生物工程设备课程设计
生物工程类课程设计题目
生物工程类课程设计题目一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握生物工程的基本概念、原理和技术，培养学生对生物工程的兴趣和热情，提高学生的科学素养和创新能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够准确理解生物工程的定义、分类、原理和应用，掌握基因工程、细胞工程、酶工程和蛋白质工程等核心技术和方法。
2.技能目标：学生能够运用生物工程的原理和技术解决实际问题，具备一定的实验操作能力和数据分析能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到生物工程在人类社会发展中的重要作用，树立正确的科学观和创新意识，关注生物工程领域的伦理和社会问题。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括生物工程的基本概念、原理、技术和应用。
具体内容包括以下几个方面：1.生物工程的定义、分类和原理。
2.基因工程的基本技术及其应用。
3.细胞工程的基本技术及其应用。
4.酶工程的基本技术及其应用。
5.蛋白质工程的基本技术及其应用。
6.生物工程在医药、农业、环保等领域的应用。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解生物工程的基本概念、原理和技术，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：通过分组讨论，培养学生对生物工程问题的思考和分析能力。
3.案例分析法：通过分析生物工程领域的实际案例，使学生更好地理解生物工程的应用。
4.实验法：通过实验操作，培养学生动手能力和实验技能，加深对生物工程技术的理解。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的生物工程教材，为学生提供系统的知识体系。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备实验所需的仪器、设备、试剂等，确保实验教学的顺利进行。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评价方式，以全面、客观地评估学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等，评估学生的学习态度和表现。
生物工程课程设计教学大纲
生物工程课程设计教学大纲（生物工程专业本科适应）一、教学目的和基本要求生物工程课程设计是生物工程专业学生在毕业设计（论文）前进行的一次综合训练。
通过本课程设计培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力，为毕业设计（论文）打好应有的理论基础。
通过生物工程课程设计的训练，学生要达到的基本要求如下：1、进一步巩固加深所学《生物工艺学》、《生物工程设备》、《生物工厂设计》、《生物反应工程》和《发酵工艺学》等专业课程的基本理论和知识，使之系统化、综合化。
2、培养学生综合运用基础理论和专业知识解决工程实际问题的能力。
3、掌握有关设计手册（如《化工设备设计手册》、《化学工程手册》等）的使用。
二、时间安排生物工程课程设计在学生结束所有基础课和专业课的学习后进行，时间共二周，一般安排在第七学期第十九周和第二十周进行三、指导教师1、指导教师资格：必须具有讲师以上职称的教师才能独立指导生物工程课程设计，助教可协助副教授和教授指导课程设计。
2、指导教师人数：一般情况下，每班安排指导教师两人。
四、选题生物工程课程设计的选题分两种基本类型：1．生物工程设备的设计（设备型）：如生物反应器（发酵罐）、空气过滤器、水解锅（糖化锅）、结晶罐、离子交换柱、干燥器、蒸馏塔等等。
2．生物工厂工段设计（工段型）：如原料气流输送、蒸煮、糖化、无菌空气制备、发酵、以及生物产品提取与精制的各种分离工序等。
3．具体选题由指导教师确定。
五、进行方式作为毕业设计（论文）的过渡，生物工程课程设计采用分组方式进行，每小组3~5人，每组一题，各组间选题可相同，但其规模（或产量）不得相同。
六、课程设计说明书要求学生在课程设计过程中可相互讨论，但要求各自独立完成并撰写设计说明书，设计说明书一般要求在5000字以上，具体内容如下：1．前言2．设计任务和设计基本依据3．工艺设计①对于设备型设计，主要包括设备结构及主要尺寸的确定、搅拌功率及通风量的计算、电机的选择、传热面积及冷却水用量的计算等。
生物工程工厂设计-课程设计市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
六、设计阐明书封面格式
七、阐明书目录
