Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Inżynieria Bioreaktorów
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. inż. Wioletta Podgórska
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Inzynieria Chemiczna i Procesowa
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2013/2014
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Godziny kontaktowe 35 godz., w tym: obecność na wykładach 30 godz., obecność na ćwiczeniach projektowych 5 godz. Przygotowanie i zaliczanie projektów - 45 godz. Przygotowanie do egzaminu i zdawanie egzaminu - 45 godz. Razem nakład pracy studenta: 125 godz. = 5 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Obecność na wykładach 30 godz. Obecność na ćwiczeniach projektowych 5 godz. Razem: 35 godz. = 2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Przygotowanie projektów: 45 godz. Przygotowanie się do egzaminu: 45 godz. Razem: 90 godz. = 4 ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład450h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt450h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Znajomość matematyki (równania różniczkowe zwyczajne i cząstkowe, rachunek wektorowy) oraz kinetyki reakcji chemicznych. Umiejętność bilansowania reaktorów chemicznych. Rejestracja na semestr 2.
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Celem wykładu jest przedstawienie ilościowego opisu procesów zachodzących w bioreaktorach w oparciu o kinetykę wzrostu mikroorganizmów, kinetykę reakcji biochemicznych i hydrodynamikę reaktora. Umiejętność oceny stabilności pracy bioreaktora. Powiększanie skali bioreaktora.
Treści kształcenia:
Program obejmuje: omówienie oddziaływania pomiędzy fazą otoczenia i fazą biologiczną, charakterystykę populacji komórek (wieloskładnikowość, heterogeniczność, kontrola wewnętrzna, możliwość adaptacji, efekty stochastyczne), modele wzrostu (modele strukturalne, modele segregowane), obliczanie bioreaktorów idealnych (bioreaktor przepływowy z idealnym mieszaniem, bioreaktor o działaniu półokresowym, bioreaktor z idealnym przepływem tłokowym, bioreaktory z recyrkulacją biomasy, układy bioreaktorów), dynamikę bioreaktora przepływowego, kultury mieszane (typy oddziaływań, własności dynamiczne kultur mieszanych), problemy naprężeń w biotechnologii, charakterystykę pracy bioreaktorów różnego typu (zbiornik z mieszadłem, kolumna barbotażowa, podnośnik powietrza, kolumna z wypełnieniem), zasady wyboru bioreaktora, powiększanie skali, katalizę enzymatyczną, kinetykę enzymów unieruchomionych. W ramach projektów: wyznacza się przepływ maksymalizujący produkcję biomasy w bioreaktorze przepływowym z idealnym mieszaniem, określa objętość dodatkowego bioreaktora, którego obecność maksymalizuje produkcję biomasy, modeluje się reaktor z recyrkulacją, określa się zmienność stężeń pożywki i biomasy w reaktora bez recyrkulacji, pracującym w stanie nieustalonym; wyznacza się częstość obrotów mieszadła w fermentorze przemysłowym pozwalającą osiągnąć taki sam objętościowy współczynnik transportu tlenu, jak w reaktorze laboratoryjnym, wykorzystując najlepszą spośród zweryfikowanych wcześniej korelacji; dobiera się bioreaktor (spomiędzy bioreaktorów z idealnym mieszaniem i z przepływem tłokowym) pozwalający na osiągnięcie założonego stopnia przemiany dla enzymatycznej reakcji izomeryzacji.
Metody oceny:
Patrz tabela 1
Egzamin:
tak
Literatura:
J. Bałdyga, M. Henczka, W. Podgórska, Obliczenia w Inżynierii Bioreaktorów, OWPW, 1996. lub wydanie 2, 2012. J.E. Bailey, D.F. Ollis, Biochemical Engineering Fundamentals, 2nd ed., Mc Graw-Hill, 1986. S. Aiba, A.E. Humphrey, N.F. Millis, Inżynieria Biochemiczna, WNT, 1977. W.W. Kafarow, A.J. Winarow, L.S. Gordiejew, Modelowanie Reaktorów Biochemicznych, WNT, 1983. T.K. Ghose, Bioprocess Computations in Biotechnology, Ellis Horwood Ltd, 1990. A.H. Scragg, Bioreactors in Biotechnology. A practical approach, Ellis Horwood Ltd, 1991. H.J. Rehm, G. Reed, Biotechnology Vol.4. Measuring, Modelling and Control, VCH, 1991. M.L. Shuler, F. Kargi, Bioprocess Engineering: Basic Concepts, Prentice Hall, 1992. K. vant Riet, J. Tramper, Basic Bioreactor Design, Marcel Dekker, 1991.
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W_01
Ma więdzę niezbędną do sporządzania bilansów masy i składnika w bioreaktorach, powiększania skali bioreaktorów, określania stabilności bioreaktorów
Weryfikacja: Zaliczanie projektów, egzamin pisemny i ustny
Powiązane efekty kierunkowe: K_W07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U_01
Potrafi modelować przebieg procesów chemicznych i biochemicznych w reaktorach i bioreaktorach
Weryfikacja: Zaliczanie projektów, egzamin pisemny i ustny
Powiązane efekty kierunkowe: K_U07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U09
Efekt U_02
Potrafi nadzorować przebieg procesów przemysłowych z udziałem mikroorganizmów
Weryfikacja: Zaliczanie projektów, egzamin ustny i pisemny
Powiązane efekty kierunkowe: K_U15
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U13

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K_01
Potrafi myśleć i działać samodzielnie
Weryfikacja: Zaliczanie projektów, egzamin pisemny i ustny
Powiązane efekty kierunkowe: K_K04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K06