Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Biotechnologia (S1)

Sylabus przedmiotu Inżynieria bioreaktorów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Biotechnologia
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Inżynieria bioreaktorów
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Bioinżynierii
Nauczyciel odpowiedzialny Krystyna Cybulska <Krystyna.Cybulska@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Magdalena Błaszak <Magdalena.Blaszak@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW6 25 1,40,42egzamin
laboratoriaL6 10 1,00,29zaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA6 5 0,60,29zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy chemii, biochemii i mikrobiologii.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Wiedza dotycząca procesów biotechnologicznych, modeli matematycznych wzrostu komórek i namnażania biomasy oraz kinetyki reakcji enzymatycznych. Znajomość funkcjonowania bioreaktorów i ich rodzajów oraz wydajności procesów biosyntezy - produkcji biomasy i metabolitów, z uwzględnieniem optymalizacji przebiegu procesu biotechnologicznego w bioreaktorach (czynniki biologiczne, środowiskowe oraz inżynieryjne). Umiejętność prawidłowego wyznaczania parametrów pracy bioreaktorów.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Etapy procesu biotechnologicznego realizowanego w bioreaktorach.2
T-A-2Procesy przenoszenia pędu, ciepła i masy.1
T-A-3Bioreaktory enzymatyczne, tkankowe, komórkowe.1
T-A-4Metody przenoszenia skali bioreaktorów1
5
laboratoria
T-L-1Zasady projektowania bioreaktorów. Przygotowanie projektu.10
10
wykłady
T-W-1Podstawy inżynierii bioreaktorów w przemyśle biotechnologicznym.2
T-W-2Proces technologiczny w bioreaktorze - operacje i procesy jednostkowe. kinetyka procesów mikrobiologicznych.2
T-W-3Mikroorganizmy wykorzystywane w procesach realizowanych w bioreaktorach. Matematyczny model wzrostu. Bilans energetyczny. Przemiana podstawowa.2
T-W-4Preferencje środowiskowe warunkujące wzrost i rozwój mikroorganizmów. Instrumentalne metody pomiaru biomsy w bioreaktorze.2
T-W-5Izolacja, selekcja, doskonalenie i przechowywanie szczepów przemysłowych.2
T-W-6Surowce i materiały do produkcji biomasy mikroorganizmów w bioreaktorach.2
T-W-7Bioreaktory - budowa i klasyfikacja. Rodzaje procesów biotechnologicznych.4
T-W-8Optymalizacja przebiegu procesu biotechnologicznego w bioreaktorze. Optymalizacja składu pożywki i warunków hodowli.2
T-W-9Aseptyka w procesach bioreaktorowych. Możliwości i drogi zakażenia hodowli w bioreaktorze. Zapobieganie infekcjom i ich zwalczanie.2
T-W-10Procesy bioinżynieryjne w bioreaktorach. Procesy termiczne (metody ogrzewania i chłodzenia). Mieszanie i napowietrzanie w bioreaktorach. Powstawanie piany i metody jej zwalczania.2
T-W-11Bioreaktory i urządzenia do przemysłowj technologii oczyszczania LZO2
T-W-12Pomiary, kontrola, modelowanie i sterowanie pracą bioreaktora.1
25

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach5
A-A-2Przygotowanie prezentacji8
A-A-3Konsultacje2
15
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.10
A-L-2Studiowanie zaleconej literatury.3
A-L-3Przygotowanie do projektowania bioreaktora10
A-L-4Konsultacje2
25
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w wykładach25
A-W-2Przygotowanie do zaliczenia i zaliczenie treści wykładów8
A-W-3Konsultacje2
35

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Multimedialny wykład informacyjno-problemowy
M-2Prezentacja
M-3Dyskusja dydaktyczna
M-4Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Test
S-2Ocena formująca: Prezentacja
S-3Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny
S-4Ocena podsumowująca: Ocena przygotowanego projektu bioreaktora.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BT_1A_BT-S1-C14_W01
Student zna podstawowe rodzaje bioreaktorów i ma podstawową wiedzę z zakresu doboru bioreaktorów wykorzystywanych w biotechnologii oraz optymalizacji bioprocesów.
BT_1A_W09C-1T-L-1, T-W-10, T-W-8, T-W-1, T-W-3, T-W-6, T-W-5, T-W-2, T-W-9, T-W-12, T-W-7, T-W-11, T-A-1, T-A-3, T-A-4, T-A-2M-1, M-2, M-3, M-4S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BT_1A_BT-S1-C14_U01
Student posługuje się pojęciami z zakresu inżynierii bioreaktorów i biotechnologii. Potrafi zaprojektować podstawowe parametry bioreaktora.
BT_1A_U10C-1T-W-10, T-W-8, T-W-1, T-W-6, T-W-12, T-W-7, T-A-2M-1, M-2, M-3, M-4S-1, S-2, S-3

