Рабочая программа дисциплины основы проектирования и оборудование биотехнологических производств

УТВЕРЖДАЮ

Директор института физики высоких технологий

___________

«___»_____________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

НАПРАВЛЕНИЕ ООП

240700 «Биотехнология»

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ

«Биотехнология»

СТЕПЕНЬ

бакалавр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА

2011 г.

КУРС

СЕМЕСТР

третий, четвертый

шестой, седьмой

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ

9 (3/6)

ПРЕРЕКВИЗИТЫ

Б3 Б1, Б3.Б4, Б3Б5

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ЛЕКЦИИ

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

ИТОГО

45 час.

63 час.

108 час.

162 час.

270 час.

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ

очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

экзамен (6 семестр)

курсовой проект (7 семестр)

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ

кафедра биотехнологии и органической химии

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ______________________

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП ______________________

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ______________________

2011 г.

1. Цели освоения дисциплины

Целями дисциплины в рамках подготовки будущего специалиста к активной творческой инженерной работе по созданию перспективных процессов и производств биотехнологического и химического синтеза биологически активных веществ (БАВ) являются:

Ц1: формирование основ технологического мышления;

Ц2: получение навыков инженерных расчетов и проектирования биофармацевтических производств с использованием современных средств проектирования;

Ц3: воспитание потребности и умения постоянного совершенствования своих знаний;

Ц4: развития у студентов творческого мышления и поиска оптимального подхода к решению практических вопросов.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина является частью профессиональной подготовки и реализуется в 6, 7 семестрах в объеме 270 ч и является основой для подготовки студента к курсовому и дипломному проектированию.

Для полноценного усвоения данного курса большое значение имеют знания, умения, навыки и компетенции, приобретенные студентами, на таких дисциплинах, как «Основы биотехнологии», «Инженерная графика», «Процессы и аппараты биотехнологии».

Для успешного освоения дисциплины студенты должны знать:

· основные принципы организации биотехнологического производства, его иерархическую структуру, методы оценки эффективности производства;

· принципиальную схему биотехнологического производства;

· биохимические, химические и физико-химические процессы, протекающие в биореакторах и на стадиях переработки, связанных с выделением и очисткой целевого продукта;

· критерии выбора и аппаратуру стадий культивирования, выделения и очистки продуктов биосинтеза;

· важнейшие конструктивные элементы машин и аппаратов;

· способы и аппаратуру для транспортирования твердых, жидких и газообразных сред;

· контрольно-измерительную аппаратуру и системы автоматического управления биотехнологическими процессами;

· нормы техники безопасности и охраны труда;

· современные средства проектирования;

иметь навыки:

· работы в среде AutoCAD, Компас 3D (выполнение чертежей);

· выполнения расчетов с использованием пакетов прикладных программ Exсel, MathCAD.

3. Результаты освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент будет:

знать

проектная документация

проектирования промышленных

новых технологий

технической документации

материальных балансов

уметь

технологического проектирования

владеть (методами, приёмами)

библиографического

информационных технологий

пояснительная записка

В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

1. Профессиональные

Быть способным к организационно-управленческой и инновационной деятельности в биофармацевтической области, демонстрировать знания для решения проблем устойчивого развития.

4. Структура и содержание дисциплины

4.1 Аннотированное содержание разделов дисциплины

Содержание теоретического раздела дисциплины (лекции)

1 Введение. Предмет и задачи курса. Связь с общетехническими и специальными дисциплинами, с курсовым и дипломным проектированием. Стратегия системного анализа биотехнологических систем (БТС). Критерии эффективности и оптимальности БТС.

2. Основы технологического и строительного проектирования биотехнологических и химико-фармацевтических производств. Основные задачи, направления и методы технологического проектирования. Этапы проектирования. Составление технико-экономического обоснования (ТЭО). Проектная документация: состав, порядок разработки, согласования, утверждения. Принципы масштабирования технологических процессов: лабораторные, пилотные и промышленные установки и решаемые с их использованием задачи. Моделирование в процессе проектирования промышленных предприятий. Специальные вопросы проектирования биохимических производств.

