Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S1)
Sylabus przedmiotu Bioprocesy i aparaty:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Bioprocesy i aparaty | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Magdalena Cudak <Magdalena.Cudak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Magdalena Cudak <Magdalena.Cudak@zut.edu.pl>, Anna Kiełbus-Rąpała <Anna.Kielbus-Rapala@zut.edu.pl>, Marta Major-Godlewska <Marta.Major@zut.edu.pl>, Jolanta Szoplik <Jolanta.Szoplik@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 | Podstawy inżynierii procesowej |
| W-2 | Podstawy aparatury procesowej |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z podstawową wiedzą z dziedziny inżynierii bioprocesowej |
| C-2 | Zapoznanie studentów z rodzajami aparatury stosowanej w bioprocesach |
| C-3 | Ukształtowanie umiejętności obliczeń w zakresie zagadnień dotyczących bioprocesów |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Projekt bioreaktora. Student projektuje jeden z aparatów: bioreaktor z mieszadłem mechanicznym; biofiltr otwarty; biofiltr zamkniety; płuczka biologiczna; bioreaktor air-lift; bioreaktor kolumnowy; węzeł biologicznego oczyszczania ścieków (kolora osadu czynnego). | 15 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Biotechnologia jako nauka interdyscyplinarna. Obszar zainteresowań inżynierii bioprocesowej | 2 |
| T-W-2 | Przykłady otrzymywania bioproduktów. Otrzymywanie bioetanolu. Otrzymywanie biogazu. Biogazownie. Otrzymywanie białka paszowego. Inne przykłady otrzymywania wybranych bioproduktów | 2 |
| T-W-3 | Inżynieria strumienia wlotowego. Inżynieria bioreaktorowa. Inżynieria strumienia wylotowego | 1 |
| T-W-4 | Fermentacja. Rodzaje biokatalizatorów | 2 |
| T-W-5 | Podstawy modelowania kinetyki wzrostu mikroorganizmów w bioreaktorach | 2 |
| T-W-6 | Bilanse masowe bioprocesów ciągłych i okresowych | 2 |
| T-W-7 | Problemy sterylności w inżynierii bioprocesowej. Sterylizacja ciągła i okresowa. Metody i urządzenia do sterylizacji cieczy i gazów | 2 |
| T-W-8 | Wymiana masy w bioreaktorach. Wymiana ciepła w bioreaktorach | 2 |
| T-W-9 | Napowietrzanie i mieszanie w bioreaktorach. | 2 |
| T-W-10 | Sposoby wyodrębniania i rozdziału bioproduktów. | 2 |
| T-W-11 | Klasyfikacja i i konstrukcja reaktorów biochemicznych | 2 |
| T-W-12 | Bioreaktory z mieszaniem mechanicznym. Bioreaktory kolumnowe. Bioreaktory air-lift | 2 |
| T-W-13 | Bioreaktory membranowe. Bioreaktory włóknisto-kapilarne. Inne typy bioreaktorów | 2 |
| T-W-14 | Podstawy biologicznego oczyszczania ścieków | 2 |
| T-W-15 | Podstawy biologicznego oczyszczania gazów. Biofiltry. Płuczki biologiczne | 2 |
| T-W-16 | Podstawy bioregeneracji gleb i wód gruntowych | 1 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | uczestnictwo w zajęciach i konsultacjach | 10 |
| A-P-2 | samodzielna praca studenta nad projektem | 20 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | studiowanie wskazanej literatury | 20 |
| A-W-3 | rozwiązywanie zalecanych do danego tematu przykładów obliczeniowych | 20 |
| A-W-4 | przygotowanie sie do egzaminu | 20 |
| 90 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające: wykład informacyjny |
| M-2 | Projekt: metoda projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Wykład: egzamin pisemny (90 min) |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Wykład: egzamin ustny |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Projekt: zaliczenie na podstawie samodzielnie wykonanego projektu oparte na na stopniu zgodności projektu z wczesniej ustalonymi wymaganiami dotyczącymi, miedzy 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_1A_C20_W09 student potrafi opisać operacje i procesy w zakresie inżynierii bioprocesowej | ICHP_1A_W09 | — | — | C-1, C-3 | T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-2, T-W-8, T-W-7, T-W-10, T-W-9 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| ICHP_1A_C20_W11 student potrafi scharakteryzować aparaturę stosowaną w inżynierii bioprocesowej | ICHP_1A_W11 | — | — | C-2, C-3 | T-P-1, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-W-14, T-W-15 | M-1, M-2 | S-2, S-3 |
