《生物分离工程》课程教学大纲

矫情吗；* 2024-03-24 18:44 35阅读 0赞

**《生物分离工程》课程教学大纲**

课程编号：02062

英文名称：Bioseparations Engineering

一、课程说明

**1. 课程类别**

专业课程

**2. 适应专业及课程性质**

制药工程专业 必修

**3.** **课程目的**

本课程主要讲授各种生物活性物质中各种杂质的去除、分离、纯化和精制技术，是生物工程中不可缺少的组成部分，通过对本课程的学习，能使学生针对不同产品的特性，较好地运用各种分离技术来设计合理的提取、精制的工艺路线，并能从理论上解释各种现象，提高分析问题和解决问题的能力，是一门理论和实践密切结合的课程。

**4. 学分与学时**

学分为2.学时为32

**5. 建议先修课程**

生物化学、化工原理、微生物学

**6. 推荐教材或参考书目**

推荐教材：

《生化分离工程》.严希康 主编. 化学工业出版社.2001年

参考书目：

（1）《生物工业下游技术》.毛忠贵 主编.轻工出版社.1999年

（2）《新生物工艺学（下）》.俞俊棠主编.化学工业出版社.2002年

（3）《生物工程下游技术》.刘国诠主编.化学工业出版社.1994年

（4）《生物分离工程》.孙彦主编.化学工业出版社.1999年

**7. 教学方法与手段**

（1）通过本课程的课堂讲授与课外自学

（2）内容求精求新，以培养兴趣、增长知识、鼓励创新为目的，以阐明基本原理和研究设计思路为重点，结合实例简单介绍基本工艺，不断补充该学科最新进展。全程采用多媒体教学，深入浅出，图文并茂。重点章节发放英文研究论文资料，鼓励学生自学讨论。

