章緒論【教學(xué)目的與要求】了解課程的目的和任務(wù)，掌握生化反應(yīng)的目的，掌握生化反應(yīng)器

6、的分類，了解生化反應(yīng)器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)內(nèi)容?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】生化反應(yīng)的目的，生化反應(yīng)器的分類?！窘虒W(xué)方法】講授為主?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、課程介紹 二、生化反應(yīng)的目的三、生化反應(yīng)器的分類四、生化反應(yīng)器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)內(nèi)容：【思考題】1、生化反應(yīng)的目的？2、生物反應(yīng)器的分類？【參考書目】 生物工程設(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年第二章 物料處理和輸送設(shè)備【教學(xué)目的與要求】了解發(fā)酵工廠物料處理和輸送的方法，掌握機(jī)械輸送設(shè)備的特點(diǎn)及選型；掌握氣力輸送的原理和流程及簡(jiǎn)單管道的計(jì)算?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】掌握機(jī)械輸送設(shè)備和氣力輸送設(shè)備的特點(diǎn)及選型，氣力輸送流程的比較和管道計(jì)算。【教學(xué)方法】講授、自學(xué)與多媒體等直觀教學(xué)

7、手段相結(jié)合。【教學(xué)內(nèi)容】 第一節(jié) 固體物料的處理與粉碎設(shè)備一、固體物料的篩選除雜設(shè)備1.谷物原料的粗選設(shè)備大麥粗選機(jī)（平搖振動(dòng)篩）結(jié)構(gòu)圖磁力除鐵器2.大麥的精選及分級(jí)設(shè)備大麥精選機(jī)大麥分級(jí)設(shè)備二、固體物料的粉碎設(shè)備1.物料粉碎的力學(xué)分析2.物料的粉碎度3.粉碎機(jī)械錘式粉碎機(jī) 對(duì)輥粉碎機(jī)圓盤鋼磨MF260型鋼片式磨粉機(jī)三、固體物料的加水粉碎（濕法粉碎）1.濕法粉碎設(shè)備2.砂輪磨四、微細(xì)粉碎和超微細(xì)粉碎 第二節(jié) 固體物料輸送設(shè)備一、機(jī)械輸送設(shè)備、斗式提升機(jī) 斗式運(yùn)輸機(jī) 1、適用物料：最常用的是以橡膠帶牽引的D型斗式提升機(jī)。2、構(gòu)造和原理3. 斗式提升機(jī)的計(jì)算、帶式輸送機(jī) 皮帶輸送機(jī)1.適用物料 2

8、.結(jié)構(gòu)原理、螺旋輸送機(jī) 螺旋運(yùn)輸機(jī) 攪龍1.適用物料2.結(jié)構(gòu)和原理：如結(jié)構(gòu)圖 略 3.螺旋輸送機(jī)計(jì)算 、可彎曲螺旋輸送機(jī) 二、 氣力輸送系統(tǒng)及設(shè)備、氣流輸送原理1.顆粒在垂直管中的懸?。?2.顆粒在水平管的懸浮3.顆粒在輸送管中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 、氣流輸送的流程1.真空輸送流程2.壓送式氣流輸送流程3.混合式氣流輸送流程、氣流輸送系統(tǒng)的組成設(shè)備1、進(jìn)料裝置：吸嘴和加料器2、分離裝置 3、空氣除塵裝置：、氣流輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、流程的選擇和確定2、工藝流程圖和設(shè)備流程圖3、氣流輸送系統(tǒng)的計(jì)算 第三節(jié)液體物料的輸送設(shè)備 一、泵的選型計(jì)算1、離心泵： 2、往復(fù)泵 （屬于容積泵） 3、旋轉(zhuǎn)泵 二、輸送管路、管

