Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa - Agrobioinżynieria (S1)
specjalność: Zarządzanie środowiskiem

Sylabus przedmiotu Inżynieria bioprocesowa:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Agrobioinżynieria
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Inżynieria bioprocesowa
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Bioinżynierii
Nauczyciel odpowiedzialny Krystyna Cybulska <Krystyna.Cybulska@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 7 Grupa obieralna 2

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW5 30 2,00,50zaliczenie
laboratoriaL5 30 2,00,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Zagadnienia z podastw biologii i inżynierii

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawą wiedzy na temat bioprocesów i urzązeń w których są one przeprowadzane.
C-2Celem jest przygotowanie studenta do znajomości działania, obsługi i prowadzenia urządzeń - bioreaktorów w skali aplikacyjnej.
C-3Zapoznanie z podstawowymi procesami i operacjami jednostkowymi, które są stosowane w przemysłowych procesach biotechnologicznych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wprowadzenie2
T-L-2Projektowanie podstawowych wymiarów bioreaktora2
T-L-3Projektowanie urządzeń służących do mieszania podłoża hodowlanego w bioreaktorze2
T-L-4Zapotrzebowanie na moc przez mieszadła mechaniczne - wyliczenie2
T-L-5Obliczenie zapotrzebowania na moc w układach dwufazowych.2
T-L-6Produkcja kwasu cytrynowego metodą wgłębną i powierzchniową.2
T-L-7Procesy fermentacyjne. Urządzenia i bioprodukty.2
T-L-8Zajęcia praktyczne przy bioreaktorze.2
T-L-9Prcocesy biofiltracyjne. Urządzenia, nośniki i wydajność procesu.2
T-L-10Szczepy, kolekcje i przechowywanie drobnoustrojów wykorzystywanych w bioprocesach.2
T-L-11Badanie kinetyki reakcji enzymatycznych. Wyznaczenie stałych reakcji enzymatycznych.3
T-L-12Badanie kinetyki reakcji fotochemicznych. Wyznaczanie stałej szybkości.3
T-L-13Immobilizacja zwiazków aktywnych. Enkapsulacja – unieruchamianie biologicznie aktywnych czynników w kapsułkach hydrożelowych2
T-L-14Doświadczalne metody oznaczania biomasy drożdży2
30
wykłady
T-W-1Bioprocesy - wprowadzenie2
T-W-2Biokatalizatory. Metody i sposoby immbilizacji komórek i enzymów.2
T-W-3Automatyczne pomiary gęstości i liczebności komórek w bioprocesach.2
T-W-4Rodzaje i przykłady bioreaktorów. Urządzenia dodatkowe.2
T-W-5Elementy hydrodynamiki płynów doskonałych i rzeczywistych. Metody napowietrzania. Makro – i mikromieszanie, cyrkulacja cieczy, typy mieszadeł. Liczby charakteryzujące procesy mieszania – liczba Reynoldsa, liczba Newtona. Metody separacji i oczyszczania bioproduktów - sedymentacja, flotacja, metody filtracyjne, procesy membranowe, techniki wirowania, metody homogenizacji, ekstrakcja, metody sorpcyjne, destylacje, metody chromatograficzne. Suszenie bioproduktów. Wymiana masy, wymiana ciepła. Podstawy bilansowania procesów.10
T-W-6Powstawanie piany w bioprocesach. Metody, urządzenia i substancje do ścinania piany.2
T-W-7Aseptyka w bioprocesach. Możliwości i drogi zakażenia hodowli w bioreaktorze. Zapobieganie infekcjom i ich zwalczanie.2
T-W-8Rodzaje i przykłady bioproduktów.2
T-W-9Optymalizacja przebiegu bioprocesu. Optymalizacja składu podłoży i warunków hodowli.2
T-W-10Proces biogazowania. Etapy i urządzenia.2
T-W-11Proces bifiltracji zanieczyszczeń środowiskowych. Nośniki, urządzenia i wydajność2
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie do zajęć i do zaliczenia18
A-L-3Konsultacje2
50
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Samodzielne analizowanie literatury10
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia8
A-W-4Konsultacje2
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Prezentacje multimedialne
M-2Zajęcia laboratoryjne i projektowe.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: zaliczenie pisemne
S-2Ocena formująca: projekty
S-3Ocena formująca: Ocena wyników, obliczeń i nterpretacji badań wykonanych podczas ćwiczeń laboratoryjnych

