Uniwersytet Opolski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Inżynieria bioreaktorów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 6.15-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. / (0511) Biologia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Inżynieria bioreaktorów
Jednostka: Wydział Przyrodniczo-Techniczny
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) 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.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

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

C2 - umiejętność zaplanowania doświadczeń w celu wyznaczenia szybkości reakcji biochemicznej; umiejętność określenia pa-rametrów kinetycznych z doświadczalnej bazy danych

C3 - umiejętność doboru typu reaktora i określenia podstawowych parametrów jego pracy, takich jak: natężenie przepływu sub-stratów, wielkość i typ reaktora, najkorzystniejszy sposób prowadzenia procesu (operacje okresowe lub ciągłe), bilans energe-tyczny reaktora. Student potrafi zaproponować sposób wydzielania i oczyszczania produktu.

C4 - umiejętność przygotowania hodowli okresowej, w skali laboratoryjnej, w bioreaktorze zbiornikowym

C5 - umiejętność prowadzenia i monitorowania hodowli okresowej, w skali laboratoryjnej, w bioreaktorze zbiornikowym

C6 - umiejętność oceny efektywności prowadzonego bioprocesu

Pełny opis:

Problematyka wykładu

W 1 - Stechiometria reakcji chemicznych, zmiany składu mieszaniny reakcyjnej wynikające z przebiegu reakcji

W 2 - Stechiometria wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów; współczynniki wydajności, iloraz oddechowy, stopień redukcji składnika

W 3 - Termodynamika reakcji – ciepło reakcji, zależność od temperatury i ciśnienia. Równowaga chemiczna

W 4 - Kinetyka reakcji w układach homogenicznych – zależność szybkości reakcji od składu mieszaniny i temperatury

W 5 - Modele reaktorów dla układów homogenicznych – idealny reaktor periodyczny, zbiornikowy przepływowy, rurowy, kaskada idealnych reaktorów zbiornikowych

W 6 - Kinetyka reakcji enzymatycznych. Inhibicja kompetycyjna i niekompetycyjna. Sposoby wyznaczania stałych kinetycz-nych reakcji enzymatycznych

W 7 - Kinetyka wzrostu mikroorganizmów i formowania produktów. Wzrost w obecności inhibitorów

W 8 - Reaktory stosowane w biotechnologii i ich bilanse masowe i energetyczne.

W 9 - Procesy wydzielania i oczyszczania produktów reakcji biochemicznych (downstream processing)

W10 - Pomiary, kontrola i sterowanie procesami biotechnologicznymi

Problematyka zajęć konwersatoryjnych

K 1 - Ćwiczenia rachunkowe ze stechiometrii reakcji chemicznych i biologicznych

K 2 - Obliczanie ciepła reakcji chemicznych i biologicznych

K 3 - Obliczanie parametrów kinetycznych w oparciu o eksperymentalną bazę danych

K 4 - Procesy prowadzone w idealnym reaktorze periodycznym – zadania rachunkowe

K 5 - Procesy prowadzone w idealnym reaktorze zbiornikowym przepływowym – zadania rachunkowe

K 6 - Procesy prowadzone w idealnym reaktorze rurowym przepływowym – zadania rachunkowe

K 7 - Procesy prowadzone w kaskadzie idealnych reaktorów zbiornikowych przepływowych – zadania rachunkowe

K 8 - Obliczanie parametrów kinetycznych reakcji enzymatycznych i ich zastosowanie w bilansach bioreaktorów

K 9 - Obliczanie parametrów kinetycznych reakcji mikrobiologicznego wzrostu mikroorganizmów i ich zastosowanie w bi-lansach bioreaktorów

K 10 - Bilanse energetyczne biostatu i chemostatu - przykłady obliczeniowe

Problematyka ćwiczeń laboratoryjnych

L1 - Przepisy bhp obowiązujące w laboratorium bioreaktorów, zapoznanie z wyposażeniem laboratorium

L2 - Przygotowanie surowców do procesu, kruszenie, mielenie, klasyfikacja

L3 - Przygotowanie inocullum i płynu hodowlanego

L4 - Zestawienie aparatury do przeprowadzenia bioprocesu. Nastawienie procesu.