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BT_1A_BT-S1-C14_K01
Student ma świadomość potrzeby poszukiwania nowych mikroorganizmów z możliwością ich wykorzystania w praktyce i konieczności prowadzenia prac związanych z doskonaleniem aparatury technicznej do prowadzenia procesów biotechnologicznych.
BT_1A_K06C-1T-L-1, T-W-1, T-W-6, T-A-2M-1, M-3S-4, S-2, S-3, S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
BT_1A_BT-S1-C14_W01
Student zna podstawowe rodzaje bioreaktorów i ma podstawową wiedzę z zakresu doboru bioreaktorów wykorzystywanych w biotechnologii oraz optymalizacji bioprocesów.
2,0Student nie potrafi wymienić podstawowych typy bioreaktorów i procesów, które można w nich realizować.
3,0Student potrafi wymienić podstawowe typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
3,5Student potrafi wymienić podstawowe typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
4,0Student potrafi wymienić typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
4,5Student potrafi wymienić typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
5,0Student potrafi szeroko omówić typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
BT_1A_BT-S1-C14_U01
Student posługuje się pojęciami z zakresu inżynierii bioreaktorów i biotechnologii. Potrafi zaprojektować podstawowe parametry bioreaktora.
2,0
3,0Student wykazuje podstawowe umiejętności posługiwania się pojęciami z zakresu inżynierii bioreaktorów i procesów biotechnologicznych. Potrafi zaprojektować podstawowe elementy związane z pracą bioreaktora.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
BT_1A_BT-S1-C14_K01
Student ma świadomość potrzeby poszukiwania nowych mikroorganizmów z możliwością ich wykorzystania w praktyce i konieczności prowadzenia prac związanych z doskonaleniem aparatury technicznej do prowadzenia procesów biotechnologicznych.
2,0
3,0Student ma niewielką świadomość roli mikroorganizmów w procesach przebiegających z zastosowaniem bioreaktorów, w niewielkim stopniu dostrzega potrzebę stosowania zdobytej wiedzy w praktyce, słabo prezentuje swoje poglądy.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Viesturs U.E., Kuzniecow A.M., Sawienkow W.W., Bioreaktory, WNT, Warszawa, 1990
  2. Aiba S., Humphrey A.E., Millis N.F., Inżynieria biochemiczna., WNT, Warszawa, 1977
  3. Szewczyk K. W., Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2000
  4. Bałdyga J., Henczka M., Podgórska W., Obliczenia w inżynierii bioreaktorów., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1996

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Etapy procesu biotechnologicznego realizowanego w bioreaktorach.2
T-A-2Procesy przenoszenia pędu, ciepła i masy.1
T-A-3Bioreaktory enzymatyczne, tkankowe, komórkowe.1
T-A-4Metody przenoszenia skali bioreaktorów1
5

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Zasady projektowania bioreaktorów. Przygotowanie projektu.10
10

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawy inżynierii bioreaktorów w przemyśle biotechnologicznym.2
T-W-2Proces technologiczny w bioreaktorze - operacje i procesy jednostkowe. kinetyka procesów mikrobiologicznych.2
T-W-3Mikroorganizmy wykorzystywane w procesach realizowanych w bioreaktorach. Matematyczny model wzrostu. Bilans energetyczny. Przemiana podstawowa.2
T-W-4Preferencje środowiskowe warunkujące wzrost i rozwój mikroorganizmów. Instrumentalne metody pomiaru biomsy w bioreaktorze.2
T-W-5Izolacja, selekcja, doskonalenie i przechowywanie szczepów przemysłowych.2
T-W-6Surowce i materiały do produkcji biomasy mikroorganizmów w bioreaktorach.2
T-W-7Bioreaktory - budowa i klasyfikacja. Rodzaje procesów biotechnologicznych.4
T-W-8Optymalizacja przebiegu procesu biotechnologicznego w bioreaktorze. Optymalizacja składu pożywki i warunków hodowli.2
T-W-9Aseptyka w procesach bioreaktorowych. Możliwości i drogi zakażenia hodowli w bioreaktorze. Zapobieganie infekcjom i ich zwalczanie.2
T-W-10Procesy bioinżynieryjne w bioreaktorach. Procesy termiczne (metody ogrzewania i chłodzenia). Mieszanie i napowietrzanie w bioreaktorach. Powstawanie piany i metody jej zwalczania.2
T-W-11Bioreaktory i urządzenia do przemysłowj technologii oczyszczania LZO2
T-W-12Pomiary, kontrola, modelowanie i sterowanie pracą bioreaktora.1
25

