《發(fā)酵工程》課程教學(xué)大綱

1、發(fā)酵工程課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱Fermentation Engineering課程編號(hào)180140040課程類型專業(yè)必修課課程學(xué)分2.5學(xué)分/2學(xué)分課程學(xué)時(shí)54學(xué)時(shí)/36學(xué)時(shí)適用專業(yè)農(nóng)學(xué)（食藥用菌方向）先修課程微生物學(xué)，生物化學(xué)后修課程菌種學(xué)，食用菌栽培學(xué)課程負(fù)責(zé)人課程團(tuán)隊(duì)微生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)二、課程性質(zhì)與定位發(fā)酵工程是食藥用菌專業(yè)和農(nóng)學(xué)專業(yè)食藥用菌方向的的專業(yè)必修課程，此課程涉及生物技術(shù)領(lǐng)域上游下游各個(gè)知識(shí)要點(diǎn)以及實(shí)際應(yīng)用。由于發(fā)酵工程是整個(gè)生物技術(shù)的核心，是工業(yè)微生物實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室與工廠化生產(chǎn)的具體操作，是生物技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的原理及方法的一部分，是基因工程及酶工程等生物技術(shù)工業(yè)

2、化的過程與方法。因此，通過對發(fā)酵工程的學(xué)習(xí)，不僅掌握發(fā)酵工程原理及發(fā)酵優(yōu)化控制過程，而且對系統(tǒng)了解生物技術(shù)及其工業(yè)化應(yīng)用都具有深遠(yuǎn)的意義。另外，通過發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)及發(fā)酵工程各論的了解，不僅能夠掌握發(fā)酵工藝操作從小試到放大的具體過程及反應(yīng)過程控制方法，而且進(jìn)一步了解了目前發(fā)酵行業(yè)的具體產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，從理論到方法學(xué)會(huì)發(fā)酵工程這一門技術(shù)，對發(fā)酵生產(chǎn)能夠進(jìn)行指導(dǎo)與分析。學(xué)習(xí)發(fā)酵工程課程，需要先修微生物學(xué)和生物化學(xué)課程，該課程對后續(xù)課程如菌種學(xué)、食用菌栽培學(xué)等，有承接作用。三、課程目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：在學(xué)習(xí)完本課程之后，學(xué)生能夠掌握機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及原理，了解其它液態(tài)與固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備種類及特點(diǎn)

3、，掌握無菌空氣制備的工藝流程，了解其設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解傳統(tǒng)發(fā)酵食品及現(xiàn)代發(fā)酵產(chǎn)品的工藝技術(shù)。2.能力目標(biāo)：在學(xué)習(xí)完本課程之后，學(xué)生能夠理論結(jié)合實(shí)際，能夠分析和解決發(fā)酵中出現(xiàn)問題。3.素質(zhì)目標(biāo)：通過本課程學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)、思想素質(zhì)、人文素質(zhì)、身體素質(zhì)、心理素質(zhì)等。四、主要內(nèi)容和要求第一章 緒論【目的要求】1、掌握 生物工程的概念、范圍。2、熟悉 生物工程的發(fā)展歷史。3、了解 生物工程的發(fā)展趨勢?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】生物工程概念、歷史以課堂講授為主，生物工程發(fā)展趨勢以課堂討論為主?！局v授內(nèi)容】1、生物工程的概念、范圍。2、生物工程的發(fā)展歷史。3、生物工程的發(fā)展趨勢。第二章 液態(tài)與固態(tài)發(fā)酵設(shè)備【

4、目的要求】1、掌握 通風(fēng)發(fā)酵罐的類型、結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用。2、熟悉 嫌氣發(fā)酵設(shè)備的結(jié)構(gòu)及原理及應(yīng)用。3、了解 其它固態(tài)與液態(tài)發(fā)酵設(shè)備結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】課堂教授為主，結(jié)合以模型實(shí)物展示，適當(dāng)開展課堂討論?！局v授內(nèi)容】1、機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐：機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐的組成、結(jié)構(gòu)、原理及幾何尺寸及體積的計(jì)算；溶氧系數(shù)和熱量傳遞的計(jì)算；了解流變特性。2、氣升式發(fā)酵罐：氣升式發(fā)酵罐的種類及工作原理；氣升式發(fā)酵罐的操作參數(shù)；氣升式發(fā)酵罐的應(yīng)用。3、自吸式發(fā)酵罐：自吸式發(fā)酵罐的種類及各類型的工作原理；功率的計(jì)算方法；吸氣量的計(jì)算。4、酒精發(fā)酵設(shè)備：酒精發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、原理及發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)尺寸的確定、發(fā)酵罐罐數(shù)

5、的計(jì)算；發(fā)酵罐冷卻面積的計(jì)算。5、啤酒發(fā)酵設(shè)備：啤酒發(fā)酵設(shè)備的結(jié)構(gòu)、新型啤酒發(fā)酵設(shè)備的類型及大型設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)；啤酒發(fā)酵設(shè)備的計(jì)算；啤酒發(fā)酵設(shè)備的演變過程。6、通風(fēng)固相發(fā)酵設(shè)備：通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用。第三章 無菌空氣的制備【目的要求】1、掌握 空氣介質(zhì)過濾除菌的原理與工藝過程，空氣過濾除菌的介質(zhì)和過濾器。2、熟悉 空氣中的微生物種類及分布，空氣除菌的方法和要求，無菌空氣制備的一般方法，空氣的過濾除菌原理和過濾介質(zhì)。3、了解 空氣過濾除菌的發(fā)展趨勢?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】課堂教授為主，結(jié)合以模型實(shí)物展示，適當(dāng)開展課堂討論。【講授內(nèi)容】1、空氣中的微生物種類及分布，空氣除菌的方法和要求

