生物工程单元操作实验：国际领先，实践认可

再　版　前　言

十年前，国际生物工程学科蓬勃发展并日益呈现特色，生物工程产业化迅速崛起，生物工程成为我国和国际上发达国家优先发展的高科技领域之一，面向当时新成立的生物工程、生物技术本科专业的教学需要，我们在国内首先编写出版了《生物工程单元操作实验》，有别于传统的面向化学工程、轻工专业的《化工原理实验》，使其更贴近于实际生物工程中的单元操作，获得了许多同行的认同。

目前生物工程学科定位清晰、学科内涵与人才培养目标明确，已经形成了一套特色鲜明、相对完善的科学理论和工程实践体系，于2011年被国务院学位委员会批准为新的一级学科。但是我国的生物工程发展和国际先进水平相比仍有较大的差距，亟须培养一大批具有较强工程实践能力与应用能力的生物工程研发和产业化人才。而我们的生物工程本科教育仍不能满足需求，没有形成自己的教学体系，仍保留了原先的生物化工、发酵工程等典型特征，必须进一步加以改革。我们在原教材的基础上，根据生物工程领域发展的现状，修订了部分内容，希望进一步加强生物工程的特色，为生物工程教学改革尽一些绵薄之力。

生物工程专业是和生物技术的产业化密切相关，其下游技术即从菌种培养和发酵开始，其产物的分离纯化和生化分离工程等一系列内容都和化工原理中的单元操作及其原理是一脉相承的。因此，生物工程单元操作脱胎于化工单元操作，基本的传递过程原理是一致的，如基本的传热、传质的操作原理。但是随着生物工程的发展，他们的区别将越来越大，因为生物工程中的最大操作特点是所处理的物质有生物活性、易分解，要求物质在处理时尽量保持其生物活性不受损失，特别不能在高温中进行或有腐蚀性的溶剂存在，因此将生物工程单元操作从化学工程中分离出来，形成自己的特色是必然的。

生物工程单元操作的教学能够提供学生的综合能力的培养，实验教学对于培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的能力非常重要。在生物工程单元操作实验教学中生物专业的学生首次接触到和生产设备较接近的工程实验装置，给生物专业的学生形成初步的“工程”概念，进行工程知识的熏陶。还培养学生的综合能力，让他们不仅能在实验室工作，还具有“能够走出实验室”的工作能力。

按照生物工程专业的教学要求，我们尝试将生物工程单元操作的教学重心从原来教学中偏重于化学工程单元操作向着重于课程基础和生物工程学科特色进行转变，加强基本概念、基本原理、基本技能的教育，并和生物工程有机结合。本课程应用性强，有助于提高学生的理论联系实际的能力和他们的动手操作能力。从理性和感性上赋予生物专业的学生以工程的概念。加强学生实践环节的教育，培养有独立工作能力、有创造性能力的学生。

本课程内容除生物工程教学大纲要求的基础实验外，包括了和生物工程专业密切相关的单元操作装置，主要是传质方面的单元操作，如喷雾干燥器、薄膜浓缩器、高速离心分离机、超临界流体萃取、结晶实验、超滤实验、层析实验等，而且各实验装置由原来的小型模拟设备转向中试型生产研究设备。本课程也为学生自主设计实验留出空间，学生可以通过对不同单元操作的组合，自己设计有实用意义的实验，如将灵芝发酵液经离心、浓缩、干燥制备灵芝干粉；将精馏和超临界萃取相结合进行植物油脂的初步分离。各高校可以根据自己的实验设备、教学课时、教学要求等选择相关教学内容。

希望通过本课程的学习，学生能够达到以下的教学要求：(www.xing528.com)

（1）使学生了解生物工程单元操作的基本设备和基本概念、基本原理。

（2）掌握生物工程单元操作的基本使用方法。

（3）加强学生对生物工程设备的综合运用能力和基本研究方法。

本教材由上海交通大学生命科学技术学院生物工程系的胡洪波、王威、张雪洪共同编写。书中引用了大量公开文献，在此向原作者特别是唐涌濂教授表示衷心的感谢。由于编者水平有限，且现有的单元操作实验设备受到一定的限制，同时生物工程单元操作教学正处于改革时期，本教材存在的不足之处，敬请广大读者批评指正。

编　者

2013年11月