发酵工艺与设备课程教学大纲

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1、《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：一、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

2、、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》（Fermentationtechnologyandequipment）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

3、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：理论：51实验：上机：其它：教学内容学时分配教学内容学时分配第一章绪论1.1发酵工程定义1.2发酵过程的组成

4、部分1.3发酵工程的发展史1.4发酵工程的应用领域1.5本课程的学习内容2第二章菌种来源2.1微生物的特性概述2.2发酵工业菌种的特点2.3菌种的分离筛选2.4菌种选育2.5菌种保藏4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灭菌的方法4.2培养基与发酵设备的灭菌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第六章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

5、.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KLa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8.5pH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8.13基因工程菌的发酵15第九章微

6、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第十三章展望1合计51五、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

7、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