课件内容：
绪论
了解生物加工过程基本组成；理解生物加工过程主要操作单元及设备组成；明确生物工程设备的主要特征及要求；熟悉生物工程设备的发展现状及发展趋势；掌握研究设备的方法论。
1.1 什么是生物工程设备？
1.2 生物工程设备的发展历程？
1.3 生物工程设备在生物技术领域的地位和重要性？
1.4 生物工程设备举例及如何学好这门课？
生物质原料处理过程与设备
了解生物质原料预处理的目的，掌握原料除杂、分级主要设备及工作原理，明确各类粉碎方法及相关干式粉碎设备结构及工作原理；了解湿式粉碎、超微粉碎的主要设备及工作流程
2.1 生物质原料的筛选与分级设备
2.1.1 原料的筛选设备（除铁、初选及精选）
2.1.2 原料的分级设备（平板分级、滚筒分级）
2.2 生物质原理的粉碎设备
2.2.1 粉碎概念、目的及基本原理
2.2.2 干式粉碎设备（锤式粉碎机、辊式粉碎机、圆盘粉碎机、球磨粉碎机）
2.2.3 湿式粉碎主要设备及工作流程
2.2.4 超微粉碎主要设备及工作流程
物料输送系统设备
了解厂区内需短距离输送的物料类型，掌握厂区内固体物料、液体物料输送原理及相关设备，熟悉气体的输送相关设备及工作原理。
3.1 液体物料输送设备
3.1.1 离心泵的结构及工作原理
3.1.2 往复泵的结构及工作原理（单柱塞、多柱塞、隔膜泵）
3.1.3 旋转泵的结构及工作原理（齿轮泵、螺杆泵）
3.2 固体物料输送设备
3.2.1 带式输送机结构及工作原理
3.2.2 斗士提升机结构及工作原理
3.2.3 螺旋输送机结构及工作原理
3.2.4 气力输送系统组成及工作流程
3.3 气体输送设备
3.3.1 气力输送基本原理
3.3.2 气力输送的主要流程
3.3.3 气力输送的主要设备
培养基的制备设备
了解培养基中重要原料，尤其是碳源的主要来源（淀粉质原料、糖蜜原料、纤维质原料等）；掌握淀粉质原料蒸煮糖化主要工艺及相关设备，熟悉糖蜜原料的稀释与澄清的主要流程，清楚麦芽汁制备的工艺流程及相关设备，熟知确培养基制备与灭菌主要流程及设备。
4.1 淀粉质原料的蒸煮糖化设备
4.1.1 淀粉质原料蒸煮糖化的主要目的
4.1.2 淀粉质原料主要蒸煮设备及工作流程（罐式、柱式、管式）
4.1.3 淀粉质原料糖化的主要设备及工作原理
4.2 糖蜜原料的稀释与澄清设备
4.2.1 糖蜜原料的主要特点
4.2.2 糖蜜原料稀释的主要设备及结构特征
4.2.3 糖蜜原料澄清的目的及主要设备
4.3 啤酒生产中麦芽的制备
4.3.1 啤酒酿造糖化设备的组合形式
4.3.2 麦芽汁制备的主要设备（糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅）
4.4 培养基的制备及灭菌设备
4.4.1 培养基灭菌的主要目的
4.4.2 灭菌的主要原理与方法
4.4.3 连续灭菌的定义及特点
4.4.4 连续灭菌的流程及主要设备
空气除菌设备
了解空气除菌的基本方法和主要原理；掌握典型的过滤除菌流程，空气预处理设备；熟知空气过滤介质的主要类型及空气过滤器结构。
5.1 空气除菌的原理与方法
5.1.1 生物工业对空气质量的主要要求
5.1.2 空气除菌的主要方法
5.1.3 空气过滤除菌的机理
5.2 过滤除菌流程