3. Типовая аппаратура биохимических производств, ее материал и детали. Классификация и требования, предъявляемые к аппаратам. Факторы, определяющие конструкцию реакционных аппаратов: агрегатное состояние реагирующих веществ, консистенция реакционной массы, температура реакции, давление, тепловой эффект реакции, теплоносители и хладагенты, химический характер реагирующих веществ. Технологические характеристики металлов, применяемых в биохимических и химико-фармацевтических производствах, способы их защиты. Пластмассы в оборудовании биохимических производств.

4. Аппаратура типовых процессов биотехнологии. Основы промышленной асептики. Способы стерилизации жидкостей. Разработка технологических схем стерилизации жидкостей. Особенности стерилизующей фильтрации воздуха. Технологические схемы сжатия и очистки воздуха. Стерилизация оборудования, деконтаминация воздуха в производственных помещениях.

4.1 Тепло - и массообменные процессы стадии ферментации. Влияние условий культивирования на тепловыделение. Массообменные характеристики ферментера. Методы аэрирования в ферментерах. Оценка уровня аэрирования. Пенообразование и пеногашение. Сравнение методов пеногашения. Системы перемешивания, применяемые в современных биореакторах.

4.2 Основное ферментационное оборудование, его выбор и расчет. Конструкции ферментеров. Критерии выбора и оценка эффективности работы биореактора. Автоматизированный контроль и управление биореакторами.

4.3 Аппаратурное оформление процессов разделения и очистки продуктов биотехнологических производств. Отделение биомассы: флотация, флокуляция, фильтрация, центрифугирование, мембранное разделение. Выделение целевого продукта: осаждение, экстракция, адсорбция, абсорбция, ионный обмен, кристаллизация, выпаривание, сушка.

5 Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования материалов. Аппаратура для хранения, транспортировки и дозирования жидкого сырья. Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования твердых материалов. Вспомогательное оборудование для газов. Перемещение газов по трубопроводам, цистерны, баллоны.

6. Улучшение экологичности биотехнологических производств. Общие сведения об основных источниках промышленных отходов и выбросов, их воздействие на окружающую среду, способы утилизации.

Содержание практического раздела дисциплины (практики)

1. Входной контроль. Разработка химической, технологической и аппаратурной схем производства.

2. Составление и расчет материального баланса химических процессов (химические стадии производства) и микробиологических процессов (стадия ферментации).

3. Составление и расчет материального баланса физико-химических процессов (фильтрование, кристаллизация, адсорбция, сушка, ионный обмен)

4. Расчет режимов стерилизации материальных потоков и оборудования.

5. Аппаратурный расчет основного и вспомогательного оборудования.

6. Перемещение технологических сред. Технологический расчет перемешивающего устройства.

7. Теплоэнергетические балансы, определение поверхности теплообмена, определение расхода теплоносителя.

8. Механический расчет и гидравлический расчет.

9. Компоновка оборудования в основных и вспомогательных производственных помещениях.

10. Рубежные контроли.

11. Защита курсового проекта.

4.2 В таблице 1 приведена структура дисциплины по разделам и видам учебной деятельности с указанием временного ресурса в часах.

Таблица 1.

Структура дисциплины

по разделам и формам организации обучения

Название раздела/темы

Аудиторная работа (час)

СРС

(час)

Контр.

работы

Итого

Лекции

Практические

занятия

1. Введение

2. Основы технологического и строительного проектирования биотехнологических и химико-фармацевтических производств

Типовая аппаратура биохимических производств, ее материал и детали

4. Аппаратура типовых процессов биотехнологии

4.1 Тепло - и массообменные процессы стадии ферментации

4.2 Основное ферментационное оборудование, его выбор и расчет

4.3 Аппаратурное оформление процессов разделения и очистки продуктов биотехнологических производств

5 Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования материалов

6. Улучшение экологичности биотехнологических производств

Выполнение и защита курсового проекта

132

137

Итого:

162

270

5. Образовательные технологии

Лекции проводятся в интерактивной форме с применением мультимедийных технологий, демонстрационных технологий (знакомство с высокотехнологичными процессами и специальным оборудованием с помощью обучающих фильмов).