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ABI_1A_C19-02_W01
Student ma poszerzoną wiedzę z zakresu metod bioinżynieryjnych, a także zna i rozumie podstawowe relacje ekologiczne w odniesieniu do biosystemów oraz produkcji rolniczej i ogrodniczej
ABI_1A_W02C-1, C-3T-W-9, T-W-6, T-W-8, T-W-7, T-W-3, T-W-1, T-W-2, T-W-11, T-W-4, T-W-10M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ABI_1A_C19-02_U01
Student potrafi wykrywać związki i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i na tej podstawie tworzyć modele komputerowe i przeprowadzać ich symulacje. Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski
ABI_1A_U04, ABI_1A_U06C-2T-L-2, T-L-3, T-L-1, T-L-6, T-L-12, T-L-14, T-L-10, T-L-4, T-L-13, T-L-11, T-L-7, T-L-9, T-L-5, T-L-8M-2S-2, S-3

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ABI_1A_C19-02_K01
Student jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy oraz ma świadomość jej znaczenia w procesie rozwiązywania szeregu problemów inżynierskich i technicznych. Jest gotów do podjęcia społecznej, zawodowej i etycznej odpowiedzialności za pełnione role zawodowe i wymagania tego do innych oraz dbałości o dorobek i tradycje zawodu
ABI_1A_K01, ABI_1A_K03C-1T-W-1M-1S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ABI_1A_C19-02_W01
Student ma poszerzoną wiedzę z zakresu metod bioinżynieryjnych, a także zna i rozumie podstawowe relacje ekologiczne w odniesieniu do biosystemów oraz produkcji rolniczej i ogrodniczej
2,0Brak podstawowej wiedzy z zakresu bioprocesów i urządeń w których te procesy się prowadzi.
3,0Podstawowa wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
3,5Podstawowa wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
4,0Poszerzona wiedza z zakresu biprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
4,5poszrzona wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
5,0Szeroka wiedza z zakresu biprocesów i urządeń w których się je prowadzi.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ABI_1A_C19-02_U01
Student potrafi wykrywać związki i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i na tej podstawie tworzyć modele komputerowe i przeprowadzać ich symulacje. Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski
2,0Brak umiejetności z zakresu prowadzenia bioprocesów w urządeniach do tego przeznaczonych
3,0Podstawowe umiejętności z zakresu prowadzenia bioprocesów w urządzeniach do tego przenaczonych
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ABI_1A_C19-02_K01
Student jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy oraz ma świadomość jej znaczenia w procesie rozwiązywania szeregu problemów inżynierskich i technicznych. Jest gotów do podjęcia społecznej, zawodowej i etycznej odpowiedzialności za pełnione role zawodowe i wymagania tego do innych oraz dbałości o dorobek i tradycje zawodu
2,0Brak podstawowych kompetencji w zkresie tematu znajomości bioprocesów i rządzeń w których się je prowadzi.
3,0Podstawowe kompetencjie w zkresie tematu znajomości bioprocesów i rządzeń w których się je prowadzi.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Gretchen Kenney, Bioengineering: Concepts and Applications, Syrawood Publisching House, 2019
  2. Stanisław Ledakiewicz, Inżynieria biochemiczna, PWN, 2018
  3. P. Doran, Bioprocess Engineering. Principles, AP, 2012
  4. Lewicki Piotr, Lenart Andrzej, Kowalczyk Roman, Inżynieria procesowa i aparatura przemysłu spożywczego, WNT, 2012
  5. Danuta Lipińska, Podstawy inżynierii środowiska, WUŁ, 2016
  6. Włodzimierz Bednarski, Biotechnologia żywności, WNT, 2001
  7. J. Bałyga M. Henczka, Wioleta Podgórska, Obliczenia w inżynierii bioreaktorów, Oficyna Wydawnicz PW, 1996
  8. Szewczyk K.W., Technologia biochemiczna, Oficyna wydawnicza PW, 1997
  9. Zarzycki R., Imbierowicz M., Stelmachowski M., Wprowadzenie do inżynierii i ochrony środowiska, WNT, Warszawa, 2007

Literatura dodatkowa

  1. Włodzimierz Bednarski, Podstawy biotechnologii przemysłowej, WNT, 2017
  2. Moskal A., Jackiewocz -Zagórska A., Panconek A., Podstawy inżynierii chrmicznej i procesowej. Zadania z elementami teorii., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2016