| ICHP_1A_C20_W13 student potrafi opisać trendy rozwojowe w zakresie inżynierii bioprocesowej | ICHP_1A_W13 | — | — | C-1, C-2 | T-P-1, T-W-1, T-W-11, T-W-10 | M-1, M-2 | S-2 |
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_1A_C20_U14 student potrafi wykorzystać nabytą wiedzę do krytycznej analizy i oceny sposobu funkcjonowania rozwiązań technicznych w zakresie inzynierii bioprocesowej | ICHP_1A_U14 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-P-1, T-W-6, T-W-2, T-W-8, T-W-11, T-W-10, T-W-14, T-W-15, T-W-16 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| ICHP_1A_C20_U17 student potrafi zaprojektować proste urządzenie lub aparat typowy dla inżynierii bioprocesowej | ICHP_1A_U17 | — | — | C-2, C-3 | T-P-1, T-W-6, T-W-11 | M-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_1A_C20_K02 student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty działalności inżynierskiej w zakresie inżynierii bioprocesowej | ICHP_1A_K02 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-W-3, T-W-1, T-W-11 | M-1, M-2 | S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_C20_W09 student potrafi opisać operacje i procesy w zakresie inżynierii bioprocesowej | 2,0 | student nie potrafi opisać operacji i procesów w obszarze inżynierii bioprocesowej |
| 3,0 | student potrafi opisać podstawowe operacje i procesy w obszarze inżynierii bioprocesowej | |
| 3,5 | student potrafi opisać różne operacje i procesy w obszarze inżynierii bioprocesowej | |
| 4,0 | student potrafi opisać wiele operacji i procesyów w obszarze inżynierii bioprocesowej | |
| 4,5 | student potrafi opisać wiele złożonych operacji i procesów w obszarze inżynierii bioprocesowej | |
| 5,0 | student potrafi opisać i dobrać wiele złożonych operacji i procesów w obszarze inżynierii bioprocesowej | |
| ICHP_1A_C20_W11 student potrafi scharakteryzować aparaturę stosowaną w inżynierii bioprocesowej | 2,0 | student nie potrafi scharakteryzować aparatury stosowanej w inżynierii bioprocesowej |
| 3,0 | student potrafi scharakteryzować podstawowe aparaty stosowane w inżynierii bioprocesowej | |
| 3,5 | student potrafi scharakteryzować różne aparaty stosowane w inżynierii bioprocesowej | |
| 4,0 | student potrafi scharakteryzować wiele aparatów stosowanych w inżynierii bioprocesowej | |
| 4,5 | student potrafi scharakteryzować wiele aparatów stosowanych w inżynierii bioprocesowej oraz wskazać ich zalety i wady | |
| 5,0 | student potrafi scharakteryzować wiele aparatów stosowanych w inżynierii bioprocesowej, wskazać ich zalety i wady oraz zaproponować właściwe rozwiązanie w danej biotechnologii | |
| ICHP_1A_C20_W13 student potrafi opisać trendy rozwojowe w zakresie inżynierii bioprocesowej | 2,0 | student nie potrafi opisać trendów rozwojowych w zakresie inżynierii bioprocesowej |
| 3,0 | student potrafi opisać w stopniu podstawowym trendy rozwojowe w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 3,5 | student potrafi opisać w stopniu więcej niż podstawowym trendy rozwojowe w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 4,0 | student potrafi opisać w szerokim stopniu trendy rozwojowe w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 4,5 | student potrafi opisać wyczerpująco trendy rozwojowe w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 5,0 | student potrafi opisać bardzo wyczerpująco trendy rozwojowe w zakresie inżynierii bioprocesowej |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_C20_U14 student potrafi wykorzystać nabytą wiedzę do krytycznej analizy i oceny sposobu funkcjonowania rozwiązań technicznych w zakresie inzynierii bioprocesowej | 2,0 | student nie potrafi wykorzystać nabytej wiedzy do oceny sposobu funkcjonowania rozwiązań technicznych |
| 3,0 | student potrafi w stopniu podstawowym wykorzystać nabytą wiedzę do oceny sposobu funkcjonowania rozwiązań technicznych | |
| 3,5 | student potrafi w stopniu wiecej niż podstawowym wykorzystać nabytą wiedzę do oceny sposobu funkcjonowania rozwiązań technicznych | |