Содержательная часть лекционных и практических занятий разработана с использованием методов проблемного обучения. Так в ходе занятия создается обстановка интеллектуального затруднения (проблемной ситуации). «Уровень проблемности» определяется различным участием преподавателя в постановке и решении проблемы. Так, ряд лекционных и практических занятий имеют 1-3 уровень проблемности:

1. Преподаватель вычленяет проблемную ситуацию, указывает на решение проблемы, раскрывал логику ее достижения, показывает источники возникновения противоречий.

2. Преподаватель, создавая проблемную ситуацию, вовлекает студентов в совместный поиск ее решения.

3. Самостоятельное решение студентами сформулированной преподавателем проблемы путем выдвижения различных доказательств.

Выполнение курсового проекта базируется на проектном методе обучения. Использования данного метода направлено на стимулирование у обучающихся интереса к определенным инженерным проблемам и через проектную деятельность предусматривающим решение этих проблем.

Курсовое проектирование предусматривает, с одной стороны, использование совокупности разнообразных методов и средств, а с другой, предполагает необходимость интегрирования знаний, умений применять знания из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей.

В рамках данной дисциплины предусматривается проведение мастер-классов ведущими специалистами предприятий биофармацевтического профиля.

Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (таблица 2).

Таблица 2.

Методы и формы организации обучения (ФОО)

ФОО

Методы

Лекции

Практ. занятия

Мастер-класс

СРС

Курсовой проект

IT-методы

Работа в команде

Case-study

Игра

Методы проблемного обучения.

Обучение

на основе опыта

Опережающая самостоятельная работа

Проектный метод

Поисковый метод

Исследовательский метод

6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (СРС)

6.1 Текущая СРС направлена на систематизацию, расширение, углубление и закрепление знаний в области фундаментальных и прикладных наук. Она заключается в изучении рекомендованных литературных источников, патентной и нормативной документации в соответствии с техническим заданием на проектирование, в том числе на иностранном языке; изучении теоретических разделов дисциплины, вынесенных на самостоятельное изучение; подготовке к практическим занятиям и защите курсового проекта, оформлении технической документации (пояснительной записки, чертежей).

6.2 Творческая проблемно-ориентированная СРС ориентирована на развитие интеллектуальных умений, профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов. Она включает самостоятельный поиск, анализ, структурирование научно-технической информации в соответствии с техническим заданием на проектирование, выполнение курсового проекта.

6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

Самостоятельная (внеаудиторная) работа студентов состоит в:

· проработке лекционного материала, составлении конспекта лекций по темам, вынесенным на самостоятельное изучение;

· подготовке к практическим занятиям;

· подготовке к рубежным контролям;

· выполнении курсового проекта.

Задание на проектирование выдается каждому студенту индивидуально в начале 7 семестра. Оно включает название темы, выходные данные на проектирование (мощность, сведения об используемом сырье, способ получения, требования к качеству готовой продукции). Данными на проектирование могут являться материалы производственной практики. Выполнение задания разбито на этапы в соответствии с методологией технологического проектирования. Сроки выполнения этапов отражены в календарном плане изучения дисциплины (приложение 1).

Темы курсовых проектов

1. Разработка стадии получения хлорхинальдола технического

2. Стадия получения 5-нитрофурфурола диацетата в производстве фурациллина.

3. Разработка стадии получения 4-амино-2,6-дихлорпиримидина в производстве сульфадиметоксина.

4. Разработка стадии получения этилового эфира п-нитробензойной кислоты в производстве анестезина.

5. Производство фармакопейной ацитилсалициловой кислоты.

6. Разработка стадии очистки основания лидокаина технического.

7. Получение изадрина технического из хлорацетопирокатехина в производстве лекарственной субстанции изадрина.

