Inżynieria bioreaktorów

obowiązkowe

Realizowany w sali

Przedmiot obejmuje podstawowe i zaawansowane zagadnienia związane z działaniem, projektowaniem i zastosowaniem bioreaktorów oraz procesami biologicznymi zachodzącymi w układach technologicznych. Studenci poznają metabolizm mikroorganizmów, kinetykę bioprocesów, budowę bioreaktorów oraz zasady prowadzenia hodowli, a także zdobywają praktyczne umiejętności związane z przygotowaniem i analizą procesów biotechnologicznych.

Wykład

Wykłady obejmują szeroki zakres zagadnień dotyczących funkcjonowania i projektowania bioreaktorów oraz procesów biologicznych zachodzących w układach technologicznych. Omawiane są zarówno historyczne podstawy i kierunki rozwoju współczesnej biotechnologii, jak i kluczowe aspekty metabolizmu mikroorganizmów, obejmujące procesy kataboliczne w warunkach tlenowych i beztlenowych oraz podstawy anabolizmu. Szczególny nacisk kładziony jest na kinetykę wzrostu drobnoustrojów, analizę czynników wpływających na przebieg bioprocesów oraz możliwości optymalizacji pracy bioreaktora. W ramach wykładów przedstawiana jest także szczegółowa charakterystyka budowy bioreaktorów, funkcje ich poszczególnych elementów oraz zróżnicowanie konstrukcyjne urządzeń stosowanych w praktyce biotechnologicznej. Program kończy omówienie typów hodowli mikroorganizmów oraz ich właściwości technologicznych, co pozwala studentom zrozumieć zasady doboru odpowiednich systemów bioreaktorowych do określonych zastosowań przemysłowych.

Konwersatorium

Konwersatoria obejmują prezentacje przygotowane przez studentów, dotyczące wybranych typów bioreaktorów stosowanych w biotechnologii. W ramach zajęć omawiane są rozwiązania konstrukcyjne, zasady działania oraz zakres zastosowań poszczególnych bioreaktorów. Spotkania koncentrują się na porównaniu różnych modeli, identyfikacji ich kluczowych parametrów operacyjnych oraz omówieniu wymagań technologicznych związanych z prowadzeniem procesów mikrobiologicznych.

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.

Opracowanie wyników eksperymentu.

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

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.

Wykład

Egzamin obejmuje odpowiedzi na test wielokrotnego wyboru na zadane pytania z zakresu realizowanego programu

Konwersatorium

Zaliczenie na ocenę z opracowania materiału i przygotowania prezentacji multimedialnej.

Laboratorium

Zaliczenie na ocenę z zakresu realizowanego programu