通过对生物工程产品的提取、分离、纯化、精制加工等技术的基本原理、方法、发展趋势以及相互之间的关系等的学习,使学生掌握生物分离技术的基本分离原理、研究内容和应用技巧,为今后学生开展科学研究、进行高附加值产品的技术开发和工程应用作好准备。
单元测验40%+作业40%+讨论20%。
具备生物学、化学等最基本的知识就可选学本课程。
知识单元 | 对应课程目标 | 知识点 | 预期学习成效 | 实现环节 | 学时 |
1.课程简介 | 课程目标1 | 1)生物工程下游技术工作范畴 2)下游分离技术的一般工艺过程 3)下游分离技术的发展动态 | (1)掌握下游技术的范畴,了解生物工业下游技术的发展历程。 (2)了解下游技术的原料及产品特性, (3)熟悉下游技术的一般工艺过程。 | 教学方法:课堂讲授 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 2 |
2. 理论基础 | 课程目标2 | 1)下游技术中的物理学过程 2)下游技术中的化学过程 3)下游技术中的生物学过程 | (1)了解下游技术的基础物性和分类,掌握平衡论和传递现象。 (2)熟悉化学性分子识别及下游技术中的物理学、化学反应,生物学过程。 | 教学方法:课堂讲授 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 1 |
3.发酵液预处理 | 课程目标3 | 1)发酵液性质及其改变 2)发酵液的相对纯化 3)固液分离工程及装备 4)发酵液预处理案例 | (1)掌握粘度、pH、凝聚、絮凝、助滤剂、反应剂对过滤速率的影响。 (2)熟悉高价无机离子和杂蛋白质的除去方法。 (3)了解各种离心分离和过滤设备的特点。 | 教学方法:课堂讲授和课题讨论相结合 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 2 |
4.细胞的破碎与分离 | 课程目标4 | 1)细胞破碎 2)胞内产物的溶解和复性 3)细胞破碎、分离和胞内产物溶解复性的典型案例 | (1)掌握珠磨法、高压匀浆法、超声破碎法、酶溶法及化学渗透法等细胞破碎方法。 (2)掌握细胞破碎率的测定法。 (3)了解破碎技术的研究方向。 | 教学方法:课堂讲授和课题讨论相结合 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 3 |
5.沉淀分离 | 课程目标4 | 1)概述 2)蛋白质的溶解特性 3)蛋白质胶体的稳定性 4)沉淀方法 | (1)熟悉蛋白质的溶解特性与稳定性 (2)掌握常用的沉淀分离方法 | 教学方法:课堂讲授和课题讨论相结合 | 3 |
6.萃取 | 课程目标4 | 1)溶剂萃取 2)浸取 | (1)掌握溶剂萃取过程的理论基础和工业萃取的理论收得率 (2)熟悉乳化和去乳化以及萃取设备。 (3)熟悉浸取过程的应用及浸取速率 (4)掌握超临界流体的萃取原理,掌握超临界CO2的相图和萃取溶剂CO2的性质。 (5)熟悉SC-CO2萃取以及拖带剂的作用,了解SC-CO2萃取流程在生物工业中的应用。 (6)掌握双水相分离理论,熟悉双水相萃取技术的应用及发展。 (7)掌握反胶团萃取的原理,熟悉反胶团萃取技术的应用及发展。 | 教学方法:课堂讲授 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 6 |
7.膜分离过程 | 课程目标4 | 1)引论 2)膜分离理论基础 3)膜材料 4)膜结构 5)膜分离装置 6)膜分离工艺 7)膜分离技术的应用 | (1)掌握膜的基本理论 (2)熟悉膜材料、膜结构、膜分离装置、膜分离工艺及膜的应用。 (3)了解膜分离的基本理论和反渗透、超滤、微孔过滤、纳米过滤技术。 | 教学方法:课堂讲授和课题讨论相结合。 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 3 |
8.吸附与离子交换法 | 课程目标4 | 1)离子交换原理及分类 2)离子交换树脂的理化性能和测定 3)离子交换过程的理论基础 4)离子交换的应用 5)生化用离子交换剂的特点和种类 | (1)掌握离子交换原理及交换过程的理论基础 (2)了解离子交换树脂的理化性能和测定及其应用 (3)熟悉生化用离子交换剂的特点和种类。 | 教学方法:课堂讲授与flash结合
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9.色谱分离 | 课程目标5 | 1)概述 2)色谱分离的分类 3)生物工业中的色谱分离 4)色谱分离的基本理论 5)柱色谱分离 6)亲和色谱 | (1)掌握色谱分离概念、特点。 (2)掌握色谱分离的基本原理及柱色谱分离法 (3)了解生物工业中的色谱分离。 | 教学方法:课堂讲授与flash结合 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 4 |
10.结晶技术 | 课程目标5 | 1)基本概念 2)结晶动力学 3)结晶操作和结晶设备 | (1)掌握结晶过程及条件 (2)熟悉结晶动力学 (3)了解结晶操作方法及设备。 | 教学方法:课堂讲授 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 2 |
11.蒸发与干燥 | 课程目标5 | 1)前言 2)蒸发 3)干燥 | (1)掌握蒸发、干燥工艺 (2)了解蒸发、干燥应用及其节能措施。 | 教学方法:课堂讲授 教学手段:多媒体课件和传统教学相结合。 | 2 |
生物工程下游技术 案例版 毛忠贵主编,2013
新编生物工艺学 俞俊棠 等主编 2009
什么是生物分离技术?
什么是上游技术?中游技术?下游技术?