9、件1、管徑的計(jì)算與選擇 2、管道介質(zhì)流速的選擇3、管件：根據(jù)管道直徑對(duì)應(yīng)選擇【思考題】1、解釋概念：粉碎比、混合比、壓頭、沖程、2、磁力除鐵器有哪幾種？大麥的精選和分級(jí)設(shè)備有哪些？ 3、粉碎機(jī)的類型及其主要作用力？4、固體物料的單臺(tái)輸送設(shè)備有哪些？ 其適用輸送物料和條件？ 5、氣流輸送的流程有幾種？特點(diǎn)？比較各流程。6、氣流輸送的設(shè)備組成？7、生物工業(yè)常用的泵及適用物料范圍8、某啤酒廠真空輸送麥芽。每天輸送量20噸，操作4h，輸送的水平距離50m，垂直距離25m，90大彎管(r/D=6)2個(gè)，沉降式卸料器排料，后接旋風(fēng)分離器、袋濾器再由真空泵排空，空氣管長(zhǎng)20m， 90彎管(r/D=2) 4個(gè)

10、。要求畫出工藝流程草圖計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算輸料管管徑 ?！緟⒖紩俊可锕こ淘O(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社第三章 空氣凈化除菌設(shè)備 【教學(xué)目的與要求】掌握空氣凈化原理和介質(zhì)過(guò)濾除菌設(shè)備的計(jì)算 【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】空氣凈化原理和介質(zhì)過(guò)濾除菌設(shè)備的計(jì)算 【教學(xué)方法】結(jié)合實(shí)例教學(xué)【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 空氣凈化除菌的方法與原理一、生物工業(yè)生產(chǎn)對(duì)空氣質(zhì)量的要求 1空氣中微生物的分布 2生物工業(yè)生產(chǎn)對(duì)空氣質(zhì)量的要求 3空氣含菌量的測(cè)定二、空氣凈化除菌的方法與原理（一）空氣除菌的方法 1熱殺菌 2輻射殺菌3靜電除菌4過(guò)濾除菌（二）過(guò)濾除菌的機(jī)理

11、 1慣性沖擊滯留作用機(jī)理 2攔截滯留作用機(jī)理 3布朗擴(kuò)散作用機(jī)理 4 重力沉降作用機(jī)理 5靜電吸附作用機(jī)理第二節(jié) 空氣介質(zhì)過(guò)濾除菌設(shè)備及計(jì)算一、空氣介質(zhì)過(guò)濾除菌流程（一）空氣除菌流程的要求（二）空氣除菌流程 1兩級(jí)冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程 2空氣壓縮冷卻過(guò)濾流程 3前置高效過(guò)濾器除菌流程二、空氣介質(zhì)過(guò)濾除菌設(shè)備及設(shè)計(jì)計(jì)算空氣過(guò)濾器 1空氣過(guò)濾除菌的對(duì)數(shù)穿透定律 2對(duì)數(shù)穿透定律的校正 3空氣過(guò)濾壓力降的計(jì)算 4過(guò)濾介質(zhì) a棉花b玻璃纖維 c活性炭d 超細(xì)玻璃纖維紙e 石棉濾板f 燒結(jié)材料過(guò)濾介質(zhì)g 新型過(guò)濾介質(zhì)和過(guò)濾器簡(jiǎn)介5過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及計(jì)算 a纖維介質(zhì)深層過(guò)濾器：結(jié)構(gòu)尺寸包括直徑和高度 b

12、平板纖維紙過(guò)濾器6過(guò)濾器的計(jì)算舉例 【思考題】1、 空氣除菌的方法？2、 生物工業(yè)“無(wú)菌空氣”的要求？3、 什么是穿透率？【參考書目】1.生物工程設(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年2.發(fā)酵設(shè)備 高孔榮主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社1991年3.發(fā)酵工程與設(shè)備，中國(guó)輕工業(yè)出版社1981年4.生物工藝原理賀小賢主編，化學(xué)工業(yè)出版社 2003年第四章 培養(yǎng)基的制備設(shè)備【教學(xué)目的與要求】了解常用培養(yǎng)基制備的流程，掌握常用的滅菌的機(jī)理和采用流程?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】高溫短時(shí)間滅菌的基礎(chǔ)、常用的滅菌流程?！窘虒W(xué)方法】講授、自學(xué)與多媒體等直觀教學(xué)手段相結(jié)合。【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 糖蜜原料的稀釋與澄清一、間歇式稀