第一章 总论 • 第一节 设计根据和范围 • 第二节 设计原则 • 第三节 建设规模和产品方案 • 第四节 项目进度提议 • 第五节 主要原辅料供给情况 • 第六节 厂址概述 • 第七节 公用工程和辅助工程 第二章 总平面布置及运送 • 第一节 总平面布置 • 第二节 工厂运送 第三章 劳动定员
二、设计环节
• 1、分配设计任务
拟定设计题目，题目应涉及生产规模及其 主要产品 2、查找有关资料：选题旳目旳、意义，选 题背景及有关文件资料 3、进行配方和工艺计算（涉及物料衡算）， 选择有关旳参数 4、进行设备选型。 5、绘制图纸。 6、书写设计阐明书（不少于5000字）。
三、设计要点：
•
1、拟定题目 2、生产工艺流程确实定与工艺条件旳论证。 3、生产车间设备选型与配套。 4、工艺流程图旳绘制。
THANK YOU
桔汁生产流程如下：
其他有关品种，现简示如下： 1.甲级：汽水配方表
原料 砂糖
糖精 柠檬酸 香料 含气
单位 g g g mL
倍(容积)
数量 20.8 0.052
0.23～0.35 0.35
3.5以上
2.乙级：汽水配方表
原料 砂糖
糖精 柠檬酸 香料 含气
单位 g g g mL
倍(容积)
数量 14
0.047 0.18 0.25 3.5以上
（以上4种图纸任选一张） 5、设计阐明书。
十、成绩计算
• 总成绩100分 • 其中：设计阐明书占55%，生产车间设备
布置图占40%，签到及平时体现占5%。
设计实例 一、题目：年产1500t汽水生产车间改(扩)建工艺设计 二、设计范围
生物工程发酵实验课程设计
生物工程发酵实验课程设计（仅供参考）生物工程发酵实验是一门非常重要的课程，涉及到的知识面广、内容丰富，是培养学生综合能力的一项重要手段。
本文将从实验目的、实验设计、实验器材、实验步骤、实验结果、实验分析和结论等方面，详细介绍生物工程发酵实验课程的设计及其重要性。
一、实验目的生物工程发酵实验旨在通过实验操作及数据分析，使学生深入理解发酵反应的基本原理和方法，掌握基本的实验技能和操作技巧，了解发酵过程中微生物生长和代谢特点，展示工程发酵技术在生产中的应用。
二、实验设计1.实验内容本次实验所做的是生产味噌这一传统发酵食品的工艺流程。
主要包括发酵菌种的筛选、培养，发酵原料的选择和处理，以及生产过程中的监测和控制。
实验以组为单位，每组人数控制在3-5人，分别实验培养菌种，添加不同浓度和不同比例的发酵原料，进行发酵过程的监测和调整。
实验周期为2周。
2.实验器材发酵罐、恒温水浴槽、pH计、磷酸盐缓冲液、菌落计数器、电子天平、无菌培养皿、无菌吸管、移液器、无菌操作台等。
3.实验步骤①发酵菌种培养：根据实验要求，选取合适的菌株，进行微生物的培养。
具体步骤如下：菌种接种：从冰箱里取出菌种，接种到无菌培养皿中，用无菌吸管吸取菌液。
预培养：接种后，严格按照菌株的特点分别在适当的环境下进行预培养。
转移菌种：取出菌株，进行无菌移液到新的培养基中。
②发酵原料的处理：选取合适的发酵原料，进行处理。
主要工作是对原料进行清洗、切割、匀质等处理。
具体步骤如下：材料清洁：将原料放入清水中清洗干净，去掉不良的坏点。
材料处理：将清洗后的原料放在无菌操作台上进行切割、匀质等工作。
③发酵过程的监测：对发酵过程中的PH值、温度、微生物数进行监测和调整。
具体步骤如下：PH测量：将发酵液取出来，加入恒温水浴槽中进行pH值的测量。
温度调节：随时根据温度的要求，调节恒温水浴槽的温度。
微生物数统计：通过菌落计数器等方法，对微生物的数目进行统计和调整。
三、实验结果通过对实验数据的统计和分析，可以得到一些比较有意义的结果。
生物工程设备课程设计-机械通风发酵搅拌器的设计2
3.2 搅拌器的强度计算
搅拌器的强度计算主要目的是计算（校核）桨
叶的厚度。它是在决定了搅拌器的直径，宽度、数
量、材料并决定了搅拌器的计算功率后，分析叶片
的受力情况，找出危险面，定出安全系数，用计算
或校核的方法决定叶片的厚度，并考虑腐蚀裕量。
3.2.1 搅拌器强度计算中的计算功率
当搅拌装置的电机功率P选定后，还需考虑起动时电 机的过载及传动系统的效率。 Pj=kηP-Pm Pj搅拌器强度计算中的计算功率，KW； k启动时电机的过载系数，可从电机特性表中查得；
η传动系统的效率；
Pm轴封处的摩叶最常用。在强度计算时 以各种叶片受力相等处理，每个叶片的危险断面为
叶片与圆盘连接的根部，其弯矩为：
抗弯断面系数：
W b 6
2
M
II
9551 z1
r0 r3 x0
N· Pm
j
n
最大弯曲应力应满足：
4.2 减速器类型、标准及其选用
• 减速器的类型主要有：两级齿轮传动减速器、三角皮带减速
器、摆线针齿行星减速器、蜗杆传动减速器和谐波减速器。
• （1）首先根据反应器搅拌传动所需要的电机功率、搅拌轴转 速（即减速器输出轴的转速）。然后根据其他具体条件综合
考虑，类比确定较适用的减速器。
• （2）考虑其他具体条件有：对减速器有无防爆要求；是单相 还是双向传动；是连续还是间隙传动等;同时还要考虑维修条
普通V带设计举例见下表。已知某搅拌反应器采用V 带传动，选用Y132S-8电机，额定功率P=2.2KW,转速
