Modul Umweltbioverfahrenstechnik

Code:	289050
Modul:	Umweltbioverfahrenstechnik
Module title:	Environmental Bioprocess Engineering
Version:	1.0 (07/2022)
letzte Änderung:	01.12.2022
Modulverantwortliche/r:	Prof. Dr. rer. nat. Kretzschmar, Jörg Joerg.Kretzschmar@hszg.de

angeboten im Studiengang:	Green Engineering (B.Eng.) gültig ab Matrikel 2023

Modul läuft im:	SoSe (Sommersemester)
Niveaustufe:	Bachelor/Diplom
Dauer des Moduls:	1 Semester
Status:	Wahlpflichtmodul
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
	105

Lehr- und Lernformen:	Vorlesung und Praktikum

Hinweise:

keine



Prüfung(en)
Prüfung	Umweltbioverfahrenstechnik mündliche Prüfungsleistung (PM)	20 min	100.0%

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Lerninhalt:

Vorlesung Die Vorlesungen umfassen folgende Themen (Lehrinhalte): • Bioreaktorgrundtypen sowie Einsatzgebiete und Einsatzgrenzen • Bauteile von Bioreaktoren für die Grundprozesse, Suspendieren, Dispergieren, Wärmeübertragung, Begasen • Messgrößen, Messtechnik und Steuerungs-/ Regelungstechnik am Bioreaktor • Grundlagen zum Strömungsverhalten von Biosuspensionen im Schüttelkolben und im technischen Reaktor • Ableitung von Kenngrößen und Kennzahlen für die Maßstabsübertragung • Grundlagen zur Leistungscharakteristik von Rührwerken und dem Leistungseintrag im Bioreaktor • Grundlagen zu kinetischen Konzepten • mathematische Beschreibung und Ermittlung von kinetischen Reaktionsgrößen Die Studierenden erlernen (Lerninhalte): • Grundlagenwissen über Reaktortypen und deren Einsatzgebiete in der Abwaserrreinigung und Wasseraufbereitung • Anewendungsbereits Wissen zu inline- und offline-Messgrößen zur Überwachung und Steuerung eines Umeltbioprozesse • Grundlagenverständnis von Kohlenstoffkreisläufen • Kenntnisse zur technischen Verfahren der Reduktion von CO2-Emissionen Praktikum Die Praktika umfassen folgende Themen (Lehrinhalte): • Grundprozesse des biotechnologeschen Arbeitens • Herstellen von Lösungen (Reagenzien) mit bestimmten Konzentrationen • Grundlagen des Umgangs mit chemischen und biotechnologischen Stoffen, Glasgeräte und dem Arbeits- und Gesundheitsschutz • Einsatzgrenzen sowie Wartung und Kalibration von Messsonden • Methoden von Verweilzeitanalysen und der Bestimmung von Reaktorparametern • Bestimmung von Zustandsgrößen der Stoffsysteme • Ermittlung von reaktionskinetischen Parametern mittels zellexterner Messgrößen Die Studierenden erlernen (Lerninhalte): • Fähigkeiten zur praktischen Anwendung theoretischer Kenntnisse im Bioverfahrenstechnischen Labor • selbständiges Planen und Durchführen von Versuchen sowie das Herstellen von Reagenzien • Kenntnisse und Fähigkeiten im Umgang mit Glasgeräten, Chemikalien, Messgeräten und Arbeits-und Gesundheitsschutz • Fähigkeiten auf unerwartete Prozessabläufe und –vorgänge zielgerichtet zu reagieren

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Die Studierenden verfügen über grundlegendes Wissen zu den verschiedenen Bioreaktortypen sowie deren Einteilung nach den Kriterien Zeitverhalten, Strömungsverhalten, Phasenverhältnisse und Temperaturführung. Sie besitzen darüber hinaus Kenntnisse zu den peripheren Einrichtungen von Reaktoren sowie der Werkstoffwahl und der damit verbundenen Einsatzgrenzen. Ferner haben Sie ein Verständnis für die Problematik der Maßstabsübertragung unter Verwendung dimensionsloser Kennzahlen. Sie erlangen Kenntnisse zur Bedeutung der Stoff- und Wärmetransportvorgänge sowie zum Leistungseintrag in Bioreaktoren. Sie wissen welche Prozessgrößen für die Prozesssteuerung gemessen werden müssen, und welche Verknüpfungen für die Steuer- und Regelungstechnik von Bedeutung sind. Die Studierenden können die Zusammenhänge zwischen mikrobillen und technischen Einflussgrößen in Bioprozessmodellen abstrahieren und Vorausberechnungen von Produktionskennzahlen ausführen. Sie sind in der Lage Prozessabläufe zu analysieren und zu optimieren. Die Studierenden erlangen Einsicht in die Zusammenhänge zwischen den unterschiedlichen Prozessvariablen.
Fachübergreifende Kompetenzen:	Die Studierenden verstehen das Zusammenwirken der Fachgebiete physikalische Chemie, technischer Mikrobiologie, Reaktionstechnik, Thermodynamik, Verfahrenstechnik und Bioprozesstechnik bei der Quantifizierung von biotechnologischen Produktsynthesen. Sie sind ferner befähigt Umweltbioverfahrenstechnische Prozesse zu dokumentieren. Die Fertigkeit zur Darstellung und Interpretation von Ergebnissen liefert die Kompetenz zur technischen Kommunikation und zum fachübergreifenden Analysieren und Lösen von Fragestellungen. Die Studierenden sind ebenfalls in der Lage eigenständige Arbeitsanweisungen zu erstellen und Arbeitsabläufe sowohl eigenständig als auch im Team zu planen und auszuführen. Sie verfügen über die Fähigkeit zum Treffen von Entscheidungen bei der Behebung von problematischen Betriebszuständen und können Ihre Entscheidungen fundamental begründen.

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	keine
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	Grundlagen der Verfahrenstechnik

Literatur:	wird noch hinzugefügt