13、釋設(shè)備： 二、糖蜜連續(xù)稀釋器 如圖三、糖液的酸化澄清設(shè)備第二節(jié)淀粉質(zhì)原料的蒸煮糖化設(shè)備一、淀粉質(zhì)原料蒸煮糖化的目的二、蒸煮設(shè)備 1、蒸煮罐 2、套管加熱器： 3、真空冷卻器 4.糖化設(shè)備第三節(jié) 啤酒生產(chǎn)麥芽汁的制備一、啤酒廠糖化設(shè)備的組合方式 四器組合：六器組合：八器組合： 二器組合： 1、糊化鍋 2.糖化鍋 3.麥汁煮沸鍋 4.糖化醪過(guò)濾槽 第四節(jié)培養(yǎng)基的滅菌 一、培養(yǎng)基熱滅菌動(dòng)力學(xué)1、對(duì)數(shù)殘留公式與理論滅菌時(shí)間2、滅菌溫度與菌體死亡反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系3、活化能： 二、連續(xù)滅菌流程： 噴射連續(xù)滅菌流程圖噴射加熱器【思考題】1.概念:粉碎比,活化能2.啤酒糖化設(shè)備的組合方式？3.滅菌時(shí)間與活化

14、能的關(guān)系4.計(jì)算題：某啤酒廠一次糖化操作糖化鍋投料量麥芽粉1160kg，每百kg加水420kg，糊化鍋投料麥芽粉254kg，大米762kg每百kg混合料加水430kg，混合后糖化醪的密度為1070kg/m3，計(jì)算糖化鍋的體積及幾何尺寸?【參考書目】生物工程設(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社第五章 通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備【教學(xué)目的與要求】了解各種通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備結(jié)構(gòu)及其設(shè)備特點(diǎn)，掌握機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的容量尺寸計(jì)算，掌握通風(fēng)發(fā)酵罐攪拌軸功率的計(jì)算。掌握自吸發(fā)酵罐的吸氣原理，了解通風(fēng)固相發(fā)酵設(shè)備和其他類型的發(fā)酵設(shè)備。【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】機(jī)械攪拌通

15、風(fēng)發(fā)酵罐的容量尺寸計(jì)算，通風(fēng)發(fā)酵罐攪拌軸功率的計(jì)算，自吸發(fā)酵罐的吸氣原理?！窘虒W(xué)方法】講授、自學(xué)與錄像等直觀教學(xué)手段相結(jié)合?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐一、 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)主要有罐體、攪拌器擋板、軸封、空氣分布器、消泡器組成。二、 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐幾何尺寸和體積重點(diǎn)徑高比和公稱體積三、 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的通風(fēng)和溶氧傳質(zhì)傳統(tǒng)的雙膜理論、通風(fēng)比、通氣強(qiáng)度。四、 發(fā)酵液的流變特性和機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐攪拌功率發(fā)酵液的流體的流變特性分為：牛頓性流體和非牛頓性流體五、 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的熱量傳遞機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的熱量計(jì)算方法有三種：通過(guò)生物合成熱；冷卻水帶出的熱量和發(fā)酵液的溫升

16、。六、機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵罐的通氣功耗 補(bǔ)充第二節(jié) 氣升式發(fā)酵罐(ALR) 一、 氣升式反應(yīng)器的特點(diǎn)發(fā)酵液分布均勻，容氧速率和效率較高；二、 氣升環(huán)流式發(fā)酵罐的主要結(jié)構(gòu)及操作參數(shù)結(jié)構(gòu)包括徑高比59較好，導(dǎo)流筒徑與罐徑比等。操作參數(shù)有平均循環(huán)時(shí)間和氣液比第三節(jié) 自吸式發(fā)酵罐 一、 自吸式發(fā)酵罐的特點(diǎn)二、 機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐原理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)三、 噴射自吸式發(fā)酵罐第四節(jié) 通風(fēng)固相發(fā)酵設(shè)備 第五節(jié) 其他類型的通風(fēng)發(fā)酵反應(yīng)器簡(jiǎn)介 【思考題】1.概念：平均循環(huán)時(shí)間、全擋板條件、持氣率、氣液比R2.自吸發(fā)酵罐吸氣原理3.雙膜理論的前提,氧由氣泡傳遞到溶液中生物細(xì)胞的步驟？4.機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵罐空截面