n1=710转/分,搅拌转速n2=180转/分,试设计V带传动。
4.4 联轴器
• 电机与减速器输出轴及传动轴与搅拌轴之间的连
100M3机械搅拌通风式发酵罐
=86.87(Nm) 抗弯断面模数W1： W1=
=1633(mm3)
式中, 表示搅拌桨叶的有效厚度； =7mm 弯曲应力 =
=53.2MPa< =170MPa 满足设计 2.2.3搅拌轴的设计： 搅拌轴的材料选择45 号钢，其力学性能如下表： 技术 条件 JB75585 界面 尺寸 mm ≤100 ＞ 100 δb MPa 588 588 δn MPa 294 284 δs % 15 15 αk J/cm2 39 HB [τ] MPa 30～ 40 A
H=H0+2ha=9.0+2×0.95=10.9m 忽略搅拌器的体积，假设发酵液最高不超过筒体上端，则发酵罐内溶 液体积满足： V‘h= Va +
式h中为筒体部分发酵液的高度，h取0.75
则有h=7.07m< H0= 9 m
说明假设成立。
发酵液高度 Hf=h+ha=7.07+0.95=8.02m 考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料和封头材料，封头 结构、与罐体连接方式。罐体和封头都使用16MnR钢为材料，封头设计 为标准椭圆封头，因D>500mm，所以采用双面缝焊接的方式与罐体连 接。 2.1.2 壁厚计算 （1）筒体设计厚度δd 计算厚度计算式: δd =
=
=2.1（MPa） [ ] 因此，设计符合要求。 2.2.4 轴承的设计 轴承的安装选用推力滑动轴承。取d1=130mm，因此选用代号为81226 的8000 型轴承，基本参数如下：
轴颈采用未淬火钢，轴承采用轴承合金。查机械设计手册知：
[p]=4～5（MPa），[pv]=1～2.5（MPa·m/s）。 P=
常温下做水压试验，δe=5.0mm，查机械化工手册上常温下 16MnR 的许 用应力为170MPa，屈服极限
生物工程设备第二版课程设计
生物工程设备第二版课程设计
一、课程介绍
本课程为生物工程专业的必修课程，旨在介绍生物工程设备的设计、选择、操
作和维护等方面的知识。
本门课程已经进入第二版，并在课程设置、授课教师、教材选择和实验设计等方面进行了改进和优化。
二、课程目标
通过本门课程的学习，学生应该达到以下目标：
1.了解生物工程设备的基本原理和工作原理。
2.掌握生物工程设备的选择、设计和操作技能。
3.能够进行生物工程实验的设计、操作和数据分析。
4.具备良好的团队合作能力和独立思考能力。
三、课程内容
第一节设备选择与设计
•生物反应器、分离纯化设备等基本设备的选择和设计。
•设备的流体力学和传质知识。
第二节生物反应器的设计与操作
•反应器的类型和结构，及其在发酵过程中的应用。
•反应器操作过程中的关键参数，如温度、pH值、氧气浓度等的调控。
•反应器发酵产物的分离和纯化。
1。
生物工程课程设计链霉素生产工艺设计
课程设计题目：链霉素生产工艺设计课程名称：发酵工厂工艺设计概论学院：化学与生物工程学院班级学号：姓名：指导老师：小组成员：二零年月目录1前言 (3)2设计任务书 (4)2.1项目背景和开发意向 (4)2.2生产菌种及发酵基本原理 (4)2.3基础数据 (5)2..4参考数据 (6)2.5设计内容 (6)2.6设计要求 (6)3工艺流程 (7)3.1发酵工艺 (7)3.2链霉素发酵条件及中间控制 (7)3.3提取工艺 (9)3.4工艺流程简图 (11)4工艺计算 (12)4.1物料衡算 (12)4.2热量衡算 (13)4.3水用量的计算 (15)5发酵车间设备(发酵罐)的选型计算 (16)5.1发酵罐的设计 (16)5.1.1发酵罐的选型及尺寸 (16)5.2设备结构的工艺设计 (17)5.2.1 空气分布器 (17)5.2.2 挡板............................................................. . (17)5.2.3电机设计及轴功率的计算 (17)5.2.4搅拌器设计 (19)5.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计 (19)5.2.6 PH测定 (22)5.2.7消泡 (22)6对本设计的评述 (23)7参考文献 (24)8附表二、发酵罐总装置图..………………………………………………......................1前言链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉菌（Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。
链霉素是一种相当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。
其分子结构是由链霉肌、链霉糖和 N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。
