課程設計教學大綱

課程設計教學大綱“生物工程設備及機械設計原理課程設計”教學大綱BioengineeringEquipmentandMachineDesignPrincipleCurriculumDesign課程編號；學時/學分：2周/2一、大綱說明本大綱根據(jù)長沙理工大學2006年版生物工程專業(yè)培養(yǎng)計劃制定。（一）教學對象非機械類生物工程專業(yè)本科學生。（二）課程性質(zhì)及教學目的與要求生物工程設備及機械設計原理是生物工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，通過本課程學習掌握好氧、厭氧生物反應器的結構、計算及放大原則，掌握工業(yè)規(guī)模生物反應物料的處理及培養(yǎng)基制備過程設備，了解生物工業(yè)的相應輔助系統(tǒng)，空氣凈化除菌，生物用水及制冷的工程原理、設備結構；掌握工程中常用機械傳動裝置及化工容器的設計計算等方面的知識，要求學生能完成對常用生物反應器——機械攪拌通風生物反應器的設計，使學生具備一定的生物反應器的計算設計能力，為畢業(yè)設計打下堅實的基礎。（三）主要先修課程和后續(xù)課程1．主要先修課程：工程制圖，有機化學，物理學，化工原理，工程力學。2．主要后續(xù)課程：工廠設計，生物分離工程，畢業(yè)設計。（四）教學方式與重點和難點1．教學方式：課堂講授、討論及案例教學。2．重點內(nèi)容：好氧、厭氧生物反應器結構及比擬放大；培養(yǎng)基制備過程設備；空氣凈化過程設備；生物工程供水與制冷系統(tǒng)；攪拌器、容器的計算設計，零部件及材料的選用。3．難點內(nèi)容：生物反應器質(zhì)量傳遞對反應器比擬放大的影響；空氣除菌、生物供水系統(tǒng)；攪拌器、容器的計算及結構設計、裝配圖的繪制。（五）考核方式對設計計算、結構及圖紙的繪制評出成績。二、課程設計內(nèi)容（二選一）（一）年產(chǎn)10萬噸啤酒廠糖化車間設計設計內(nèi)容：1．工藝方案的確定；工藝計算（物料衡算）；CAD繪制工藝流程圖并附設計和計算說明書一份。2．糖化鍋的設計：確定糖化鍋的幾何尺寸；選擇材料；計算強度或穩(wěn)定性；選用零部件；提出技術要求；手工繪制設備裝配圖一張并附設計說明書一份。（二）年產(chǎn)50噸紅霉素廠發(fā)酵車間設計設計內(nèi)容：1．工藝方案的確定；工藝計算（物料衡算）；CAD繪制車間平面布置圖并附設計和計算說明書一份。2．機械攪拌通風式生物反應器的設計：確定生物反應器的幾何尺寸；選擇材料；計算強度或穩(wěn)定性；選用零部件；提出技術要求；手工繪制設備裝配圖一張并附設計和計算說明書一份。三、課程設計環(huán)節(jié)及學時本課程設計學時為2周，設計程序為：任務布置、設計計算、工藝方案確定、設備結構確定、繪制工藝流程圖及設備裝配圖。四、主要參考書1．選用教材：梁世中．生物工程設備．中國輕工業(yè)出版社，2002潘永亮．化工設備機械設計基礎．科學出版社，20032．參考書：[1]張元興．生物反應器工程．華東理工大學出版社，2001[2]高孔榮．發(fā)酵設備．中國輕工業(yè)出版社，1991[3]俞俊棠．抗生素生產(chǎn)設備．化學工業(yè)出版社，982[4]劉國詮．生物工程下游技術．化學工業(yè)出版社，1993[5]管敦儀．啤酒工業(yè)手冊．輕工業(yè)出版社，1985[6]朱思明．化工設備機械基礎．東理工大學出版社，2003.1[7]胡建生．化工制圖．高等教育出版社，2004[8]成大先．機械設計手冊．化學工業(yè)出版社，1999[9]王專文．人工容器設計．化學工業(yè)出版社，1991[10]聶清德．化工設備設計．化學工業(yè)出版社，1991（制訂人：虢國成陳永發(fā)教研室主任：舒孝順主管院長：向洋）

