北京化工大学：《生物工艺学》课程电子教案（教学大纲）生物工艺学教学大纲 Bioprocess Technology Fundamentals and Application

《生物工艺学》教学大纲 课程基本信息 课程编号： 课程中文名称： 生物工艺学 课程英文名称 Bioprocess Technology Fundamentals and Application ( 课程类别： 学科方向及特色课 话用专业 生物工程、制药工程 开课学期： 总学时 48学时（其中理论课48学时.） 点学分分： 3 预修便积（绵马）. 微生物学、生物化学、化工原理、科技英语 并修课程（编号）： 生化分离工程、生化反应工程 采用双语教学，对生物加工过程的基本原理包括反应器设计，发酵过程 课程简介： 参数检测，产物形成代谢基础，动力学模型，生物过程传质，过程优化： 对生物加工过程的具体应用过程包括发酵食品、生物能源、重组蛋白利 工业酶制剂等方面进行分析 Sven 0lof Enfors and Lena Haggstrom.Bioprocess Technolog 建议教材： Fundamentals and Applications.Royal Institute of Technology 1999 参考书： 俞俊棠生物工艺学.华东化工学院出版社 二、课程教育目标 通过教学使学生： 1,在学习《科技英语》的基础上，进一步增加有关生物加工过程的英文专业词汇量。 2 一步强化掌握专业英文的翻译方法和特点，并熟练应用。 3.掌操有关生物加工过程的基木概念、基木原理。 4.掌握有关生物加工过程反应器的基本概念、基本原理和应用 5.了解有关生化反应器的传递现象、流动模型与放大的基本内容。 6.了解生物加工过程在食品、重组蛋白、能源和环保等领域中的应用 全部采用多 媒依 ,板书全部 为英文。讲课方式：分为三个阶段 第一阶段全部用中文，主要是让学术了解专业背景，同时记住许多专业英文单词。为让学生尽 量掌握英文单词，每次上课都把下次讲课的内容布置，让学生预习。上课时挑选部分学生提问，监 督学生预习。 第一阶段：进课30%采用英文，请1一2次外籍数授作报告。提高听力 第三阶段：让每个学生自己写一篇英文报告，然后每人做5分钟的报告。全部采用多媒体，强 调互动式教等 三、理论教学内容与要求（含学时分配） 1,绪论(Introduction)(3学时) 工业生物技 的发展历史 生物工艺学的定义、特点和研究对象、研究内容，生物技术在食品 工业、医药工业等行业中的应用。 2.反应器设计和检测(Reactor Design and instrumentation)(3学时) 介绍各种反应器的结构和特点，主要介绍气升式反应器的特点。介绍酶催化反应器的类型：学 习发酵过程参数的检测方法

《生物工艺学》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 课程中文名称： 生物工艺学 课程英文名称： Bioprocess Technology Fundamentals and Application (双语) 课程类别： 学科方向及特色课 适用专业： 生物工程、制药工程 开课学期： 春 总 学 时： 48 学时（其中理论课 48 学时。） 总 学 分： 3 预修课程（编号）： 微生物学、生物化学、化工原理、科技英语 并修课程（编号）： 生化分离工程、生化反应工程 课程简介： 采用双语教学，对生物加工过程的基本原理包括反应器设计，发酵过程 参数检测，产物形成代谢基础，动力学模型，生物过程传质，过程优化； 对生物加工过程的具体应用过程包括发酵食品、生物能源、重组蛋白和 工业酶制剂等方面进行分析。 建议教材： Sven Olof Enfors and Lena Haggstrom ． Bioprocess Technology Fundamentals and Applications．Royal Institute of Technology， 1999 参 考 书： 俞俊棠．生物工艺学．华东化工学院出版社 二、课程教育目标 通过教学使学生： 1．在学习《科技英语》的基础上，进一步增加有关生物加工过程的英文专业词汇量。 2．进一步强化掌握专业英文的翻译方法和特点，并熟练应用。 3．掌握有关生物加工过程的基本概念、基本原理。 4．掌握有关生物加工过程反应器的基本概念、基本原理和应用。 5．了解有关生化反应器的传递现象、流动模型与放大的基本内容。 6．了解生物加工过程在食品、重组蛋白、能源和环保等领域中的应用。 全部采用多媒体，板书全部为英文。讲课方式：分为三个阶段， 第一阶段全部用中文，主要是让学术了解专业背景，同时记住许多专业英文单词。为让学生尽 量掌握英文单词，每次上课都把下次讲课的内容布置，让学生预习。上课时挑选部分学生提问，监 督学生预习。 第二阶段：讲课 30％采用英文，邀请 1～2 次外籍教授作报告。提高听力 第三阶段：让每个学生自己写一篇英文报告，然后每人做 5 分钟的报告。全部采用多媒体，强 调互动式教学。 三、理论教学内容与要求（含学时分配） 1．绪论（Introduction）（3 学时） 工业生物技术的发展历史，生物工艺学的定义、特点和研究对象、研究内容，生物技术在食品 工业、医药工业等行业中的应用。 2．反应器设计和检测（Reactor Design and instrumentation）（3 学时） 介绍各种反应器的结构和特点，主要介绍气升式反应器的特点。介绍酶催化反应器的类型；学 习发酵过程参数的检测方法

