Inżynieria bioreaktorów 6.15.BTI-IBR
Stechiometria wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów; współczynniki wydajności, iloraz oddechowy, stopień redukcji składnika.
Termodynamika reakcji – ciepło reakcji, zależność od temperatury i ciśnienia. Równowaga chemiczna.
Kinetyka reakcji w układach homogenicznych.
Modele reaktorów dla układów homogenicznych – idealny reaktor periodyczny, zbiornikowy przepływowy, rurowy, kaskada idealnych reaktorów zbiornikowych.
Kinetyka reakcji enzymatycznych. Inhibicja.
Kinetyka wzrostu mikroorganizmów i formowania produktów. Wzrost w obecności inhibitorów.
Reaktory stosowane w biotechnologii i ich bilanse masowe i energetyczne.
Procesy wydzielania i oczyszczania produktów reakcji biochemicznych.
Pomiary, kontrola i sterowanie procesami biotechnologicznymi.
Konwersatorium
Ćwiczenia rachunkowe ze stechiometrii reakcji chemicznych i biochemicznych.
Obliczanie bilansu masy i bilansu ciepła reakcji biochemicznych.
Procesy prowadzone w idealnym reaktorze okresowym – zadania rachunkowe.
Procesy prowadzone w idealnym reaktorze zbiornikowym przepływowym – zadania rachunkowe.
Obliczanie parametrów kinetycznych reakcji enzymatycznych i ich zastosowanie w bilansach bioreaktorów.
Obliczanie parametrów kinetycznych reakcji mikrobiologicznego wzrostu mikroorganizmów i ich zastosowanie w bilansach bioreaktorów.
Laboratorium
Przepisy bhp obowiązujące w laboratorium bioreaktorów, zapoznanie z wyposażeniem laboratorium.
Przygotowanie surowców do procesu.
Przygotowanie inocullum i płynu hodowlanego.
Zestawienie aparatury do przeprowadzenia bioprocesu. Nastawienie procesu.
Monitorowanie przebiegu procesu.
Izolowanie produktów z płynu hodowlanego.
opracowanie wyników eksperymentu.
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Koordynatorzy przedmiotu
W cyklu 2023/24-Z: | W cyklu 2024/25-Z: | W cyklu 2022/23-Z: |
Efekty kształcenia
EKW1 student zna specyfikę bioprocesów, rodzaje hodowli, rodzaje bioreaktorów, znaczenie kontroli parametrów procesu.
EKW2 Student zna sposoby wydzielania i oczyszczania bioproduktów.
Umiejętności
EKU1 student potrafi obliczyć skład mieszaniny reakcyjnej dla dowolnego stopnia przemiany oraz ustalić współczynniki stechiometryczne równania wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów.
EKU2 student potrafi korzystać z tablic termodynamicznych , obliczyć ciepło reakcji i sporządzić bilans cieplny reaktora.
EKU3 student potrafi zaprojektować eksperyment, którego celem jest określenie kinetyki bioprocesu i zinterpretować wyniki eksperymentu.
EKU4 student potrafi wybrać odpowiedni typ reaktora, obliczyć jego wielkość i podstawowe parametry operacyjne oraz zaprojektować sposób kontroli i sterowania procesem.
EKU5 student potrafi przygotować płyn hodowlany i inocullum.
EKU6 student potrafi prowadzić i monitorować przebieg hodowli.
EKU7 student potrafi opracować uzyskane wyniki eksperymentu.
Kompetencje społeczne (postawy)
EKK1 umiejętność pracy w grupie.
EKK2 odpowiedzialność za pracę z materiałem biologicznym i odczynnikami chemicznymi.
Kryteria oceniania
M1 wykład z prezentacją multimedialną
M2 rozwiązywanie zadań – zajęcia e-learningowe
M3 ćwiczenia laboratoryjne – prowadzenie bioprocesów
OF1 sprawdzenie umiejętności obliczania składu mieszaniny reakcyjnej w zależności od stopnia przemiany
OF2 sprawdzenie umiejętności określania współczynników stechiometrycznych reakcji wzrostu mikroorganizmów
OF3 sprawdzenie umiejętności obliczania ciepła procesu
OF4 sprawdzenie umiejętności zaprojektowania eksperymentu kinetycznego, wyznaczenia z bazy danych stałych kinetycznych reakcji chemicznej, enzymatycznej i mikrobiologicznej
OF5 sprawdzenie umiejętności obliczenia wielkości reaktora, wielkości zasilania substratem, stopnia konwersji substratu
OF6 sprawdzenie umiejętności sporządzenia bilansu energetycznego reaktora
OF7 sprawdzenie umiejętności zaprojektowania układów kontrolno-pomiarowych bioprocesu oraz metod wydzielania produktu
OF8 obserwacja pracy laboratoryjnej studenta
OF9 obserwacja przestrzegania przez studenta czystości chemicznej i mikrobiologicznej
OF10 ocena wykonywanych analiz i opracowywania wyników
OF11 ocena pracy w grupie i odpowiedzialności za pracę z materiałem biologicznym i odczynnikami chemicznymi.
OP1 ocena wiadomości teoretycznych – test egzaminacyjny
OP2 ocena prowadzenia dziennika laboratoryjnego, opracowania i interpretacji wyników
Literatura
Ratledge C., Kristiansen B.: Podstawy biotechnologii, PWN, 2011
Szuler M.L., Kargi F.: Bioprocess Engineering .Basic Concepts, Prentice Hall, N.Y., 1992
Szewczyk K.: Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych, Wyd. Pol. Warszawskiej, 1993
Bałdyga i in.: Obliczenia w inżynierii bioreaktorów, Wyd. Pol. Warszawskiej, 1996
Zgirski A., Gondko R.: Obliczenia biochemiczne, PWN, 2010
Ledakowicz S.: Inżynieria bioprocesowa, WNT, 2011
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: