电子教案7176330533

课程教学方案1．课程简介♦课程名称：《生物工程设备》♦课程类型：专业必修课（生物工程专业核心课程）♦课程内容简介：课程内容为生物工程产业界常见的工业生产设备及生物工程研究领域的主要仪器装备。课程主要介绍生物工程设备的基本原理、结构、特点、设计选用计算方法及各单元设备的流程设计、优化和强化操作♦课时：48学时♦学分：3学分♦班级：生工、理优♦教材：《生物工程设备》♦参考书：《抗生素生产设备》、《生物工艺学》、《微生物工程》、《生物工程设备》《化学工程》♦考核方式：书面考核（闭卷），平时考核为课内讨论提问、课外作业、考勤♦教师姓名：唐寅、陆兵2．教学大纲与教学进程♦章、节教学内容附件：《生物工程设备》教学大纲♦教学日历附件：《生物工程设备》教学日历3．教学具体方案（每“两节课”为“一讲”，每讲填一张表）♦本讲教学内容♦本讲知识点、重点、难点♦本讲教学方法与教学手段♦本讲多媒体（或ppt）课件♦本讲师生互动设计♦本讲作业题♦本讲与上一讲衔接，与下一讲的联系注：《生物工程设备》课分上下二部分，分别由唐寅、陆兵二位老师主讲，教案分为二部分：生物工程设备（1）教案、生物工程设备（2）教案生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修1本讲知识点、重点、难点知识点：1.染菌的危害性2.灭菌方法3.发酵工业中培养基灭菌的特点4.培养基灭菌的要求5.对数残留定律重点：热灭菌原理；理论灭菌时间的计算对数残留定理难点：培养基灭菌时间与灭菌温度的关系本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件通过介绍生物工程产品的生产过程，介绍本课程的主要教学内容。由于发酵工业中培养基灭菌的特点，通过介绍培养基的灭菌原理、理论灭菌时间的计算、对数残留定理，了解并掌握灭菌的操作过程及计算本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）常用的灭菌方法有哪些？（2）发酵工业培养基灭菌的特点？（3）培养基的灭菌采用何种方法？为什么？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容1、为什么说适当地控制加热温度和受热时间是灭菌工作的关键生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修2本讲知识点、重点、难点知识点：1、实罐灭菌的操作过程2、实罐灭菌时间计算3、实罐灭菌的传热及操作时间的计算重点：实罐灭菌的操作及计算难点：实罐灭菌计算及实际应用本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件，实罐灭菌过程的动画课件根据发酵工业中培养基灭菌的特点，常规的培养基灭菌方式有实罐灭菌和连续灭菌，这一讲主要介绍实罐灭菌的操作过程及计算，下一讲侧重连续灭菌的操作过程及计算本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）实罐灭菌的特点？（2）实罐灭菌过程的动画课件中操作步骤及方法是针对小型罐还是大型罐？为什么？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容结合课堂教学内容及例题提出问题1、冷却水温度不同（5℃、10℃、15℃、）冷却时间各为多少？2、增加冷却面积（30m2、40m2、50m2）冷却时间各为多少？结论？生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修3本讲知识点、重点、难点知识点：1、连续灭菌工作原理2、连续灭菌的工艺流程3、连续灭菌时间的计算4、连续灭菌设备及计算重点：连续灭菌的工艺流程设计设备及计算难点：连续灭菌计算、管式维持器计算及应用本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件在介绍了培养基的二种灭菌方法灭菌的工艺流程设计、设备及计算，下一讲侧重培养基灭菌的工程要求、工程上无菌标准、发酵染菌原因的分析及从工程角度如何防止染菌、如何处理。本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）冷却水温度不同（5℃、10℃、15℃、）冷却时间各为多少？（2）增加冷却面积（30m2、40m2、50m2）冷却时间各为多少？结论？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容结合课堂教学内容提出问题：1、料液粘度为50厘泊，管道维持器设计结果如何？作业：1、从理论上分析，连续灭菌和分批灭菌何者为优？2、有一发酵罐装料为28m3，盘管传热面积为30m2，实罐灭菌后要求在5小时内从120℃冷却到30℃。若冷却水进口温度为10℃，传热系数为1600（kJ/m2·℃·h），水与料液比热均为4.18（kJ/kg℃）求：（1）冷却水流量为多少？（2）若冷却水流量为20m3/h，冷却水温度为15℃，冷却所需时间为多少？生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修4本讲知识点、重点、难点知识点：1、连续灭菌设备及计算2、工程上无菌标准3、阀门、管材的选择4、无菌空气的制备及设备的绪论重点：工程上无菌标准，发酵染菌原因的分析难点：发酵染菌原因的分析与处理在工艺设计中的体现本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件由于生物反应的特殊性，要求是纯种培养，这就要求提供的培养液、料液、培养过程通入的空气必须是无菌的，在介绍了培养基的灭菌方法、灭菌设备、流程设计及计算，发酵染菌原因的分析，对无菌空气的制备提出了要求。本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）料液粘度为50厘泊，管道维持器设计结果如何？（2）从理论上分析，连续灭菌和分批灭菌何者为优？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容结合课堂教学内容提出问题：1、影响培养基湿热灭菌的因素有那些？