《發酵工藝與設備》課程教學大綱一、課程基本情況課程代碼：1061239021課程名稱：發酵工藝與設備/Fermentationtechnologyandequipment課程類別：專業方向特色課程開課學期：第6學期學分：1.5總學時：24理論學時：24實驗/實踐學時：0適用專業：生物技術適用對象：本科先修課程：微生物學、發酵工程開課學院：環境工程與化學學院二、課程簡介《發酵工藝與設備》是生物技術專業的一門專業方向特色課程。本課程主要介紹發酵過程的基本原理、滅菌與除菌工藝及設備、厭氧發酵工藝及設備、好氧發酵工藝及設備、發酵過程參數檢測與控制、典型發酵產品案例分析等。通過本課程的學習，使學生對發酵工藝及設備有更深入的了解和認識，熟悉設備的工作原理，能夠分析設備運行中存在的問題，并初步提出解決方案。注重培養學生發現、分析和解決問題的能力和進行科學研究的素質，提升工程實踐能力，更好服務于社會主義現代化建設。課程教學目標1.課程對畢業要求的支撐指標點2.2能將數學、化學、信息技術等自然科學基礎知識用于生物發酵、生物分析檢驗及診斷領域實際問題的分析；指標點4.1掌握生物發酵過程和產品檢驗的相關知識，熟悉主要工序的設備和操作過程；指標點6.1基于生物技術相關的原理，采用科學方法，針對生物發酵、生物產品分析檢驗及生物診斷領域的實際問題設計實驗方案，并具備進行實施的操作能力。2.課程教學目標（1）理解不同發酵過程的機理及發酵工程的發展趨勢。（2）掌握發酵設備的基本構造和原理，不同的發酵工藝過程中設備的使用和設計原則，以及對生產過程、產品質量的影響。（3）培養解決生物發酵過程中工藝與設備問題的能力以及團隊協作精神、樹立為社會主義服務的價值觀。3.主要教學內容與課程教學目標之間的對應關系課程教學目標教學內容教學方法目標1：理解不同發酵過程的機理及發酵工程的發展趨勢。發酵工程的內容及特點，發酵工程的應用領域，發展趨勢；厭氧發酵產物的生物合成機制；好氧發酵產物的合成機制；發酵過程的自動控制原理。1.理論授課2.案例分享3.視頻學習目標2：掌握發酵設備的基本構造和原理，不同的發酵工藝過程中設備的使用和設計原則，以及對生產過程、產品質量的影響。培養基滅菌，無菌空氣的制備設備及流程，發酵設備與管道的清洗與滅菌，酒精發酵及發酵罐結構，乳酸發酵工藝過程及設備，通風發酵設備，發酵檢測控制系統的基本組成，發酵過的計算機控制，常用物理參數的檢測與控制，常見化學和生物參數的檢測與控制，谷氨酸發酵過程的自動控制。1.理論授課2.啟發式教學3.案例分享4.翻轉課堂與討論5.視頻資料目標3：培養解決生物發酵過程中相關問題的能力以及團隊協作精神。滅菌實例——谷氨酸發酵設備及培養基滅菌，好氧發酵工藝實例——谷氨酸發酵，4-6人一個小組，以小組為單位熟悉和掌握一個典型的發酵工藝過程，并繪制工藝流程圖，現場講解。1.小組討論2.翻轉課堂3.案例分享4.仿真實驗展示四、教學內容及重難點教學內容一發酵工藝與設備概述1．教學內容：發酵技術的起源與發展，發酵工程的內容、類型及特點，發酵工程的應用領域（包括醫藥、食品、化工、農業、環保、能源等），發酵技術的發展趨勢。2．教學重點：發酵工程的內容、類型及其特點3．教學難點：發酵工程的最新應用和進展教學內容二滅菌與除菌工藝及設備1．教學內容：培養基滅菌，無菌空氣的制備（包括空氣凈化除菌的方法與原理，無菌空氣制備流程，空氣預處理設備，空氣過濾介質及過濾器），設備與管道的清洗與滅菌，滅菌實例——谷氨酸發酵設備及培養基滅菌2．教學重點：無菌空氣的制備和設備與管道的清洗與滅菌3．教學難點：無菌空氣的制備教學內容三厭氧發酵工藝及設備1．教學內容：厭氧發酵產物的生物合成機制（糖酵解途徑概念及特點，酵母菌的酒精、甘油發酵，乳酸發酵原理等），酒精發酵及發酵罐結構，乳酸發酵工藝過程及設備2．教學重點：酒精發酵及發酵罐結構3．教學難點：厭氧發酵產物的生物合成機制教學內容四好氧發酵工藝及設備1．教學內容：好氧發酵產物的合成機制（包括谷氨酸發酵機制、檸檬酸發酵機制等），通風發酵設備，好氧發酵工藝實例——谷氨酸發酵2．