8. Разработка стадии получения натриевой соли м-аминобензойной кислоты в производстве лекарственной субстанции билигноста.

9. Разработка стадии получения этилового эфира изоникотиновой кислоты в производстве фтивазида.

10. Стадия получения димедрола технического в производстве димедрола.

11. Разработка стадии получения анестезина технического.

12. Стадия ацилирования норсульфазола в производстве фталазола

13. Разработка стадии получения этилового эфира изоникотиновой кислоты в производстве фтивазида

14. Стадия получения новокаина хлоргидрата из этилового эфира п-аминобензойной кислоты в производстве новокаина.

15. Получение никотиновой кислоты из β-пиколина в производстве лекарственной субстанции никотиновой кислоты.

16. Стадия получения бензонала технического из фенобарбитала в производстве лекарственной субстанции бензонала.

17. Стадия получения п-нитро-α-ацетаминоацетофенона в производстве синтомицина.

18. Стадия получения 3-метил-1-фенилпиразолона-5 в производстве антипирина.

19. Стадия получения β-нафтохинона в производстве оксолина.

20. Стадия получения дибазола технического из цианистого бензила в производстве дибазола.

21. Стадия ацилирования этил-изоамилбарбитуровой кислоты в производстве бензобамила.

Темы, выносимые на самостоятельную проработку

1. Материалы и защитные покрытия оборудования биотехнологических и химико-фармацевтических производств

1.1 Материалы: стали и чугуны, легированные стали, сплавы и биметаллы, цветные металлы и неметаллические материалы.

1.2 Защитные покрытия: металлические покрытия, неметаллические покрытия из неорганических и органических материалов.

1.3 Критерии выбора материалов для аппаратуры и трубопроводов.

2. Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования материалов

2.1 Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования жидкостей (перемещение на дальние расстояния и по заводской территории, хранение на складах и в цехе, аппаратура для отмеривания жидкостей).

2.2 Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования твердых материалов (складские и транспортные устройства, аппаратура для дозирования твердых материалов).

2.3 Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования газов (транспортировка на дальние расстояния и по заводской территории, хранение на складах и в цехе, аппаратура для измерения расхода газов).

6.4 Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны руководителя курсового проекта. Материал тем, выносимых на самостоятельное изучение, оформляется в вилле конспектов. Проверка и оценка выполнения осуществляется преподавателем на консультациях, защита курсового проекта проводится на практических занятиях в конце семестра.

6.5 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Перечень учебно-методического обеспечения самостоятельной работы представлен в общем списке рекомендуемой литературы (п. 9).

7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины

В 6,7 семестрах осуществляются следующие виды контроля:

· входной контроль – проводится с целью выявления реальной готовности студентов к освоению данной дисциплины за счет знаний, умений и навыков, сформированных ранее, а также для формирования корректирующих мероприятий процесса обучения для более ранних дисциплин;

· текущий контроль – осуществляется по выполнению контрольных работ и курсового проекта, вынесенных преподавателем в рейтинг-план;

· промежуточный контроль – предполагает на основе оценки уровня знаний, умений и навыков, полученных обучающимися в течение семестра, установление качества проведенных образовательных услуг и соответствие приобретенных личностных и профессиональных качеств студента целевым установкам дисциплины.

В соответствие с рейтинг-планом дисциплины в 6 семестре осуществляется 2 рубежных контроля. Рубежные контроли проводятся в часы практических занятий, в письменной форме и включают задания по одному или нескольким разделам лекционного курса.

В контрольную работу № 1 входят задания по разделам «Основы технологического и строительного проектирования биотехнологических производств» и «Типовая реакционная аппаратура, ее материал и детали» (всего 10 заданий – 30 баллов).

В контрольную работу № 2 входят вопросы по разделам «Аппаратура типовых процессов биотехнологии» и «Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования материалов» (всего 5 вопросов – 30 баллов).

По каждому рубежному контролю имеются 20 вариантов заданий. Вариант содержит тестовые задания либо теоретические вопросы, охватывающие тему или блок тем, изученных на лекциях.