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach5
A-A-2Przygotowanie prezentacji8
A-A-3Konsultacje2
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.10
A-L-2Studiowanie zaleconej literatury.3
A-L-3Przygotowanie do projektowania bioreaktora10
A-L-4Konsultacje2
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w wykładach25
A-W-2Przygotowanie do zaliczenia i zaliczenie treści wykładów8
A-W-3Konsultacje2
35
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięBT_1A_BT-S1-C14_W01Student zna podstawowe rodzaje bioreaktorów i ma podstawową wiedzę z zakresu doboru bioreaktorów wykorzystywanych w biotechnologii oraz optymalizacji bioprocesów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBT_1A_W09Ma podstawową wiedzę z zakresu doboru reaktorów, urządzeń, linii technologicznych i programów komputerowych wykorzystywanych w biotechnologii.
Cel przedmiotuC-1Wiedza dotycząca procesów biotechnologicznych, modeli matematycznych wzrostu komórek i namnażania biomasy oraz kinetyki reakcji enzymatycznych. Znajomość funkcjonowania bioreaktorów i ich rodzajów oraz wydajności procesów biosyntezy - produkcji biomasy i metabolitów, z uwzględnieniem optymalizacji przebiegu procesu biotechnologicznego w bioreaktorach (czynniki biologiczne, środowiskowe oraz inżynieryjne). Umiejętność prawidłowego wyznaczania parametrów pracy bioreaktorów.
Treści programoweT-L-1Zasady projektowania bioreaktorów. Przygotowanie projektu.
T-W-10Procesy bioinżynieryjne w bioreaktorach. Procesy termiczne (metody ogrzewania i chłodzenia). Mieszanie i napowietrzanie w bioreaktorach. Powstawanie piany i metody jej zwalczania.
T-W-8Optymalizacja przebiegu procesu biotechnologicznego w bioreaktorze. Optymalizacja składu pożywki i warunków hodowli.
T-W-1Podstawy inżynierii bioreaktorów w przemyśle biotechnologicznym.
T-W-3Mikroorganizmy wykorzystywane w procesach realizowanych w bioreaktorach. Matematyczny model wzrostu. Bilans energetyczny. Przemiana podstawowa.
T-W-6Surowce i materiały do produkcji biomasy mikroorganizmów w bioreaktorach.
T-W-5Izolacja, selekcja, doskonalenie i przechowywanie szczepów przemysłowych.
T-W-2Proces technologiczny w bioreaktorze - operacje i procesy jednostkowe. kinetyka procesów mikrobiologicznych.
T-W-9Aseptyka w procesach bioreaktorowych. Możliwości i drogi zakażenia hodowli w bioreaktorze. Zapobieganie infekcjom i ich zwalczanie.
T-W-12Pomiary, kontrola, modelowanie i sterowanie pracą bioreaktora.
T-W-7Bioreaktory - budowa i klasyfikacja. Rodzaje procesów biotechnologicznych.
T-W-11Bioreaktory i urządzenia do przemysłowj technologii oczyszczania LZO
T-A-1Etapy procesu biotechnologicznego realizowanego w bioreaktorach.
T-A-3Bioreaktory enzymatyczne, tkankowe, komórkowe.
T-A-4Metody przenoszenia skali bioreaktorów
T-A-2Procesy przenoszenia pędu, ciepła i masy.
Metody nauczaniaM-1Multimedialny wykład informacyjno-problemowy
M-2Prezentacja
M-3Dyskusja dydaktyczna
M-4Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Test
S-2Ocena formująca: Prezentacja
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi wymienić podstawowych typy bioreaktorów i procesów, które można w nich realizować.
3,0Student potrafi wymienić podstawowe typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
3,5Student potrafi wymienić podstawowe typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
4,0Student potrafi wymienić typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
4,5Student potrafi wymienić typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
