《生物反应工程教学大纲》课程教学大纲

生物反应工程BiologicalReactionEngineering【课程编号】（必备项）【课程类别】专业课【学分数】1【先修课程】生物化学、微生物工程【学时数】33【适用专业】制药工程一、教学目的、任务生物化工是生物化学工程的简称。它是运用化学工程的原理方法将生物技术的实验室成果进行工业开发、技术改造的一门学科。而该课程是生物化工的一个重要组成部分和化学反应工程的一个分支。该课程是生物化工专业的一门必修专业课，它研究的是生物反应过程中具有普遍意义的特殊工程技术问题。本课程的主要任务：1．介绍本课程在生物技术开发中的地位和作用；2．阐明生物反应过程及工程的基本原理；3．培养学生掌握研究生物反应过程的方法及过程放大的基本知识；4．培养学生分析和解决有关技术问题的能力。二、课程教学的基本要求通过本课程的教学，使学生系统地掌握生物反应过程及工程的基本原理、研究生物反应过程的方法及过程放大的基本知识、培养学生分析和解决有关技术问题的能力。三、教学内容和学时分配教学内容授课学时1绪论22菌种及其扩大培养43灭菌与除菌84培养基25氧的供需86生物反应过程控制87生物反应器48生物反应动力学109连续培养6复习习题2第一章绪论【目的要求】了解生物反应工程这门学科的研究对象、解决的问题、对生物技术发展的重要作用、发展简史，并明确为什么要学习这门课程。【主要内容】讲授内容1、生物反应工程的发展简史2、生物反应工程的研究内容和研究方法3、学习这门课程的目的其它教学环节：第二章酶促反应动力学【目的要求】了解酶促反应速率方程的推导、公式应用、影响酶催化反应速率的因素、动力学参数的求取、内外扩散限制对酶促反应速率的影响，以及酶受热失活的动力学等。【主要内容】讲授内容1、 酶反应进程的特性2、 均相酶促反应动力学3、 固定化酶催化反应过程动力学4、 酶的失活动力学其它教学环节：第三章微生物反应动力学【目的要求】了解微生物反应动力学的研究方法、细胞生长、基质消耗与产物生成的动力学及三者之间的联系、固定化对细胞反应动力学的影响、以及细胞死亡动力学等。【主要内容】讲授内容1、 微生物反应的特点2、 细胞生长的非结构动力学3、 基质消耗与产物生成动力学4、 细胞死亡动力学5、 固定化细胞反应动力学6、 微生物反应动力学参数的估算7、 细胞生长和代谢的结构模型其它教学环节：第四章生化反应器的设计与分析【目的要求】了解生化反应器的分类、基本设计方程、对几种反应器的分析、设计与优化、分离与反应耦合的作用与具体方式、动植物细胞培养所用的反应器的特点和类型等。【主要内容】讲授内容1、 生化反应器设计概论2、 间歇操作搅拌槽式反应器3、 连续操作搅拌槽式反应器4、 连续操作管式反应器5、 流加操作反应器6、 生化反应-分离耦合过程7、 动植物细胞培养反应器8、 生化反应器的动态特性其它教学环节：第五章生化反应器的传递过程【目的要求】了解发酵介质的流变特性、氧在反应器中的传递过程与传质速率方程、影响氧传质速率的因素、两种常见反应器的结构特点和传递特性、以及生化反应过程的传热特性等。【主要内容】讲授内容1、 发酵介质的流变特性2、 氧的传质反应模型3、 基本生化反应器的传递特性4、 生化反应过程的传热特性其它教学环节：第六章生化反应器的流动模型与放大【目的要求】了解反应物料在反应器内的停留时间分布及定量描述方法、物料的微观混合特性和宏观混合物性、将实验室开发的小型反应器放大到工业规模大型反应器的方法等。【主要内容】讲授内容1、 停留时间分布2、 生化反应器的理想流动模型3、 生化反应器的非理想流动模型4、 非理想流动对细胞反应过程的影响5、 流体的混合特性6、 生化反应器的放大其它教学环节：四、教学重点、难点及教学方法（必备项）强调本课程是一门交叉学科的产物需综合各学科的知识及配合各方面的人才解决具体问题。树立无菌操作的意识，掌握高温快速灭菌的原理、气体流动状态及其湿含量对灭（除）菌效果的影响。氧传递速率的表征及对生物反应过程的影响。生物反应动力学的特征及建模方法。运用物料衡算建立理想流生物反应器的操作模型。停留时间分布与生物反应器中流体流动模型间的关系。生物反应器结构及放大规则。调控影响生物反应过程各种因素的目的和方法。五、考核方式及成绩评定方式（必备项）考核方式：期末笔试成绩评定方式：成绩评定（注明期末、期中、平时成绩所占的比例，或理论考核、实践考核成绩所占的比例）。期末:

60%,

期中:30%,

平时:10%.六、教材及参考书目（必备项）教材：《新编生物工艺学》，俞俊棠、唐孝宣等编著，化学工业出版社，2005年。参考书：《生物反应动力学与反应器》（第三版），威以政，汪叔雄编著，化学工业出版社，2007年。《生物反应工程原理》（第三版），贾士儒编著，科学出版社，2008年。《生物反应工程》，岑沛霖，关怡新，林建平编著，高等教育出版社，2005年。《生物反应工程原理》(第2版)，尼尔森，HYPE