链霉素碱稳定性特别差，工业产品主要是其硫酸盐形式，即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。
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【糖化车间】
1、100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算
啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化糟和酒花糟）等。
1.1糖化车间工艺流程
水，蒸汽
麦芽，大米粉碎糊化糖化过滤
麦槽
麦汁煮沸回旋沉淀薄板冷却发酵车间
300×8+60×4=2640（次）
计算的基础数据可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。
（1）每次实际生产啤酒：100000000÷1.012÷2640=37429.63L
（2）每次糖化的原料量：20.04÷100×37429.63=7500.9kg
（3）麦芽量：7500.9×75%=5625.7kg
（1）热麦汁量根据表5-1可得原料收率分别为：
麦芽收率为：0.75（100－6）÷100=70.5%
大米收率为：0.92（100－13）÷100=80.04%
混合原料收得率为：[0.80×70.5%+0.20×80.04%]×98.5%=71.32%
由上述可得100kg混合原料可制得的12°热麦汁量为：
7.5
发酵损失
2.0
原料利用率
98.5
过滤损失
1.5
麦芽水分
6
装瓶损失
2.0
大米水分
13
总损失
13.0
根据上表的基础数据首先进行100kg原料生产12°淡色啤酒的物料衡算，然后进行100L12°淡色啤酒的物料衡算，最后进行100000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。
1.3100kg原料（80%麦芽，20%大米）生产12°P淡色啤酒的物料衡算
[3]程殿林.啤酒生产技术.北京:化学工业出版社,2005
[4]俞俊堂,唐孝宣.生物工艺学.上海:华东理工大学出版社,2003.1
[5]余龙江.发酵工程原理与技术应用.北京:化学工业出版社,2006
[6]徐清华.生物工程设备.北京:科学出版社,2004
[7]吴思方.发酵工厂工艺设计概论.北京:中国轻工业出版社,2006.7
1
上午布置及讲解设计任务；下午查阅资料及有关文献
1-309
12月9日
2
有关工艺设计计算
1-309
12月10日至12月12日
3
撰写课程设计说明书
1-309
12月13日
五、应收集的资料及主要参考文献
[1]金凤,安家彦.酿酒工艺与设备选用手册.北京:化学工业出版社,2003.4
[2]顾国贤.酿造酒工艺学.北京:中国轻工业出版社,1996.12
2.2.6.2.煮沸过程蒸发耗热量Q62………………………………………………8
2.2.6.3.热损失……………………………………………………………………9
2.2.7糖化一次总耗热量Q总…………………………………………………9
2.2.8、耗气量衡算……………………………………………………………9
2.2.8.1糖化一次耗用蒸汽量D……………………………………………………9
2.2.8.2糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax……………………………………9
2.2.8.3蒸汽单耗………………………………………………………………9
3、主要设备选型及计算……………………………………………………………9
3.1、糊化锅容积的计算及基本尺寸…………………………………………9
3.1.1、糊化锅容积计算………………………………………………………10
2、100000t/a啤酒厂糖化车间热量衡算…………………………………………5
2.1、糖化车间热量衡算…………………………………………………………5
2.2、热量衡算………………………………………………………………………5
2.2.1、糖化用水耗热量…………………………………………………………5
2.2.2、第一次米醪煮沸耗热量Q2………………………………………………6
2.2.3.1、糖化锅中麦醪的初温t麦醪…………………………………………7
2.2.3.2、中间温度t……………………………………………………………7
2.2.4第二次煮沸混合醪的耗热量Q4……………………………………………7
2.2.4.1.混合醪升温至沸腾所耗热量Q41……………………………………7
2.2.4.2二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q42……………………………………8
（6）冷麦汁量为：（527.44/498.96）×100=105.71L
（7）湿糖化糟量：设排出的湿麦糟水分含量为80%，则湿度糟量为：
