Modul Bioverfahrenstechnik

Code:	145300
Modul:	Bioverfahrenstechnik
Module title:	Bioprocess Engineering
Version:	1.0 (06/2010)
letzte Änderung:	27.06.2024
Modulverantwortliche/r:	Prof. Dr. Wiegert, Thomas T.Wiegert@hszg.de

angeboten in den 2 Studiengängen:	Molekulare Biotechnologie (B.Sc.) gültig ab Matrikel 2017
	Molekulare Biotechnologie (B.Sc.) gültig ab Matrikel 2020

Modul läuft im:	WiSe (Wintersemester)
Niveaustufe:	Bachelor/Diplom
Dauer des Moduls:	1 Semester
Status:	Pflichtmodul
Lehrort:	Zittau
Lehrsprache:	Deutsch

Workload* in

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*	Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden)
**	eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche

Selbststudienzeit in h	Angabe gesamt	davon
	105	105 Vor- und Nachbereitung LV	0 Vorbereitung Prüfung	0 Sonstiges

Lehr- und Lernformen:	Die Lehrinhalte des Moduls werden in Form von Laborpraktika vermittelt. Die Ergebnisse der Praktikumsexperimente werden von den Studierenden in schriftlichen Protokollen ausgewertet. Diese werden benotet.

Hinweise:

Betreuung des Praktikums durch Dipl.-Ing. F. Demczenko (f.demczenko@hszg.de)



Prüfung(en)
Prüfungen	mündliche Prüfungsleistung (PM)	30 min	50.0%
	Prüfungsleistung als Laborarbeit (PL)	-	50.0%

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Lerninhalt:

Praktikum Die Praktika umfassen folgende Themen (Lehrinhalte): Vertiefung der Grundprozesse des biotechnologeschen Arbeitens Aufbau und Vorbereitung von Laborbioreaktoren Herstellen und Vorbereiten von Substratlösungen und Inokulum-Kulturen Bestimmung der für die Prozesssteuerung notwendigen Parameter und Probenahmestrategien Eigenständige Steuerung von Prozessabläufen Ermittlung der Wachstums-, Substratverbrauchs- und Produktbildungskinetik stoffliche und energetische Bilanzierung Bestimmung des Leistungseintrags in Biosuspensionen und die spezifischen Abhängigkeiten von stofflichen Einflussparametern Ermittlung von Stoffübergangsparameter Reinigung und Sterilisation von Gerätschaften Die Studierenden erlernen (Lerninhalte): Wissen über die Einflussparameter auf die Fermentationsführung Selbständiges Aufbauen des Fermenters und Steuern von Fermentationen selbständiges Planen und Durchführen von Versuchen sowie den Umgang mit biologischen und chemischen Systemen Erweiterung der Kenntnisse und Fähigkeiten im Umgang mit Glasgeräten, Chemikalien, Messgeräten und Arbeits-und Gesundheitsschutz Erweiterung der Fähigkeiten auf unerwartete Prozessabläufe und –vorgänge zielgerichtet zu reagieren

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Die Studierenden verfügen über Kenntnisse zum Einsatz und zum Aufbau von Versuchsständen und notwendigen Zusatzeinrichtungen für labortechnische mikrobielle Produktsynthesen. Sie haben ferner Wissen zum Einsatz sowie dem Umgang und der Wartung von erforderlichen Messeinrichtungen und Messsonden. Die Studierenden sind in der Lage Fermentationsmedien und Korrekturmittel selbst aus Grundchemikalien herzustellen und Impfkulturen heranzuziehen. Die Studierenden können Laborbioreaktoren für Fermentationen vorbereiten und in Betrieb nehmen sowie die Fermentationen unter Verwendung von Prozesssteuersoftware ausführen und hinsichtlich relevanter Parameter überwachen. Anhand der Messwertaufzeichnungen können die Studierenden Gehalte von Stoffen und deren Zeitverlauf darstellen und interpretieren. Durch die Approximation der Messdaten mit verfügbaren Bioprozessmodellen beherrschen die Studierenden die Ermittlung von Produktionskennziffern anhand der Auswertung der kinetischen Parameter zu Substratverbrauch, Biomassewachstum und Produktbildung. Die Studierenden beherrschen ebenfalls die Durchführung von Versuchen zur Gewinnung von Messwerten zum spezifischen Leistungseintrag in unbegaste und begaste Bioreaktoren. Die Auswertung und Interpretation der Ergebnisse ist dabei integraler Bestandteil der Analyse und des Erkennens der Maßstabsübertragungsfaktoren. Weiterhin können die Studierenden den volumetrischen Sauerstoffüberganskoeffizienten in Biosuspensionen mittels statischer und dynamischer Methode bestimmen.
Fachübergreifende Kompetenzen:	Die Studierenden beherrschen den sicheren Umgang mit Laborgeräten unter Beachtung besonderer steriltechnischer Maßnahmen und zudem den sorgsamen Umgang mit biologisch sicherheitsrelevantem Material. Sie beherrschen die fachübergreifende technische Kommunikation sowie die Fähigkeit zur Problemerkennung und Problemlösung. Sie besitzen ebenfalls die grundlegende Befähigung zu analytischem strukturierten Denken und der Übertragung und Validierung des theoretisch angeeigneten Wissens zur praktischen Anwendungsreife. Sie beherrschen ebenfalls die Darstellung von Lösungswegen und die Präsentation und Diskussion von Ergebnissen. Die Studierenden können Arbeitsabläufe in Eigenverantwortung sowie für eine Gruppe planen. Sie erlangen ferner Einsicht zur Notwendigkeit von sorgfältigem und gewissenhaften Arbeiten in Verbindung mit Ausdauer und Zielstrebigkeit bei gleichzeitiger Optimierung des eigenen Zeitmanagements.

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	Erfolgreicher Abschluss der Module Allgemeine Verfahrenstechnik, Bioreaktionstechnik/Bioreaktoren, Allgemeine Mikrobiologie Prüfen körperlicher und gesundheitlicher Eignung zum Umgang mit Gefahrstoffen
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	Erfolgreicher Abschluß der Module Biochemie I + II

Literatur:

Chmiel, H. (Hrsg.): Bioprozesstechnik. 4. Auflage, Springer Verlag, 2018 W. Storhas, W.: Bioverfahrensentwicklung. 2. vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage, WILEY-VCH, 2013 Storhas, W.: Angewandte Bioverfahrensentwicklung. 1. Auflage, WILEY-VCH, 2018 Wolf K. H.: Aufgaben zur Bioreaktionstechnik, 1. Auflage, Springer Verlag, 1994 Buchholz, K., Kasche V.: Biocatalysts and enzyme technology. Wiley-Blackwell, 2. Auflage, 2012