Итог изучения курса – экзамен – проводится в период экзаменационной сессии. Экзамен проводится в устной форме.

Задание на курсовое проектирование выдается преподавателем на первом практическом занятии в 7 семестре и выполняется студентом поэтапно в соответствии с календарным планом.

8. Рейтинг качества освоения дисциплины

При изучении курса используется рейтинговая система оценка знаний студентов. В течение семестра студент может набрать 100 баллов.

В 6 семестре студенты выполняют 2 текущих контроля, максимальный РТК каждого из которых равен 30 баллов, следовательно, общий РТК равен 60 баллов.

РС = РТК = 60 б.

Студент допускается к сдаче экзамена, если он полностью выполнил учебный план и его рейтинг (РС) более 33 баллов.

Максимальный рейтинг экзамена (РЭ) 40 баллов. Форма проведения экзамена – устная. Экзамен считается сданным, если его оценка не менее 22 баллов. Эта оценка суммируется с рейтингом семестра и подсчитывается общий рейтинг:

ОР = РС + РЭ.

Общий рейтинг переводится в оценку по соотношению:

более 90 баллов ОТЛИЧНО

от 75 до 90 баллов ХОРОШО

от 58 до 75 баллов УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО

Если оценка экзамена менее 22 баллов, то экзамен считается не сданным, и студент теряет рейтинг семестра.

Рейтинг курсового проекта (РКП) – это оценка за выполнение курсового проекта. Если КП выполнен и сдан в срок, то он оценивается максимально в 100 баллов: 40 баллов за пояснительную записку и выполненную графическую часть; 60 баллов за устную защиту. КП, сданный с опозданием, оценивается в 75 баллов.

Рейтинг-листы 6, 7 семестра в приложении 2.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

В каталоге НТБ ТПУ имеется около 10 наименований учебников и учебных пособий, относящихся к данной дисциплине.

Однако эти пособия, разные по качеству, стилю и манере изложения материала. Большинство из них более, чем тридцатилетней давности и имеются в единственном экземпляре, что не вполне соответствуют рабочей программе дисциплины. Поэтому кафедра ОХОС создает собственный учебно-методический комплекс дисциплины, основными элементами которого являются:

1. Рабочая программа дисциплины.

2. Рейтинг-лист.

3. Календарный план курсового проекта.

4. Основы проектирования предприятий биотехнологической промышленности: учебное пособие / . – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 114 с.

5. Дипломное и курсовое проектирование: методические указания для студентов направления 240100 "Химическая технология и биотехнология" специальности 240901 "Биотехнология" химико-технологического факультета. Оформление графической части курсовых и дипломных проектов / сост. . – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 74 с.

Дополнительными компонентами УМКД являются:

1. Задания на курсовое проектирование.

2. Задания для рубежных и итогового контролей.

3. База нормативной документации (ФЗ, ГОСТ, методические рекомендации, СанПиНы, СНиПы на проектирование, в т. ч. фармацевтических предприятий, нормативная документация в производстве лекарств (ГФ, ФСП, МУ, ГОСТы и т. п.), ГОСТы (ТУ) на вещества, ГОСТы ЕСКД).

4. Созданное на кафедре БИОХ программное обеспечение для автоматизированных инженерных расчетов на базе Exсel, MathCAD.

Основная литература

1. -Г. Проектирование промышленных предприятий: принципы, методы, практика – М.: Альпина, 2007. – 340 с.

2. Ферментационные аппараты для процессов микробиологического синтеза / , , и др. – М.: ДеЛи принт, 2005. – 278 с.

3. Кафаров и системный анализ биохимических производств / , , . – М.: Лесная промышленность, 1985. – 280 с.

4. Основы проектирования химических производств: учебник для вузов / , , и др. под ред. . – М.: Академкнига, 2006. – 332 с.

5. Елинов биотехнологии. – СПб.: Наука, 1995. – 600 с.

6. Проектирование чистых помещений / под. Ред. В. Уайта. Пер. с англ. – М.: изд-во "Клинрум", 2004. – 360 с.