5,0Student potrafi szeroko omówić typy bioreaktorów i procesy, które można w nich realizować.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięBT_1A_BT-S1-C14_U01Student posługuje się pojęciami z zakresu inżynierii bioreaktorów i biotechnologii. Potrafi zaprojektować podstawowe parametry bioreaktora.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBT_1A_U10Posługuje się kluczowymi pojęciami z zakresu biotechnologii; zna i ocenia znaczenie biotechnologii w różnych dziedzinach życia oraz w tworzeniu nowych i pozyskiwaniu istniejących substancji biologicznie aktywnych; zna podstawe zagadnienia z farmakologii i farmakokinetyki leków; potrafi zaprojektować linie biotechnologiczne oraz wykorzystywać różne urządzenia i aparaturę badawczą w biotechnologii; ocenia zagrożenia wynikające z osiągnięć biotechnologii; analizuje zagadnienia związane z biobezpieczeństwem.
Cel przedmiotuC-1Wiedza dotycząca procesów biotechnologicznych, modeli matematycznych wzrostu komórek i namnażania biomasy oraz kinetyki reakcji enzymatycznych. Znajomość funkcjonowania bioreaktorów i ich rodzajów oraz wydajności procesów biosyntezy - produkcji biomasy i metabolitów, z uwzględnieniem optymalizacji przebiegu procesu biotechnologicznego w bioreaktorach (czynniki biologiczne, środowiskowe oraz inżynieryjne). Umiejętność prawidłowego wyznaczania parametrów pracy bioreaktorów.
Treści programoweT-W-10Procesy bioinżynieryjne w bioreaktorach. Procesy termiczne (metody ogrzewania i chłodzenia). Mieszanie i napowietrzanie w bioreaktorach. Powstawanie piany i metody jej zwalczania.
T-W-8Optymalizacja przebiegu procesu biotechnologicznego w bioreaktorze. Optymalizacja składu pożywki i warunków hodowli.
T-W-1Podstawy inżynierii bioreaktorów w przemyśle biotechnologicznym.
T-W-6Surowce i materiały do produkcji biomasy mikroorganizmów w bioreaktorach.
T-W-12Pomiary, kontrola, modelowanie i sterowanie pracą bioreaktora.
T-W-7Bioreaktory - budowa i klasyfikacja. Rodzaje procesów biotechnologicznych.
T-A-2Procesy przenoszenia pędu, ciepła i masy.
Metody nauczaniaM-1Multimedialny wykład informacyjno-problemowy
M-2Prezentacja
M-3Dyskusja dydaktyczna
M-4Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Test
S-2Ocena formująca: Prezentacja
S-3Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student wykazuje podstawowe umiejętności posługiwania się pojęciami z zakresu inżynierii bioreaktorów i procesów biotechnologicznych. Potrafi zaprojektować podstawowe elementy związane z pracą bioreaktora.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięBT_1A_BT-S1-C14_K01Student ma świadomość potrzeby poszukiwania nowych mikroorganizmów z możliwością ich wykorzystania w praktyce i konieczności prowadzenia prac związanych z doskonaleniem aparatury technicznej do prowadzenia procesów biotechnologicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBT_1A_K06Ma świadomość uwarunkowań biologicznych i technologicznych podstawowych procesów biotechnologicznych.
Cel przedmiotuC-1Wiedza dotycząca procesów biotechnologicznych, modeli matematycznych wzrostu komórek i namnażania biomasy oraz kinetyki reakcji enzymatycznych. Znajomość funkcjonowania bioreaktorów i ich rodzajów oraz wydajności procesów biosyntezy - produkcji biomasy i metabolitów, z uwzględnieniem optymalizacji przebiegu procesu biotechnologicznego w bioreaktorach (czynniki biologiczne, środowiskowe oraz inżynieryjne). Umiejętność prawidłowego wyznaczania parametrów pracy bioreaktorów.
Treści programoweT-L-1Zasady projektowania bioreaktorów. Przygotowanie projektu.
T-W-1Podstawy inżynierii bioreaktorów w przemyśle biotechnologicznym.
T-W-6Surowce i materiały do produkcji biomasy mikroorganizmów w bioreaktorach.
T-A-2Procesy przenoszenia pędu, ciepła i masy.
Metody nauczaniaM-1Multimedialny wykład informacyjno-problemowy
M-3Dyskusja dydaktyczna
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Ocena przygotowanego projektu bioreaktora.
S-2Ocena formująca: Prezentacja
S-3Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny
S-1Ocena formująca: Test
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student ma niewielką świadomość roli mikroorganizmów w procesach przebiegających z zastosowaniem bioreaktorów, w niewielkim stopniu dostrzega potrzebę stosowania zdobytej wiedzy w praktyce, słabo prezentuje swoje poglądy.
3,5
4,0
4,5
5,0