17、氣速的上限？5.計(jì)算題.已知：某細(xì)菌發(fā)酵罐，直徑2.17m，葉輪直徑0.72m，采用兩只六平葉蝸輪，攪拌轉(zhuǎn)速109r/s，通風(fēng)量Vg=5.55m3/min（已換為罐內(nèi)狀態(tài)），醪液黏度為2.2510-3 Pa.s，密度1020kg/m3，發(fā)酵液為牛頓型流體，求Pg？【參考書目】生物工程設(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社 第六章 嫌氣發(fā)酵設(shè)備【教學(xué)目的與要求】掌握酒精發(fā)酵灌和啤酒發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)和計(jì)算；了解連續(xù)發(fā)酵設(shè)備、新型啤酒發(fā)酵設(shè)備?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】酒精發(fā)酵灌和啤酒設(shè)備的結(jié)構(gòu)和計(jì)算。 【教學(xué)方法】講授為主【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 酒精發(fā)

18、酵設(shè)備一、 酒精發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)有罐體、冷卻盤管和水力洗滌裝置二、 酒精發(fā)酵的計(jì)算包括結(jié)構(gòu)尺寸的確定、罐數(shù)的確定和冷卻面積的計(jì)算第二節(jié) 啤酒發(fā)酵設(shè)備 一、 啤酒前、后發(fā)酵設(shè)備及計(jì)算前發(fā)酵設(shè)備及計(jì)算；后發(fā)酵設(shè)備及計(jì)算。二、 新型啤酒發(fā)酵設(shè)備有三種：錐形罐、聯(lián)合罐和朝日罐 第三節(jié) 連續(xù)發(fā)酵一、 連續(xù)發(fā)酵時(shí)間的確定二、 連續(xù)發(fā)酵理論罐數(shù)的確定三、 連續(xù)發(fā)酵流程 主要有酒精發(fā)酵和啤酒發(fā)酵。啤酒發(fā)酵我國(guó)一般不采用?！舅伎碱}】1.酒精發(fā)酵罐如何設(shè)計(jì)計(jì)算？2.啤酒發(fā)酵罐的形式？3.連續(xù)發(fā)酵設(shè)備的適用范圍？4.計(jì)算題：某酒精工廠，每發(fā)酵罐的進(jìn)料量為28t/h，每4h裝滿一罐，糖化液密度為1082kg/m3發(fā)酵周期7

19、2h，冷卻水初、終溫為20，25 ，若罐內(nèi)采用蛇管冷卻，發(fā)酵罐的總傳熱系數(shù)為2000kJ/m2.h.,試確定發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)尺寸,罐數(shù),冷卻水耗量(假設(shè)發(fā)酵液熱損包括蒸發(fā)熱和向周圍的散熱為生物合成熱的10%即Q2+ Q3=10% Q1)?！緟⒖紩俊可锕こ淘O(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社 第七章 植物細(xì)胞(組織)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器【教學(xué)目的與要求】了解植物細(xì)胞培養(yǎng)的方法和反應(yīng)器,掌握動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方法和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方法和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng) 【教學(xué)方法】講授和自學(xué)結(jié)合?！窘虒W(xué)內(nèi)容】 第一節(jié)

20、植物細(xì)胞(組織)培養(yǎng)反應(yīng)器一、植物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的特點(diǎn)反應(yīng)器二、植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器三、植物組織培養(yǎng)及反應(yīng)器第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器一、 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的方法有三種：貼壁培養(yǎng)、懸浮培養(yǎng)和固定化培養(yǎng)。二、細(xì)胞培養(yǎng)的操作方式三、動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)反應(yīng)器四、動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的應(yīng)用第三節(jié) 微藻培養(yǎng)反應(yīng)器 （自學(xué)）一、 微藻生物技術(shù)的優(yōu)越性二、 微藻大規(guī)模培養(yǎng)的特點(diǎn)三、 微藻大規(guī)模培養(yǎng)反應(yīng)器【思考題】1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)操作方式及動(dòng)物細(xì)胞反應(yīng)器類型？2.常用動(dòng)物細(xì)胞反應(yīng)器的培養(yǎng)系統(tǒng)及特點(diǎn)？3.微囊系統(tǒng)的制作過(guò)程？【參考書目】生物工程設(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物