7. Бирюков промышленной биотехнологии: учебное пособие — М. : КолосС, 2004. — 295 с.

8. Альперт проектирования химических установок. — М.: В. Шк., 1976.

9. Федосеев и аппараты биотехнологии в химико-фармацевтической промышленности. М.: Медицина, 1969.

10. Биохимические реакторы. – М: Пищевая промышленность, 1979.

11. Бейли Дж. Э., Оллис биохимической инженерии в 2-х частях. - М: Мир, 1989.

12. Биохимическая технология и микробиологический синтез. — М.: Медицина, 1969.

13. Смирнов реакторы – Л: Химия, 1987.

Дополнительная литература для инженерных расчетов

1. Аранская задач и упражнений по химической технологии и биотехнологии: Учебное пособие. – Минск: Университетское, 1989. – 310 с.

2. Игнатенков и задачи по общей химической технологии: учебное пособие для вузов/ , . — М.: Академкнига, 2005. — 198 с.

3. Тимонин конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования: Справочник: в 3 т. – Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2001

4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / , , и др. под ред. . – М.: Химия, 1991. – 496 с.

5. Кафаров автоматизированного проектирования химических производств / , , . – М.: Наука, 1987. – 623 с.

6. Смирнов реакторы в примерах и задачах: Учебное пособие / , , . – СПб.: Химия, 1994. — 276 с.

7. , Романков и задачи по курсу процессы и аппараты химической промышленности. – М.: Химия, 1987

Программное обеспечение

Комплект прикладных специализированных программ:

1. Chem Draw Ultra 9 – для написания химических формул, химических схем;

2. Exсel, MathCAD – для осуществления автоматизированных расчетов;

3. AutoCAD, Компас 3D – для выполнения графической части курсовых проектов.

Информационно-поисковые системы, базы данных и журналы, доступные в онлайновом режиме пользования в Internet

1. Информационно-правовая система "Кодекс" [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://kodeks. lib. *****, доступ по общеуниверситетской сети. – Загл. с экрана.

(содержит образцы правовых и деловых документов, консультации юристов и аудиторов, словари юридических и бухгалтерских терминов, ежедневные обзоры законодательства России, стандарты и др.).

Патенты

2. United States Patent and Trademark Office [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www. uspto. gov/patft/index. html, свободный. – Загл. с экрана.

(патентная база США, бесплатный доступ к базе данных рефератов и полных описаний изобретений США с 1976 г.).

3. European Patent Office [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://ep. , свободный. – Загл. с экрана.

(Европейское патентное ведомство предоставляет доступ к базам данных, содержащим информацию о более 50 миллионов патентных документов из 71 страны).

4. Федеральный институт промышленной собственности [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www. *****, свободный. – Загл. с экрана.

(доступ к полным текстам российских патентных документов с 1924 г., к базе данных рефератов полезных моделей, базе данных российских промышленных образцов и другим ресурсам).

Полный список Интернет-ресурсов представлен на сайте НТБ ТПУ (http://www. lib. *****/full_text. xml? lang=ru).

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Компьютерное и мультимедийное оборудование (компьютер, сканер, принтер, мультимедийный проектор) для защиты курсовой работы, информационного поиска, оформления результатов исследования.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС, с учетом рекомендаций ООП по направлению 240700 «Биотехнология», Стандартом ООП ТПУ.

Программа одобрена на заседании кафедры биотехнологии и органической химии

(протокол №___. «____»__________2011 г.)

