42
ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC CÔNG NGHỆ LÊN MEN I (Fermentation Technology I )
Thông tin chung về môn học
- Tên môn học: Công nghệ lên men I; gồm 2 phần: Truyền nhiệt và khối và Thiết bị lên men - Số tín chỉ: 03
- Mã môn học: 211111 - Môn học: Bắt buộc
- Các môn học tiên quyết: Toán cao cấp B1, Toán cao cấp B2, Vi sinh đại cương.
- Đánh giá: Phần - Truyền nhiệt và truyền khối: 50%; Phần – Thiết bị lên men: 50%
Phần – TRUYỀN NHIỆT VÀ KHỐI (Thermal and Mass Transfer)
1. Thông tin chung về môn học - Số tín chỉ: 1,5
- Các yêu cầu đối với môn học: Người học cần trang bị Máy tính bấm tay - Giờ tín chỉ đối với các hoạt động: 22,5 tiết
+ Nghe giảng lý thuyết: 19,5 tiết + Làm bài tập trên lớp: 3 tiết + Tự học: 44 tiết
2. Mục tiêu của môn học
Môn học cung cấp cho sinh viên ngành Công nghệ Sinh học những kiến thức cơ bản về tính toán những vấn đề có liên quan đến các quá trình truyền nhiệt và truyền khối trong các ngành về công nghệ hóa học, thực phẩm và sinh học. Sinh viên có khả năng ứng dụng các kiến thức đã được cung cấp để giải quyết từng vấn đề cụ thể và thực tiễn có liên quan đến truyền nhiệt và truyền khối trong nghiên cứu cũng như trong sản xuất tạo sản phẩm thương mại.
3. Tóm tắt nội dung môn học
Giới thiệu các căn nguyên vật lý và các phương trình lưu lượng. Trình bày về đơn vị, thứ nguyên, và cách giải bài toán thứ nguyên. Khái quát về tính dẫn truyền và đối lưu nhiệt. Trình bày về sự đối lưu tự nhiên. Giới thiệu các thiết bị trao đổi nhiệt, trang bị các kiến thực để tiến hành phân tích, thiết kế và tính toán các thiết bị trao đổi nhiệt thường gặp. Trình bày sự truyền khối bằng khuếch tán.
4. Nội dung chi tiết môn học Chƣơng 1: Mở đầu
1.1. Căn nguyên vật lý và các phương trình lưu lượng - Dẫn truyền
- Đối lưu - Bức xạ
- Quan hệ nhiệt động lực 1.2. Bảo toàn năng lượng
1.3. Sự tương quan của truyền nhiệt Chƣơng 2: Đơn vị và thứ nguyên 2.1.Đơn vị
2.1.1. Đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất 2.1.2. Các qui tắc cơ bản
2.1.3. Đơn vị thứ cấp 2.2. Hệ đơn vị
43
2.2.1. Hệ SI
2.2.1. Các hệ đơn vị khác 2.2.3. Chuyển đổi đơn vi 2.3. Thứ nguyên
2.3.1. Khái niệm
2.3.2. Thứ nguyên và vô thứ nguyên Chƣơng 3: Khái quát dẫn truyền 3.1. Phương trình lưu lượng
3.2. Tính chất nhiệt 3.2.1. Dẫn truyền nhiệt 3.2.2. Các tính chất khác
3.3. Phương trình khuếch tán nhiệt 3.4. Các điều kiện ban đầu và ở biên Chƣơng 4: Khái quát đối lƣu 4.1. Các lớp biên đối lưu 4.1.1. Tốc độ lớp biên 4.1.2. Nhiệt lớp biên
4.2. Các hệ số trung bình đối lưu và cục bộ 4.2.1. Truyền nhiệt
4.2.1. Truyền khối
4.3. Dòng chảy tầng và rối 4.4. Phương trình lớp biên 4.5. Các hệ số đối lưu
Chƣơng 5: Đối lƣu tự nhiên 5.1. Các tính chất vật lý
5.2. Các phương trình điều chỉnh
5.3. Đối lưu tự nhiên chảy tầng trên bề mặt thẳng đứng 5.3.1. Truyền nhiệt
5.3.2. Truyền khối
5.4. Các hiệu ứng của chảy rối
5.5. Kết hợp đối lưu tự nhiên và cưỡng bức 5.6. Đối lưu trong truyền khối
Chƣơng 6: Các thiết bị trao đổi nhiệt 6.1. Các loại thiết bị trao đổi nhiệt 6.2. Hệ số trao đổi nhiệt toàn bộ
6.3. Phân tích thiết bị trao đổi nhiệt: Sử dụng hiệu số nhiệt độ Log Mean 6.3.1. Thiết bị trao đổi nhiệt thuận chiều
6.3.2. Thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng
6.4. Phân tích thiết bị trao đổi nhiệt: phương pháp hiệu suất-NTU 6.5. Thiết kế và tính toán năng suất thiết bị trao đổi nhiệt
Chƣơng 7: Truyền khối bằng sự khuếch tán 7.1. Căn nguyên vật lý và các phương trình lưu lượng 7.1.1. Căn nguyên vật lý
7.1.2. Thành phần hỗn hợp 7.1.3. Định luật khuếch tán Fick 7.1.4. Hệ số khuếch tán truyền khối
7.2. Truyền khối trong môi trường chuyển động
7.3. Phép tính gần đúng trong môi trường không chuyển động 7.4. Truyền khối với các phản ứng hóa học đồng nhất
44
5. Học liệu
5.1. Học liệu bắt buộc
1. Incropera, DeWitt, Bergman, and Lavine. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. ,vol 6th ed.
2. Yunus A. Cengel. 2006. Heat and Mass Transfer – A Pratical Approach, vol 3rd ed., McGraw-Hill, USA.
5.2. Học liệu tham khảo
Knudsen J. G., and Katz D. L. Fluid Dynamics and Heat Transfer, McGRAW-HILL BOOK COMPANY, INC.
