《生物工藝學》教學大綱

1、生物工藝學教學大綱 一、課程基本信息 課程中文名稱： 生物工藝學課程英文名稱：Bioprocess Technology Fundamentals and Application (雙語) 課程類別： 學科方向及特色課 適用專業(yè)： 生物工程、制藥工程開課學期： 春總 學 時： 48 學時（其中理論課 48 學時。） 總 學 分： 3 預修課程（編號）： 微生物學、生物化學、化工原理、科技英語并修課程（編號）： 生化分離工程、生化反應工程課程簡介： 采用雙語教學，對生物加工過程的基本原理包括反應器設(shè)計，發(fā)酵過程參數(shù)檢測，產(chǎn)物形成代謝基礎(chǔ)，動力學模型，生物過程傳質(zhì)，過程優(yōu)化；對生物加工過程的具體應

2、用過程包括發(fā)酵食品、生物能源、重組蛋白和工業(yè)酶制劑等方面進行分析。建議教材： Sven Olof Enfors and Lena Haggstrom Bioprocess Technology Fundamentals and ApplicationsRoyal Institute of Technology，1999參 考 書： 俞俊棠生物工藝學華東化工學院出版社 二、課程教育目標 通過教學使學生： 1在學習科技英語的基礎(chǔ)上，進一步增加有關(guān)生物加工過程的英文專業(yè)詞匯量。 2進一步強化掌握專業(yè)英文的翻譯方法和特點，并熟練應用。 3掌握有關(guān)生物加工過程的基本概念、基本原理。 4掌握有關(guān)生物加工過

3、程反應器的基本概念、基本原理和應用。 5了解有關(guān)生化反應器的傳遞現(xiàn)象、流動模型與放大的基本內(nèi)容。6了解生物加工過程在食品、重組蛋白、能源和環(huán)保等領(lǐng)域中的應用。全部采用多媒體，板書全部為英文。講課方式：分為三個階段，第一階段全部用中文，主要是讓學術(shù)了解專業(yè)背景，同時記住許多專業(yè)英文單詞。為讓學生盡量掌握英文單詞，每次上課都把下次講課的內(nèi)容布置，讓學生預習。上課時挑選部分學生提問，監(jiān)督學生預習。第二階段：講課30采用英文，邀請12次外籍教授作報告。提高聽力第三階段：讓每個學生自己寫一篇英文報告，然后每人做5分鐘的報告。全部采用多媒體，強調(diào)互動式教學。三、理論教學內(nèi)容與要求（含學時分配） 1緒論（I

4、ntroduction） （3 學時） 工業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展歷史，生物工藝學的定義、特點和研究對象、研究內(nèi)容，生物技術(shù)在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等行業(yè)中的應用。 2反應器設(shè)計和檢測（Reactor Design and instrumentation）（3 學時） 介紹各種反應器的結(jié)構(gòu)和特點，主要介紹氣升式反應器的特點。介紹酶催化反應器的類型；學習發(fā)酵過程參數(shù)的檢測方法， 3產(chǎn)物形成的代謝基礎(chǔ)（Metabolic Basis of Product Formation）（3 學時） 微生物代謝基礎(chǔ)和代謝過程，固定化酶催化的代謝流特征；外擴散限制效應對微生物代謝的影響；內(nèi)擴散限制效應對微生物代謝的影響；內(nèi)

5、外擴散同時存在時的限制效應對微生物代謝的影響；擴散影響下的微生物代謝和酶反應的表觀動力學參數(shù)與穩(wěn)定性； 4反應過程動力學 (Kinetic models)（3 學時） 學習細胞反應過程計量學；了解細胞生長的非結(jié)構(gòu)模型；進一步深入學習基質(zhì)消耗和產(chǎn)物生成動力學的類型和代謝流分析； 5生物反應器的傳質(zhì) (Mass Transport Bioreactor)（3 學時） 細胞對氧的需求；培養(yǎng)過程中氧的傳遞；影響供氧的因素；溶解氧的測定方法，溶解氧的控制參數(shù)，固定化細胞內(nèi)的氧的傳質(zhì)阻力和擴散阻力的計算。 6發(fā)酵過程的操作模式(Models of Process Operation)（3 學時） 批式發(fā)酵

6、操作的應用；流加操作發(fā)酵的原理、計算和應用，連續(xù)發(fā)酵的應用；酶反應過程的應用；不同種類細胞的混合連續(xù)培養(yǎng)； 7生化反應器的放大（Scale up of Bioprocess） （3 學時） 發(fā)酵罐攪拌功率的計算方法；反應體系傳質(zhì)系數(shù)的計算，發(fā)酵罐的準數(shù)放大規(guī)律。 8 滅菌（Sterilization）(3學時)9.發(fā)酵食品（Fermented food）(3 學時) 簡要介紹啤酒發(fā)酵工藝，酸奶的發(fā)酵技術(shù)等，簡單介紹有機酸發(fā)酵工藝。 10能源轉(zhuǎn)化(Microbial Energy Conversion Process) (3 學時) 主要介紹常用能源甲烷的生產(chǎn)工藝，酒精的生產(chǎn)工藝和生物柴油的生產(chǎn)

7、工藝，簡單介紹其他有機容積如丙酮、丁醇的發(fā)酵法生產(chǎn)工藝。 11抗生素的生產(chǎn)工藝 （Antibiotics）(3 學時) 抗生素生產(chǎn)工藝概述；抗生素的發(fā)展簡史；抗生素的分類；抗生素的應用；重點介紹青霉素的發(fā)酵工藝和半合抗的生產(chǎn)工藝。 12污水處理 (BiologicalWaste Water Treatment) (3 學時) 了解污水處理概述；好氣生化處理技術(shù)；厭氧生化處理技術(shù)等。 13、學生英文報告交流 （6 學時） 14. 國外教授英文講座 （3 學時） 15、復習總結(jié)（3 學時） 四、實驗教學內(nèi)容與要求 要求優(yōu)良學生(占學生總數(shù)的 50)每人提交 1 份用英文寫作的小論文，并用多媒體在課堂上講解 5 分鐘。 五、作業(yè) （1）每周布置下一次課程的講課內(nèi)容，要求學生預習。每堂課提問部分學生，提問結(jié)果占總分5。(2)要求優(yōu)良學生(占學生總數(shù)的 50)每人提交 1 份用英文寫作的小論文，題材和字數(shù)不限，并用多媒體在課堂上用英文講解 5 分鐘。該報告占總分 10 分。六、考核方式 學生可以攜帶一張備考紙（雙面 A4）參加期中