2010/2011

27944 Bioteknologi og procesdesign

Obligatorisk kursus på Diplom kemi- og bioteknologi. Kursets varighed 1 semester + 3 ugers periode.

Engelsk titel: 


Biotechnology and process design

Sprog:


Point (ECTS )


15

Kursustype:   

Diplomkursus
Kurset udbydes under åben uddannelse


Skemaplacering:

F2A og F5A og F5B og Juni
E2A og E5A og E5B og Januar
F3A og F4A eller E3A og E4A vil benyttes et fåtal gange til praktiske øvelser
 

Undervisningsform:

Klasseundervisning, kollokvier og gruppearbejde. Obligatoriske laboratorieøvelser. Obligatoriske projektopgaver. Integreret forløb af teori og øvelser.

Kursets varighed:

13-uger + 3-uger

Eksamensplacering:

F2A,   E2A 

Evalueringsform:

Eksamens varighed:

Hjælpemidler:

Bedømmelsesform:

Tidligere kursus:

27941.27942

Pointspærring:

Obligatoriske forudsætninger:

Faglige forudsætninger:


Overordnede kursusmål:

Den enkelte studerende skal være i stand til at udvikle en løsning på et bioteknologisk procesproblem og følgelig være i stand til at deltage i drifts- og udviklingsarbejde inden for dette område. Mere specifikt skal man efter kurset kunne designe strategier for en fermenteringsproces i sin helhed baseret på kendskab til proceskinetik og viden om forskellige mikroorganismers metabolisme. Man skal også kunne designe passende oprensningsoperationer. De studerende skal kunne beherske simple laboratorieteknikker, og fremskaffe fysiske, kemiske og biokemiske data til brug for beregninger.


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.
  • Løse standard steriliseringsproblematikker for både batch og kontinuerlig sterilisering.
  • 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.
  • Udvælge de oprensningstrin der er mest passende for en specifik bioteknologisk proces.
  • Udføre forsøg i pilotskala og bruge resultaterne til at løse enkle designopgaver for oprensningsudstyr
  • Beregne parametre for vurdering af eksperimentelle data, inklusive usikkerhedsestimering
  • Udarbejde en teknisk rapport og præsentere resultat fra projektarbejde mundtligt
  • Finde og vurdere information fra videnskabelig litteratur.

Kursusindhold:

Kurset bruger CDIO konceptet: Conceive, design, implement and operate, hvor du bruger en ingeniørmæssig tilgang til problemløsning. Laboratorieforsøg og teori om fermenteringskinetik- og -teknologi, samt oprensning af fermenteringsprodukter med forskellige metoder, f.eks. membranprocesser, filtrering, krystallisering og centrifugering, med udgangspunkt i kemitekniske enhedsoperationer. Stammeudvælgelse. Batch-, fed-batch- og kemostatfermenteringer. Mikrobiel proceskinetik. Formulering af tekniske substrater. Styring af procesparametre, f.eks. beluftning og omrøring. Instrumentering og regulering af fermenteringsprocesser. Der arbejdes også med problemformulering, forsøgsplanlægning, statistiskbehandling af resultater samt litteratur- og informationssøgning.
De studerende arbejder selvstændigt og i grupper med opgaver og delprojekter i 13-ugers perioden. Delprojekterne indgår i et større åbent projekt, hvoraf den største del udføres i 3-ugers perioden. Projektet omhandler en fermenteringsproces, hvori mindst én væsentlig enhedsoperation indgår. Laboratorieforsøg indgår i projektet.

BEMÆRKNINGER TIL EVALUERINGSFORM
Alle oprensningsøvelser skal være gennemført og rapporterne godkendt før den skriftlige eksamen. Projektet påbegyndes i 13-ugers perioden, inkluderer praktiske øvelser i 3-ugers perioden og afsluttes med en PowerPoint-præsentation og efterfølgende mundtlige spørgsmål med udgangspunkt i præsentationen. Projektet kan være delt i op til 4 delprojekter. Den endelige karakter vil blive baseret på en helhedsvurdering. For at bestå hele kurset, skal man bestå hver af de tre dele (oprensningsopgaverne, den skriftlige eksamen og projektet).

BEMÆRKNINGER
En del af undervisningsmaterialet og forelæsningerne er på engelsk.


Bemærkninger:

BEMÆRKNINGER TIL HJÆLPEMIDLER
For den skriftlige eksamen: uden hjælpemidler for halvdelen af eksamen og med hjælpemidler for halvdelen af eksamen. Alle andre evalueringsformer for kurset evalueres med alle hjælpemidler tilladt. I den skriftlige eksamen kan det være nødvendigt at bruge en computer til at løse nogle opgaver, og nogle besvarelser skal muligvis afleveres elektronisk. Mere information om formatet for den skriftlige eksamen og forventningerne kommer i løbet af 13-ugers perioden.


Kursusansvarlig:

Kaisa Karhumaa, kka@bio.dtu.dk  
Morten Kielland-Brandt, 221, 226, (+45) 4525 2697, mkb@bio.dtu.dk  
Lars Georg Kiørboe, 229, 112, (+45) 4525 2857, lgk@kt.dtu.dk  
Timothy John Hobley, 221, 258, (+45) 4525 2706, tjho@food.dtu.dk  
Kaisa Karhumaa/Morten Kielland-Brandt forår (Spring)/Timothy John Hobley efterår(Autumn)  

Institut:

27 Institut for Systembiologi

Deltagende institut:

28 Institut for Kemiteknik

Tilmelding:

I CampusNet,

Nøgleord:

Mikrobiologi, Fermenteringsteknologi, Oprensning af fermenteringsprodukter, Mikroorganismer til industrielt brug
Sidst opdateret: 27. juni, 2011