Letzte Änderung : 25.01.2025 21:21:31
| Studiengänge >> Biotechnologie und Angewandte Ökologie 2016 M.Sc. >> Ausgewählte Aspekte der technischen Umweltbiologie |
| Code: | 157900 |
| Modul: | Ausgewählte Aspekte der technischen Umweltbiologie |
| Module title: | Selected Aspects of Technical Environmental Biology |
| Version: | 1.0 (06/2011) |
| letzte Änderung: | 13.05.2019 |
| Modulverantwortliche/r: | Dr.-Ing. Kayser, Gernot gernot.kayser1@tu-dresden.de |
| angeboten im Studiengang: | Biotechnologie und Angewandte Ökologie (M.Sc.) gültig ab Matrikel 2016 |
| Modul läuft im: | WiSe (Wintersemester) |
| Niveaustufe: | Master |
| Dauer des Moduls: | 1 Semester |
| Status: | Pflichtmodul (Vertiefung) |
| Lehrort: | Zittau |
| Lehrsprache: | Deutsch |
| Workload* in | SWS ** | |||||||||||||||||
| Zeit- std. | ECTS- Pkte |
|||||||||||||||||
| * | Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden) |
| ** | eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche |
| Selbststudienzeit in h | ||||
Vor- und Nachbereitung LV |
Vorbereitung Prüfung |
Sonstiges |
||
| Lehr- und Lernformen: | Vorlesung/Praktikum/Exkursion |
| Prüfung(en) | |||
| Prüfungsvorleistung | Umweltbioverfahrenstechnik Prüfungsvorleistung Laborarbeit (VL) | ||
| Prüfungen | Umweltbioverfahrenstechnik mündliche Prüfungsleistung (PM) | 30 min | 50.0% |
| Biomineralisation Prüfungsleistung als Klausur (PK) | 90 min | 30.0% | |
| Wissenschaftliche Betriebsexkursionen Prüfungsleistung als Beleg (PB) | 20.0% | ||
| Lerninhalt: |
1. Umweltbioverfahrenstechnik: Vermittlung der Grundlagen zu Aufbau, Betrieb und Anwendung von Bioreaktoren. Verschiedene Reaktortypen und –betriebsweisen, sowie der jeweilige Einfluß auf Wachstum und Aktivität von Mikrorganismen werden ausführlich diskutiert. Statische und dynamische Betriebsweisen werden ebenso behandelt, wie Suspensions- und Festbettreaktoren. Auf die entsprechenden Reaktoren zum Einsatz isolierter Enzyme wird kurz eingegangen. Ausführlich werden unterschiedliche Anwendungen im Umweltschutz bzw. der biotechnologischen Produktion und die jeweils zu berücksichtigenden Randbedingungen behandelt. Im integrierten Laborpraktikum werden Batch- und kontinuierlicher Betrieb, sowie komplexe Reaktionsketten praktisch geübt und von den Studierenden angewendet. Vorlesung / Seminar • MO-Wachstum • Reaktorbetrieb (MO-Ganzzellen, isolierte Enzyme) • Reaktortypen (MO-Ganzzellen) • Reaktortypen (isolierte Enzyme) • Anwendungen Praktikum / Seminar • unsterile bakterielle Umsetzungen o Abwasserreinigung in kontinuierlich betriebener 1-stufiger Belebungsanlage mit vorgeschalteter Denitrifikation – evtl. erweitert auf integrierte biol. P-Elimination o Kontinuierlich betriebener Membranbioreaktor („Membranbelebungsanlage“ PAK- oder Phenol-Abbau) o Biowäscher (Lösemittelabsorption und –abbau) o Erweiterungsmöglichkeiten Das Modul soll den Studierenden einen Überblick über den Komplex der biologischen Reaktionstechnik vermitteln. Zusammenhänge zwischen angestrebten Produkten (Biomasse, Enzyme, Wasser bestimmter Qualität) und der gewählten Betriebsweise werden vermittelt. Der Student wird damit in die Lage versetzt, Bioreaktoranlagen für unterschiedliche Anwendungen zu konzeptionieren, zu planen und zu bewerten. 