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Lernziele / Kompetenzen
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Die Studierenden erwerben Kenntnisse der biotechnischen Grundoperationen und Prozessführungen. Sie lernen Methoden, Verfahren, sowie Apparate, die zur Isolierung und Aufreinigung von Bioprodukten eingesetzt werden, kennen. Sie sind in der Lage sinnvolle und wirtschaftliche Verfahrenskombinationen für die Aufarbeitung von Zellen, sowie intra- und extrazellulären Produkten auszuwählen, anzuwenden und zu bewerten.
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Veranstaltungen
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Bioverfahrenstechnik
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1659 |
| SWS |
2.0 |
| Lerninhalt |
- Mehrphasige Reaktionssysteme
Grundlagen der Mehrphasenströmung, Stoffübergang (Zweifimtheorie), Aerobe Fermentation, Blasenbildung, Koaleszenz von Blasen, Turbulenz, Stoffübergang an Blasen, Blasenbewegung
- Ideale Reaktormodelle
Betriebsweisen von Reaktoren, Reaktortypen (Rührkessel/Strömungsrohr als ideale Reaktormodelle, Verweilzeit/Raumzeit, diskontinuierlich idealer Rührkessel (DIK)
- Verweilzeitverhalten
kontinuierlich betriebener Reaktoren ideales/reales Verweilzeitverhalten, Verweilzeitfunktion, Experimentelle Bestimmung der Verweilzeitfunktion, Rührkesselkaskade
- Rühren und Belüften in Bioreaktoren
Rührorgane, Leistungsbedarf und Dimensionsanalyse, Nicht-Newtonische Fluide und Leistungsbedarf, Mischzeitcharakteristik, Pumpkapazität, Dispergierungfähigkeit des Rührers, Maßstabsübertragung, Einstoff-/Zweistoffdüsen, scherarme Belüftung von Zellkulturen
- Sterilisation
Medium, Absterbekinetik, Temperaturabhängigkeit der Absterberate, Batch-Kontisterilisation, Sterilisation der Zuluft
- Bioreaktorenfür aerobe Prozesse
aerobe Submersreaktoren (gerührt, Umwurf-, Schlaufen-, Hubstrahl-, Scheiben-, Tauchstrahl-, Blasensäulen-, Füllkörper-, Biofilm-, Wirbelbett- Festbett, Mammutschlaufen-, Abwasserreaktoren, Zellkulturreaktoren)
- Bioreaktoren für anaerobe Prozesse und Abluftreinigung
Rührkessel, Tank mit Zellrückhaltung, Wirbelbett,Biogasreaktoren, Biofilter
- Fermenterausstattung und Messtechnik
- Werkstoffe (metallische/Kunststoffe/Oberflächenbehandlung)
- Konstruktionsaspekte (Reaktoren, Rohrleitungen, Armaturen, Pumpen,
Impfsysteme)
- Temperatur-, Durchfluss-, Mengenmessung
- Rührerdrehzahl, Drehmoment, Rührleistung
- Druck, Inhalt, Viskosität, pH, pO2, Trübung, CO2, Redox
- Bildzeichen als Brücke zur Anlagenplanung/Dokumentation
- Maßstabsvergrößerung von Bioreaktoren
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| Literatur |
- Posten, Clemens (Hg.) (2018): Integrated Bioprocess Engineering. De Gruyter graduate. Berlin, Boston: De Gruyter. Buch (Sammelwerk)
- Chmiel, Horst, Takors, Ralf, ; Weuster-Botz, Dirk, (Hg.) (2018): Bioprozesstechnik, SpringerLink. Bücher. 4. Auflage. Berlin: Springer Spektrum (Springer eBook Collection)
- Takors, Ralf, 1966- (Hg.) (2014):Kommentierte Formelsammlung Bioverfahrenstechnik, SpringerLink, Bücher Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum (Springer eBook Collection). Buch (Monographie)
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Downstreamprocessing
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
M+V1660 |
| SWS |
2.0 |
| Lerninhalt |
- Filtrationsverfahren
zur Zellabtrennung
- Zellaufschlusses
verschieden Möglichkeiten
- Membranverfahren
zur Produktanreicherung/Produktisolierung
- Adsorptionsverfahren
(Grundlagen zu Isothermen, Einstoff-, Mehrstoffisothermen, Durchbruchskurven in der Kolonne)
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| Literatur |
- Phillip C. Wankat (2017); Separation process engineering : includes mass transfer analysis [E-Book] / . - Fourth edition (Online-Ausg.). - Boston : Prentice Hall
- Subramanian, Ganapathy: Bioseparation and bioprocessing. [a handbook], Weinheim [u.a.]: Wiley-VCH
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Technikum Bioprozesstechnik I
| Art |
Labor |
| Nr. |
M+V1661 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
- Fermentationsvorbereitung
- Batchfermentation
- Crossflow
- Zellaufschluss
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| Literatur |
- Hass, Volker C.; Pörtner, Ralf (2011): Praxis der Bioprozesstechnik mit virtuellem Praktikum. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag
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