21、工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社 第八章 生物反應(yīng)器的比擬放大 【教學(xué)目的與要求】了解生物反應(yīng)器的放大目的及方法，掌握Po/V相等準(zhǔn)則和體積容氧系數(shù)相等準(zhǔn)則放大的方法【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】生物反應(yīng)器的放大目的及方法， Po/V相等準(zhǔn)則和體積容氧系數(shù)相等準(zhǔn)則放大的方法【教學(xué)方法】教師主講結(jié)合實(shí)例教學(xué)【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 生物反應(yīng)器的放大目的及方法一、生物反應(yīng)器的放大目的 二、 生物反應(yīng)器的放大的方法 生物反應(yīng)器的放大的方法有理論放大法、半理論放大法、因次分析法和經(jīng)驗(yàn)放大法。第二節(jié) 通氣發(fā)酵罐的放大設(shè)計(jì)一、 機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐的經(jīng)驗(yàn)放大法 機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐的經(jīng)驗(yàn)放大法：以體積容氧系數(shù)相等的原則放大；以單位發(fā)酵

22、液攪拌功率相等的原則放大；這兩種應(yīng)用最多。二、 氣升式反應(yīng)器的放大【思考題】1.機(jī)械通風(fēng)反應(yīng)器放大方法？2.幾何體積的放大過(guò)程？3.體積溶氧系數(shù)相等原則的放大方法？4.單位體積攪拌功率相等的原則放大轉(zhuǎn)速的計(jì)算？5.計(jì)算題：某通風(fēng)發(fā)酵罐體積100L，擬放大到20m3生產(chǎn)罐，發(fā)酵液為牛頓型流體，黏度=2.25103Pa.s ，密度=1020kg/ m3，實(shí)驗(yàn)罐尺寸為直徑375mm，攪拌葉輪直徑125mm，高徑比H/D=2.4，液深HL=1.5D，裝液量60L，通風(fēng)量1.0VVm，使用兩擋六彎葉蝸輪攪拌器，轉(zhuǎn)速350r/min，請(qǐng)按Po/V相等的準(zhǔn)則放大，(放大罐空氣流量為5.55 m3/min)

23、求放大罐的幾何尺寸和Pg【參考書目】生物工程設(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社第九章 過(guò)濾、離心與膜分離設(shè)備 【教學(xué)目的與要求】了解常用的加壓過(guò)濾、真空過(guò)濾和離心沉降有關(guān)設(shè)備及計(jì)算 【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】加壓過(guò)濾、真空過(guò)濾和離心沉降有關(guān)設(shè)備的選型 【教學(xué)方法】教師主講 【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 過(guò)濾速度的強(qiáng)化 一、 過(guò)濾介質(zhì)和過(guò)濾介質(zhì)的特性 過(guò)濾介質(zhì)的特性和常用的過(guò)濾介質(zhì) 二、 過(guò)濾操作條件的優(yōu)化 1改變發(fā)酵液的物理特性：加熱、凝聚和絮凝、加入鹽類、調(diào)節(jié)PH、加入助濾劑。 2操作條件的優(yōu)化：提高過(guò)濾壓力，降低濾餅比阻優(yōu)化操作時(shí)間第二節(jié)

24、過(guò)濾設(shè)備一、 板框式及板式壓濾機(jī)（一）壓濾機(jī)：結(jié)構(gòu)和型號(hào)。（二）板式壓濾機(jī)（三）自動(dòng)板框壓濾機(jī)（四）板框壓濾機(jī)的工藝計(jì)算1物料恒算2板框式壓濾機(jī)的選擇和臺(tái)數(shù)3過(guò)濾面積及生產(chǎn)能力的計(jì)算二、 真空過(guò)濾機(jī) （一）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作（二）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力第三節(jié) 離心分離設(shè)備一、離心分離原理和離心分離因數(shù)（一）碟式離心機(jī)的分離原理（二）離心分離因數(shù)二、常用離心機(jī)結(jié)構(gòu)及選型（一）管式離心機(jī)結(jié)構(gòu)及操作（二）常用離心機(jī)的生產(chǎn)能力 懸浮液中的顆粒在離心機(jī)中能夠分離并沉降在轉(zhuǎn)鼓壁上的條件四、.膜分離設(shè)備 【思考題】1.概念:過(guò)濾介質(zhì)的滲透性、離心分離因數(shù)2.常用的過(guò)濾介質(zhì).3.如何進(jìn)行過(guò)濾條件的優(yōu)

