發(fā)酵工程教學(xué)大綱
發(fā)酵工程(FermentationEngineering)
一、課程概況課程編號:
課程總學(xué)時(shí):56(其中,講課:40,實(shí)驗(yàn):16)課程學(xué)分:3課程分類:開設(shè)學(xué)期:開課單位:適用專業(yè):所需先修課:微生物學(xué)、生物化學(xué)課程負(fù)責(zé)人:韓北忠、劉萍
二、內(nèi)容簡介是工業(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,方法的一部分,工程》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,前發(fā)酵行業(yè)的具體產(chǎn)品生產(chǎn)工藝,進(jìn)行指導(dǎo)與分析。程的基本原理,發(fā)酵工藝及過程控制方法;程各論簡介。三、教學(xué)大綱1放線菌、酵母的分離方法;常用工業(yè)菌種育種的方法;誘變、基因轉(zhuǎn)移、基因重組的原理及
必修三(2)
食品學(xué)院生物技術(shù)系生物工程、食品科學(xué)與工程
是生物工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課。是基因工程及酶工程等生物技術(shù)工業(yè)化的過程與方法。不僅掌握發(fā)酵工程原理及發(fā)酵優(yōu)化控制過程,
(1)發(fā)酵工程上游技術(shù):菌種選育的基本理論與方法;
緒論(2學(xué)時(shí))
工業(yè)微生物菌種的選育與保藏(由于發(fā)酵工程是整個(gè)生物技術(shù)的核心,是生物技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的原理及因此,通過對《發(fā)酵而且對系統(tǒng)了解生物技術(shù)及其而且進(jìn)一步了解了目對發(fā)酵生產(chǎn)能夠(3)發(fā)酵工程設(shè)備及發(fā)酵中試放大;40學(xué)時(shí))
4學(xué)時(shí))
2)發(fā)酵工4)發(fā)酵工《發(fā)酵工程》的學(xué)習(xí),從理論到方法學(xué)會發(fā)酵工程這一門技術(shù),本課程主要內(nèi)容為:((、課堂講授部分教學(xué)內(nèi)容與要求(第一章本章要點(diǎn):掌握發(fā)酵工程的基本知識;了解發(fā)酵工程的一般工藝過程和工藝發(fā)展趨勢。第二章工業(yè)菌種篩選思路、程序及注意事項(xiàng);培養(yǎng)分離中要解決的問題,自然界細(xì)菌、真菌、操作方法;不同微生物菌種保藏原理、方法及各自的應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)。本章重點(diǎn)了解工業(yè)微生物菌種選育常用方法及過程,掌握菌種的保藏方式。
第三章發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化(4學(xué)時(shí))
不同營養(yǎng)因素對微生物生長及代謝的影響,不同用途培養(yǎng)基的確定依據(jù)和方法;不同培養(yǎng)條件對微生物生長及代謝的影響,發(fā)酵條件的確定方法;發(fā)酵終點(diǎn)的判斷原理及方法;工業(yè)微生物菌種培養(yǎng)的類型、主要培養(yǎng)方法及擴(kuò)大的特點(diǎn)。本章重點(diǎn)掌握發(fā)酵工藝的基本原理,熟悉發(fā)酵工藝確定的參數(shù)要求,掌握發(fā)酵工廠化生產(chǎn)放大對發(fā)酵工藝不同要求。
第四章發(fā)酵機(jī)制(4學(xué)時(shí))
微生物的能量及物質(zhì)代謝及微生物合成與分解代謝對發(fā)酵目標(biāo)產(chǎn)物的影響;微生物的代謝調(diào)節(jié)調(diào)控與發(fā)酵生產(chǎn)。本章重點(diǎn)了解微生物代謝的機(jī)理,掌握調(diào)節(jié)代謝的常規(guī)方法。
第五章發(fā)酵工程動力學(xué)(4學(xué)時(shí))
微生物反應(yīng)過程的主要特征、微生物反應(yīng)動力學(xué)的描述方法,研究發(fā)酵動力學(xué)的步驟與方法;發(fā)酵動力學(xué)分類、各類特點(diǎn)及在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用;分批發(fā)酵、補(bǔ)料發(fā)酵及連續(xù)發(fā)酵動力學(xué)、特點(diǎn)。本章重點(diǎn)掌握發(fā)酵過程中優(yōu)化控制的理論和方法。