6. Chính sách đối với môn học và các yêu cầu khác của giảng viên
Sinh viên lên lớp 100%. Tuân thủ nghiêm túc thời hạn qui định làm các bài tập trên lớp và ở nhà.
7. Phƣơng pháp, hình thức kiểm tra – đánh giá kết quả học tập môn học
Nội dung đánh giá: kiểm tra – đánh giá giữa kỳ (20%), kiểm tra - đánh giá cuối kì (80%).
Tiêu chí đánh giá các loại bài tập: tự làm, đúng đáp án.
Phần - THIẾT BỊ LÊN MEN (Fermentation Equipments)
1. Thông tin chung về môn học - Số tín chỉ: 1,5
- Môn học: Bắt buộc
- Giờ tín chỉ đối với các hoạt động: 37,5 tiết + Nghe giảng lý thuyết: 5 tiết
+ Làm bài tập trên lớp: 1,5 tiết + Thực hành, thực tập: 30 tiết + Tự học: 30 tiết
2. Mục tiêu của môn học
Môn học giúp sinh viên ngành Công nghệ Sinh học nắm được kiến thức cơ bản về kỹ thuật và thiết bị lên men. Kết thúc khóa học, học viên có thể tính toán, sử dụng và đánh giá kỹ thuật, thiết bị hệ thống lên men chế phẩm sinh học. Sinh viên có các kỹ năng phân tích, đánh giá và thực tiễn về kỹ thuật, thiết bị hệ thống lên men chế phẩm sinh học. Kích thích sinh viên thấy được tầm quan trọng của các thiết bị trong lên men, yêu thích và chuyên cần với môn học nói riêng và ngành học công nghệ sinh học nói chung.
3. Tóm tắt nội dung môn học
Môn học sẽ cung cấp cho học viên kiến thức cơ bản và những thiết bị quan trọng nhằm sản xuất ra những sản phẩm chủ yếu trong ngành công nghệ sinh học.
Phần lý thuyết gồm các nội dung chính như qui trình kỹ thuật lên men chế phẩm sinh học, máy và thiết bị chuẩn bị nguyên liệu, máy và thiết bị chuẩn bị môi trường dinh dưỡng, thiết bị tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng, thiết bị tiệt trùng không khí, thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn, Thiết bị lên men nuôi cấy chìm vi sinh vật trong các môi trường dinh dưỡng lỏng, thiết bị phân chia pha lỏng và pha rắn và thiết bị sấy chế phẩm sinh học.
4. Nội dung chi tiết môn học A. Phần lý thuyết
Chƣơng 1: Qui trình kỹ thuật lên men chế phẩm sinh học Chƣơng 2: Máy và thiết bị chuẩn bị nguyên liệu
2.1. Thiết bị chứa bảo quản môi trường lỏng
2.2. Thiết bị làm sạch và phân loại nguyên liệu sản xuất chế phẩm sinh học.
2.3. Thiết bị nghiền, trộn chế phẩm sinh học Chƣơng 3: Thiết bị tiệt trùng
3.1. Thiết bị tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng 3.2. Thiết bị tiệt trùng không khí
45
Chƣơng 4: Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật
4.1. Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn
4.2. Thiết bị lên men nuôi cấy chìm vi sinh vật trong các môi trường dinh dưỡng lỏng Chƣơng 5: Thiết bị phân ly chế phẩm sinh học
Chƣơng 6: Thiết bị sấy chế phẩm sinh học B. Phần thực hành
1. Hệ thống tiệt trùng
2. Hệ thống lên men chế phẩm sinh học 3. Hệ thống sấy chế phẩm sinh học 5. Học liệu
5.1. Học liệu bắt buộc
Nguyễn Văn Hùng. 2008. Bài giảng Quá trình và Thiết bị sản xuất chế phẩm sinh học, Trường ĐH. Nông Lâm Tp.HCM.
5.1. Học liệu tham khảo
1. Lê Văn Hoàng. 2007. Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học trong công nghiệp.
Giáo trình Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẳng, .
2. Nguyễn Văn Hùng. 2007. Bài giảng Kỹ thuật thực phẩm. Đại Học Nông Lâm Tp.HCM.
3. Nguyễn Văn Lụa. 2005. Khuấy – Lắng lọc, Quyển 1. NXB ĐH Quốc Gia Tp.HCM. . 4. Ireneusz Grubecki , Marek W´ojcik. 2007. Analytical determination of the optimal
temperature profiles for the reactions occurring in the presence of microorganism cells.
Biochemical Engineering Journal. .
5. N.K. Gill, M. Appleton , F. Baganz, G.J. Lye. 2008. Design and characterisation of a miniature stirred bioreactor system for parallel microbial fermentations. Biochemical Engineering Journal 39. .
6. Stephenson I. L. 1973. Theory of the vacuum drying of frozen tissue, Bull. Meth . Biophys, .
6. Chính sách đối với môn học và các yêu cầu khác của giảng viên 7. Phƣơng pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học
Sinh viên phải tham gia tối thiểu 80% số giờ lên lớp. Sinh viên dịch thuật ít nhất 2 tài liệu khoa học (bài báo, chương mục của sách) do giáo viên cung cấp.
Nội dung đánh giá: tham gia học tập trên lớp (10%), bài tập (10%), thực hành (30%), kiểm tra - đánh giá cuối kì (50%).