| 4,0 | student potrafi w szerokim stopniu wykorzystać nabytą wiedzę do oceny sposobu funkcjonowania rozwiązań technicznych | |
| 4,5 | student potrafi w bardzo szerokim stopniu wykorzystać nabytą wiedzę do oceny sposobu funkcjonowania rozwiązań technicznych | |
| 5,0 | student potrafi w bardzo szerokim stopniu wykorzystać i analizować nabytą wiedzę do oceny sposobu funkcjonowania rozwiązań technicznych | |
| ICHP_1A_C20_U17 student potrafi zaprojektować proste urządzenie lub aparat typowy dla inżynierii bioprocesowej | 2,0 | student nie potrafi zaprojektować prostego urządzenia lub aparatu typowego dla inżynierii bioprocesowej |
| 3,0 | student potrafi zaprojektować proste urządzenie lub aparat typowy dla inżynierii bioprocesowej i wykonać podstawową dokumentację | |
| 3,5 | student potrafi zaprojektować proste urządzenie lub aparat typowy dla inżynierii bioprocesowej i wykonać odpowiednią dokumentację | |
| 4,0 | student potrafi zaprojektowac proste urządzenie lub aparat typowy dla inżynierii bioprocesowej, wykonać odpowiednią dokumentację i przedyskutować zalety i wady uzyskanego rozwiązania | |
| 4,5 | student potrafi zaprojektowac proste urządzenie lub aparat typowy dla inżynierii bioprocesowej, wykonać odpowiednią dokumentację i przedyskutować szczegółowo zalety i wady uzyskanego rozwiązania | |
| 5,0 | student nie potrafi zaprojektowac prostego urządzenia lub aparatu typowego dla inżynierii bioprocesowej student potrafi zaprojektowac proste urządzenie lub aparat typowy dla inżynierii bioprocesowej, wykonać odpowiednią dokumentację i przedyskutować zalety i wady uzyskanego rozwiązania na tle innych rozwiązań technicznych |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_C20_K02 student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty działalności inżynierskiej w zakresie inżynierii bioprocesowej | 2,0 | student nie rozumie ważności pozatechnicznych aspektów działalności inżynierskiej w zakresie inżynierii bioprocesowej |
| 3,0 | student rozumie w podstawowym stopniu ważność pozatechnicznych aspektów działalności inżynierskiej w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 3,5 | student rozumie w więcej niż podstawowym stopniu ważność pozatechnicznych aspektów działalności inżynierskiej w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 4,0 | student rozumie w szerokim stopniu ważność pozatechnicznych aspektów działalności inżynierskiej w zakresie inżynierii bioprocesowej | |
| 4,5 | student rozumie w szerokim stopniu ważność pozatechnicznych aspektów działalności inżynierskiej w zakresie inżynierii bioprocesowej i potrafi wskazać wybrane przykłady | |
| 5,0 | student rozumie w pszerokim stopniu ważność pozatechnicznych aspektów działalności inżynierskiej w zakresie inżynierii bioprocesowej i potrafi wskazać wiele przykładów |
Literatura podstawowa
- Praca zbiorowa pod redakcją W. Bednarskiego i J. Fiedurka, Podstawy biotechnologii przemysłowej, WNT, Warszawa, 2007
- Viesturs U.E., Kuzniecow A.M., Sawienkow W.W., Bioreaktory. Zasady obliczeń i doboru, WNT, Warszawa, 1990
- Buraczewski G., Biotechnologia osadu czynnego, PWN, Warszawa, 1994
- Buraczewski G., Fermentacja metanowa, PWN, Warszawa, 1989
- Szewczyk K.W., Technologia biochemiczna, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1995
- Ledakowicz S., Inżynieria biochemiczna, WNT, Warszawa, 2011
- Bałdyga J., Henczha 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
- Scragg A.H., Biotechnology for engineers, Ellis Horwood Ltd., Chichester, 1988
- Prave P., Faust U., Sittig W., Sukatsch D.A., Fundamentals for biotechnology, VCH, Weinheim, 1987
- Shuler M.L., Kargi F., Bioprocess engineering. Basis concept, Prentice Hall, 1992
- Chisti M.Y., Airlift bioreactors, Elsevier Applied Science, London, 1989
- Schugerl K., Bioreaction engineering, Vol 2, John Wiley & Sons, Chichester, New York, 1990
- Aiba S., Humphrey E., Millis N.F., Inżynieria biochemiczna, WNT, Warszawa, 1970
- Zgirski A., Gondko R., Obliczenia biochemiczne, PWN, Warszawa, 2010