第六章發(fā)酵工程單元操作(4學(xué)時(shí))
滅菌的方法及各方法的原理及其操作控制;空氣凈化原理,空氣除菌方法及發(fā)酵生產(chǎn)過程中制備無菌空氣的流程。微生物細(xì)胞對氧的需求,對微生物供氧的傳遞過程,增加溶氧的措施及溶氧異常分析。本章重點(diǎn)熟悉發(fā)酵工藝的控制過程,掌握發(fā)酵流程的具體操作方法。
第七章發(fā)酵生產(chǎn)的設(shè)備(6學(xué)時(shí))
嫌氣發(fā)酵設(shè)備種類,設(shè)計(jì)要求及操作要點(diǎn);通風(fēng)發(fā)酵罐種類、結(jié)構(gòu)組成、工作原理及操作、控制;發(fā)酵反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和自動控制。本章重點(diǎn)了解發(fā)酵罐的組成及操作,并掌握發(fā)酵罐設(shè)計(jì)的方法。
第八章發(fā)酵中試的比擬放大(2學(xué)時(shí))
發(fā)酵中試比擬放大的原理,內(nèi)容及計(jì)算依據(jù);中試放大的設(shè)備要求;比擬放大的基本方法。本章重點(diǎn)掌握發(fā)酵中試放大的理論依據(jù)及方法
第九章發(fā)酵工程各論(10學(xué)時(shí))
酒精生產(chǎn)工藝學(xué)、氨基酸生產(chǎn)工藝學(xué)、抗生素生產(chǎn)工藝學(xué)、微生物酶制劑生產(chǎn)工藝、污水生化處理技術(shù)。對每個(gè)工藝介紹概況、工藝操作要點(diǎn)、對產(chǎn)物影響的主要因素及控制,產(chǎn)物分離提純主要方法,工藝發(fā)展趨勢。本章重點(diǎn)了解目前發(fā)酵行業(yè)中各種工藝的具體操作過程。
2、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)部分教學(xué)內(nèi)容與要求(共16學(xué)時(shí))
(1)特定產(chǎn)物工業(yè)生產(chǎn)菌種的篩選4學(xué)時(shí)目的:加深對發(fā)酵工程上游技術(shù)中菌種選育的認(rèn)識;學(xué)會常規(guī)選種和育種的方法,樹立科學(xué)認(rèn)真仔細(xì)的態(tài)度,培養(yǎng)科研協(xié)作精神。
內(nèi)容簡介:根據(jù)一定的生產(chǎn)目的如抗生素或酶類的生產(chǎn),建立不同的篩選模型,并從特定的樣品如土壤中篩選出高產(chǎn)適宜的菌株。
要求:全班每個(gè)同學(xué)都要親自動手,以目標(biāo)產(chǎn)物從土壤中分離高產(chǎn)菌株,每人寫1份研究報(bào)告。
(2)搖床培養(yǎng)確定菌體培養(yǎng)和營養(yǎng)條件4學(xué)時(shí)
目的:掌握微生物斜面培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基及發(fā)酵培養(yǎng)基確定方法,學(xué)會對已確定菌種確定實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵工藝。內(nèi)容簡介:發(fā)酵的工藝參數(shù)。要求:全班分成養(yǎng)條件,每組交(3)小型發(fā)酵罐中進(jìn)行產(chǎn)品的分批發(fā)酵目的:掌握發(fā)酵罐的操作方法,發(fā)解在罐上進(jìn)行工藝放大的發(fā)酵過程。內(nèi)容簡介:菌種在罐上的分批發(fā)酵過程。掌握目前發(fā)酵行業(yè)基礎(chǔ)罐上發(fā)酵方法和操作流程。要求:全班分成時(shí)間的基質(zhì)消耗、產(chǎn)物形成及細(xì)胞生長的變化,每組交究報(bào)告。
(4)流加發(fā)酵動力學(xué)研究目的:加深對微生物培養(yǎng)方法的認(rèn)識,了解流加發(fā)酵過程控制方法。內(nèi)容簡介:添加,觀察菌體生長和產(chǎn)物形成及菌種代謝之間的關(guān)系,式。
要求:全班分成基質(zhì)消耗、產(chǎn)物形成及細(xì)胞生長的變化,每組交說明
為使學(xué)生既能發(fā)揮主觀能動性,個(gè)人作業(yè)及試驗(yàn)出勤、動手能力等占
3、教材及主要參考書教材:俞俊棠,唐效宣主要參考書:(1)李艷(2)曹軍衛(wèi)篩選微生物最適生長及產(chǎn)物形成的營養(yǎng)條件和培養(yǎng)條件,
5組,1份實(shí)驗(yàn)記錄,每人寫在搖床確定工藝條件的基礎(chǔ)上,5組,在分批發(fā)酵工藝的基礎(chǔ)上,5組,
.生物工藝學(xué)
.發(fā)酵工業(yè)概論,馬輝文.1份研究報(bào)告。4學(xué)時(shí)進(jìn)行小型發(fā)酵罐的放大研究,學(xué)時(shí)