[（1－0.06）（100－75）/（100－80）]×16.03=18.84kg
湿大米糟量为：
[（1-0.13）（100-92）/（100-80）]×4.01=1.40kg
（100÷498.96）×100=20.04kg
（2）麦芽耗用量：20.04×80%=16.03kg
（3）大米耗用量：20.04－16.03=4.01kg
（4）酒花用量为对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为：（570.21/498.96）×100×0.2%=0.23kg
（5）热麦汁量为：（570.21/498.96）×100=114.28L
（9）湿酒花槽量：0.69÷100×37429.63=258.26kg
（10）发酵液量：39563.1×（1－0.02）=38771.84L
（11）过滤酒量：38771.84×（1-0.015）=38190.3L
（12）成品啤酒量：38190.3×（1－0.02）=37426.5L
把前述的有关啤酒糖化间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表：如表2所示。
故湿糖化糟量为：18.84+1.40=20.24kg
（8）酒花糟量设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：
[（100-40）/（100-80）]×0.23=0.69kg
1.5100000t/a 12°P淡色啤酒糖化车间物料衡算
全年生产天数为360天，设旺季生产300天，淡季生产60天。旺季每天糖化数为8次，淡季每天生产次数为4次，则全年糖化次数为：
（4）大米量：7500.9-5625.7=1875.2kg
（5）热麦汁量：570.21÷100×7500.9=42770.9L
（6）冷麦汁量:42770.9×(1-7.5%)=39563.1L
（7）酒花耗用量:0.23÷100×37429.63=86.09Kg
（8）湿糖化槽量：20.24÷100×37429.63=7575.76kg
麦芽
80
大米
20
无水大米浸出率
92
啤酒损失率（对热麦汁）
冷却损失
7.5
发酵损失
2.0
原料利用率
98.5
过滤损失
1.5
麦芽水分
6
装瓶损失
2.0
大米水分
13
总损失
13.0
三、课程设计应完成的工作
1、根据以上设计内容，书写设计说明书
2、完成啤酒糖化车间工艺计算。
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
201121030214
指导老师：贾士芳李增波
2013年12月9 - 13日
任务书
一、课程设计的内容
1、设计任务是：年产10万吨啤酒厂糖化车间工艺设计
2、根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。
3、工艺计算：全厂的物料衡算；糖化车间的热量衡算（即蒸汽耗量的计算）；主要设备（糊化锅和糖化锅）选型及计算。
2.2.2.1、糊化锅内米醪由初温t0加热至100℃耗热Q2………………………6
2.2.2.2、煮沸过程蒸汽带出的热量Q22………………………………………6
2.2.2.3、热损失Q23………………………………………………………………6
2.2.3、第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗热量Q3………………………7
二、课程设计的要求与数据
1、生产规模：年产100000t/a的12度淡色啤酒，全年生产300天。
2、糖化次数：生产旺季（10个月）8次/天；生产淡季（2个月）4次/天。
3、发酵周期：锥形发酵罐低温发酵24天。
表1啤酒生产基本数据
项目
名称
百分比（%）
项目
名称
百分比（%）
定额指标
无水麦芽浸出率
75
原料配比
摘要………………………………………………………………………………1
关键词……………………………………………………………………………1
正文……………………………………………………………………………2
糖化车间………………………………………………………………………2
1、100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算…………………………………2
热凝固体冷凝固体
图1啤酒厂糖化车间工程流程示意图
1.2工艺技术指标及基础数据
根据我国啤酒生产现状，有关生产原料配比、工艺指标及生产过程如下表粉碎
表1啤酒生产基础数据
项目
名称
百分比（%）
项目
名称
百分比（%）
定额指标
无水麦芽浸出率
75
原料配比
麦芽
80
大米
20
无水大米浸出率
92
啤酒损失率（对热麦汁）
冷却损失
（5）清酒量（过滤）为：516.89×（1－0.015）=509.14L
（6）成品啤酒量为：509.14×（1－0.02）=498.96L
1.4生产100L12°P淡色啤酒的物料衡算