5.2.1 两级冷却、加热除菌流程
5.2.2 高效前置过滤空气除菌流程
5.2.3 其他空气除菌流程
5.3 空气预处理设备
5.3.1 空气预处理的目的及原理
5.3.2 空气预处理设备（粗过滤器、压缩机、储罐、气液分离器、冷却器）
5.4 过滤介质和过滤器
5.4.1 常用的过滤介质(纤维状、过滤纸、微孔膜、非织造布)
5.4.2 空气介质过滤器
—-纤维状或颗粒状介质过滤器
—-过滤纸类过滤器
—-金属烧结管式过滤器
—-微孔膜过滤器
通风发酵设备
了解生物反应器的主要类型，熟悉好氧生物反应器（发酵罐）的主要类型，掌握机械搅拌式发酵罐的主要结构特征、罐体结构尺寸、搅拌功、冷却装置的计算；理解气升式发酵罐、自吸式发酵罐的结构特征及工作原理；了解生物反应器设计的主要目标及基本原则。
6.1 机械搅拌式发酵罐
6.1.1 机械搅拌发酵罐的定义及结构组成
6.1.2 机械搅拌发酵罐关键部件（搅拌器、挡板、消泡器、轴封、轴承、联轴器、冷却装置、电机及减速装置、空气分布器）
6.1.3 发酵罐搅拌功率计算
6.1.4 发酵罐冷却装置计算
6.2 气升式发酵罐
6.2.1 气升式发酵罐工作原理及主要类型
6.2.2 气升式发酵罐结构特征及操作参数
6.3 自吸式发酵罐
6.3.1 自吸式发酵罐的定义及特点
6.3.2 自吸式发酵罐自吸原理（机械搅拌自吸、喷射自吸）
6.3.3 自吸式发酵罐的优缺点
6.4 其他类型生物反应器
（高位塔式生物反应器、通风固相生物反应器、膜生物反应器）
6.5 生物反应器设计的目标和原则
厌氧发酵设备
掌握啤酒发酵设备的基本结构及工作原理，明确CIP清洗系统的主要作用及影响清洗效果的主要因素；熟知酒精发酵罐的基本结构，能进行酒精（厌氧）发酵罐罐体结构及冷却装置计算。
7.1 啤酒发酵设备
7.1.1 啤酒发酵设备的基本结构
—-啤酒发酵设备的变迁过程
—-现代啤酒发酵设备的主要结构（罐顶-罐身-罐底、附属）
—-CCT发酵罐特征参数
—-CCT发酵发酵罐的优缺点
7.1.2 CIP清洗系统组成及影响清洗效果的主要因素
7.2 酒精发酵设备
7.2.1 酒精发酵设备应满足的基本条件
7.2.2 酒精发酵罐的基本结构（罐体-冷却-搅拌-洗涤）
7.2.3 酒精发酵罐的计算
—-发酵罐数量及罐体结构计算
—-冷却装置计算
发酵液的预处理与固液分离设备
了解发酵液预处理的目的及方法，掌握细胞破碎的主要设备及工作原理，熟悉固液分离的方法及主要设备及工作原理，准确掌握膜分离的原理、分离流程、分离设备及分离材料的选择等。
8.1 发酵液的预处理
8.1.1 微生物发酵液主要特征
8.1.2 发酵液预处理的方法
—-改变发酵液特性(降低粘度、改变pH、凝聚与絮凝、加入助滤剂、加入反应剂)
—-发酵液的相对纯化(高价无机离子去除、杂蛋白的去除)
8.2 细胞破碎设备
8.2.1 细胞破碎的目的
8.2.2 细胞破碎的主要方法（机械法、非机械法）
8.2.3 细胞破碎的主要设备（高速珠磨机、高压匀浆器、超声波振荡器）
8.3 固液分离设备
8.3.1 固液分离的方法(过滤、沉降、离心)
8.3.2 离心分离原理及分离因数
8.3.3 离心分离设备（管式离心机、碟片式离心机）
8.3.4 离心过滤分离原理、过程及主要设备