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wprowadzenie2
T-L-2Projektowanie podstawowych wymiarów bioreaktora2
T-L-3Projektowanie urządzeń służących do mieszania podłoża hodowlanego w bioreaktorze2
T-L-4Zapotrzebowanie na moc przez mieszadła mechaniczne - wyliczenie2
T-L-5Obliczenie zapotrzebowania na moc w układach dwufazowych.2
T-L-6Produkcja kwasu cytrynowego metodą wgłębną i powierzchniową.2
T-L-7Procesy fermentacyjne. Urządzenia i bioprodukty.2
T-L-8Zajęcia praktyczne przy bioreaktorze.2
T-L-9Prcocesy biofiltracyjne. Urządzenia, nośniki i wydajność procesu.2
T-L-10Szczepy, kolekcje i przechowywanie drobnoustrojów wykorzystywanych w bioprocesach.2
T-L-11Badanie kinetyki reakcji enzymatycznych. Wyznaczenie stałych reakcji enzymatycznych.3
T-L-12Badanie kinetyki reakcji fotochemicznych. Wyznaczanie stałej szybkości.3
T-L-13Immobilizacja zwiazków aktywnych. Enkapsulacja – unieruchamianie biologicznie aktywnych czynników w kapsułkach hydrożelowych2
T-L-14Doświadczalne metody oznaczania biomasy drożdży2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Bioprocesy - wprowadzenie2
T-W-2Biokatalizatory. Metody i sposoby immbilizacji komórek i enzymów.2
T-W-3Automatyczne pomiary gęstości i liczebności komórek w bioprocesach.2
T-W-4Rodzaje i przykłady bioreaktorów. Urządzenia dodatkowe.2
T-W-5Elementy hydrodynamiki płynów doskonałych i rzeczywistych. Metody napowietrzania. Makro – i mikromieszanie, cyrkulacja cieczy, typy mieszadeł. Liczby charakteryzujące procesy mieszania – liczba Reynoldsa, liczba Newtona. Metody separacji i oczyszczania bioproduktów - sedymentacja, flotacja, metody filtracyjne, procesy membranowe, techniki wirowania, metody homogenizacji, ekstrakcja, metody sorpcyjne, destylacje, metody chromatograficzne. Suszenie bioproduktów. Wymiana masy, wymiana ciepła. Podstawy bilansowania procesów.10
T-W-6Powstawanie piany w bioprocesach. Metody, urządzenia i substancje do ścinania piany.2
T-W-7Aseptyka w bioprocesach. Możliwości i drogi zakażenia hodowli w bioreaktorze. Zapobieganie infekcjom i ich zwalczanie.2
T-W-8Rodzaje i przykłady bioproduktów.2
T-W-9Optymalizacja przebiegu bioprocesu. Optymalizacja składu podłoży i warunków hodowli.2
T-W-10Proces biogazowania. Etapy i urządzenia.2
T-W-11Proces bifiltracji zanieczyszczeń środowiskowych. Nośniki, urządzenia i wydajność2
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie do zajęć i do zaliczenia18
A-L-3Konsultacje2
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Samodzielne analizowanie literatury10
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia8
A-W-4Konsultacje2
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięABI_1A_C19-02_W01Student ma poszerzoną wiedzę z zakresu metod bioinżynieryjnych, a także zna i rozumie podstawowe relacje ekologiczne w odniesieniu do biosystemów oraz produkcji rolniczej i ogrodniczej
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówABI_1A_W02Ma poszerzoną wiedzę z zakresu metod bioinżynieryjnych, a także zna i rozumie podstawowe relacje ekologiczne w odniesieniu do biosystemów oraz produkcji rolniczej i ogrodniczej
Cel przedmiotuC-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawą wiedzy na temat bioprocesów i urzązeń w których są one przeprowadzane.
C-3Zapoznanie z podstawowymi procesami i operacjami jednostkowymi, które są stosowane w przemysłowych procesach biotechnologicznych.
Treści programoweT-W-9Optymalizacja przebiegu bioprocesu. Optymalizacja składu podłoży i warunków hodowli.
T-W-6Powstawanie piany w bioprocesach. Metody, urządzenia i substancje do ścinania piany.
T-W-8Rodzaje i przykłady bioproduktów.
T-W-7Aseptyka w bioprocesach. Możliwości i drogi zakażenia hodowli w bioreaktorze. Zapobieganie infekcjom i ich zwalczanie.
T-W-3Automatyczne pomiary gęstości i liczebności komórek w bioprocesach.
T-W-1Bioprocesy - wprowadzenie
T-W-2Biokatalizatory. Metody i sposoby immbilizacji komórek i enzymów.
T-W-11Proces bifiltracji zanieczyszczeń środowiskowych. Nośniki, urządzenia i wydajność
T-W-4Rodzaje i przykłady bioreaktorów. Urządzenia dodatkowe.
T-W-10Proces biogazowania. Etapy i urządzenia.