“生物化工原理課程設計”教學大綱ChemicalEngineeringofBiologyCurriculumDesign課程編號：學時/學分：1周/1一、大綱說明本大綱根據(jù)生物工程專業(yè)2006年版培養(yǎng)計劃制訂。（一）適用專業(yè)生物工程專業(yè)。（二）課程設計性質(zhì)專業(yè)課、必修課。（三）主要先修課程和后續(xù)課程1．先修課程：高等數(shù)學及工程數(shù)學，物理化學，機械設計與制圖，化工原理等課程。2．后續(xù)課程：生物工程設備，生物工程設備課程設計，畢業(yè)設計。二、課程設計目的及基本要求化工原理課程設計是化工原理教學的一個重要環(huán)節(jié)，是綜合應用本門課程和有關先修課程所學知識，完成以某一單元操作為主的一次設計實踐。通過課程設計，應培養(yǎng)學生的獨立工作能力，培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想和實事求是、嚴肅認真的工作作風。課程的教學目的是：通過課程設計應使學生在下列幾個方面能力上得到較好的培養(yǎng)和訓練：1．查閱資料，使用有關手冊、圖表和收集合適的數(shù)據(jù)及正確選用計算公式的能力;2．正確選擇設計參數(shù)，具有從技術上可行和經(jīng)濟上合理兩方面分析問題的工程觀點和能力；3．正確、迅速地進行主要設備及某些輔助設備計算的能力；4．掌握化工設計的基本程序和方法，具有用簡潔的文字和適當?shù)膱D表來表達自己設計思想的能力。三、課程設計內(nèi)容及安排（一）設計內(nèi)容1．設計方案簡介。對給定或選定的工藝流程、主要設備的型式進行簡要的論述。2．主要設備的工藝設計計算。物料衡算。工藝參數(shù)的選定。設備結構的設計和工藝尺寸的設計計算。3．輔助設備的選型。典型輔助設備主要工藝尺寸的計算，設備型號。規(guī)格的選定。4．工藝流程圖。以單線圖的形式繪制，標出主體設備與輔助設備的物流方向、物流量、能流量、主要測量點。5．主要設備的工藝條件圖。圖面應包括設備的主要工藝尺寸，技術特性表和接管表。6．設計說明書內(nèi)容。（1）設計任務書；（2）目錄；（3）設計方案簡介；（4）工藝計算及主要設備設計；（5）輔助設備的計算和選型；（6）設計結果匯總；（7）設計評述；（8）參考資料。（二）工作進度安排1．設計動員，發(fā)題。（0.5d）2．閱讀設計指導書，查閱資料、擬定設計程序和進度計劃。（1d）3．現(xiàn)場調(diào)查。4．設計指導教師負責幫助學生擬定調(diào)查提綱。按排0.5—1天進行現(xiàn)場調(diào)查。（0.5d）5．設計計算。（2d）6．繪圖。（1.5d）7．編寫設計計算說明書。（0.5d）8．總結。（0.5d）9．答辯。（0.5d）其中講課、實驗、上機穿插在各階段進行。四、指導方式集體輔導與個別輔導相結合。五、設計項目及主要內(nèi)容1．列管式換熱器的選型設計。（30學時）

設計方案的選定

冷卻介質(zhì)及出口溫度的確定；冷、熱流體通道的選擇；流向的選擇。

工藝計算

物料及熱量衡算；管程、殼程給熱系數(shù)及總傳熱系數(shù)的計算；管程、殼程阻力的計算；對數(shù)平均溫差的修正。

設備計算

列管式換熱器的選型及校核。

2．反應釜的設計。（30學時）

設計方案的選定

物料的加熱（冷卻）方式的選定；傳熱面及攪拌槳型式的選定。

工藝計算

物料衡算；攪拌釜操作周期、釜容積的選定；釜的傳熱計算；轉(zhuǎn)速、攪拌功率的確定。

設備計算

攪拌釜傳熱面大小及各尺寸的確定。

輔助設備的計算與選型

3．蒸發(fā)器的設計。（30學時）

設計方案的選定

蒸發(fā)器類型、效數(shù)及流程的確定。

工藝計算

物料及熱量衡算；各效濃度及溫度分布的確定。

設備計算

蒸發(fā)室和加熱室工藝尺寸的計算。

輔助設備的計算與選型

冷凝器、真空泵選型，接管尺寸的確定。

4．填料吸收塔的設計。（30學時）

設計方案的選定

氣液相平衡關系（溫度、總壓對平衡的影響及非等溫吸收的平衡線）、吸收操作流程的確定；填料的類型、性能與選型。

工藝計算

液氣比的選擇；物料及熱量衡算；液泛速度和壓降的計算。

設備計算

塔徑的確定；填料層高度的計算（傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元數(shù)及傳質(zhì)單元高度）；液體分布與再分布裝置；填料層支撐結構及接管口的確定。

