生化工程与设备课程教学大纲

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1、生化工程与设备课程教学大纲开课院系：食晶科学与工程学院课程编号：081703101327课程英文名称：BiochemicalEngineeringandEquipments课程总学时：51总学分：3含实验或实践学时：学分：推荐使用教材：1.生物反应工程•戚以政，夏杰。化学工业出版社，2004年7月第1版第1次印刷2.生物工程设备•梁世屮•屮国轻工业出版社，2002年2月第1版课程教学目标与基本要求：本课程是生物工程专业的重要专业课•课程的0的和任务是使学生通过学习生化过程中带有共性的工程技术原理。这些基本原理主要包括四个方面，即生化反应动力学（酶及细胞反

2、应动力学），生物反应器理论（反应器的传递特性，理想操作牛物反应器，反应器的流动与混合特性，通气发酵反应器、嫌气发酵反应器，动植物细胞培养反应器、生物反应器的设计与放大）以及牛化过程辅助设备（培养基的灭菌，空气除菌系统），从而建立生化过程的工程学概念与工程意识,学会使用上述工程原理与方法来处理生物技术的工程放大与生产应用问题，并能够综合运用上述生化工程原理进行生物技术生产过程的工艺设计、过程开发和生化工程设备的选型与初步设计。了解生化工程的发展前沿及趋势。考试形式：闭卷考试：占总成绩的75%平时作业：占15%平时考勤：占10%教学内容授课内容（细化到章、节

3、、目）教学目标授课模式学时分配绪论第一节生化工程的由来第二节生化工程学的主要内容第三节生化工程的发展方向第四节本课程的内容了解生化工程的定义和内容，生化工程的历史及发展方向，本课程的学习内容及其要求。多媒体2学时第一篇生物反应动力学第一章均相酶催化反应动力学第一节简单酶反应动力学第二节底物对酶反应速率作用的其它方式第三节竞争性和非竞争性抑制第四节pH和温度的作用第五节酶失活理论了解自由酶反应的特点，掌握简单酶反应动力学方程的推导，M-M方程的特征及应用，酶反应动力学参数的确定方法。多媒体4学时第一章固定化酶反应动力学第一节固定化酶反应动力学特征第二节外扩

4、散效应第三节内扩散效应了解酶的固定化方法及固定化对酶反应动力学的影响，掌握固定化酶内外扩散效应及动力学特性。多媒体4学时第三章细胞反应动力学第一节微生物反应过程计量学第二节细胞反应动力学第三节固定化细胞反应动力学第四节细胞反应动力学参数的估算第五节细胞生长的结构模型了解细胞反应动力学的特点，学握Monod方程、底物消耗和产物生成的动力学特点及应用，细胞反应动力学参数的估算，了解细胞生长的非结构动力学及细胞固定化反应特点。多媒体2学时第四章生化过程参数检测与模型化第一节生化过程参数的意义第二节直接过程参数的检测第三节间接过程参数的检测第四节生化过程模型的分

5、类及建立方法第五节反应过程建模型及其应用实例熟悉生化工程过程参数的分类、物理意义，掌握主要过程参数的检测方法。了解生化过程模拟的意义，模型的分类，掌握生化过程模型的建立原理与方法，了解儿个典型生化过程的建模过程、计算机编程及求解。多媒体3学时第二篇生物反应器原理第五章反应器的传递特性第一节概述第二节反应器的传氧特性第三节反应器的流变特性第四节反应器的传热特性掌握描述生物反应器的传递特性的概念，理解与掌握反应器溶氧传质系数及其强化溶氧传质的方法，溶氧传质系数的测定方法。理解反应介质的流变特性及影响因素，了解流体剪切作用对生化过程的影响。掌握反应过程的热量衡

6、算及反应器传热特性。多媒体4学时第六章理想操作反应器第一节生物反应器设计概念第二节间歇式操作反应器第三节连续操作反应器第四节其他操作方式了解间歇式操作生物反应器的基木特点，能够以间歇式操作反应器为对象，从生物反应动力学的角度分析生物反应器设计的一些基本要求，掌握间歇式操作生物反应器设计的基本概念与方法。多媒体5学时第七章反应器的流动与混合特性第一节停留时间分布概念及数学描述第二节理想反应器的停留时间分布第三节生物反应器中流体的混合了解反应停留时间分布的概念，掌握用停留时间分布的数据判断流型的返混程度，了解混合对反应过程的影响和生物反应器的特征。多媒体3学

7、时第三篇各类生物反应器第八章通气发酵设备第一节通气发酵设备概述第二节机械搅拌发酵罐的结构特性第三节通气机械搅拌反应器的设计第四节气升式发酵縮的结构特性了解发酵设备的分类，理解与掌握通气搅拌发酵设备的结构及反应器特性，熟悉与掌握机械搅拌反应器设备结构选型及设计计算方法。理解与掌握气升环流反应器的结构特性及反应器特性，简单设计计算方法。能够进行机械搅拌罐与气升式发酵罐的设备设计。多媒体9学时第九章嫌气发酵设备第一节嫌气发酵过程概述第二节酒精发酵罐结构及其设计计算第二节啤酒发酵设备结构及其设计计算熟悉嫌气发酵过程的特点及对设备的要求，熟悉酒精反应罐、啤酒发酵设

8、备的结构特点，掌握简单的设备计算。多媒体3学时第十章动植物细胞培养及反应器第一节