Автор ___________ к. х.н., доцент кафедры БИОХ

Рецензент ___________ к. х.н., доцент кафедры БИОХ

Приложение 1

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой БИОХ ИФВТ

_______________

«___» ___________________ 201_ г.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

выполнения курсового проекта по дисциплине

«Основы проектирования и оборудование биотехнологических производств»

на осенний семестр 20__/20__ уч. года, группа ____

№ п/п

Недели

Наименование разделов курсового проекта

Процент выполнения

Получение заданий на курсовой проект

Химическая и технологическая схемы производства, расчет общего выхода

Технико-экономическое обоснование (характеристика сырья, продукции, рыночные перспективы препарата)

Микробиологические, физико-химические основы процессов производства (теоретическая часть)

Материальный расчет

Аппаратурные расчет основного и вспомогательного оборудования

Технологический и гидравлический расчет перемешивающего устройства

Теплоэнергетический расчет

Чертеж аппаратурной схемы производства,

описание аппаратурной схемы производства

Оформление пояснительной записки

Защита курсового проекта

100

Преподаватель ____________________ «___» ____________ 20__ г.

Приложение 2

Рейтинг-план освоения дисциплины «Основы проектирования и оборудование биотехнологических производств»

шестой семестр

Недели

Текущий контроль

Теоретический материал

Практическая деятельность

Итого

Название раздела

Темы лекций

Баллы

Название лабораторных работ

Баллы

Темы практических занятий (решаемые задачи)

Баллы

Индивидуальные задания (рубежные контрольные работы, рефераты и т. п.)

Баллы

Проблемно-ориентированные задания (НИРС в рамках дисциплины и др.)

Баллы

Введение

Основы технологичес-кого и строительного проектирова-ния биотехноло-гических и химико-фармацевти-ческих производств

ЛК1. Предмет и задачи курса. Стратегия системного анализа БТС. Критерии эффективности и оптимальности БТС

ЛК2. Задачи, направления и методы проектирования

ПР1. Входной контроль

ЛК3. Этапы проектирования

ПР2. Составление материального баланса микробиологических процессов

ЛК4. Проектная документация. Нормативная документация в производстве лекарств.

ЛК5. Принципы масштабирования технологических процессов. Специальные вопросы проектирования

ПР3. Составление материального баланса химических процессов

Контрольная работа №1

Типовая аппаратура биохимичес-ких производств, ее материал и детали

ЛК6. Классификация и требования, предъявляемые к аппаратам. Факторы, определяющие конструкцию аппарата Типовая реакционная аппаратура, ее детали и узлы. Технологические характеристики материалов реакционной аппаратуры, способы их защиты (СР)

ПР4. Составление материальных балансов физико-химических процессов выделения и очистки продуктов

Аппаратура типовых процессов биотехнологии

ЛК7. Оборудование предферментационной стадии. Стерилизация технологических потоков.

ЛК8. Стерилизация оборудования, деконтаминация воздуха в производственных помещениях. Приготовление посевного материала

ПР5. Теплоносители и хладагенты: критерии выбора.

Тепло - и массообменные процессы стадии ферментации

ЛК9. Тепло - и массообменные процессы стадии ферментации (аэрация, перемешивание)

ПР6. Расчет режимов стерилизации материальных потоков и оборудования

Тепло - и массообменные процессы стадии ферментации

Основное ферментацион-ное оборудование, его выбор и расчет

ЛК10. Тепло- и массообменные процессы стадии ферментации (теплообмен).

ЛК11. Классификация и основные требования, предъявляемые к биореакторам. Конструкции ферментеров

ПР7. Перемещение технологических сред

ЛК12. Конструкции ферментеров.

ПР8. Оборудование для хранения транспортирования и дозирования материалов

Всего по контрольной точке (аттестации) № 1

Основное ферментацион-ное оборудование, его выбор и расчет

Аппаратурное оформление процессов разделения и очистки продуктов биотехнологии-ческих производств

ЛК13. Критерии выбора и оценка эффективности работы биореактора. Автоматизированный контроль и управление биореакторами

ЛК14. Выделение целевых продуктов м/б синтеза. Концентрирование и отделение биомассы (осаждение, флотация, фильтрование)

ПР9. Технологическая и химическая схемы схемы производства

ЛК15. Концентрирование и отделение биомассы (центрифугирование, выпаривание)

ЛК16. Концентрирование и отделение биомассы (мембранные методы).

ПР10. Аппаратурная схема производства.

ЛК17. Выделение инактивированной биомассы (сушка).