**8. 考核及成绩评定**

考核方式：考试

成绩评定：

（1）平时成绩占30%，形式有：课堂讨论、作业、论文、考勤等

（2）考试成绩占70%，形式有：闭卷考试

**9. 课外自学要求**

查阅文献，了解生化分离工程的最新研究进展，并撰写报告，在文中必须标明文献出处，且必须有最新的文献报道。

二、课程教学基本内容及要求

**第一章 绪论**

基本内容：

（1）生物分离工程的历史及应用

（2）生物分离过程的特点

基本要求：

掌握生物分离工程在生物工程领域的地位，生物分离过程的特点以及生物分离过程的分类

教学重点：准确理解生物分离过程的特点，正确理解生物分离过程与普通化工产品分离的区别。

教学难点：生物分离过程的特点

**第二章 过滤**

基本内容：

（1）过滤的基本概念

（2）连续旋转式真空抽滤机的操作原理

（3）过滤的设备及其结构

基本要求：

（1）掌握过滤前物料预处理的基本方法，过滤的基本理论及相关方程

（2）了解连续旋转式真空抽滤机的操作原理与过程，以及过滤设备的基本结构及选择原则

教学重点：准确理解过滤的基本理论及相关方程、过滤设备的基本结构与选型，理想不可压缩滤饼和可压缩滤饼过滤过程的相关计算方程

教学难点：过滤的基本理论及相关方程；不可压缩滤饼和可压缩滤饼过滤过程的相关计算方程

**第三章 离心与沉降**

基本内容：

（1）颗粒的沉降

（2）重力沉降式液固分离设备

（3）离心式沉降分离设备及其原理

（4）离心分离过程的放大

（5）离心过滤分离过程分析及其设备

基本要求：

（1）掌握颗粒沉降的计算，了解各种分离沉降设备的种类、结构和原理，离心分离过程的放大方法

（2）掌握典型沉降设备的相关计算

教学重点：颗粒沉降的计算，典型沉降设备的原理和相关计算，Stocks沉降公式，管式离心机及蝶片式分离机的有关计算。

教学难点：Stocks沉降公式，管式离心机及蝶片式分离机的有关计算。

**第四章 细胞破碎**

基本内容：

（1）细胞壁

（2）化学破碎法

（3）机械破碎

（4）其他破碎方法

基本要求：

了解细胞壁的结构、各种细胞破碎方法的原理和特点

教学重点：原核细胞的细胞壁结构，化学破碎法，各种破碎方法的比较，渗透压的计算

教学难点：各种破碎方法的比较，渗透压的计算

**第五章 萃取**

基本内容：

（1）萃取分离原理

（2）单级萃取和多级萃取过程

（3）微分萃取操作

（4）液-液萃取设备与流程

（5）固体浸取

（6）超临界萃取

（7）双水相萃取

（8）反微团萃取

基本要求：

（1）了解萃取分离原理、典型萃取设备

（2）掌握萃取分离的基本方程、各种萃取过程的相关计算、典型萃取方法的分离原理

教学重点：萃取分离的基本方程，单级萃取和多级萃取，超临界萃取，双水相萃取，反微团萃取。萃取分离的基本方程及计算，单级萃取和多级萃取的有关计算

教学难点：萃取分离的基本方程及计算，单级萃取和多级萃取的有关计算

**第六章 吸附及离子交换**

基本内容：

（1）吸附的有关概念

（2）亲和吸附

（3）间歇吸附与连续搅拌吸附

（4）固定床吸附过程分析

（5）离子交换

基本要求：

（1）了解吸附的基本概念

（2）掌握各种吸附过程的原理、特点

教学重点：吸附等温线，影响吸附的因素，亲和吸附，间歇吸附，固定床吸附过程分析，离子交换的概念、分类及原理，离子交换树脂的命名、理化性能，离子交换选择性的影响因素，树脂的处理和再生，软水和无盐水的制备。吸附等温线及相关计算，间歇吸附的计算，固定床吸附的计算。

教学难点：吸附等温线及相关计算，间歇吸附的计算，固定床吸附的计算。

**第七章 色谱分离**

基本内容：

（1）色谱分离基本概念

（2）基本色谱法

（3）其他常用色谱法

基本要求：

（1）掌握色谱分离法的分类和基本概念

（2）了解常用色谱分离方法的基本原理及应用

教学重点：色谱分离的基本概念，吸附色谱法及载体的选择，凝胶色谱法的特点。色谱分离产物回收率的计算。

教学难点：色谱分离产物回收率的计算

**第八章 沉析**

基本内容：

（1）盐析

（2）有机溶剂沉析

（3）等电点沉析法

（4）其他沉析法

（5）大规模沉析

基本要求：

（1）掌握各种沉析方法的原理及影响因素

（2）了解沉析的操作

教学重点：盐析及其影响因素，有机溶剂沉析及其影响因素，等电点沉析原理，大规模沉析的相关计算

教学难点：大规模沉析的相关计算

**第九章 膜分离和电泳**

基本内容：

（1）基本概念

（2）膜分离和电泳过程的传质动力学

（3）超滤

（4）电泳

（5）电渗析过程及装置

基本要求：

（1）了解膜分离和电泳的有关概念、各种膜分离装置

（2）掌握超滤和电泳的传质方程和相关计算

教学重点：超滤和电泳的传质方程和相关计算，超滤膜的选择，超滤过程分析

教学难点：超滤和电泳的传质方程和相关计算，超滤过程分析

**第十章 结晶**

基本内容：

（1）结晶过程的分析

（2）过饱和溶液的形成

（3）晶核形成及晶体的生长

（4）晶体的纯度及大小分布

（5）间歇结晶过程分析

（6）提高晶体质量的方法

基本要求：

（1）了解晶体形成过程及有关机理

（2）掌握过饱和溶液的制备方法，结晶过程的分析及提高晶体质量的方法

教学重点：结晶过程的影响因素，过饱和溶液的形成，成核速度及影响因素，晶体纯度的有关计算，间歇与连续结晶过程分析及相关计算，提高晶体质量的方法。正确理解过饱和溶解度曲线与溶解度曲线的不同，掌握晶体生长速度及相关计算，间歇与连续结晶过程的相关计算

教学难点：晶体生长速度及相关计算，间歇与连续结晶过程的相关计算

**第十一章 干燥**

基本内容：

（1）基本概念

（2）干燥过程分析

（3）干燥过程基本计算

（4）干燥设备的分类与选择原则

基本要求：

（1）掌握干燥过程的基本概念及有关计算

（2）了解各种干燥设备的原理、操作及应用

教学重点：干燥过程的基本概念及有关计算。正确理解结合水与非结合水、平衡水分与自由水分的区别，准确理解干燥速率曲线，掌握干燥过程的有关计算

教学难点：干燥过程的有关计算

三、课程学时分配

本课程计划32学时，其中讲课32学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。

**课程学时分配表**

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 教学环节 时数 课程内容 </td> 
 <td> 讲课 </td> 
 <td> 实验 </td> 
 <td> 习题 </td> 
 <td> 讨论 </td> 
 <td> 小计 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第一章 绪论 </td> 
 <td> 2 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 2 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第二章 过滤 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第三章 离心与沉降 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第四章 细胞破碎 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第五章 萃取 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第六章 吸附及离子交换 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第七章 色谱分离 </td> 
 <td> 4 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 4 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第八章 沉析 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第九章 膜分离和电泳 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第十章 结晶 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 第十一章 干燥 </td> 
 <td> 2 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 2 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 总计 </td> 
 <td> 32 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> 32 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 说明： </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>