Bioreaktory
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 6.16-BRY-10 |
Kod Erasmus / ISCED: |
13.4
|
Nazwa przedmiotu: | Bioreaktory |
Jednostka: | Wydział Przyrodniczo-Techniczny |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Skrócony opis: |
umiejętność zaprojektowania bioprocesu od strony technologicznej (bilanse masowe, cieplne, stopnie konwersji substratów, wydajność produktów); umiejętność zaplanowania doświadczeń w celu wyznaczenia szybkości reakcji biochemicznej; umiejętność określenia pa-rametrów kinetycznych z doświadczalnej bazy danych; 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; umiejętność przygotowania hodowli okresowej, w skali laboratoryjnej, w bioreaktorze zbiornikowym; umiejętność prowadzenia i monitorowania hodowli okresowej, w skali laboratoryjnej, w bioreaktorze zbiornikowym; umiejętność oceny efektywności prowadzonego bioprocesu; |
Pełny opis: |
A. Problematyka wykładu Stechiometria reakcji chemicznych, zmiany składu mieszaniny reakcyjnej wynikające z przebiegu pojedynczej i kilku reakcji 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 – zależność szybkości reakcji od składu mieszaniny i temperatury Modele reaktorów dla układów homogenicznych – idealny reaktor periodyczny, zbiornikowy przepływowy, rurowy, kaskada idealnych reaktorów zbiornikowych Kinetyka reakcji enzymatycznych. Inhibicja kompetycyjna i niekompetycyjna. Sposoby wyznaczania stałych kinetycz-nych reakcji enzymatycznych Kinetyka wzrostu mikroorganizmów i formowania produktów. Wzrost w obecności inhibitorów Reaktory stosowane w biotechnologii i ich bilanse masowe i energetyczne. B. Problematyka ćwiczeń laboratoryjnych Przepisy bhp obowiązujące w laboratorium bioreaktorów, zapoznanie z wyposażeniem laboratorium Przygotowanie surowców do procesu, kruszenie, mielenie, klasyfikacja Przygotowanie inocullum i płynu hodowlanego Zestawienie aparatury do przeprowadzenia bioprocesu. Nastawienie procesu. Monitorowanie przebiegu procesu Izolowanie produktów z płynu hodowlanego Opracowanie wyników eksperymentu |
Literatura: |
A. Literatura wymagana do ostatecznego zaliczenia zajęć (zdania egzaminu): A.1. 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 A.2. studiowana samodzielnie przez studenta 1. Bałdyga i in.: Obliczenia w inżynierii bioreaktorów, Wyd. Pol. Warszawskiej, 1996 B. 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: |
A. Sposób zaliczenia • zaliczenie z oceną zajęć lab. • egzamin B. Formy zaliczenia • zaliczenie ustne dziennika laboratoryjnego oraz ustalenie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych otrzymywanych w trakcie trwania semestru • pisemny sprawdzian z zadań • egzamin pisemny C. Podstawowe kryteria OCENY F-FORMUJĄCA, P-PODSUMOWUJĄCA F 1 - sprawdzenie umiejętności określania współczynników stechiometrycznych reakcji wzrostu mikroorganizmów F 2 - sprawdzenie umiejętności obliczania ciepła procesu F 3 - sprawdzenie umiejętności obliczenia wielkości reaktora, wielkości zasilania substratem, stopnia konwersji substratu. F 4 - sprawdzenie umiejętności sporządzenia bilansu energetycznego reaktora F 5 - obserwacja pracy laboratoryjnej studenta F 6 - obserwacja przestrzegania przez studenta czystości chemicznej i mikrobiologicznej F 9 - ocena wykonywanych analiz i opracowywania wyników P 1 - ocena wiadomości teoretycznych – egzamin pisemny P 2 - ocena prowadzenia dziennika laboratoryjnego |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Opolski.