3.产物形成的代谢基础(Metabolic Basis of Product Formation)(3学时) 微生物代谢基础和代谢过程，固定化酶催化的代谢流特征：外扩散限制效应对微生物代谢的影 响：内扩散限制效应对微生物代谢的影响：内外扩散同时存在时的限制效应对微生物代谢的影响： 扩散影响下的微生物代谢和酵反应的表观动力学参数与稳定性： 4.反应过程动力学(Kinetic models)(3学时) 学习细胞反应过程计量学：了解细胞生长的非结构模型：进一步深入学习基质消耗和产物生成 动力学的类型和代谢流分析： 5.生物反应器的传质(Mass Transport Bioreactor)(3学时) 细胞对氧的需求：培养过程中氧的传递：影响供氧的因素：溶解氧的测定方法，溶解氧的控制 参数，固定化细胞内的氧的传质阻力和扩散阻力的计算。 6.发酵过程的操作模式(Models of Process Operation))(3学时 批式发酵操作的应用：流加操作发酵的原理、计算和应用，连续发酵的应用：酶反应过程的应 用：不同种类细胞的混合连续培养： 7.生化后应器的放大(Scale up of Bio0 rocess)(3学时) 发酵罐搅拌功率的计算方法 反应体系传质系数的计算 发酵罐的准数放大规律 8.固定化酶技术 Immobilization of biocatalysis) 重点学习酶的固定化方法和周定化酶技术在食品工业、医药工业等行业中的应用：理想周定化 豳反应器的设计参数以及操作方程。 9.发酵食品(Ferme ted food)(3学时 简要介绍啤酒发酵工艺，酸奶的发酵技术等，简单介绍有机酸发酵工艺。 10.能源转化(Microbial Energy Conversion Process)(3学时) 主要介绍常用能源甲烷的生产工艺，酒精的生产工艺和生物柴油的生产工艺，简单介绍其他有 机容积如丙酮、 厂醇的发酵法生产工艺。 11.抗生素的生产工艺(Antibiotics)(3学时) 抗生素生产工艺概述：抗生素的发展简史：抗生素的分类：抗生素的应用：重点介绍青霉素的 发酵工艺和半合抗的生产工艺。 12.污水处理(Biological Waste Water Treatment))(3学时)l 了解污水处理概述：好气生化处理技术：厌氧生化处理技术等。 13、学生英文报告交流 (6学时) 14.国外教授英文讲座(3学时) 15复习总结3学时) 四、 实验教学内容与要求 要求优良学生（占学生总数的50%）每人提交1份用英文写作的小论文，并用多媒体在课堂上讲 解5分钟。 五、作业 (1)每周布置下一次课程的讲课内容，要求学生预习。每堂课提问部分学生，提问结果占总分 5%。 (2)要求优良学生（占学生总数的50%）每人提交1份用英文写作的小论文，题材和字数不限， 并用多媒体在课堂上用英文讲解5分钟。该报告占总分10分。 六、考核方式 学生可以携带一张备考纸（双面A4)参加期中、期末考试。答题必须独立完成，任何作弊行为 将导致提请学校学生违纪处理委员会处理

