Bioreaktions- und Bioverfahrenstechnik für LSE (CBI-B21-BRT/BVT)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Bioreaction and Bioprocess Engineering (LSE only))
(Prüfungsordnungsmodul: Bioreaktions- und Bioverfahrenstechnik für LSE)

Lehrveranstaltungen:

• • Bioreaktions- und Bioverfahrenstechnik (nur LSE)
    (Vorlesung, 2 SWS, Kathrin Castiglione, Di, 9:00 - 10:30, Hörsaal ZMPT)
  • Übung zur Bioreaktions- und Bioverfahrenstechnik (nur LSE)
    (Übung, 1 SWS, Kathrin Castiglione, Di, 10:30 - 11:15, Hörsaal ZMPT; ab 17.4.2018)
  • Praktikum zu Bioreaktions- und Bioverfahrenstechnik (nur LSE)
    (Praktikum, 1 SWS, Holger Hübner et al., Blockveranstaltung nach Vereinbarung; Infos und Anmeldung zu gg. Zeit unter StudOn. Praktikumslabor Paul-Gordan-Str. 7 (Techn. Halle))

Inhalt:

Vorlesung:

• Stoffumwandlungen mit Enzymen (Klassifizierung, Enzymkinetik, technische Anwendungen, Immobilisierung)

• Stoffumwandlungen mit Zellen (Wachstum, Formalkinetik, Reaktoren, technische Anwendungen)

• Bioreaktoren (Funktionskomponenten, Apparatebau)

• Steriltechnik

• Aufarbeitung von Bioprodukten

Übung:

• Vertiefung der Inhalte siehe Vorlesung
  

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• können die Reaktionskinetik auf biologische Prozesse anwenden.

• können das Modell der mikroheterogenen Katalyse für Enzymreaktionen in eigenen Worten erklären und die verschiedenen Typen der Enzymhemmung erläutern.

• können Bioreaktoren unter Berücksichtigung des Stoffübergangs (2-Film-, Turbulenz-Modell) und des Misch- und Verweilzeitverhaltens auslegen. Hierbei setzten sie ihr Fachwissen über ideale Reaktormodelle in Kombination mit Sprung- und Pulsmarkierungen zur Erklärung des realen Verhaltens von Reaktoren um.

• können die Prinzipien biotechnischer Produktionsprozesse (batch, fed-batch, Kontikultur), aller gängigen Reaktoren (Blasensäulen, Schlaufenreaktoren, Rührkessel) und der gängigsten Messgeräte zur Prozesskontrolle beschreiben.

• können die Regeln zur Auswahl und Anwendung von Begasungs- und Rührorganen (Leistungsbedarf, Blasenbildung, Blasengröße, Koaleszenz) nennen und anwenden.

• kennen Bilanzierungsverfahren (Modellparameter, Kohlenstoff-, Elemetar- und Elektronenbilanz, Kompartmentmodell) und können diese zur Berechnung von Stoffströmen und zur Abbildung realer Prozesse anwenden.

• üben im Praktikum den Umgang mit Bioreaktoren und allen Komponenten und setzen dabei ihr Fachwissen über Sterilisationsmethoden (trockene und feuchte Hitze), Poren- und Tiefenfilter, die prozessbegleitende Messtechnik (pO2, pH, Temperatur), Dichtungen (O-, Flach-, Gleitring-Dichtung) und Regelung von Bioprozessen um und vertiefen es.

• können eine Kultivierung von Mikroorganismen oder das Bierbrauen eigenständig durchführen. Dabei können sie die wechselseitige Beeinflussung biologischer Parameter (Wachstum des Mikroorganismus, Kohlenstoffquelle, Stoffwechsel) und der physikalischen Parameter (pH, Temperatur, Sauerstoffversorgung) einschätzten und interpretieren.

• können die Messdaten auswerten, wobei besonderes Augenmerk auf die Berechnung relevanter Prozessparameter (Substratverbrauch, Sauerstoffaufnahmerate, Sauerstofftransferrate, kla, Biomasseausbeute, Wachstumsrate) und den Vergleich mit Erwartungswerten aus der Literatur und der fundierten Interpretation gelegt wird.

• können detailliert eine Vielzahl an Herstellungsverfahren von biologischen Produkten in ihrer Gänze (Fermentationsvorbereitung, Auswahl der Reaktoren und der Mikroorganismen, Prozessführung und –kontrolle, Produktaufarbeitung) erläutern. Dies umfasst die gesamte Palette erfolgreicher Bioprozesse von den klassischen, fermentierten Lebensmitteln (Bier, Wein, Essigsäure), der Herstellung von Lebensmittelzusatzstoffen (Zitronensäure, Aminosäuren, Polysacchariden), der Herstellung von Antibiotika und bis zu modernsten Verfahren (monoklonale Antikörper, rekombinante Proteine für die Medizin).

• können detailliert biotechnische Prozesse zum Schutz der Umwelt (kommunale, ländliche und industrielle Kläranlagen) und Energiegewinnung (Biogasanlagen, Biokraftstoffe) darlegen.
  

Literatur:

• Bisswanger: Enzymkinetik

• Chmiel: Bioprozesstechnik

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Life Science Engineering (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Life Science Engineering (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung | Bioreaktions- und Bioverfahrenstechnik für LSE)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Bioreaktions- und Bioverfahrenstechnik für LSE (Prüfungsnummer: 20801)

Untertitel: nur Erlangen

(englischer Untertitel: Erlangen only)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: WS 2018/2019

1. Prüfer:

Kathrin Castiglione

Termin: 23.07.2018, 08:00 Uhr, Ort: H 7 TechF
Termin: 18.02.2019, 14:00 Uhr, Ort: H 9 TechF
Termin: 05.08.2019, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 17.02.2020, 13:00 Uhr, Ort: H 7 TechF