輔助設備的計算與選型

5．板式精餾塔的設計。（30學時）

設計方案的選定

操作壓力、進料狀態(tài)及加熱方式的確定。

工藝計算

物料衡算；回流比的確定；理論板數(shù)及實際塔板數(shù)的確定；熱量衡算。

設備計算

塔板的型式、結構及主要尺寸的選??；流體力學計算和校核；負荷性能圖；塔體總高度的計算。

輔助設備的計算與選型

回流冷凝器、再沸器的選型；接管尺寸的確定。

6．轉(zhuǎn)盤萃取塔的設計。（30學時）

設計方案的選定

轉(zhuǎn)盤塔分散相、流比的選取與確定。

工藝計算

物料衡算；特性速度、臨界轉(zhuǎn)速、兩相極限流速、轉(zhuǎn)速與功率消耗等的計算；相際傳質(zhì)面積和液滴平均直徑；傳質(zhì)系數(shù)（滴內(nèi)、滴外傳質(zhì)分系數(shù)，總傳質(zhì)系數(shù)）。

設備計算

塔徑及主要結構參數(shù)的確定。

用擴散模型計算塔高（轉(zhuǎn)盤塔內(nèi)的軸向混合，擴散模型的近似解）；澄清段高度的計算。轉(zhuǎn)盤塔塔體、內(nèi)件、附件及傳動裝置的結構設計。