進(jìn)行不同營養(yǎng)物質(zhì)在不同時(shí)間和不同濃度的又具有科研協(xié)作精神,60%。
.華東化工學(xué)院出版社.中國輕工業(yè)出版社.科學(xué)出版社確定特定產(chǎn)物研究確定菌種發(fā)酵最適培養(yǎng)基及培
同時(shí)監(jiān)測
各組分別測定發(fā)酵過程中每隔一段1份實(shí)驗(yàn)記錄,每人寫1份研
以獲得最佳的發(fā)酵代謝調(diào)控方各組分別測定1種流加發(fā)酵程序?qū)Ψ輰?shí)驗(yàn)記錄,每人寫1份研究報(bào)告。暫定考核成績中小組記錄占40%,.1991..1999..201*.
每個(gè)同學(xué)都要親自動手,
每個(gè)同學(xué)都要親自動手,4每個(gè)同學(xué)都要親自動手,1微生物工程(3)P.F.斯坦伯里,A惠特克.發(fā)酵工藝學(xué)原理.中國醫(yī)藥科技出版社.1992.(4)賀小賢.生物工藝原理.化學(xué)工業(yè)出版社.201*.
(5)尹光琳,戰(zhàn)立克,趙根楠.發(fā)酵工業(yè)全書.中國醫(yī)藥科技出版社.1992.
4、習(xí)題作業(yè)安排
各章均有1-2個(gè)習(xí)題,要求學(xué)生獨(dú)立完成。
四、教學(xué)大綱說明
1、教學(xué)目的與課程的性質(zhì)和任務(wù)通過對《發(fā)酵工程》的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生進(jìn)一步系統(tǒng)了解發(fā)酵工程從培養(yǎng)基配制到發(fā)酵罐生產(chǎn),直至產(chǎn)品分離等一系列的操作原理及過程。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,術(shù)工業(yè)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,產(chǎn)工藝,從理論到方法學(xué)會發(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。
2、課程主要內(nèi)容、重點(diǎn)及深度課程重點(diǎn)為發(fā)酵機(jī)制、程動力學(xué)與發(fā)酵工藝控制為本課程難點(diǎn)。
3、教學(xué)要求與主要環(huán)節(jié)掌握發(fā)酵工程的基本原理,發(fā)酵反應(yīng)器的操作、方法和流程,了解從小試到放大所需測定參數(shù)及過程控制方法。的原理與流程。
相關(guān)課程有生物反應(yīng)工程、應(yīng)用微生物學(xué),生物分離技術(shù)。
1、本課程以授課為主,教學(xué)方法采用多媒體教學(xué)、討論等多種方式進(jìn)行。2、本課程考核方式:開卷或閉卷考試。
執(zhí)筆人:劉萍審定人:
而且進(jìn)一步了解了目前發(fā)酵行業(yè)的具體產(chǎn)品生
發(fā)酵工程動力學(xué)、發(fā)酵工藝控制和發(fā)酵生產(chǎn)的設(shè)備,
熟悉發(fā)酵工藝及過程控制方法,明晰發(fā)酵產(chǎn)品的提取精制過程。,韓北忠是基因工程及酶工程等生物技
其中發(fā)酵工了解從實(shí)驗(yàn)室操作到工廠化掌握發(fā)酵工藝操作的基本熟悉現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品201*年3月制定
控制及設(shè)計(jì),
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《發(fā)酵工程》理論教學(xué)大綱
一、課程說明
課程編號:
學(xué)時(shí):64學(xué)分?jǐn)?shù):4適用專業(yè):生物技術(shù)及應(yīng)用課程類型:必修課
先修課程:生物化學(xué)、微生物學(xué)二、課程教學(xué)目的與要求:
《發(fā)酵工程》課程是生物技術(shù)專業(yè)的必修課。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生在生物化學(xué)、微生物學(xué)等課程的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)的掌握發(fā)酵工程的基本理論、基本知識和基本技能,建立較深刻的微生物學(xué)觀點(diǎn),形成科學(xué)的思維方式。同時(shí)要求學(xué)生能了解現(xiàn)代發(fā)酵工程理論和技術(shù)的新發(fā)展。