6、。2、空氣凈化的方法。3、空氣的過濾除菌原理和過濾介質(zhì)。4、空氣過濾除菌的介質(zhì)和過濾器。5、空氣過濾除菌的工藝技術(shù)。第四章 工業(yè)發(fā)酵的無菌技術(shù)【目的要求】1、掌握 掌握無菌技術(shù)的概念，培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌的原理。2、熟悉 發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)。3、了解 發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】課堂教授為主，適當(dāng)開展課堂討論。【講授內(nèi)容】1、掌握無菌技術(shù)的概念 。2、了解發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略。3、理解發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)。4、掌握培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌的原理與技術(shù)。第五章 發(fā)酵食品與飲料生產(chǎn)工藝技術(shù)【目的要求】1、掌握 理解白酒、黃酒、葡萄酒、醬油、食醋、酸奶、腐乳的生產(chǎn)原理。2、熟悉 理解白酒、黃酒、葡萄

7、酒、醬油、食醋、酸奶、腐乳的生產(chǎn)工藝技術(shù)。3、了解 參與發(fā)酵食品與飲料生產(chǎn)的微生物的特點(diǎn)?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】課堂教授為主，適當(dāng)開展課堂討論，播放產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)的視頻，增加現(xiàn)場感?！局v授內(nèi)容】1、白酒、黃酒、葡萄酒、醬油、食醋、酸奶、腐乳的生產(chǎn)原理。2、參與發(fā)酵食品與飲料生產(chǎn)的微生物的特點(diǎn)。3、白酒、黃酒、葡萄酒、醬油、食醋的生產(chǎn)工藝。第六章 淀粉水解制糖工藝【目的要求】1、掌握 淀粉水解的酶法生產(chǎn)工藝。2、熟悉 理解淀粉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。3、了解 淀粉水解酸法工藝和酶法工藝的優(yōu)缺點(diǎn)?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】課堂教授為主，適當(dāng)開展課堂討論，播放產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)的視頻，增加現(xiàn)場感?！局v授內(nèi)容】1、淀粉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

8、。2、淀粉水解酸法工藝和酶法工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。3、淀粉水解的酶法生產(chǎn)工藝。第七章 谷氨酸生產(chǎn)工藝【目的要求】1、掌握 谷氨酸生產(chǎn)工藝。2、熟悉 谷氨酸發(fā)酵機(jī)制，理解控制細(xì)胞膜透性的方法。3、了解 谷氨酸生產(chǎn)的國內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀。【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】課堂教授為主，適當(dāng)開展課堂討論，播放產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)的視頻，增加現(xiàn)場感?！局v授內(nèi)容】1、谷氨酸生產(chǎn)的國內(nèi)外現(xiàn)狀。2、谷氨酸發(fā)酵機(jī)制，理解控制細(xì)胞膜透性的方法。3、谷氨酸生產(chǎn)工藝。五、教學(xué)條件必須有多媒體教學(xué)設(shè)備，滿足播放視頻的需要。六、學(xué)時(shí)分配建議表理論教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章 緒論2第二章 液態(tài)與固態(tài)發(fā)酵設(shè)備12第三章 無菌空氣的制備4第四章 發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)4第

9、五章 發(fā)酵食品與飲料生產(chǎn)工藝技術(shù)8第六章、淀粉水解制糖工藝3第七章 谷氨酸生產(chǎn)工藝3合計(jì)36七、實(shí)施建議1、教學(xué)組織本課程采取多媒體教學(xué)，結(jié)合圖片、教學(xué)模型及實(shí)物、視頻等，使學(xué)生由理論到感性認(rèn)識(shí)，由感性認(rèn)識(shí)再上升為理論研究。2、教材選編本課程是合并了生物工程設(shè)備與生物工藝學(xué)兩門課程的核心知識(shí)，前半部分是設(shè)備知識(shí)，后半部分工藝知識(shí)，沒有現(xiàn)成的教材能夠涵蓋這兩類知識(shí)，所以本課程采用自編教材。教材編寫過程中，注重充分體現(xiàn)發(fā)酵工程行業(yè)的最新進(jìn)展，介紹目前正在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用的新技術(shù)與新設(shè)備，與生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合。3、教學(xué)團(tuán)隊(duì)課程負(fù)責(zé)人應(yīng)是有3年以上教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的博士或副教授，有微生物學(xué)教育背景或發(fā)酵行業(yè)從業(yè)背景。主講教師應(yīng)為有微生物學(xué)、生物工程教育背景或從業(yè)背景的博士。教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該老中青結(jié)合，以中青年為主，年齡結(jié)構(gòu)合理，并從事微生物學(xué)相關(guān)科研工作。4、教學(xué)評價(jià)本課程的考核為閉卷考試，成績評定包括考試、平時(shí)成績和實(shí)驗(yàn)三部分：考試成績占50%，平時(shí)成績占30%，實(shí)驗(yàn)成績占20%。5、教學(xué)資源主要教學(xué)參考書目：1梁世中主編，生物工程設(shè)備，第