[生物分离工程]课程教学大纲

《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。

制订人：王永红 审核人：马志卿 2008年9月28日