《发酵工程》课程教学大纲

《发酵工程》课程教学大纲

课程名称发酵工程英文名称ChemicalAutomationandInstrument课程编码180520039课程类型专业选修课程课程级别专业课程学分数2先修课程生物化学，化工原理学时数32其中实验学时

其中实践学时

适用范围化学工程专业（4年制）制定单位化学化工学院

一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务《发酵工程》是生物化工专业一门最重要的专业选修课。本课程在学生专业基础学习阶段和专业知识学习阶段之间起到承先启后的作用。本课程体系设计的目的在于夯实学生的基础理论知识、增强学生的工程意识、提高学生的科学素养，从而培养学生解决生物技术产业化中关键问题的能力，达到培养创新创业人才的目的。培养适合社会发展需要的具有创新能力、创业能力的高层次人才成为生物工程专业的首要任务和目标。本课程以生物技术产业化过程涉及的工程知识为教学内容，融合生物化学和微生物学的基础理论，培养学生掌握自主学习和主动实践的方法，使学生具备解决生物技术产业化过程中关键问题的能力。（二）课程教学目标及其与本专业毕业要求的对应关系序号课程教学目标毕业要求1

通过本课程的学习，使学生在生物化学、微生物学等课程的基础上，系统的掌握发酵工程的基本理论、基本知识和基本技能，建立较深刻的微生物学观点，形成科学的思维方式。

具有从事化学工程专业工作所需的相关数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能运用这些知识解决化工过程中涉及的复杂工程问题。2

通过本课程的学习，要求学生系统掌握现代生物技术领域的主要方法与应用技术，提高学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。要求学生能了解现代发酵工程理论和技术的新发展。

能够就化工过程的工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并具备一定的国际视野。3

要求学生积极开展课程讨论，自主讲演，培养学生自学能力。掌握生物技术基本知识框架，促进非生物学专业的本科生对生物技术的关注，着重培养学生科学的思维方法、创造能力和运用知识解决实际问题的能力。

具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。（三）课程教学方法与手段本课程以课堂讲授为主，以PPT教学结合课堂讨论为主。课程内容包含一定数量的习题课。（四）课程与其它课程的联系

本课程是生物化工专业的专业选修课。课程学习过程中涉及到《生物化学》、《化工原理》等专业基础课的内容。（五）教材与教学参考书

教材：陈坚、堵国成主编，《发酵工程原理与技术》，化学工业出版社，2012

教学参考书：魏银萍、吴旭乾、刘颖主编，《发酵工程技术》，华中师范大学出版社，2015

二、课程的教学内容、重点和难点第一章绪论（4学时）教学内容：发酵工程的过去、现在和未来。重点：发酵工程的现在。难点：发酵工程的未来。

第二章培养基及其制备（2学时）教学内容：原料的预处理、淀粉的水解糖的制备、糖蜜原料的处理、非粮食生物质的转化、前体物质、促进剂。重点：非粮食生物质的转化。难点：前体物质、促进剂。

第三章培养基及设备的灭菌（2学时）教学内容：培养基灭菌的方法、湿热灭菌的理论基础、培养基灭菌的工程设计。重点：培养基灭菌的方法。难点：湿热灭菌的理论基础。

第四章空气除菌的工艺及设备（2学时）教学内容：空气中微生物的分布和发酵工业对空气无菌程度的要求、空气除菌的方法、介质过滤除菌的机理、介质过滤除菌的工艺、介质过滤除菌的设备及计算。重点：空气除菌的方法。难点：介质过滤除菌的工艺。

第五章生产菌种的扩大培养与保藏（2学时）教学内容：种子的制备过程、种子质量的控制、生产发酵罐的无菌接种、菌种的保藏与复壮。重点：种子的制备过程。难点：种子质量的控制。

第六章发酵过程用的微生物及扩大培养（2学时）教学内容：发酵过程的代谢变化规律、发酵工艺的控制、发酵过程的主要控制参数、发酵过程的自动控制、发酵动力学、发酵过程优化。重点：发酵工艺的控制。难点：发酵动力学。

第七章厌氧发酵设备（2学时）教学内容：酒精发酵设备及计算、啤酒发酵设备及计算。重点：设备原理和结构。难点：设备计算。

第八章通风发酵设备（2学时）教学内容：通风发酵罐及结构、通气与搅拌、氧的传递。机械搅拌通风发酵罐的设计。重点：通风发酵罐及结构。难点：通气与搅拌。

第九章工业发酵染菌的防治（2学时）教学内容：工业发酵染菌的危害、发酵过程中染菌的检查判断、发酵染菌率、染菌原因的分析、发酵染菌的防治、噬菌体感染和处理方法。重点：工业发酵染菌的危害。难点：发酵过程中染菌的检查判断。

第十章产物的提取与精制（2学时）教学内容：发酵液的预处理和固液分离、沉淀法、吸附法、离子交换法、膜分离过程、萃取。重点：发酵液的预处理和固液分离。难点：萃取。

第十一章固定化细胞发酵（2学时）教学内容：细胞固定化的方法、固定化细胞的形状及性质、固定化细胞反应器、固定化细胞的应用。重点：细胞固定化的方法。难点：固定化细胞的形状及性质。

第十二章基因工程菌的发酵（2学时）教学内容：工程菌的来源和应用、工程菌的培养、工程菌分批培养动力学、培养装置与产物的提取。重点：工程菌的来源和应用。难点：工程菌分批培养动力学。

第十三章动植物细胞培养（2学时）教学内容：植物细胞大规模培养技术、动物细胞大规模培养技术。重点：植物细胞大规模培养技术。难点：动物细胞大规模培养技术、

第十四章固态发酵（2学时）教学内容：固态发酵的分类、固态发酵反应器、固态发酵的应用、固态发酵发展趋势和应用前景。重点：固态发酵的分类。难点：固态发酵反应器。

课堂练习和考核（2学时）

三、学时分配教学内容其中：各教学环节学时分配

章节主要内容学时分配讲授实验讨论习题实践在线学习其它支撑课程教学目标第一章绪论44

3第二章培养基及其制备22

1第三章培养基及设备的灭菌22

2第四章空气除菌的工艺及设备22

2第五章生产菌种的扩大培养与保藏22

1第六章发酵过程用的微生物及扩大培养22

1第七章厌氧发酵设备22

2第八章通风发酵设备22

2第九章工业发酵染菌的防治22

2第十章产物的提取与精制22

2第十一章固定化细胞发酵22

1第十二章基因工程菌的发酵22

1第十三章动植物细胞培养22

1第十四章固态发酵22

1第十五章课堂练习和考核2