Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Procesy i urządzenia w ochronie środowiska
Sylabus przedmiotu Inżynieria reaktorów biochemicznych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Inżynieria reaktorów biochemicznych | ||
| 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>, Anna Kiełbus-Rąpała <Anna.Kielbus-Rapala@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | 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 w zakresie inżynierii reaktorów biochemicznych |
| C-2 | Ukształtowanie u studentów umiejętności praktycznego wykorzystania tej wiedzy w obliczeniach projektowych bioreaktorów |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Student wykonuje obliczenia projektowe jednego z wybranych aparatów: Bioreaktor do produkcji antybiotyków. Bioreaktor do produkcji aminokwasów. Bioreaktor do produkcji kwasu cytrynowego. Bioreaktor do produkcji preparatów enzymatycznych. Bioreaktor do procesów z biokatalizatorami unieruchomionymi. Zespół aparatów do biologicznego usuwania związków azotu. | 30 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Klasyfikacja bioreaktorów według różnych kryteriów. Bioreaktory do hodowli wgłębnych. Bioreaktory do hodowli w podłożach stałych. Bioreaktory z unieruchominym materiałem biologicznym | 4 |
| T-W-2 | Bioreaktory z mieszaniem mechanicznym, Bioreaktory kolumnowe. Bioreaktory air-lift. Bioreaktory z nieruchomymi urządzeniami kontaktowymi | 4 |
| T-W-3 | Bioreaktory membranowe. Bioreaktory enzymatyczne. Bioreaktory pulsacyjne. Bioreaktory włoknisto-kapilarne. Fotobioreaktory. Bioreaktory zintegrowane | 5 |
| T-W-4 | I kolokwium | 2 |
| T-W-5 | Aparaty do biologicznego oczyszczania ścieków. Komory napowietrzania. Aeratory. Komory fermentacyjne. Aparaty do biologicznego oczyszczania gazów. Biofiltry. Płuczki biologiczne | 3 |
| T-W-6 | Przegląd konstrukcji bioreaktorów | 1 |
| T-W-7 | Zagadnienia hydrodynamiczne i wymiana masy i ciepła w bioreaktorach | 3 |
| T-W-8 | Modelowanie bioreaktorów. Modelowanie immobilizowanych reaktorów biokatalitycznych. | 4 |
| T-W-9 | Zagadnienia kontrolno-pomiarowe w bioreaktorach | 2 |
| T-W-10 | II kolokwium | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | uczestnictwo studenta w zajęciach projektowych | 30 |
| A-P-2 | wykonanie przez obliczeń projektowych | 25 |
| A-P-3 | udział studenta w konsultacjach | 5 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo studenta w wykładach | 30 |
| A-W-2 | praca własna studenta (studiowanie literatury, przygotowanie się do zaliczenia wykładu) | 30 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład - Metody podające: wykład informacyjny |
| M-2 | Projekt - metody praktyczne: metoda projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Wykład: zaliczenie pisemne w formie dwóch kolokwiów |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Wykład: zaliczenie końcowe jako ocena średnia z dwóch pozytywnie zaliczonych kolokwiów |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Projekt: zaliczenie na podstawie samodzielnie zrealizowanego projektu, oparte na stopniu zgodności wykonanego projektu z wcześniej ustalonymi wymaganiami, dotyczącymi między innymi poprawności obliczeń |
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_C02-06_W05 student ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą inżynierię reaktorów biochemicznych w ramach specjalności: Inżynieria bioprocesowa | ICHP_2A_W05 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-2, T-W-1, T-W-6, T-W-7, T-W-5, T-W-8, T-W-9 | M-1 | S-1 |
| ICHP_2A_C02-06_W09 student ma pogłębioną wiedzę na temat metod stosowanych przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich z zakresu inżynierii reaktorów biochemicznych | ICHP_2A_W09 | — | — | C-2, C-1 | T-P-1, T-W-7, T-W-8 | 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_C02-06_U17 student potrafi przeanalizować zadania inżynierskie, specyficzne dla specjalności: inżynieria bioprocesowa, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne | ICHP_2A_U17 | — | — | C-2, C-1 | T-P-1, T-W-6, T-W-9 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
| ICHP_2A_C02-06_U19 student potrafi przeprowadzić obliczenia projektowe bioreaktora | ICHP_2A_U19 | — | — | C-2 | T-P-1 | M-2 | 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_C02-06_K02 student rozumie wagę pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej | ICHP_2A_K02 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-5, T-W-9 | M-1 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-06_W05 student ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą inżynierię reaktorów biochemicznych w ramach specjalności: Inżynieria bioprocesowa | 2,0 | student nie ma wiedzy ogólnej obejmującej inżynierię reaktorów biochemicznych |
| 3,0 | student jest w stanie objaśniać w stopniu podstawowym zagadnienia dotyczące inżynierii reaktorów biochemicznych | |
| 3,5 | student jest w stanie objaśniać w stopniu więcej niż podstawowym zagadnienia dotyczące inżynierii reaktorów biochemicznych | |
| 4,0 | student jest w stanie objaśniać w szerokim stopniu zagadnienia dotyczące inżynierii reaktorów biochemicznych | |
| 4,5 | student jest w stanie wyczerpująco objaśniać zagadnienia dotyczące inżynierii reaktorów biochemicznych | |
| 5,0 | student jest w stanie bardzo wyczerpująco objaśniać zagadnienia dotyczące inżynierii reaktorów biochemicznych | |
