Overordnede kursusmål
Hovedformålet med dette kursus er at introducere de studerende til
de metoder og værktøjer, der bruges, når man overfører en celle fra
et laboratorium eller et forskningsmiljø til pilot og i fuld skala.
Den studerende, der følger dette kursus, skal derfor tilegne sig en
bedre forståelse af samspillet mellem cellerne og hardware
(reaktoren) og vil lære, hvordan man sigter mod optimale forhold
for cellerne til at vokse i stor skala.
Forelæsningerne vil blive afholdt af erfarne DTU-lærere kombineret
med gæstelærere fra industrien. Kurset inkluderer besøg på
pilotanlægget i DTU kemiteknik og hos industrien (f.eks. Pilot
plant miljø).
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Opstille en massebalance for forskellige bioreaktor
driftsformer
- Simulere forskellige reaktordriftstilstande, og fortolke
simuleringsresultaterne
- Beskrive virkningen af at indføre grundlæggende processtyring
på en proces i en bioreaktor
- Beskrive de væsentlige udfordringer i forbindelse med
faststoffermenteringer og fermenteringsprocesser på basis af
gasformige substrater
- Vælge et passende sæt online målinger til en
fermenteringsproces, samt skelne mellem fordele og ulemper ved
specifikke basale og avancerede sensorenheder
- Beskrive effekten af skalaen på en mikroorganismes ydeevne
samt fordele og ulemper ved forskellige metoder til matematisk at
beskrive eller simulere effekter af reaktorskala
- Udvikle procesbaserede strategier for at optimere
produktdannelse i en fermenteringsproces
- Skelne mellem forskellige downstream enhedsoperationer, og
evaluere fordele og ulemper ved at indføre in situ produktfjernelse
(ISPR) på en bestemt proces
- Designe mulige måder at overføre en konstrueret cellefabrik til
pilot og / eller i fuld skala
- Designe og implementere en grundlæggende strategi for
indsamling og håndtering af data om en gæringsproces
- Skelne mellem grundlæggende AI-værktøjer til
fermenteringsdatabehandling
Kursusindhold
• reaktordesign (hardware)
• reaktorens driftstilstande
• massebalancer relateret til de forskellige driftsformer
• suspenderede vækstsystemer kontra immobiliserede vækstsystemer
(biofilmer)
• miniaturiserede reaktorsystemer til high throughput fermentering
• opskalering og nedskalering af en proces
• online sensorer (både traditionelle og nye systemer) og
biosensorer
• grundlæggende bioreaktor reguleringskoncepter
• online procesregulering
• introduktion til computational fluid dynamics (CFD) og
kompartmentmodeller
• data (typer data, online versus off-line), korrekt håndtering af
data
• forskellige måder at bruge de tilgængelige data på (estimere
parametre i en mekanistisk model, procesviden)
• grundlæggende begreber af kunstig intelligens anvendt på
gæringsdata
Sidst opdateret
04. maj, 2023