《生物工程设计》课程教学大纲

PAGE1-本科生课程大纲课程名称生物工程设计课程代码081702101213课程属性专业知识课时/学分80/4课程性质必修实践学时32责任教师课外学时64(32*2)课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：生物工程设计是利用现代工程的理念，实现现有生物技术、生物工艺工程化的多学科综合性实用课程，是对大学阶段所学生物工程专业的专业基础课和专业课的总检阅与整合，是培养现代食品生物工程师的关键环节。本课程包括项目调研、厂址选择、工厂总平面设计、工艺论证与衡算、生化工程设备的设计与选型，生产车间布置与设计、三废治理、经济技术分析及概算等。通过该课程的学习和大量训练，要求同学们掌握生物工程工厂设计的基本方法和程序，并能够利用这些理论和方法，借助现代设计软件对生物工程工厂进行新建、改建和扩建，以及对生物工程工厂进行新工艺、新技术、新设备的研究和改造。生物工程课程设计是生物工程专业学生在毕业设计前进行的一次综合训练。旨在培养学生综合运用知识，解决工程问题的能力。同时对学生分析解决问题能力的检验，对绘图能力的训练。要求：1）进一步巩固加深所学《发酵工程》、《生化反应工程》等专业课程的基本理论和知识，使其系统化、综合化。2）培养综合运用基础理论和专业知识解决工程实际问题的能力。3）掌握有关设计手册，如《化工设备手册》、《化学工程手册》等的使用。2.设计思路：本课程以生物工程工厂建设基本程序为主线，结合企业进行现场授课和观摩的方式进行，辅以大量的训练和实训，使同学们将掌握的生物工程设计理论知识及时应用到实际设计中，并将设计中遇到的情况反馈到生物工程设计理论中，循环往复，让同学们掌握作为食品生物工程师的基本方法和技能。课程内容包括三个模块：生物工程工厂设计理论、符合规范的生物工程工厂设计、设计成果答辩。（1）生物工程设计理论教学：理论课以讲授为主，辅助以电子教案和多媒体课件，重点强调基础规范的学习、训练和掌握。明确《生物工程工厂设计》的内容范围，包括厂址选择、工厂总平面设计、工艺论证与衡算、生化反应设备的设计与选型、车间布置设计、三废处理、经济技术分析及概算等相关内容。在课堂教学期间，针对生产工艺设计和设备设计的各个节点，邀请青岛建筑设计研究院和腾远设计事务所的专家对设计基础规范进行讲解。（2）符合规范的生物工程设计：根据同学们选定的设计项目，结合企业实习训练进行设计。以中、小食品企业的新建、改建或扩建工程项目或某工段工艺为主要对象进行设计，完成一套符合设计规范的生物工程设计说明书和主要设计图纸。（3）生物工程设计课程答辩：根据所做课程设计，使用PPT手段高效、清晰、准确的展示同学们的设计成果，邀请食品企业、建筑设计研究院等有专业经验的老师和专家对设计图纸和说明书进行考评，从而有效提高同学们的工程设计能力。3.课程与其他课程的关系先修课程：化工原理，机械工程制图，发酵工程，生化反应工程，生物分离工程。本课程与这五门课程密切相关，构成了生物工程系列课程群，生物工程设计是前面五门课程的总结和应用，而只有在前面五门课程的基础上，生物工程设计的教学与实践才能达到较好的效果。二、课程目标本课程的目标是培养学生的工程观点和工程设计能力，达到华盛顿公约规定的国际工程师认证的标准，培养符合国家经济发展需要的工程技术人才。（1）了解我国生物工程工厂基本建设的重要意义、方针政策和规定、一般建设程序等；（2）掌握工厂的构成要素，设计方法与基本规范，培养学生查阅资料、使用手册、标准和规范的能力，要求学生能够对工程数据准确掌握和表达。（3）培养学生运算、整理数据、绘图等工程师的基本能力，通过多次训练，力求达到工程教育认证标准。三、学习要求生物工程设计是一门涉及到政治、经济、工程和技术等诸多学科综合性的课程，作为生物工程师，在校期间不仅要有扎实的理论基础和熟练的专业技能，而且要有一定的经济常识，做到技术上先进，经济上合理。要达到以上学习任务，学生必须：（1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、作业典型案例分析。本课程将包含较多的课下作业、讨论、小组作业展示等课堂活动。（2）保质保量的按时完成课下作业。以2-3人小组为单位，针对生物工程设计的各个环节均有书面作业需要提交，只有在作业中才能够不断掌握所学习的内容。（3）在前期各阶段课外作业的基础上，学期结束前形成符合规范的生物工程设计说明书和主要图纸，并邀请校内外的相关专家进行答辩和考评，促进学生工程设计能力的提高。四、教学内容内容顺序主题计划课时主要内容概述1.绪论生物工程设计简介1设计的意义，内容和特点2.基本建设和工程设计组成工厂设计基本建设程序及组成2生物工程工厂设计概述，基本程序和设计阶段3.厂址和总平面设计厂址选择2厂址选择的原则和技术勘察总平面设计3工厂总平面设计的原则、内容和布置4.工艺设计工艺论证3结合产品的国家标准和卫生操作规范，确定生产生产方法和工艺流程工艺计算4根据生产工艺对物料、热量、水进行衡算5.设备设计设备设计4生化反应设备的设计程序和内容设备选型4在衡算的基础上，确定专业设备、通用设备的型号和数量6.绘图厂区总平面图2结合项目地址与建设条件等因素对工厂进行合理布局工艺流程图3明确生产工艺中各物料的流向车间布置图3对设备进行合理布局，满足生产的各项要求7.人员定编确定工厂所需人员1确定工厂运行所需操作工人及管理人员8.经济核算对经济效果进行衡算2对工厂或设备运行产生的积极效果进行测算9.PPT制作及答辩检验设计效果4采用ppt的形式对设计成果进行高效准确的展示和评价10.现场观摩及设计到企业进行现场参观32(实践)到企业进行现场参观，并对工厂设计或某工段工艺设计进行分析和讨论，结合现场掌握生物工程设计的内涵五、参考教材与主要参考书[1]杨芙莲.食品工厂设计基础.北京:机械工业出版社.2012.1(ISSN:7-111-17056-3/TS.67)[2]张国农.食品工厂设计与环境保护.北京:中国轻工业出版社.2006.7(ISBN:7-5019-4870-4/TS.2827)[3]何东平，食品工厂设计.北京：中国轻工业出版社.2009.5（ISBN978-7-5019-6888-6）六、成绩评定（一）考核方式E.其他：A.闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他（二）成绩综合评分体系：成绩综合评分体系比例%1.课堂讨论及平时表现15%2.平时作业成绩35%3.课程设计及答辩50%总计七、学术诚信学习成果