| ICHP_2A_C02-06_W09 student ma pogłębioną wiedzę na temat metod stosowanych przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich z zakresu inżynierii reaktorów biochemicznych | 2,0 | student nie ma wiedzy na temat metod stosowanych przy rozwiązywaniu zadań z zakresu inżynierii reaktorów biochemicznych |
| 3,0 | student jest w stanie scharakteryzować podstawowe metody stosowane przy rozwiązywaniu zadań inżynierskich w obszarze inżynierii reaktorów biochemicznych | |
| 3,5 | student jest w stanie scharakteryzować podstawowe metody stosowane przy rozwiązywaniu zadań inżynierskich w obszarze inżynierii reaktorów biochemicznych oraz umie wybrać sposród nich odpowiednią metodę do rozwiązania zadania inżynierskiego | |
| 4,0 | student jest w stanie scharakteryzować różne metody stosowane przy rozwiązywaniu zadań inżynierskich w obszarze inżynierii reaktorów biochemicznych | |
| 4,5 | student jest w stanie scharakteryzować różne metody stosowane przy rozwiązywaniu zadań inżynierskich w obszarze inżynierii reaktorów biochemicznych oraz umie wybrać sposród nich odpowiednią metodę do rozwiązania zadania inżynierskiego | |
| 5,0 | student jest w stanie scharakteryzować wiele różnych metod stosowanych przy rozwiązywaniu zadań inżynierskich w obszarze inżynierii reaktorów biochemicznych oraz umie wybrać sposród nich odpowiednią metodę do rozwiązania zadania inżynierskiego |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-06_U17 student potrafi przeanalizować zadania inżynierskie, specyficzne dla specjalności: inżynieria bioprocesowa, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne | 2,0 | student nie potrafi przeanalizować zadania inżynierskiego z obszaru inżynierii bioreaktorów, uwzględniając jego aspekty pozatechniczne |
| 3,0 | student potrafi przeanalizować w stopniu podstawowym zadanie inżynierskie z obszaru inżynierii bioreaktorów, uwzględniając jego aspekty pozatechniczne | |
| 3,5 | student potrafi przeanalizować w stopniu więcej niż podstawowym zadanie inżynierskie z obszaru inżynierii bioreaktorów, uwzględniając jego aspekty pozatechniczne | |
| 4,0 | student potrafi przeanalizować w szerokim stopniu zadanie inżynierskie z obszaru inżynierii bioreaktorów, uwzględniając jego aspekty pozatechniczne | |
| 4,5 | student potrafi przeanalizować w szerokim stopniu zadanie inżynierskie z obszaru inżynierii bioreaktorów, uwzględniając jego aspekty pozatechniczne, a także potrafi zaprezentować w zarysie sposób rozwiązania | |
| 5,0 | student potrafi przeanalizować w szerokim stopniu zadanie inżynierskie z obszaru inżynierii bioreaktorów, uwzględniając jego aspekty pozatechniczne, a także potrafi zaprezentować sposób rozwiązania | |
| ICHP_2A_C02-06_U19 student potrafi przeprowadzić obliczenia projektowe bioreaktora | 2,0 | student nie potrafi przeprowadzić obliczeń projektowych bioreaktora |
| 3,0 | student potrafi przeprowadzić podstawowe obliczenia projektowe bioreaktora | |
| 3,5 | student potrafi przeprowadzić podstawowe obliczenia projektowe bioreaktora oraz potrafi przygotować niezbędny schemat obliczeń | |
| 4,0 | student potrafi przeprowadzić wymagane według założeń projektowych obliczenia bioreaktora oraz potrafi przygotować niezbędny schemat obliczeń | |
| 4,5 | student potrafi przeprowadzić wymagane według założeń projektowych obliczenia bioreaktora, potrafi przygotować niezbędny schemat obliczeń oraz potrafi zinterpretować uzyskane wyniki | |
| 5,0 | student potrafi przeprowadzić wymagane według założeń projektowych obliczenia bioreaktora, potrafi przygotować niezbędny schemat obliczeń oraz potrafi wyczerpująco zinterpretować uzyskane wyniki |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C02-06_K02 student rozumie wagę pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej | 2,0 | student nie rozumie wagi pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej |
| 3,0 | student rozumie wagę podstawowych, pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej | |
| 3,5 | student rozumie wagę wielu podstawowych, pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej | |
| 4,0 | student rozumie wagę różnych, nie tylko podstawowych, pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej | |
| 4,5 | student rozumie wagę wielu różnych, pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej | |
| 5,0 | student rozumie wagę wielu różnych, pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej oraz wykazuje aktywną postawę w propagowaniu rozwiązań przyjaznych środowisku |
Literatura podstawowa
- Ledakowicz S., Inżynieria biochemiczna, WNT, Warszawa, 2011
- Viesturs U.E., Kuzniecow A.M., Sawienkow W.W., Bioreaktory. Zasady obliczeń i doboru, WNT, Warszawa, 1990
- Kafarow W.W., Winarow A.Ju., Gordiejew L.S., Modelowanie reaktorów biochemicznych, WNT, Warszawa, 1983
- Praca zbiorowa pod red. J.M.S. Cabral, M. Mota, J. Tramper, Multiphase bioreactor design, Taylor & Francis, London, New York, 2001
- Van't Riet K., Tramper J., Basic bioreactor design, Marcel Dekker Inc, New York, 1991
- Tabiś B., Grzywacz R., Procesy i reaktory biochemiczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 1993
- Szewczyk K.W., Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1993
- Bałdyga J., Henczka M., Podgórska W., Obliczenia w inżynierii bioreaktorów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2012
- Krzystek L., Stechiometria i kinetyka bioprocesów, Politechnika Łódzka, Łódź, 2010
Literatura dodatkowa
- Schuegerl K., Bellgardt K.H., Bioreaction Engineering. Modeling and Control, Springer Verlag, Berlin, 2000
- Zgirski A., Gondko R., Obliczenia biochemiczne, PWN, Warszawa, 2010