25、化？4.離心沉降的原理及沉降條件？5.根據(jù)分離因數(shù)分類，管式分離機(jī)的習(xí)慣分類？ 【參考書目】生物工程設(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社第十章 離子交換原理與設(shè)備【教學(xué)目的與要求】了解樹脂的分類和特性和分類方法，掌握離子交換原理和常用離子交換設(shè)備和放大方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】樹脂的性能、交換原理，離子交換設(shè)備的放大。【教學(xué)方法】講授、多媒體等直觀教學(xué)手段相結(jié)合?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié)離子交換樹脂一、交換樹脂結(jié)構(gòu)：二、分類：有四種分類方法1. 骨架結(jié)構(gòu)主要成分：2.合成的聚合反應(yīng)：共聚型、縮聚型樹脂。3.骨架的物理結(jié)構(gòu)： 4.活性離子

26、：陽(yáng)離子交換樹脂 陰離子交換樹脂 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂： 弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂： 對(duì)金屬離子親和力：H+ Fe+3Al+3Ca+2Mg+2K+NH4+Na+強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂： 弱堿性陰離子交換樹脂： 5. 樹脂編號(hào) 補(bǔ)充編號(hào) 強(qiáng)酸性陽(yáng) 弱酸性陽(yáng) 強(qiáng)堿性陰 弱堿性陰統(tǒng)一 1100 101200 201300 301400上海 731740 721730 711720 701710三、樹脂合成 1.加聚法 2.縮聚法四、樹脂的理化性能1.顆粒度 2.交換容量 3.機(jī)械強(qiáng)度： 4.膨脹度5.含水量和密度 第二節(jié) 離子交換分離原理一、交換機(jī)理： 二、交換速度方程三、影響交換速度因素1.顆粒大小2.

27、交聯(lián)度3.離子化合價(jià)4.離子、分子大小第三節(jié)離子交換設(shè)備 一、常用離子交換設(shè)備二、離子交換設(shè)備的計(jì)算1.樹脂用量和罐體積:2.交換設(shè)備的放大根據(jù)交換罐負(fù)荷相等的原則放大按空塔流速相等的原則放大溶液通過(guò)床層的壓力降P 例題： 【思考題】1.概念:樹脂的交換容量（再生、工作）、含水量、交換負(fù)荷2.樹脂的分類方法，特性。3.離子交換的原理和步驟4.計(jì)算題：用弱酸型樹脂(鈉型濕樹脂)吸附某發(fā)酵液,其體積流量為2.8m3/h,樹脂床高度1.2m,直徑1m,又測(cè)得樹脂的最大粒徑0.86mm,最小粒徑0.42mm,平均粒徑0.56mm,靜止時(shí)床層空隙率為32%,濕樹脂密度1140kg/m3,發(fā)酵液密度視為1

28、000kg/m3,黏度0.002Pa.s,若將流量放大2倍,計(jì)算放大后交換罐中樹脂床的高度及直徑,正吸附時(shí)發(fā)酵液通過(guò)床層的壓力降及反吸附時(shí)的壓力降?！緟⒖紩俊可锕こ淘O(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社第一節(jié) 離子交換分離原理及設(shè)備 第十一章 蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備 【教學(xué)目的與要求】了解常壓蒸發(fā)設(shè)備和結(jié)晶設(shè)備，掌握蒸發(fā)的基本要求、升降膜真空濃縮的原理及結(jié)晶的原理、煮晶鍋的計(jì)算?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】蒸發(fā)的基本要求、升降膜真空濃縮的原理及結(jié)晶的原理?！窘虒W(xué)方法】講授、自學(xué)與多媒體等直觀教學(xué)手段相結(jié)合?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備一、 常壓