三、課程教學(xué)基本內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第一章緒論(2學(xué)時(shí))
知識點(diǎn):發(fā)酵工程的概念;發(fā)酵工程的發(fā)展簡史;發(fā)酵工程的基本內(nèi)容;發(fā)酵工程的后處理。
重點(diǎn):發(fā)酵的概念;發(fā)酵工程簡史;發(fā)酵工程的應(yīng)用。難點(diǎn):發(fā)酵工程的一般過程。
學(xué)生掌握要點(diǎn):發(fā)酵工程的發(fā)展史中四個(gè)時(shí)代和發(fā)酵工程應(yīng)用領(lǐng)域。第二章工業(yè)發(fā)酵菌種的選育(4學(xué)時(shí))
知識點(diǎn):菌種的來源;發(fā)酵高產(chǎn)菌種選育;菌種退化和菌種保藏。重點(diǎn):微生物選擇性分離;自然選育和誘變育種。難點(diǎn):誘變育種的方法。
學(xué)生掌握要點(diǎn):自然選育和誘變育種技術(shù)。第三章工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基(2課時(shí))知識點(diǎn):發(fā)酵營養(yǎng)基質(zhì)的組成;工業(yè)發(fā)酵中營養(yǎng)基質(zhì)的種類;工業(yè)發(fā)酵中營養(yǎng)基質(zhì)的選擇;工業(yè)發(fā)酵中營養(yǎng)基質(zhì)的配制方法。
重點(diǎn):掌握工業(yè)發(fā)酵用培養(yǎng)基的要求、培養(yǎng)基的構(gòu)成以及培養(yǎng)基各組分的作用;掌握影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素及控制措施;熟悉淀粉糖的制備原理、方法和工藝過程。難點(diǎn):影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素及控制措施;淀粉糖的制備原理、方法和工藝過程。第四章工業(yè)發(fā)酵過程滅菌(4課時(shí))
知識點(diǎn):常用的滅菌方法;培養(yǎng)基與發(fā)酵設(shè)備的滅菌;空氣除菌。
重點(diǎn):掌握微生物熱死動力學(xué);掌握影響滅菌效果的因素及控制方法;重點(diǎn)掌握分批滅菌和連續(xù)滅菌的工藝過程及操作要點(diǎn);掌握空氣介質(zhì)過濾除菌的工藝過程。難點(diǎn):無菌空氣的制備方法和要點(diǎn)。
學(xué)生掌握要點(diǎn):分批滅菌和連續(xù)滅菌的工藝過程及操作要點(diǎn);無菌空氣的制備方法和要點(diǎn)。
第五章種子擴(kuò)大培養(yǎng)(2課時(shí))
知識點(diǎn):種子制備工藝,影響種子質(zhì)量的因素
重點(diǎn):影響種子質(zhì)量的因素,工業(yè)發(fā)酵種子擴(kuò)大培養(yǎng)的工藝過程及操作要點(diǎn)。難點(diǎn):影響種子質(zhì)量的因素。
學(xué)生掌握要點(diǎn):影響種子質(zhì)量的因素,工業(yè)發(fā)酵種子擴(kuò)大培養(yǎng)的工藝過程及操作要點(diǎn)。第六章發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備(4課時(shí))
知識點(diǎn):需氧發(fā)酵罐,嫌氣發(fā)酵罐,表面培養(yǎng)設(shè)備,發(fā)酵設(shè)備的清洗與檢修,發(fā)酵罐選型注意事項(xiàng)。
重點(diǎn):理解氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、酒精和啤酒發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、工作原理和特點(diǎn);理解表面培養(yǎng)設(shè)備類型、特點(diǎn)和工作原理;理解發(fā)酵罐選型注意事項(xiàng);掌握通用式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、工作原理。
難點(diǎn):理解氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、酒精和啤酒發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、工作原理和特點(diǎn);理解表面培養(yǎng)設(shè)備類型、特點(diǎn)和工作原理;理解發(fā)酵罐選型注意事項(xiàng)。