Metody nauczaniaM-1Prezentacje multimedialne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: zaliczenie pisemne
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak podstawowej wiedzy z zakresu bioprocesów i urządeń w których te procesy się prowadzi.
3,0Podstawowa wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
3,5Podstawowa wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
4,0Poszerzona wiedza z zakresu biprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
4,5poszrzona wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
5,0Szeroka wiedza z zakresu biprocesów i urządeń w których się je prowadzi.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięABI_1A_C19-02_U01Student potrafi wykrywać związki i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i na tej podstawie tworzyć modele komputerowe i przeprowadzać ich symulacje. Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówABI_1A_U04Potrafi wykrywać związki i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i na tej podstawie tworzyć modele komputerowe i przeprowadzać ich symulacje
ABI_1A_U06Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski
Cel przedmiotuC-2Celem jest przygotowanie studenta do znajomości działania, obsługi i prowadzenia urządzeń - bioreaktorów w skali aplikacyjnej.
Treści programoweT-L-2Projektowanie podstawowych wymiarów bioreaktora
T-L-3Projektowanie urządzeń służących do mieszania podłoża hodowlanego w bioreaktorze
T-L-1Wprowadzenie
T-L-6Produkcja kwasu cytrynowego metodą wgłębną i powierzchniową.
T-L-12Badanie kinetyki reakcji fotochemicznych. Wyznaczanie stałej szybkości.
T-L-14Doświadczalne metody oznaczania biomasy drożdży
T-L-10Szczepy, kolekcje i przechowywanie drobnoustrojów wykorzystywanych w bioprocesach.
T-L-4Zapotrzebowanie na moc przez mieszadła mechaniczne - wyliczenie
T-L-13Immobilizacja zwiazków aktywnych. Enkapsulacja – unieruchamianie biologicznie aktywnych czynników w kapsułkach hydrożelowych
T-L-11Badanie kinetyki reakcji enzymatycznych. Wyznaczenie stałych reakcji enzymatycznych.
T-L-7Procesy fermentacyjne. Urządzenia i bioprodukty.
T-L-9Prcocesy biofiltracyjne. Urządzenia, nośniki i wydajność procesu.
T-L-5Obliczenie zapotrzebowania na moc w układach dwufazowych.
T-L-8Zajęcia praktyczne przy bioreaktorze.
Metody nauczaniaM-2Zajęcia laboratoryjne i projektowe.
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: projekty
S-3Ocena formująca: Ocena wyników, obliczeń i nterpretacji badań wykonanych podczas ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak umiejetności z zakresu prowadzenia bioprocesów w urządeniach do tego przeznaczonych
3,0Podstawowe umiejętności z zakresu prowadzenia bioprocesów w urządzeniach do tego przenaczonych
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięABI_1A_C19-02_K01Student jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy oraz ma świadomość jej znaczenia w procesie rozwiązywania szeregu problemów inżynierskich i technicznych. Jest gotów do podjęcia społecznej, zawodowej i etycznej odpowiedzialności za pełnione role zawodowe i wymagania tego do innych oraz dbałości o dorobek i tradycje zawodu
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówABI_1A_K01Jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy oraz ma świadomość jej znaczenia w procesie rozwiązywania szeregu problemów inżynierskich i technicznych
ABI_1A_K03Jest gotów do podjęcia społecznej, zawodowej i etycznej odpowiedzialności za pełnione role zawodowe i wymagania tego do innych oraz dbałości o dorobek i tradycje zawodu
Cel przedmiotuC-1Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawą wiedzy na temat bioprocesów i urzązeń w których są one przeprowadzane.
Treści programoweT-W-1Bioprocesy - wprowadzenie
Metody nauczaniaM-1Prezentacje multimedialne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: zaliczenie pisemne
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak podstawowych kompetencji w zkresie tematu znajomości bioprocesów i rządzeń w których się je prowadzi.
3,0Podstawowe kompetencjie w zkresie tematu znajomości bioprocesów i rządzeń w których się je prowadzi.
3,5
4,0
4,5
5,0