輔助設備的計算與選型

管路、泵、流量計、儲槽及換熱器等的計算與選型。

7．噴霧干燥塔的設計。（30學時）

設計方案的選定

干燥裝置流程；干燥器內(nèi)熱空氣和霧滴的流動方向；操作條件；霧化器的選型。

工藝計算

物料衡算；熱量衡算。

設備計算

霧化器主要尺寸的計算；霧滴干燥時間；塔徑計算；塔高計算。

輔助設備的計算與選型

空氣加熱器；風機；氣固分離器；熱風進口分布裝置；排料裝置。

8．流化床干燥器的設計。（30學時）

設計方案的選定

流化床干燥器的類型、特性和選型。

工藝計算

多層流化床干燥過程的數(shù)學描述；計算模型；顆粒群的平均直徑與帶出速度；物料衡算和熱量衡算；物料的流化床壓降；熱容系數(shù)和流化床的層數(shù)。

設備計算

干燥器塔徑、塔高的計算；塔板結構設計（多孔板結構）。

輔助設備的計算與選型

物料供給器、空氣預熱器、旋風分離器及排風機的計算與選型。六、課程設計考核方法及成績評定1．考核方式：考查。2．考核的內(nèi)容包括：說明書和圖紙的質(zhì)量；完成題目的難度；獨立完成設計情況；答辯情況。采取審定與答辯相結合的方式，成績評定按百分制記分。七、課程設計教材及主要參考資料1．選用教材：陳英南．常用化工單元設備的設計．上海:華東理工大學出版社，19932．主要參考書：[1]陳敏恒.化工原理（上、下）.北京:化學工業(yè)出版社,1992[2]姚玉英.化工原理（上、下）.天津:天津科學技術出版社,1992[3]譚天恩.化工原理（上、下）.北京:化學工業(yè)出版社,1996[4]江體乾.基礎化學工程（上、下）.上海:上海科學技術出版社,1988[5]柴誠敬.化工流體流動與傳熱.北京:化學工業(yè)出版社,2001[6]賈紹義.化工傳質(zhì)與分離過程.北京:化學工業(yè)出版社,2001[7]蔣維鈞.化工原理（上、下）.北京:清華大學出版社,1993附：執(zhí)行大綱的若干說明1．關于題目要求題目類型以蒸發(fā)、精餾、吸收、干燥為主，因為這些類型題目能較好滿足綜合應用本門課程所學知識的要求，其它類型題目根據(jù)需要逐步增加。在選題時要求在給定的物系〔料〕。操作條件、型式等方面盡量做到多樣化，以利學生獨立完成。使題目具有不同的難度，以便適應不同程度的學生。在設計內(nèi)容上各題目應規(guī)定必須完成的基本部分和酌情進行的加深部分，即學生在完成基本部分后，可以在流程、主要設備型式、設計方法的評選，利用電算工具進行方案比較或制圖等某一方面予以擴充加深。2．關于電算工具的使用在課程設計中使用電算工具應是提高課程設計質(zhì)量的重要方面。應當盡量創(chuàng)造條件使學生進行計算機輔助設計，可以先在部分學生中試行，逐步擴大。3．關于設計資料每個類型題目編寫一份設計指導書，指導書的內(nèi)容包括課程設計的目的——設計的內(nèi)容和要求〔包括說明書和圖紙的具體要求〕——整個設計進行的步驟——設計注意事項——設計中若干問題的說明——設計參考資料目錄。4．關于課程設計的指導方法在整個課程設計進行過程中，如何對學生施行指導才有利于學生兩個能力的培養(yǎng)，尚有待實踐和總結，這也是提高課程設計質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，務必給予重視。5．關于課程設計的報告要求要求設計報告用A4紙打印,排版要求見教案,圖紙可以手繪也可以用CAD,設計報告與圖紙要求規(guī)范化。（制訂人：方芳教研室主任：舒孝順主管院長：向洋）

“食品工廠課程設計”教學大綱FoodFactoryCurriculumDesign課程編號：學時/學分：1周/1一、大綱說明本大綱根據(jù)食品工程專業(yè)2006年版培養(yǎng)計劃制訂。（一）適用專業(yè)食品科學與工程。（二）課程設計性質(zhì)專業(yè)課、選修課。（三）主要先修課程和后續(xù)課程1．先修課程：各專業(yè)課。2．后續(xù)課程：食品工藝綜合實驗、畢業(yè)設計（論文）。二、課程設計目的及基本要求本課程是食品工程專業(yè)的一門實用性和技術性很強的專業(yè)課程。使學生在學完食品工程專業(yè)的有關課程后，尤其是在學完食品工廠設計與環(huán)境保護這門課程后，綜合運用4年所學的全部知識，進行工廠的初步設計。通過專業(yè)課程設計使學生掌握應具備的基本設計技能。待學生走上工作崗位后既能擔負起工廠技術改造的任務，又能進行車間或全廠的工藝設計。是學生在校期間一次較全面的工程師能力訓練，在實現(xiàn)學生總體培養(yǎng)目標中占有重要地位。（一）學習本課程的目的1．搜集實際工業(yè)生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，熟悉技術文獻資料。2．合理設計工藝路線，準確進行工藝過程計算和設備設計選型計算。3．以精簡的文字、清晰的圖表來表達個人設計思想、設計結果。4．樹立科學、經(jīng)濟的設計思想，兼顧安全、勞保、環(huán)保等要求。（二）本課程設計的基本要求1．設計方案選擇，對給定或選定的設計方案進行簡要論述。2．本設計工藝流程論證，按確定的設計方案設計出合理可行的工藝流程路線，對該工藝流程進行闡述論證，確定工藝過程的重要參數(shù)。3．工藝計算，應完成工藝流程各過程的物料衡算，能量衡算，主要設備的工藝條件、工藝參數(shù)計算。4．主要設備設計，在滿足工藝條件的前提下，進行主要設備的機械設計，包括強度設計、剛度計算、穩(wěn)定性計算和結構設計。5．典型輔助設備設計選型，包括典型設備主要結構尺寸計算和設備型號規(guī)格的選定。6．工藝流程圖，按工藝流程圖繪制要求完成有一定控制點的流程詳圖，包括設備、物料管線、主要管件、控制儀表等內(nèi)容。7．主體設備結構詳圖，按化工設備結構圖的要求繪制完成。8．典型輔助設備工藝條件圖或小樣圖，包括設備的主要工藝尺寸和主要特點要求。9、撰寫符合以上要求的簡要設計說明書。三、課程設計內(nèi)容及安排（一）內(nèi)容1．選題：參考下列課題,每人可任選下列項目之一或別的類似項目：（1）發(fā)酵型保鮮方便米粉車間設計。（2）日處理10噸大豆豆制品車間設計。（3）乳制品車間設計。（4）面條車間設計。（5）果蔬汁飲料車間設計。（6）保健口服液車間設計。2．圖紙：運用所掌握的制圖基本知識，繪制產(chǎn)品工藝流程圖、車間平面布置圖各一張，要求一張筆繪,一張CAD圖。圖面清晰，表達準確，符合2002年中華人民共和國國家標準房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（GB/TJ50001-2001）中的規(guī)范要求；3．設計說明書一份。要求：設計說明書應打印。內(nèi)容包括設計任務書，所有論述、原始資料和數(shù)據(jù)、計算及結構表格等，編寫順序建議如下：（1）封面；（2）目錄；（3）前言：在簡要設計說明書前言中，內(nèi)容涵蓋所設計產(chǎn)品的項目建議書或可行性研究的基本內(nèi)容；（3）設計任務書；（4）設計方案簡介；（5）工藝流程說明及論證，工藝簡圖及工藝計算或主體設備工藝計算及選型，輔助設備工藝計算及選型；（6）技術經(jīng)濟指標：運用工廠設計的原理、方法，合理選擇所設計產(chǎn)品的加工工藝和在設計中所需的主要技術經(jīng)濟指標；（7）對本設計的簡單評述；（8）參考文獻。（二）工作進度安排在食品工廠設計概論理論課結束后停課一周集中進行設計作業(yè)。此前的及上理論課時應提醒學生注意收集資料。四、指導方式集體輔導與個別輔導相結合。五、課程設計考核方法及成績評定1．考核方式：考查。2．成績評定：采用100分制，總分組成：（1）課程設計期間表現(xiàn)（20％）：包括出勤情況及其它具體表現(xiàn)。（2）課程設計說明書（40％）：包括設計內(nèi)容情況，書寫工整情況，設計說明書交出時間。（3）圖紙（40％）：工藝圖紙和平面圖紙各一張，各占20%。六、課程設計教材及主要參考資料［1］張國農(nóng)．食品工廠設計與環(huán)境保護．中國輕工業(yè)出版社，2005/7［2］糧食工廠設計手冊［3］罐頭工廠設計手冊［4］乳品工廠設計手冊（制訂人：謝定教研室主任：嚴聃主管院長：向洋）