學(xué)生掌握要點(diǎn):理解氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、酒精和啤酒發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、工作原理和特點(diǎn);理解表面培養(yǎng)設(shè)備類型、特點(diǎn)和工作原理;理解發(fā)酵罐選型注意事項(xiàng);掌握通用式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、工作原理。第七章發(fā)酵工藝控制(24課時(shí))知識點(diǎn):工業(yè)發(fā)酵的主要類型;營養(yǎng)基質(zhì)和菌體濃度的影響及其控制;溶解氧濃度對發(fā)酵的影響及控制;pH的影響及其控制;溫度的影響及其控制;二氧化碳對發(fā)酵的影響及控制;泡沫的影響和控制;發(fā)酵異,F(xiàn)象及染菌分析;染菌對發(fā)酵的影響及防治;發(fā)酵終點(diǎn)的判斷;發(fā)酵的過程的自動控制。
重點(diǎn):發(fā)酵條件的影響及其控制;泡沫對發(fā)酵的影響及其控制;發(fā)酵終點(diǎn)的判斷與自溶的監(jiān)測;發(fā)酵染菌的分析、染菌污染的途徑和防止染菌。
難點(diǎn):溫度對微生物細(xì)胞的生長和發(fā)酵代謝產(chǎn)物的影響,發(fā)酵過程溫度的控制,發(fā)酵過程中pH值的控制,發(fā)酵過程中泡沫的影響和消除;發(fā)酵染菌的分析、染菌污染的途徑和防止染菌。
學(xué)生掌握內(nèi)容:發(fā)酵過程溫度的控制,發(fā)酵過程中pH值的控制,發(fā)酵過程中泡沫的影響和消除。
第八章發(fā)酵工程在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應(yīng)用(2課時(shí))知識點(diǎn):基因工程菌發(fā)酵,動植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)。
重點(diǎn):理解基因工程的一般過程和主要步驟;理解動植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)過程和主要步驟;掌握工程菌發(fā)酵的過程控制的基本理論知識。
難點(diǎn):理解基因工程的一般過程和主要步驟;掌握工程菌發(fā)酵的過程控制的基本理論知識。
第九章發(fā)酵工程應(yīng)用實(shí)例(16課時(shí))
知識點(diǎn):抗生素、氨基酸、有機(jī)酸、酶制劑、維生素生產(chǎn)工藝;基因工程藥物發(fā)酵工藝;微生物轉(zhuǎn)化工藝;酒精發(fā)酵工藝。重點(diǎn):理解各種產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)工藝。難點(diǎn):各種產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)工藝。第十章發(fā)酵工業(yè)與環(huán)境保護(hù)(2課時(shí))
知識點(diǎn):發(fā)酵工業(yè)三廢處理原理,發(fā)酵工業(yè)三廢處理技術(shù)。
重點(diǎn):理解衡量廢水污染的常用指標(biāo),理解發(fā)酵廢液綜合利用以及各種生物法處理的原理;理解廢液的常見生物處理技術(shù)。
難點(diǎn):理解發(fā)酵廢液綜合利用以及各種生物法處理的原理;理解廢液的常見生物處理技術(shù)。
第十一章發(fā)酵成本的構(gòu)成及控制(2課時(shí))知識點(diǎn):發(fā)酵成本的構(gòu)成,影響發(fā)酵成本的因素,發(fā)酵過程的經(jīng)濟(jì)學(xué)評價(jià)。重點(diǎn):影響發(fā)酵成本的因素,發(fā)酵過程的經(jīng)濟(jì)學(xué)評價(jià)。難點(diǎn):影響發(fā)酵成本的因素,發(fā)酵過程的經(jīng)濟(jì)學(xué)評價(jià)。四、教材:
劉冬,張學(xué)仁.《發(fā)酵工程》.高等教育出版社五、主要參考書目:
[1]俞俊棠,唐孝宣.《生物工藝學(xué)》.華東化工學(xué)院出版社,1991年(上),1992年(下)。[2]韋革宏著.《發(fā)酵工程》.科學(xué)出版社,201*年2月第一版.六、成績評定:
平時(shí)成績30~40%,期終考試60~70%
友情提示:本文中關(guān)于《發(fā)酵工程教學(xué)大綱》給出的范例僅供您參考拓展思維使用,發(fā)酵工程教學(xué)大綱:該篇文章建議您自主創(chuàng)作。
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