生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修5本讲知识点、重点、难点知识点：1、生物发酵用净化空气的质量标准；2、压缩空气的预处理原理及工艺流程设计及控制要求；3、无菌空气制备工艺流程设计及控制要求；重点：生物发酵用净化空气的质量指标如何控制难点：生物发酵用净化空气工艺流程设计及控制点的确定本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件；生物发酵用净化空气制备过程的动画课件生物发酵用净化空气的质量指标，对空气预处理的流程设计、控制、设备的设计及选型提出了要求本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）从工程上分析影响培养基湿热灭菌的因素有那些？（2）生物发酵用净化空气的质量指标是什么？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容结合课堂教学内容提出问题：1、为保证发酵用无菌空气的质量标准，空气净化系统的设计应采用什么措施？2、空气净化系统流程设计中如何考虑节能？生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修6本讲知识点、重点、难点知识点：1、无菌空气制备工艺流程设计及控制要求；2、生物发酵用空气净化系统设备的设计及选型；重点：生物发酵用空气净化系统的流程设计、设备的设计及选型难点：生物发酵用空气净化系统设备的计算及设计本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件；生物发酵用净化空气制备过程的动画课件生物发酵用空气预处理的流程设计、控制、设备的设计及选型，保证空气的压力、流量、温度、相对湿度的指标，通过除菌设备，最终保证发酵用空气的无菌度。本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）空气净化系统流程设计中如何考虑节能？（2）发酵用的无菌空气的制备对空气的相对湿度有一定的要求，相对湿度是否是越低越好？为什么？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容结合课堂教学内容提出问题：1、空气分水、干燥设备如何选用？作业：1、若有一空气净化系统，其吸气状态温度为30℃，相对湿度为80%，经压缩后，空气压力为0.2MPa(表压)，然后将压缩空气经冷却器冷却到20℃，经析水器、加热器、空气过滤器通入发酵罐。已知发酵罐内装液为35m3通气量为0.8VVM，发酵温度为30℃，培养时间为168h，排气压力0.1MPa，相对湿度为100%，求一个罐批中发酵液因蒸发而减少的液量为多少？2、已知装料量为35m3发酵罐，通气量为0.8VVM，发酵温度为30℃，空气进入温度为45℃，求每小时由于空气温度高于发酵液温度而释放出的热量为多少？约占发酵热的百分率为多少？已知发酵热为21000kJ/(m3·h).生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修7本讲知识点、重点、难点知识点：1、空气除菌的方法、要求；2、空气除菌设备的选用；3、微生物反应器的类型重点：空气除菌的方法、要求难点：空气除菌流程的设计及设备的选用本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件；生物发酵用净化空气制备过程的动画课件在介绍了发酵用无菌培养基、无菌空气的制备，开始重点讲解生物反应器，因为它是整个生产过程唯一的一个把原料转化成产物的地方，因此生物反应器的设计是整体设计中最为重要的环节，是生物反应过程的心脏。从生物反应器的分类及反应器的类型、结构及发展趋势展开讲解。本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）空气分水、干燥设备如何选用？（2）空气除菌方式有多种，如采用热灭菌是否可行？对设备有何要求？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容结合课堂教学内容提出问题：1.用于需氧培养发酵的生物反应器有那几种类型？各有何特点？2.自学第三章第2、第3小节生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修8本讲知识点、重点、难点知识点：1、通用式机械搅拌反应器的内部构件及功能；2、气液分散原理，搅拌桨的选用3、通用式机械搅拌反应器发展趋势重点：通用式机械搅拌反应器的内部构件及功能难点：气液分散原理，搅拌桨的组合选用本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件；计算流体力学(CFD)数值模拟发酵罐流动场预测通过介绍通用式机械搅拌反应器的内部构件及功能，根据气液分散原理，计算流体力学(CFD)数值模拟发酵罐流动场预测，引出发酵罐搅拌桨如何组合选用，发酵罐搅拌功率的计算本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）用于需氧培养发酵的生物反应器有那几种类型？各有何特点？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容结合课堂教学内容提出问题：1、通用式机械搅拌反应器的搅拌桨如何组合选用？生物工程设备（1）教案学院教师姓名课程名称学分/学时课程性质第几讲学年/学期生工学院唐寅生物工程设备3/48必修9本讲知识点、重点、难点知识点：1、搅拌功率的计算2、不通气情况下牛顿型流体单层、多层搅拌功率计算3、通气情况下的搅拌功率计算4、非牛顿型流体搅拌功率的计算重点：搅拌功率的计算难点：非牛顿型流体搅拌功率的计算本讲所用方法和手段、与上一讲的衔接，与下一讲的联系采用PPT课件；计算流体力学(CFD)数值模拟发酵罐流动场预测通过单层、多层、牛顿、非牛顿型流体搅拌功率的计算，了解功率、转速及浆径之间的关系及通气及搅拌过程中氧的质量传递本讲师生互动设计1、与课堂教学内容同步提问与讨论（1）通用式机械搅拌反应器的搅拌桨如何组合选用？2、鼓励学生提问与讨论课堂内鼓励学生提问，凡提问者，平时成绩加分。本讲布置的作业、思考题等内容结合课堂教学内容提出问题：1、对于粘厚的培养液，混合是关键的问题，如何提高混合效果？生物工程设备（1）教案