Modul Bioverfahrenstechnik/Bioprozesstechnik

Code:	233300
Modul:	Bioverfahrenstechnik/Bioprozesstechnik
Module title:	Bioengineering/Biioprocessing
Version:	1.0 (05/2017)
letzte Änderung:	24.06.2024
Modulverantwortliche/r:	Prof. Dr. rer. nat. Kretzschmar, Jörg Joerg.Kretzschmar@hszg.de

angeboten in den 2 Studiengängen:	Pharmazeutische Biotechnologie (M.Sc.) gültig ab Matrikel 2018
	Pharmazeutische Biotechnologie (M.Sc.) gültig ab Matrikel 2020

Modul läuft im:	SoSe (Sommersemester)
Niveaustufe:	Master
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	50 Vor- und Nachbereitung LV	35 Vorbereitung Prüfung	20 Sonstiges

Lehr- und Lernformen:	Vorlesungen Praktika

Hinweise:

Blockpraktikum gekoppelt mit Praktikum Molekularbiologie der Mikroorganismen 20h sonstige Selbststudienzeit zur Anfertigung von Versuchsprotokollen



Prüfung(en)
Prüfungen	Prüfungsleistung als Klausur (PK)	120 min	75.0%
	Prüfungsleistung als Laborarbeit (PL)	-	25.0%

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Lerninhalt:

Vorlesung: Reaktordesign für die Herstellung von Biopharmazeutika - Reaktoren für die Kultivierung von tierischen Zellkulturen - Reaktorgestaltung für hygienegerechte Anforderungen aus Sicht der Werkstoffauswahl und der Verarbeitung - Konstruktive Besonderheiten von Apparateelementen und Armaturen im Hinblick auf die Anwendbarkeit gemäß GMP und FDA-Richtlinien - Bauelemente und Funktionsprinzipien der SIP und CIP Reinigung - Verfahrenstechnische Systeme zur Zellzurückhaltung, Zellabtrennung und Zellrückfühung Bioprozessentwicklung - Versuchsplanung mittels DoE-Methoden (statistische Versuchsplanung, faktorielle Pläne) - Risikoanalyse - Prozesscharakterisierung - Scale-Up Prozedur vom Labor-Maßstab zum industriellen Maßstab - Prozessentwicklung nach dem QbD-Konzept Bioprozesssteuerung - Charakteristische Prozessparameter - Sensoren für die Parameterbestimmung in der Gas- und der Flüssighase - Prozessautomatisierung - Regelalgorithmen für ausgewählte Prozessparameter Praktikum: - Anzucht und Kultivierung einer Hybridom-Zellkultur bis zum Liter-Maßstab und nachfolgende Produktisolation

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage - wesentliche Parameter sowie die Betriebsweise verschiedener Reaktorsysteme zu erläutern und diese zu Bilanzieren - ein geeignetes Bioreaktionssystem mit allen notwendigen Apparatekomponenten angepasst an die gestellte Fermentationsaufgabe auszuwählen und ggf. anzupassen - die Eignung von Reaktoren (Wertstoffauswahl, Beschaffenheit) sowie von Reaktorelementen und Armaturen (konstruktive Gestaltung) für deren Einsatz im Hinblick auf die Hygieneanforderungen nach GMP und FDA zu beurteilen - die Apparateelemente und Rohrleitungsverbindungen für die prozessintegrierte Reinigung und Sterilisation der Reaktoren und der peripheren Komponenten zu erläutern - die Schritte der Bioprozessentwicklung zu benennen und Versuche optimiert zu planen, zu bewerten und wesentliche (Prozess-)Kenngrößen zu ermitteln (z.B. für das Scale-up) - bioverfahrenstechnische Prozesse durch die Auswahl geeigneter Sensorik und durch Festlegung notwendiger Prozessparameter zu steuern und zu regeln
Fachübergreifende Kompetenzen:	Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage, - fachübergreifend zu denken und zu handeln - verschiedene Lösungsansätze für komplexe Aufgabenstellungen zu entwickeln und in einem Team umzusetzen - trotz hoher Arbeitsbelastung Wesentliches zu differenzieren, sorgfältig und strukturiert ihre Aufgaben unter Beachtung der Qualitätsstandards des Fachgebiets auszuführen

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	Grundkenntnisse der Verfahrenstechnik und der Bioreaktionstechnik
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	gute mathematische Grundkenntnisse

Literatur:

Chmiel, H. (Hrsg.): Bioprozesstechnik. 4. Auflage, Springer Verlag, Berlin, 2018 Storhas, W.: Bioverfahrensentwicklung. 2. vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage, WILEY-VCH-Verlag, 2013 Storhas, W.: Angewandte Bioverfahrensentwicklung. WILEY-VCH-Verlag, 2017 Hauser, G.: Hygienegerechte Apparate und Anlagen. Band 2, WILEY-VCH-Verlag, 2008 Cromelin, D.; Sindelar R.; Meibohm, B.: Pharamaceutical Biotechnology. Springer-Verlag, 2013 Kayser, O. Grundwissen Pharmazeutische Biotechnologie. Teubner Verlag, 2002 Huitt, W.: Bioprocessing Piping and Equipment Design. Wiley-ASME, 2016 Jagschies, G., Lindskog, E., Lacki, K., Galliher , P. (Ed.): Biopharmaceutical Processing. Development, Design, and Implementation of Manufacturing Processes. Elsevier Verlag, Amsterdam. 2018