Uniwersytet Opolski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Inżynieria bioreaktorów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 6.15.BTI-IBR
Kod Erasmus / ISCED: 13.4 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0710) Inżynieria i technika Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Inżynieria bioreaktorów
Jednostka: Instytut Inżynierii Środowiska i Biotechnologii
Grupy: Plan zajęć III roku Biotechnologii inżynierskiej I stopnia, stacjonarne, semestr 05 (2024/25-Z)
Punkty ECTS i inne: 3.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Tryb prowadzenia:

Realizowany w sali

Skrócony opis:

C1 umiejętność zaprojektowania bioprocesu od strony technologicznej (bilanse masowe, cieplne, stopnie konwersji substratów, wydajność produktów).

C2 umiejętność doboru typu reaktora i określenia podstawowych parametrów jego pracy, takich jak: natężenie przepływu substratów, wielkość i typ reaktora, najkorzystniejszy sposób prowadzenia procesu (operacje okresowe lub ciągłe), bilans energetyczny reaktora. Student potrafi zaproponować sposób wydzielania i oczyszczania produktu.

C3 umiejętność przygotowania hodowli okresowej, w skali laboratoryjnej, w bioreaktorze zbiornikowym.

C4 umiejętność prowadzenia i monitorowania hodowli okresowej, w skali laboratoryjnej, w bioreaktorze zbiornikowym.

C5 umiejętność oceny efektywności prowadzonego bioprocesu.

C6 umiejętność pracy w grupie i odpowiedzialność za pracę z materiałem biologicznym i odczynnikami chemicznymi.

Pełny opis:

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.

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

Efekty uczenia się:

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.

Metody i 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

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/2024" (zakończony)

Okres: 2023-10-01 - 2024-02-29
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Konwersatorium, 15 godzin więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Daniel Janecki
Prowadzący grup: Daniel Janecki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/2025" (w trakcie)

Okres: 2024-10-01 - 2025-02-28
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Konwersatorium, 15 godzin więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Daniel Janecki
Prowadzący grup: Daniel Janecki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Opolski.
pl. Kopernika 11a, 45-040 Opole https://uni.opole.pl kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-5 (2024-09-13)