课程概述

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。

证书要求

单元测验40%+作业40%+讨论20%






预备知识

具备生物学、化学等最基本的知识就可选学本课程。

授课大纲

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

 

4

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。

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参考资料

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

常见问题

什么是生物分离技术?

什么是上游技术?中游技术?下游技术?