教學重點：通風發酵設備3．教學難點：好氧發酵產物的合成機制教學內容五發酵過程參數檢測及控制1．教學內容：發酵檢測控制系統的基本組成，發酵過程的自動控制原理，發酵過的計算機控制，常用物理參數的檢測與控制，常見化學和生物參數的檢測與控制，谷氨酸發酵過程的自動控制。2．教學重點：常見化學和生物參數的檢測與控制3．教學難點：發酵過程的自動控制原理教學內容六典型的發酵工藝過程1．教學內容：學生分組，以小組為單位，查資料，熟悉和掌握一個典型的發酵工藝過程，并繪制工藝流程圖，現場講解。2．教學重點：典型發酵工藝過程的講解3．教學難點：翻轉課堂組織，發揮學生學習潛能五、教學安排序號教學內容學時對應課程教學目標對應畢業要求指標點1教學內容一發酵工藝與設備概述212.2、4.12教學內容二滅菌與除菌工藝及設備42、34.1、6.13教學內容三厭氧發酵設備及工藝42、34.1、6.14教學內容四好氧發酵工藝及設備42、34.1、6.15教學內容五發酵過程參數檢測及控制82、34.1、6.16教學內容六典型的發酵工藝過程232.2、4.1、6.1合計24六、課程考核方式與評分標準1.課程考核方式本課程總成績包括形成性評價和結果性評價兩部分成績，形成性評價主要包含課堂表現（10%）和章節測驗（30%），結果性評價主要為課程論文，課程論文成績占60%。2.課程教學目標的考核方式序號課程教學目標考核內容考核方式1目標1：理解不同發酵過程的機理及發酵工程的發展趨勢。生物發酵的內容及特點？現場提問，讓大家分享所了解的生物發酵的應用領域；厭氧發酵產物的生物合成機制好氧發酵產物的合成機制發酵過程的自動控制原理課堂分享章節測驗課程論文2目標2：掌握發酵設備的基本構造和原理，不同的發酵工藝過程中設備的使用和設計原則，以及對生產過程、產品質量的影響。培養基滅菌方法有哪些？無菌空氣的制備流程？空氣過濾介質有哪些？發酵設備與管道常用清洗劑？清潔程度如何檢測？酒精發酵的基本過程？酒精發酵罐基本結構？乳酸發酵工藝過程？通風發酵設備的結構和特點？發酵檢測控制系統的基本組成？發酵中物理參數的檢測與控制，常見化學和生物參數的檢測與控制，谷氨酸發酵過程的自動控制。課堂討論章節測驗課程論文3目標3：培養解決生物發酵過程中相關問題的能力以及團隊協作精神。以小組為單位，學生代表在課堂上分享講解某一個發酵產品的工藝過程，所使用的相關設備，及操作要點。翻轉課堂小組討論課程論文3.成績評定標準考核環節考核結果及標準評估項目及權重優秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（<60分）課堂表現（10%）全勤，積極進行課堂討論和分享，并有自己獨到的見解1-2次缺課，能夠積極進行課堂討論和分享，并發表自己觀點3-4次缺課，有遲到現象，能夠主動參加課堂討論和分享5-6次缺課，基本能夠參加課堂討論和分享缺課6次以上，不能有效參加課堂討論和分享章節測驗（30%）參與每章節課堂測驗，正確率90%以上。參與每章節課堂測驗，正確率80-89%。參與每章節課堂測驗，正確率70-79%。參與每章節課堂測驗，正確率60-69%。參與每章節課堂測驗，正確率60%以下。課程論文（60%）課程論文能夠獨立完成，質量很高，格式規范，內容豐富全面，能夠把所學知識運用在論文撰寫中。課程論文能夠獨立完成，質量較高，格式規范，內容充實,能夠把所學知識運用在論文撰寫中。課程論文能夠獨立完成，完成質量一般，基本符合要求，格式基本規范，內容基本完善,基本能夠把所學知識運用在論文中。課程論文不能夠獨立完成，在同學和老師幫助下，基本完成，把所學知識可以應用在所撰寫論文中。課程論文不能獨立完成，格式不規范，態度不認真。七、教材、參考書目、重要文獻以及課程網絡資源建議教材：陶興無主編，《發酵工藝與設備》第二版，化學工業出版社，2015主要參考書：（1）《發酵工程設備》，池永紅、范文斌主編，重慶大學出版社，2014（2）《發酵工程與設