8.3.5 过滤分离原理及常用的过滤设备
—-板框式过滤机
—-真空转鼓式过滤机
—-真空带式过滤机
—-硅藻土过滤机
8.4 膜过滤设备
8.4.1 膜分离的原理
8.4.2 膜分离材料及主要特征
8.4.3 膜分离设备（板式、管式—陶瓷、金属、中空纤维膜）
8.4.4 膜的污染与再生
萃取及色谱分离设备
了解萃取和浸提的概念及特点，熟悉工业萃取的主要流程及萃取设备；掌握离子交换的基本原理、离子交换树脂的主要类型、选择依据以及主要离子交换设备；理解色谱分离的原理、方法及主要设备。
9.1 溶剂萃取和浸取
9.1.1 溶剂萃取
—-溶剂萃取的原理
—-工业萃取溶剂应具备的主要特征
—-影响萃取的主要因素
9.1.2 工业萃取的主要方式（单级、多级逆流、多级错流）
9.1.3 萃取设备（混合设备、分离设备、离心萃取设备）
9.1.4 新型萃取方法
—-双水相萃取
—-亲和萃取
—-超临界萃取
—-反胶束萃取
9.2 离子交换设备
9.2.1 离子交换原理及分离
9.2.2 离子交换树脂的理化特性
9.2.3 离子交换树脂的选择
9.2.4 离子交换设备
—-间歇式离子交换设备
—-半连续移动床离子交换设备
—-连续式离子交换设备
9.3 色谱分离设备
9.3.1 色谱分离原理及主要方法
9.3.2 色谱分离设备
蒸发和结晶设备
了解蒸发的定义及主要分类，熟悉蒸发设备；掌握结晶的概念、结晶形成过程及结晶操作的特点，清楚工业上常用的结晶方法及主要设备。
10.1 蒸发设备
10.1.1 蒸发的概念及分类
10.1.2 常用的蒸发设备
—-循环型蒸发器（中央循环管式、悬框式、外加热式、列文式、强制循环式）
—-单程型蒸发器（升膜式、降膜式、升降膜式、刮板式）
—-直接接触式传热蒸发器
10.1.3 蒸发器附属设备（气液分离器、冷凝和不凝气力排除装置）
10.2 结晶设备
10.2.1 结晶的概念及结晶过程
10.2.2 工业上常用的结晶方法及主要设备
—-常用的结晶方法（自然起晶、刺激起晶、晶种起晶）
—-冷却结晶器（槽式结晶器、结晶罐、粒析式冷却结晶器）
—-蒸发结晶器
—-真空式结晶器
干燥过程及设备
了解生物工业常用的干燥方法，掌握气流干燥、喷雾干燥、沸腾干燥和冷冻干燥的基本原理、工作流程及主要设备结构特征。
11.1 生物工业常用的干燥方法（气流干燥、喷雾干燥、沸腾干燥）
11.2 气流干燥
11.2.1 气流干燥的原理及主要特点
11.2.2 气流干燥的流程及设备组成
11.2.3 气流干燥器的主要类型（按加料方式分或按干燥管形式分）
11.2.4 气流干燥的特点及适用范围
11.3 喷雾干燥
11.3.1 喷雾干燥的原理及方法
11.3.2 气流喷雾干燥设备
11.3.3 离心喷雾干燥设备
11.4 沸腾干燥
11.4.1 沸腾干燥的原理及主要特点
11.4.2 单层卧式多室的沸腾干燥设备构造和操作
11.4.3 多层沸腾干燥器
11.4.4 沸腾造粒干燥设备（结构、原理及操作）
11.5 冷冻干燥
11.5.1 真空冷冻干燥原理及特点
11.5.2 真空冷冻干燥过程设备
《生物工程设备》PPT课件 河南科技大学 古绍彬
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