Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Procesy i urządzenia w ochronie środowiska
Sylabus przedmiotu Inżynieria bioprocesowa:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Inżynieria bioprocesowa | ||
| Specjalność | Inżynieria bioprocesowa | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Joanna Karcz <Joanna.Karcz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Magdalena Cudak <Magdalena.Cudak@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Bioprocesy i aparaty |
| W-2 | Inżynieria reaktorów chemicznych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z wiedzą z dziedziny inżynierii bioprocesowej |
| C-2 | Ukształtowanie u studentów umiejętności obliczeń w zakresie zagadnień inżynierii bioprocesowej |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Termodynamika biosystemów. Bilanse masy i energii. Bilansowanie wzrostu mikroorganizmów | 4 |
| T-A-2 | Bilans masowy. Bilans energetyczny. Bilans elektronów i bilans ATP. Bilans wzrostu beztlenowego. | 5 |
| T-A-3 | Kinetyka wzrostu. Kinetyka wytwarzania bioproduktów | 4 |
| T-A-4 | I kolokwium | 2 |
| T-A-5 | Bilanse masy substratu, biomasy i produktu w procesie ciągłym i okresowym | 3 |
| T-A-6 | Sterylizacja. Wymiana masy w bioprocesie. Wymiana ciepła w bioprocesie | 5 |
| T-A-7 | Modelowanie bioprocesów | 5 |
| T-A-8 | II kolokwium | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Informacje wstepne. Aktualny stan i kierunki rozwoju biogospodarki. Biotechnologia medyczna. Przemysł farmaceutyków. Biotechnologia rolnicza. Zastosowanie GMO. Biotechnologia środowiskowa. Biotechnologia przemysłowa. Biorafinerie. Biotechnologia przemysłowa jako ważne ogniwo ekoprzemysłu. | 3 |
| T-W-2 | Biochemiczne podstawy bioprocesów. Substraty i źródła energii w procesach biotechnologicznych. Podstawy bilansowania wzrostu mikroorganizmów. Kinetyka wzrostu mikroorganizmów. Niestrukturalne i strukturalne modele wzrostu. | 4 |
| T-W-3 | Podstawy biokatalizy. Immobilizacja enzymów. Hodowla okresowa i ciągła | 4 |
| T-W-4 | Sterylizacja okresowa i ciągła. Kinetyka sterylizacji. Metody sterylizacji | 3 |
| T-W-5 | Napowietrzanie i mieszanie w bioreaktorach. Wymiana masy i ciepła w bioreaktorach. Wydzielanie biomasy mikroorganizmów | 4 |
| T-W-6 | Przegląd podstawowych technologii biochemicznych. Produkcja biomasy. Zasady technologiczne i koszt wytwarzania bioproduktu | 4 |
| T-W-7 | Optymalizacja warunków prowadzenia bioprocesów. Kontrola, regulacja i automatyzacja bioprocesów. Powiększanie skali procesów biotechnologicznych | 4 |
| T-W-8 | Biotransformacje.Techniki transformacji. Zastosowanie biotransformacji | 2 |
| T-W-9 | Hydrobiometalurgia. Mechanizm i warunki prowadzenia procesu. Ługowanie hałd. Ługowanie stert. Ługowanie rud miedzi. Ługowanie rud uranowych | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | uczestnictwo w ćwiczeniach audytoryjnych | 30 |
| A-A-2 | samodzielne rozwiązywanie przez studenta zalecanych przykładów obliczeniowych | 15 |
| A-A-3 | przygotowanie sie studenta do kolokwiów | 15 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w wykładach | 30 |
| A-W-2 | praca własna studenta (analiza materiału i przygotowanie sie do egzaminu) | 30 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające: wykład informacyjny |
| M-2 | Metody praktyczne: ćwiczenia przedmiotowe |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Wykład: egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Wykład: egzamin ustny |
| S-3 | Ocena formująca: Ćwiczenia: dwa kolokwia pisemne; czas trwania: 90 min każde |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Ćwiczenia: zaliczenie ćwiczeń jako ocena średnia z dwóch pozytywnych ocen kolokwiów |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-05_W05 student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną z zakresu inżynierii bioprocesowej | ICHP_2A_W05 | T2A_W03 | InzA2_W05 | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-8, T-W-9, T-W-7, T-W-3 | M-1 | S-1, S-2 |
| ICHP_2A_C02-05_W06 student ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z kluczowymi zagadnieniami inżynierii chemicznej i procesowej w zakresie specjalności inżynieria bioprocesowa | ICHP_2A_W06 | T2A_W04 | InzA2_W05 | C-1, C-2 | T-W-7, T-A-2, T-A-3, T-A-1, T-A-7, T-A-6, T-A-5 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-05_U17 student potrafi przeanalizować zadania inżynierskie, specyficzne dla specjalności inżynieria bioprocesowa, w tym uwzględniając ich aspekty pozatechniczne | ICHP_2A_U17 | T2A_U17 | InzA2_U06 | C-1, C-2 | T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-A-3, T-A-7, T-A-6, T-A-5 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-05_K01 student ma świadomość potrzeby ciągłego kształcenia | ICHP_2A_K01 | T2A_K01 | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-8, T-W-9 | M-1 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-05_W05 student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną z zakresu inżynierii bioprocesowej | 2,0 | student nie ma uporządkowanej i podbudowanej teoretycznie wiedzy ogólnej z zakresu inżynierii bioprocesowej |
| 3,0 | student umie scharakteryzować podstawowe procesy i aparaturę stosowane w inżynierii bioprocesowej | |
