Huomaa! Kurssikuvaus vahvistetaan kahdeksi lukuvuodeksi kerrallaan ja esimerkiksi osaamistavoitteet, arviontimenetelmät ja keskeinen sisältö pysyvät pääsääntöisesti samana. Kullakin toteutuskerralla voidaan kuitenkin kurssiesitteen avulla tarkentaa ja muuttaa kurssin toteutustapaa, kuten kontaktiopetuksen järjestämistapaa, arviointimenetelmien painotusta tai materiaaleja.
OSAAMISTAVOITTEET
Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa
- kuvailla biotekniikkaa teollisuuden alana ja sen tuotteita ja menetelmiä sekä sovelluksia eri alueilla ja käsitellä teollisen biotekniikan mahdollisuuksia ja haasteita
- esittää bioprosesseissa esiintyviä siirtoilmiöitä (aine- ja energia-) kvalitatiivisesti ja kvantitatiivisesti sekä esittää arvioita biologisten komponenttien (solut, proteiinit, substraatit, tuotteet, entsyymit) käyttäytymisestä prosessiolosuhteissa
- tunnistaa aseptiikan vaatimukset laite- ja prosessiratkaisuissa sekä käytännön toteutuksessa
- konseptitasolla yhdistää bioprosessitekniikan yksikköoperaatioita prosessiratkaisuiksi ja tunnistaa näissä esiintyviä ilmiöitä ja vaikuttavia tekijöitä
- muodostaa yksinkertaisia aine- ja energiataseisiin sekä differentiaaliyhtälöihin perustuvia prosessimalleja solu- ja entsyymiprosesseille
- nimetä bioprosessien avainmuuttujat ja kuvailla niihin liittyviä mittaustekniikoita ja laskennallisia ratkaisuja sekä prosessien säädön periaatteita.
Laajuus: 5
Aikataulu: 26.02.2019 - 07.05.2019
Vastuuopettaja (voimassa 01.08.2020-31.07.2022): Sandip Bankar, Tero Eerikäinen
Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Tero Eerikäinen
Kurssin yhteystiedot (voimassa 07.02.2019-21.12.2112):
Kurssin opettaja on Tero Eerikäinen ( tero.eerikainen@aalto.fi ), huone D416d.
Kurssin CEFR-taso (koskee tätä kurssikertaa):
Opetuskieli ja suorituskielet (voimassa 01.08.2020-31.07.2022):
Opetuskieli: englanti
Suorituskielet: suomi, ruotsi, englanti
SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS
Sisältö
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Solut: toiminta reaktoreissa, kasvun ja tuoton kinetiikka ja kvantitointi, dynaamiset ilmiöt, prosessien toteutustavat ja niihin liittyvät yksinkertaiset matemaattiset käsittelyt, aineenvaihdunnan perusteet systeemisessä tarkastelussa.
Entsyymit: toiminta reaktoreissa (homogeeninen katalyysi), reaktioiden termodynamiikka, tasapainoreaktiot, käytännön kinetiikka, immobilisoidut entsyymit ja aineensiirron vaikutukset periaatetasolla, koentsyymien tarve ja regeneraatio, inktivoituminen ja sen kinetiikka.
(Bio)reaktorit: tyypilliset ratkaisut, siirtoilmiöt, aseptiikka reaktorien suunnittelussa, mittaus- ja säätötekniset ratkaisut.
Prosessit: tyypillisten yksikköoperaatioiden perusteet, aine- ja energiataseiden hyödyntäminen, biologisten tekijöiden huomioonottaminen prosessisuunnittelussa.
Ilmiöiden, operaatioiden ja prosessien matemaattisen mallintamisen perusteet erityisesti biokomponentit huomioiden.
Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Kurssin runko koostuu luennnoista ja laskuharjoituksista. Opiskelijat suorittavat itsenäisesti tai ryhmässä annettuja harjoitustehtäviä. Arvostelu perustuu opiskelijan kurssin aikana suorittamiin harjoitus- tai muihin tehtäviin. Kurssisuoritus edellyttää kurssipalautteen antamista palautejärjestelmän kautta.
Työmäärä toteutustavoittain
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
5 op = 135 h
Kontaktiopetus (32 h):
Luennot (2 x viikossa) 8 x 2 h = 16 h
Laskuharjoitukset (2 x viikossa) 8 x 2 h = 16 h
Oma työ (103 h):
Kotitehtävät 20 h
Tentti 4 h
Itsenäinen opiskelu 79 h
PERUSTIETOJA
Oppimateriaali
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
Sähköinen kirja: Doran M. Bioprocess Engineering Principles 2 Ed. (2013)
Koskee tätä kurssikertaa:
Kurssikirjasta (Doran: Bioprocess
engineering principles, e-kirja, 2013) seuraavat osat kuuluvat
kurssi/tenttialueeseen:Luku 1
ss. 3-11Luku 3
ss. 61-73Luku 4
ss. 87-127Luku 5
ss. 156-170Luku 7
ss. 201--222Luku 8
ss. 255-287Luku 9 ss.
333-337;. 368-369Luku 10 ss.
390-419Luku 11 ss.
445-460; 493-498; 512-521Luku 12 ss.
635-657Luku 14 ss.
761-780; 789-834yht. 287 sivua
Korvaavuudet
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
KE-70.2500 Bioprosessitekniikka I
Esitiedot
Voimassa 01.08.2020-31.07.2022:
CHEM-C2300
SDG: Kestävän kehityksen tavoitteet
6 Puhdas vesi ja sanitaatio
7 Edullista ja puhdasta energiaa
13 Ilmastotekoja
LISÄTIETOJA
Kurssin aikataulu
Koskee tätä kurssikertaa:
Viikko Päivä Pvm Klo Paikka Luento/laskuharjoitus Kirjan luku 9 Ti 26/02/2019 10:15-11:45 Ke2 1. Johdanto 1;3 To 28.2. 8:30-10:00 Ke2 Laskuharjoitus 1
(Kasvukinetiikka)3;12 10 Ti 5.3. 10:15-11:45 Ke2 2. Solu
tuotantolaitoksena3;4;5 To 7.3. 8:30-10:00 Ke2 Laskuharjoitus 2
(stoikiometria)4 11 Ti 12.3. 10:15-11:45 Ke2 3. Kasvatusmenetelmät 14 To 14.3. 8:30-10:00 Ke2 Laskuharjoitus 3
(taseet)4 12 Ti 19.3. 10:15-11:45 Ke2 4. Fermentorit 14 To 21.3. 8:30-10:00 Ke2 Laskuharjoitus 4
(kemostaatti)14 13 Ti 26.3. 10:15-11:45 Ke2 5. Aseptiikka 9;14 To 28.3. 8:30-10:00 Ke2 Laskuharjoitus 5
(sterilointi)12;14 14 Ti 2.4. 10:15-11:45 Ke2 6. Aineensiirto 7;8;10 To 4.4. 8:30-10:00 Ke2 Laskuharjoitus 6
(kLa)10 15 9.4. Tenttiviikko 11.4. 16 Ti 16.4. 10:15-11:45 Ke2 7. Bioteollisuuden
yksikköoperaatiot11 To 18.4. 8:30-10:00 Ke2 Laskuharjoitus 7
(suodatus)11 Ti 7.5. 13:00-16:00 Bioprosessitekniikan
tentti
- Teacher: Eerikäinen Tero