“食品工程原理課程設計”教學大綱CurriculumDesignforFoodEngineeringPrinciple課程編號：學時/學分：1周/1一、大綱說明本大綱根據(jù)食品科學與工程專業(yè)2006年版培養(yǎng)計劃制訂。（一）適應專業(yè)食品科學與工程，其它相近專業(yè)。（二）課程設計性質(zhì)專業(yè)基礎課，必修課。（三）主要先修課程和后續(xù)課程1．先修課程：食品工程原理，工程制圖。2．后續(xù)課程：食品工藝學，食品機械設備。二、課程設計目的及基本要求食品工程原理課程設計是食品工程原理課程的重要實踐性教學環(huán)節(jié),是學生在校期間第二次較全面的工程師能力訓練課程,在學生總體培養(yǎng)目標中占有重要地位。本課程設計的教學目的是:培養(yǎng)學生綜合應用食品工程原理課程知識和有關先修課程知識來完成以單元操作為主的設計任務的能力,包括正確選擇單元操作、組成和完善生產(chǎn)工藝過程、正確進行物料衡算與能量衡算以及設備選型配套設計計算等能力。本課程設計的基本要求是:通過本課程設計的訓練，要求學生掌握食品工程設計的基本程序和方法，學會查閱工程手冊中各種工程技術資料、選用公式和數(shù)據(jù)并用簡潔文字和圖表表達設計結果，并要求學生樹立正確的設計思想和實事求是、嚴肅負責的工作作風。三、課程設計內(nèi)容及安排（一）課程設計內(nèi)容1．選題：一般從下列題目中選取：（1）蒸發(fā)器設計：針對不同物系的多效蒸發(fā)裝置立題。（2）干燥器設計：針對不同物料、不同型式的干燥器立題。（3）萃取器設計:針對不同物料、不同型式的萃取器立題。2．擬定設計程序：在熟悉任務書和指導書的基礎上查閱資料、并