L5- Monitorowanie przebiegu procesu

L6- Izolowanie produktów z płynu hodowlanego

L7- opracowanie wyników eksperymentu

Literatura:

Literatura wymagana do ostatecznego zaliczenia zajęć (zdania egzaminu):

Wykorzystywana podczas zajęć

1. Burghardt A., Bartelmus G.: Inżynieria reaktorów chemicznych, t.1, PWN, W-wa 2001

2. Szuler M.L., Kargi F.: Bioprocess Engineering .Basic Concepts, Prentice Hall, N.Y., 1992

3. Szewczyk K.: Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych, Wyd. Pol. Warszawskiej, 1993

Studiowana samodzielnie przez studenta

1. Bałdyga i in.: Obliczenia w inżynierii bioreaktorów, Wyd. Pol. Warszawskiej, 1996

Literatura uzupełniająca

1. Moser A.: Bioprocess Technology, Springer Verlag, N.Y.-Vien, 1988

Efekty uczenia się:

Wiedza

W 1 – student zna specyfikę bioprocesów, rodzaje hodowli, rodzaje bioreaktorów, znaczenie kontroli parametrów procesu

W 2 - student zna sposoby wydzielania i oczyszczania produktów reakcji biochemicznej

Umiejętności

U 1 - student potrafi obliczyć skład mieszaniny reakcyjnej dla dowolnego stopnia przemiany oraz ustalić współczynniki stechiometryczne równania wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów

U 2 - student potrafi korzystać z tablic termodynamicznych , obliczyć ciepło reakcji i sporządzić bilans cieplny reaktor

U 3 - student potrafi zaprojektować eksperyment, którego celem jest określenie kinetyki bioprocesu i zinterpretować wyniki eksperymentu

U 4 - student potrafi wybrać odpowiedni typ reaktora, obliczyć jego wielkość i podstawowe parametry operacyjne oraz zaprojektować sposób kontroli i sterowania procesem.

U 5 - student potrafi przygotować płyn hodowlany i inocullum

U 6 - student potrafi prowadzić i monitorować przebieg hodowli

U 7 - student potrafi opracować uzyskane wyniki eksperymentu

Kompetencje społeczne (postawy)

K 1 – umiejętność pracy w grupie

K 2 – odpowiedzialność za pracę z materiałem biologicznym i odczynnikami chemicznymi

Metody i kryteria oceniania:

Formy zaliczenia

•zaliczenie ustne dziennika laboratoryjnego oraz ustalenie oceny na podstawie ocen cząstkowych otrzymywanych w semestrze

•pisemny sprawdzian z zadań

•egzamin pisemny

Podstawowe kryteria

OCENY F-FORMUJĄCA, P-PODSUMOWUJĄCA

F 1 - sprawdzenie umiejętności obliczania składu mieszaniny reakcyjnej w zależności od stopnia przemiany

F 2 - sprawdzenie umiejętności określania współczynników stechiometrycznych reakcji wzrostu mikroorganizmów

F 3 - sprawdzenie umiejętności obliczania ciepła procesu

F 4 - sprawdzenie umiejętności zaprojektowania eksperymentu kinetycznego, wyznaczenia z bazy danych stałych kinetycznych reakcji chemicznej, enzymatycznej i mikrobiologicznej

F 5 - sprawdzenie umiejętności obliczenia wielkości reaktora, wielkości zasilania substratem, stopnia konwersji substratu.

F 6 - sprawdzenie umiejętności sporządzenia bilansu energetycznego reaktora

F 7 - sprawdzenie umiejętności zaprojektowania układów kontrolno-pomiarowych bioprocesu oraz metod wydzielania produktu

F 8 - obserwacja pracy laboratoryjnej studenta

F 9 - obserwacja przestrzegania przez studenta czystości chemicznej i mikrobiologicznej

F10 - ocena wykonywanych analiz i opracowywania wyników

P1 - ocena wiadomości teoretycznych – test egzaminacyjny

P2 - ocena prowadzenia dziennika laboratoryjnego

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
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-www2-5 (2024-09-13)