2. Biomineralisation: Vermittlung der biologischen Grundlagen zur Genese fester Gewebestrukturen sowie von Kenntnissen zu Eigenschaften und Funktion der durch die Lebenstätigkeit von Organismen entstehenden mineralische Produkte (Biominerale/Biomaterialien). Vorlesung • Biogenese von Biomineralien • Biogenese von Biopolymeren • Funktion & Eigenschaften von Biomineralien/Biomaterialien/Biopolymeren 3. Betriebsexkursion: Besuch biotechnologischer, ökologischer und umweltwissenschaftlicher Forschungseinrichtungen und Betriebe Thematische Schwerpunkte: ▪ Land- und forstwirtschaftliche Untersuchungsanstalten ▪ Bioverfahrenstechnische Anlagen ▪ Biotechnologische Forschungszentren ▪ Wissenschaftlich arbeitende Museen ▪ Botanische Gärten ▪ Spezielle landwirtschaftliche Betriebe Das Modul soll die Studierenden mit aktuellen Forschungsthemen renommierter wissenschaftlicher Einrichtungen sowie biologisch und geologisch herausragenden Landschaften bekannt machen. Im Rahmen der Exkursion finden Vorträge und Diskussionen von/mit Wissenschaftlern Inhalt: Besichtigung von umwelttechnisch relevanten Anlagen und Betrieben sowie speziellen Landwirtschafts-betrieben Thematische Schwerpunkte: ▪ Anlagen zur Wasserreinigung ▪ Betriebe der chemischen Industrie ▪ Gartenbaubetriebe ▪ Pilzzuchtbetriebe ▪ u. ä. Das Modul soll die Studierenden mit innovativen Verfahren des technischen Umweltschutzes und modernen landwirtschaftlichen Betrieben bekannt machen. Im Rahmen der Exkursionen finden Vorträge und Diskussionen von/mit Wissenschaftlern, Entscheidungsträgern und Angestellten Vor-Ort statt. |
| Lernergebnisse/Kompetenzen: | |
| Fachkompetenzen: | Kenntnisse der Prozesse, Techniken und Anlagen zur biologischen Behandlung von Umweltmedien, sowie der Einflussfaktoren auf einzelne Reaktionsschritte, Betriebsweisen und der Interdependenzen in komplexen Reaktorketten. Grundkenntnisse zu Biogenese fester Gewebestrukturen, Studenten sollen an die wissenschaftliche Denkweise und experimentelle Vorgehensweise zur metallbasieren in-vitro Katalyse von Biopolymeren und zu speziellen funktionellen Aspekten von Metalloenzymen herangeführt werden Sachkompetenz (Faktenwissen und –kenntnisse), praktische Anwendung mikrobiologischer und biotechnologischer Kenntnisse, Erlernen von speziellen Labormethoden im Umgang mit Mikroben; Erkennen und Nutzen fachübergreifender Zusammenhänge (u. a. geeignet für alle biotechnologischen und verfahrenstechnischen Fächer) |
| Fachübergreifende Kompetenzen: | Erfassung und kritische Bewertung von systemübergreifenden Zusammenhängen, Teamarbeit, Allgemeine Fertigkeiten im Umgang mit Messtechnik und Datenanalyse, Beratungskompetenz. Team- und Kommunikationsfähigkeit Herausarbeiten wesentlicher Inhalte, z.B. aus Fachartikeln, Schulung der Präsentations- und Verteidigungsfähigkeit spezieller Themenaspekte, Vertiefung der Themen |
| Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme: | - Kenntnisse in Mikrobiologie und organischer Chemie, physikalische Grundkenntnisse - Kenntnisse in Biochemie, Anorganischer Chemie, Biologie |
| Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme: | Grundkenntnisse in technischem Umweltschutz, Biochemie sowie in der Umweltanalytik, in Enzymologie und Biotechnologie |
| Literatur: | Mudrack und Kunst: Biologie der Abwasserreinigung, Gustav Fischer Verlag. Storhas: Bioverfahrensentwicklung, Wiley-VCH. Jördening und Winter: Environmental Biotechnology, Wiley-VCH. Ottow und Bidlingmaier: Umweltbiotechnologie. Kaim & Schwederski – Bioanorganische Chemie |