3．产物形成的代谢基础（Metabolic Basis of Product Formation）（3 学时） 微生物代谢基础和代谢过程，固定化酶催化的代谢流特征；外扩散限制效应对微生物代谢的影 响；内扩散限制效应对微生物代谢的影响；内外扩散同时存在时的限制效应对微生物代谢的影响； 扩散影响下的微生物代谢和酶反应的表观动力学参数与稳定性； 4．反应过程动力学 (Kinetic models)（3 学时） 学习细胞反应过程计量学；了解细胞生长的非结构模型；进一步深入学习基质消耗和产物生成 动力学的类型和代谢流分析； 5．生物反应器的传质 (Mass Transport Bioreactor)（3 学时） 细胞对氧的需求；培养过程中氧的传递；影响供氧的因素；溶解氧的测定方法，溶解氧的控制 参数，固定化细胞内的氧的传质阻力和扩散阻力的计算。 6．发酵过程的操作模式(Models of Process Operation)（3 学时） 批式发酵操作的应用；流加操作发酵的原理、计算和应用，连续发酵的应用；酶反应过程的应 用；不同种类细胞的混合连续培养； 7．生化反应器的放大（Scale up of Bioprocess）（3 学时） 发酵罐搅拌功率的计算方法；反应体系传质系数的计算，发酵罐的准数放大规律。 8．固定化酶技术 （Immobilization of biocatalysis） 重点学习酶的固定化方法和固定化酶技术在食品工业、医药工业等行业中的应用；理想固定化 酶反应器的设计参数以及操作方程。 9.发酵食品（Fermented food）(3 学时) 简要介绍啤酒发酵工艺，酸奶的发酵技术等，简单介绍有机酸发酵工艺。 10．能源转化(Microbial Energy Conversion Process) (3 学时) 主要介绍常用能源甲烷的生产工艺，酒精的生产工艺和生物柴油的生产工艺，简单介绍其他有 机容积如丙酮、丁醇的发酵法生产工艺。 11．抗生素的生产工艺 （Antibiotics）(3 学时) 抗生素生产工艺概述；抗生素的发展简史；抗生素的分类；抗生素的应用；重点介绍青霉素的 发酵工艺和半合抗的生产工艺。 12．污水处理 (Biological Waste Water Treatment) (3 学时) 了解污水处理概述；好气生化处理技术；厌氧生化处理技术等。 13、学生英文报告交流 （6 学时） 14. 国外教授英文讲座 （3 学时） 15、复习总结（3 学时） 四、实验教学内容与要求 要求优良学生(占学生总数的 50％)每人提交 1 份用英文写作的小论文，并用多媒体在课堂上讲 解 5 分钟。 五、作业 （1）每周布置下一次课程的讲课内容，要求学生预习。每堂课提问部分学生，提问结果占总分 5％。 (2)要求优良学生(占学生总数的 50％)每人提交 1 份用英文写作的小论文，题材和字数不限， 并用多媒体在课堂上用英文讲解 5 分钟。该报告占总分 10 分。 六、考核方式 学生可以携带一张备考纸（双面 A4）参加期中、期末考试。答题必须独立完成，任何作弊行为 将导致提请学校学生违纪处理委员会处理

期末考试时间为120分钟。具体考试时间至少提前1周通知学生。 七、成绩评定 成绩由平时成绩(5%)、期中英文小论文(10%)和期末考试成绩(85%)组成。 执笔人：谭天伟 2004年2月16日

期末考试时间为 120 分钟。具体考试时间至少提前 1 周通知学生。 七、成绩评定 成绩由平时成绩（5％）、期中英文小论文（10％）和期末考试成绩（85％）组成。 执笔人：谭天伟 2004 年 2 月 16 日