29、蒸發(fā)設(shè)備1.夾套加熱式麥汁煮沸鍋 2. 內(nèi)置加熱器式麥汁煮沸鍋 二、 真空蒸發(fā)設(shè)備：1.管式薄膜蒸發(fā)器.升膜式管式薄膜蒸發(fā)器 關(guān)鍵： 形成爬膜形成爬膜的必要條件：足夠的傳熱溫差和傳熱強(qiáng)度；產(chǎn)生的二次蒸汽量和蒸汽速度達(dá)到足以帶動(dòng)溶液成膜上升的程度。.降膜蒸發(fā)器 關(guān)鍵是液體如何分配均勻常用的分配器 .升降膜式蒸發(fā)器第二節(jié)結(jié)晶設(shè)備一、結(jié)晶原理晶體的形成過(guò)程晶體形成的速度二、起晶的方法1.自然起晶 很少采用2.刺激起晶 檸檬酸結(jié)晶3.晶種起晶 味精三、結(jié)晶設(shè)備按操作方式分：間歇結(jié)晶設(shè)備 簡(jiǎn)單、方便連續(xù)結(jié)晶設(shè)備 復(fù)雜、晶體小一般不采用按改變?nèi)芤簼舛确椒煞譃闈饪s結(jié)晶設(shè)備 煮晶鍋冷卻結(jié)晶設(shè)備 結(jié)晶箱其他結(jié)

30、晶設(shè)備 等電點(diǎn)結(jié)晶設(shè)備 四、設(shè)備計(jì)算：1.物料恒算：2.結(jié)晶設(shè)備容積和尺寸的確定 結(jié)晶渦的體積【思考題】1.概念:蒸發(fā)、結(jié)晶、溶解度曲線、過(guò)飽和溶液曲線、2. 升膜蒸發(fā)器形成爬膜的必要條件。3.降膜蒸發(fā)器的操作關(guān)鍵及常用的分配器4.起晶的方法？【參考書目】生物工程設(shè)備梁世中主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社2002年發(fā)酵工程設(shè)備 中國(guó)輕工業(yè)出版社 生物工藝學(xué) 中國(guó)輕工業(yè)出版社第十一章 干燥設(shè)備【教學(xué)目的與要求】了解干燥設(shè)備的分類，掌握常壓干燥設(shè)備和離心干燥設(shè)備原理及設(shè)計(jì)計(jì)算?！窘虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】掌握常壓干燥設(shè)備和離心干燥設(shè)備原理及設(shè)計(jì)計(jì)算?！窘虒W(xué)方法】講授、自學(xué)與多媒體等直觀教學(xué)手段相結(jié)合?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一

31、節(jié) 固體物料干燥機(jī)理及生物工業(yè)產(chǎn)品干燥的特點(diǎn)一、 固體物料干燥機(jī)理（一）物料中水分的性質(zhì)；可分為：結(jié)合水和游歷水（二）干燥機(jī)理 干燥速度 分為恒速干燥階段和降速干燥階段二、 生物工業(yè)產(chǎn)品干燥的特點(diǎn)熱敏性、快速干燥三、 干燥設(shè)備選型的原則（一）符合國(guó)家的法律法規(guī)的要求（二）產(chǎn)品質(zhì)量要求（三）產(chǎn)品的純度（四）物料特性（五）產(chǎn)量及勞動(dòng)條件第二節(jié) 非絕熱干燥設(shè)備一、 常壓干燥設(shè)備麥芽干燥塔 （一）單層高效麥芽干燥塔的結(jié)構(gòu)和操作（二）單層高效麥芽干燥塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 1生產(chǎn)能力 2壓力損失的計(jì)算二、 真空干燥設(shè)備 1箱式真空干燥器 2帶式真空干燥器 3耙式真空干燥器第三節(jié) 絕熱干燥設(shè)備 一、 氣流干燥原理及設(shè)備（一）氣流干燥的原理及特點(diǎn)（二）氣流干燥設(shè)備（三）氣流干燥設(shè)備的計(jì)算二、 噴霧干燥原理及設(shè)備（一）噴霧干燥原理及特點(diǎn)（二）噴霧干燥設(shè)備