At give de studerende kendskab til og forståelse for fundamentale dele af fermenteringsteknologiske processer og bioteknologiske produkter produceret ved hjælp af mikroorganismer. Det forventes at den studerende udviser kendskab til de basale kvantitative elementer, den videnskabelige baggrund og de generelle principper for bioteknologiske processer. Dette indarbejdes ved hjælp af opgaveregning og diskussion af emnerne. De studerende skal derudover tilegne sig færdighed i eksperimentelt bioteknologisk arbejde indenfor mikrobiologi og fermenteringsteknologi, samt opnå praktisk erfaring i de teoretisk behandlede emner. Når læringsmålene er opnået bør den studerende være i stand til at deltage i drifts- og udviklingsarbejde inden for dette område.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Relatere metabolismen af forskellige mikroorganismer til deres bioteknologiske produktspektrum.
Designe strategier for stammeoptimering hvori både klassiske og "metabolic engineering" metoder indgår.
Udvælge passende mediekomponenter og kvantitativt sammensætte medier i et case study.
Beskrive en bioreaktor med tilhørende udstyr og forklare funktionen af de forskellige dele.
Løse standard steriliseringsproblematikker for både batch og kontinuære gærringer.
Løse fermenteringskinetikopgaver og evaluere resultaterne.
Udregne volumetriske masse-transport hastigheder og relatere indflydelsen af designet af reaktoren til massetransporten.
Designe en fermenteringsproces baseret på kendskab til proceskinetik og mikrobiologi.
Udarbejde en teknisk rapport, som evaluerer information fra videnskabeligt litteratur.
Udføre laboratorieskala fermenteringer og evaluere resultaterne af disse.
Mundtligt fremlægge de essentielle resultater og konklusioner fra udførte fermenteringer.
Kursusindhold:
Teori Fermenteringers mikrobielle støkiometri og deres metabolske forudsætninger. Industrielt vigtige mikroorganismer og deres metabolisme. Stammeudvælgelse og -forbedring. Kvantitativ vurdering af fermenteringsprocesser. Batch, fed-batch og kemostat fermenteringer. Mikrobiel proceskinetik. Design af fermenteringsprocesser baseret på fermenteringskinetik. Formulering af tekniske substrater. Sterilisation. Fermentoropbygning, instrumentering og regulering. Betydning af procesparametre f.eks. beluftning og omrøring. Eksemplificering ved udvalgte fermenteringsprodukter.
De studerende vil arbejde med 2 afløsningsopgaver (én i 13-ugersperioden og én i 3-ugersperioden), hvori de selvstændigt vil bearbejde stoffet, der bliver behandlet ved forelæsningerne, men også få mere specifik kendskab til specifikke bioteknologiske processer.
Laboratorie- og computersimuleringsøvelser (3-ugers) Momenter der indgår: Sterilteknik. Opbevaring af mikroorganismer, podning og propagering. Erfaring i opsætning af fermentor. Dyrkning i fermentorer. Vækstkarakteristika og massebalancer udfra eksperimentelle data. Teoretisk simuleringsøvelse, hvor der arbejdes med design og optimering af en fed-batch proces (afløsningsopgave 2). Laboratorieøvelserne i 3-ugersperioden kører hovedsageligt på engelsk og de mundtlige fremlæggelser kan komme til at foregå på engelsk.
Bemærkninger:
Skriftlig eksamen og afløsningsopgaver. 2 afløsningsopgaver - 1 i 13-ugersperioden og 1 i juni. Obligatoriske labøvelser, der evalueres med godkendt/ikke godkendt ved korte rapporter eller mundtlig fremlæggelse. Afløsningsopgave 1 i 13-ugersperioden tæller med 40% af de endelige karakterer, afløsningsopgave 2 tæller med 20% og den skriftlige eksamen tæller 40%. Hvis hele kurset ikke bestås, vil godkendte delmomenter kunne indgå i en efterfølgende eksamination.