| 3,5 | student umie scharakteryzować wiele podstawowych procesów i aparatów stosowanych w inżynierii bioprocesowej | |
| 4,0 | student umie scharakteryzować różne procesy i aparaturę stosowane w inżynierii bioprocesowej | |
| 4,5 | student umie scharakteryzować wiele różnych procesów i aparatów stosowane w inżynierii bioprocesowej | |
| 5,0 | student umie wyczerpująco scharakteryzować wiele różnych procesów i aparatów stosowane w inżynierii bioprocesowej | |
| ICHP_2A_C02-05_W06 student ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z kluczowymi zagadnieniami inżynierii chemicznej i procesowej w zakresie specjalności inżynieria bioprocesowa | 2,0 | student nie ma szczegółowej wiedzy związanej z zagadnieniami inżynierii chemicznej i procesowej w zakresie specjalności inzynieria bioprocesowa |
| 3,0 | student umie wskazać podstawowe metody obliczeń dotyczących zagadnień inżynierii chemicznej i procesowej w zakresie specjalności inzynieria bioprocesowa | |
| 3,5 | student umie wskazać wiele podstawowych metod obliczeń dotyczących zagadnień inżynierii chemicznej i procesowej w zakresie specjalności inzynieria bioprocesowa | |
| 4,0 | student umie wskazać różne metody obliczeń dotyczących zagadnień inżynierii chemicznej i procesowej w zakresie specjalności inzynieria bioprocesowa | |
| 4,5 | student umie wskazać i objaśnić różne metody obliczeń dotyczących zagadnień inżynierii chemicznej i procesowej w zakresie specjalności inzynieria bioprocesowa | |
| 5,0 | student umie wskazać i wyczerpująco objaśnić różne metody obliczeń dotyczących zagadnień inżynierii chemicznej i procesowej w zakresie specjalności inzynieria bioprocesowa |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-05_U17 student potrafi przeanalizować zadania inżynierskie, specyficzne dla specjalności inżynieria bioprocesowa, w tym uwzględniając ich aspekty pozatechniczne | 2,0 | student nie potrafi przeanalizować zadania inżynierskiego specyficznego dla specjalności inżynieria bioprocesowa |
| 3,0 | student potrafi przeprowadzić podstawową analizę zadania inżynierskiego specyficznego dla specjalności inżynieria bioprocesowa | |
| 3,5 | student potrafi przeprowadzić podstawową analizę zadania inżynierskiego specyficznego dla specjalności inżynieria bioprocesowa oraz potrafi dobrać odpowiednią metodę rozwiązania zadania | |
| 4,0 | student potrafi przeprowadzić podstawową analizę zadania inżynierskiego specyficznego dla specjalności inżynieria bioprocesowa, potrafi dobrać odpowiednią metodę rozwiązania zadania oraz potrafi poprawnie zinterpretować wyniki | |
| 4,5 | student potrafi przeprowadzić podstawową analizę zadania inżynierskiego specyficznego dla specjalności inżynieria bioprocesowa, potrafi dobrać odpowiednią metodę rozwiązania zadania, potrafi uzasadnić jej wybór oraz potrafi poprawnie zinterpretować wyniki | |
| 5,0 | student potrafi przeprowadzić podstawową analizę zadania inżynierskiego specyficznego dla specjalności inżynieria bioprocesowa, potrafi dobrać odpowiednią metodę rozwiązania zadania, potrafi wyczerpująco uzasadnić jej wybór oraz potrafi poprawnie zinterpretować wyniki |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-05_K01 student ma świadomość potrzeby ciągłego kształcenia | 2,0 | student nie rozumie potrzeby ciągłego kształcenia w zakresie inżynierii bioprocesowej |
| 3,0 | student w stopniu podstawowym rozumie potrzebę ciągłego kształcenia w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 3,5 | student w stopniu więcej niż podstawowym rozumie potrzebę ciągłego kształcenia w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 4,0 | student w szerokim stopniu rozumie potrzebę ciągłego kształcenia w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 4,5 | student w szerokim stopniu rozumie potrzebę ciągłego kształcenia w zakresie inżynierii bioprocesowej i wykazuje aktywną postawę w kierunku poznania jej trendów rozwojowych | |
| 5,0 | student w szerokim stopniu rozumie potrzebę ciągłego kształcenia w zakresie inżynierii bioprocesowej wykazuje bardzo aktywną postawę w kierunku poznania jej trendów rozwojowych |
Literatura podstawowa
- Ledakowicz S., Inżynieria biochemiczna, WNT, Warszawa, 2011
- Szewczyk K.W., Technologia biochemiczna, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1995
- Szewczyk K.W., Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1993
- Praca zbiorowa pod redakcją W. Bednarskiego i J. Fiedurka, Podstawy biotechnologii przemysłowej, WNT, Warszawa, 2007
- Lydersen B.K., D'ell N.A., Nelson K.I., Bioprocess engineering, John Wiley & Sons, New York, 1994
- Ghasem D. Najafpour, Biochemical Engineering and Biotechnology, Elsevier, Amsterdam, 2007
Literatura dodatkowa
- Ed. H. Brauer, Biotechnology. Fundamentals pf biochemical engineering, VCH, Weinheim, 1985
- Schuegerl K., Bellgardt K.H., Bioreaction Engineering. Modeling and Control, Springer Verlag, Berlin, 2000
- Praca zbiorowa pod red. Bednarski W., Reps A., Biotechnologia żywności, WNT, Warszawa, 2001
- Chmiel A., Grudziński S., Biotechnologia i chemia antybiotyków, PWN, Warszawa, 1998
- Praca zbiorowa pod. red. Małolepszy S., Biotechnologia roślin, PWN, Warszawa, 2005