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1、生物工程课程设计 说明及动员 2013年 课程设计是什么？ l课程设计是生物反应器设计原理、生物工艺学、生物 工程没备及工厂设计、计算机在生物化工中的应用等 的后续课程，实用性、技术性和综合性都很强。 l学生可初步综合运用3年来所学的全部知识，进行工艺 流程中某一工段的设备选型等设计，可为毕业设计打 下基础，使得学生能掌握设备和工厂设计应具备的基 本设计技能，今后走上工作岗位后既能担负起工厂技 术改造的任务，又能进行车间或全厂的工艺设计。 课程设计目标 l本科毕业论文（设计）工作管理规定指出：“工科学生 以毕业设计为主，也可做毕业论文。”因此对工科学生来说 工程设计的基础训练是十分重要的。课程
2、设计可作为生物 工程专业本科学生毕业设计的前期训练和准备工作。 l通过课程设计，学生将所学的基础知识和专业知识，进行 综合运用，设计生物产品加工生产线工艺工程图纸，撰写 设计说明书，培养学生生物产品生产工厂工艺工程设计的 初步能力, 完成工程师的综合性基本训练。 设计课程意义 l课程设计可提高学生解决问题的动手能力、查资料能力 、思维的个人表现能力，掌握获取新理论、新技术的方 法，为每一位学生提供检验自己水平、发挥本领的锻炼 机会，使学生接受更多的专业信息、拓展思维空间。 l教师也可从中发现教学环节中存在的缺陷、改进教学方 式。 l在当前我院绝大多数生物工程专业本科生的结业工作（ 毕业科研）以
3、毕业论文为主的情况下，通过课程设计培 养学生的设计能力和工程素质及严谨的科学作风就更为 重要了。 课程设计参考书目 1. 教材 2.参考书目： 各种发酵和食品工业手册； 各种化工设计手册； 建筑设计手册； 本校图书馆光盘检索资料； 有关发酵工程设备生产厂家资料及微 生物下游加工方面的书籍。 生物工程设备 l生物工程设备课程的讲授中学生已经基本掌握了 实验室和生产中常用设备的结构、性能、特点，尤 其是各种生物反应器的设计原理和辅助设备的选型 计算；学生掌握了生物工厂设计工作的基本流程、 设计内容及有关注意事项，为课程设计中设备的选 型计算。加强了化工仪表及自动化、工程制图、生 物工程CAD、清洁
4、生产工艺学等基础课程的应用。 课程设计内容 l机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养 反应器，或者产品分离设备等的设计（任选一）。 机械搅拌发酵罐： 50m3,100m3,150m3，200m3 l该设备可以用于发酵生产以下产品：柠檬酸，红霉 素，味精，酒精。以及相应分离设备的设计。 l根据设备所担负的工艺操作任务和工作性质，确定 工作参数；容积的计算，主要尺寸的确定，传热方 式的选择及传热面积的确定；动力消耗、设备结构 的工艺设计。 课程设计的要求 l人员分组及分工 建议以35人一小组，每组题目略有不同，每组完成全部设备工 艺设计，每人应当完成一个主体设备的工艺及结构设计，若干典型 辅
5、助设备选型设计。 工艺设计和计算 根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设 备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。 l设计说明书的编制 设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工 艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评 价和参考资料等。 l绘制图纸：发酵罐示意图，工艺流程图。 设备图采用工程制图或 计算机AUTOCAD绘制。简装图应标明设备的主要结构与尺寸。 课程设计的基本环节 l设计动员、发题、介绍设计题目。 l查阅资料，拟定设计程序和进度计划，制作 设计任务书。 l调查，收集有关数据，了解设备制造，安装 和操作的有关知识，奠
6、定设计感性基础。 l设计计算，绘图和编制设计说明书。 具体怎么办 l定题 l自组织 l文献资料的查阅 l工艺流程选择及论证 自组织 l根据个人兴趣选择题目，并成立若干设计小 组，以3-5人为一小组作为设计单位，整个 选题的完成采取集体合作与个人分工相结合 的方法，设计前期的任务由集体协作完成， 然后个人独立进行的工段设计。 文献资料的查阅 l首先对给定设计选题进行工艺流程的初步讨论 小组内分工进行资料收集工作；广泛查四相关资 料(包括图书馆手册中国期刊网，上市公司说明 书。各生物技术论坛。企业黄页，国外相关技术 网站等)，注意网上搜索、出版物和文献等要尽量 采用近几年的资料和具有可靠性。最好能
7、采用的 外文文献占收集资料的5左右； 工艺流程选择及论证 l在各小组长的组织下进行。提 出几种可选工艺方案，最后小 组内讨论通过本组设计任务的 具体工艺流程； 技术参数的初步衡算 l包括工艺参数的选定、物料 衡算、热量衡算等 个人独立完成的内容 l给出工段的设备选型和计算 l具体工艺尺寸的计算与设备型号规格的选定，部分 衡算可能需要用到小组内其他成员的计算数据； l撰写课程设计说明书并 l采用Auto CAD软件绘制图纸1-3张，包括产品工艺 方案流程图、车间平面布置图、设备图等。 成绩评定方法 l第一, 创新性及合理性; 第二, 资料收集的全面性; 第三 , 物料衡算、能量衡算的正确性; 第
8、四, 设备选型的合 理性; 第五, 设计说明书的质量及格式; 第六, 图纸质量 ; l课程设汁成绩的总分为100分 l资料收集的质量和数量(20)； l工艺流程的正确性和先进性(20)； l物料衡算的准确性(20)； l设计说明书的格式(20)； l图纸质量(20)。 设计任务书 l封面：包括题目，班级，姓名，学号 l课程设计的内容 l课程设计的要求与数据 l课程设计应完成的工作 l课程设计进程安排 l应收集的资料及主要参考文献 设计说明书 l前言 l设计基本依据 l工艺设计 l设备设计 l对本设计的简单评述 l参考文献 前言部分 l对所写内容的国内外生产、研究现状 等进行简要阐述并注明参考文
9、献。 l怎么办？查相关文献资料。 如发酵法生产聚羟基脂肪酸脂 (PHA), 淀粉酶 设计基本依据 -发酵机制或生产原理 l如谷氨酸的发酵，必须介绍糖酵解途 径、三羧酸循环、以及-酮戊二酸 在谷氨酸脱氢酶的作用下转化为谷氨 酸的机制，同时介绍谷氨酸大量积累 的调节机制以及生产中如何调节等。 工艺设计 l设备结构及主要尺寸的确定（D 、H、HL、V、VL、Di等）； l通风量的计算； l搅拌功率计算与电机的选择； l传热面积及冷却水用量的计算。 设备设计 l壁厚设计（包括筒体、封头和夹套）。 l搅拌器与搅拌轴的设计。 l局部尺寸的确定（包括挡板、人孔、手孔、 梯子、视镜及各种进出口接管等）。 l冷却装置的设计：对于夹套，校核冷却面积 ；对于列管冷却，确定列管规格、总长及布 置。 对本设计的简单评述 l收获和体会 l设计的优缺点 设计图纸一张 l前面所有的计算分析浓缩到一张图上：发酵罐示意图 ，另外有工艺流程图。 设备图采用工程制图或计算 机AUTOCAD绘制。简装图应标明设备的主要结构与尺 寸 l设计图都有基本要求。图纸张是专用的设计图纸，有 图签，标明基本情况。对于图中的符合须有对应的说 明图签，以及其他该说明的图签。应该认真考虑图的 布局，能满足脱离说明书也能看明白。比例尺规范。 图纸与说明书完全对应。 具体要求及标准详见 l生物工程课程设计指导书