Аппаратурное оформление процессов разделения и очистки продуктов биотехнологии-ческих производств

ЛК18. Выделение жизнеспособных микроорганизмов (сублимационная сушка).

ПР11. Расчет и конструирование биореактора

ЛК19. Выделение продуктов метаболизма из культуральной жидкости (дезинтеграция, экстракция).

ЛК20. Выделение продуктов метаболизма из культуральной жидкости (адсорбция, хроматография)

ПР12. Основы строительного проектирования

Контрольная работа № 2

ЛК21.. Выделение продуктов метаболизма из культуральной жидкости (кристаллизация).

Оборудование для хранения, транспортировки и дозирования материалов

ЛК22. Модификация и стабилизация продуктов биосинтеза.

Оборудование для хранения, транспортирования и дозирования материалов (СР)

ПР13. Компоновка оборудования

Улучшение экологичности юиотехнологи-ческих производств

ЛК23. Улучшение экологичности биотехнологических и химических производств

Всего по контрольной точке (аттестации) № 2

Итоговая текущая аттестация

Экзамен

Итого баллов по дисциплине

100

«___»______ 20___ г.

Зав. кафедрой ____________________________

Преподаватель ____________________________

Рейтинг-план освоения дисциплины «Основы проектирования и оборудование биотехнологических производств»

седьмой семестр

Недели

Текущий контроль

Теоретический материал

Практическая деятельность

Итого

Название раздела

Темы лекций

Баллы

Название лабораторных работ

Баллы

Темы практических занятий (решаемые задачи)

Баллы

Индивидуальные задания (рубежные контрольные работы, рефераты и т. п.)

Баллы

Проблемно-ориентированные задания (курсовой проект)

Баллы

Основы технологического и строительного проектирования биотехнологических и химико-фармацевтических производств

1.Разработка химической и технологической схем производства

Получение

заданий на курсовой проект

2 Разработка и анализ аппаратурной схемы производства

Химическая и технологическая схемы производства, расчет общего выхода

Основное ферментационное оборудование, его выбор и расчет

3 Разработка и анализ аппаратурной схемы производства

Технико-экономическое обоснование (характеристика сырья, продукции, рыночные перспективы препарата)

Аппаратурное оформление процессов разделения и очистки продуктов биосинтеза

4 Расчет материального баланса микробиологических процессов

Микробиоло-гические, физико-химические основы процессов производства (теоретическая часть)

5 Составление и расчет материальных балансов физико-химических процессов выделения и очистки продуктов

6 Аппаратурный расчет основного и вспомогательного оборудования

Материальный расчет

7 Аппаратурный расчет основного и вспомогательного оборудования

Аппаратурные расчет основного и вспомогатель-ного оборудования

8 Технологический расчет перемешивающего устройства

9 Тепловой баланс биореактора

Технологичес-кий и гидравлический расчет перемешиваю-щего устройства

Всего по контрольной точке (аттестации) № 1

10 Тепловые балансы теплоиспользующей аппаратуры

11 Расчет поверхности теплообмена

12 Расчет поверхности теплообмена

Теплоэнергети-ческий расчет

13 Энергетический расчет, определение расходов теплоносителей

Теплоэнергети-ческий расчет

14 Механический расчет биореактора

15 Гидравлический расчет

Чертеж аппаратурной схемы производства,

описание аппаратурной схемы производства

16 Разработка схем автоматизации технологического процесса

Чертеж аппаратурной схемы производства,

описание аппаратурной схемы производства

Выполнение и защита курсового проекта

17 Защита курсового проекта

Оформление пояснительной записки

18 Защита курсового проекта

Всего по контрольной точке (аттестации) № 2

100

Итоговая текущая аттестация

100

Зачет

Итого баллов по дисциплине

100

«___»______ 20___ г.

Зав. кафедрой ____________________________

Преподаватель ____________________________

Рабочая программа дисциплины основы проектирования и оборудование биотехнологических производств

Домашний очаг

Справочная информация

Техника

Общество

Образование и наука

Мир

Бизнес и финансы