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

  1. kuvailla biotekniikkaa teollisuuden alana ja sen tuotteita ja menetelmiä sekä sovelluksia eri alueilla ja käsitellä teollisen biotekniikan mahdollisuuksia ja haasteita
  2. esittää bioprosesseissa esiintyviä siirtoilmiöitä (aine- ja energia-) kvalitatiivisesti ja kvantitatiivisesti sekä esittää arvioita biologisten komponenttien (solut, proteiinit, substraatit, tuotteet, entsyymit) käyttäytymisestä prosessiolosuhteissa
  3. tunnistaa aseptiikan vaatimukset laite- ja prosessiratkaisuissa sekä käytännön toteutuksessa  
  4. konseptitasolla yhdistää bioprosessitekniikan yksikköoperaatioita prosessiratkaisuiksi ja tunnistaa näissä esiintyviä ilmiöitä ja vaikuttavia tekijöitä
  5. muodostaa yksinkertaisia aine- ja energiataseisiin sekä differentiaaliyhtälöihin perustuvia prosessimalleja solu- ja entsyymiprosesseille
  6. nimetä bioprosessien avainmuuttujat ja kuvailla niihin liittyviä mittaustekniikoita ja laskennallisia ratkaisuja  sekä prosessien säädön periaatteita.

Laajuus: 5

Aikataulu: 25.02.2020 - 03.06.2020

Vastuuopettaja (voimassa 01.08.2020-31.07.2022): Sandip Bankar, Tero Eerikäinen

Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Tero Eerikäinen

Kurssin yhteystiedot (voimassa 03.02.2020-21.12.2112):

https://mycourses.aalto.fi/course/view.php?id=24136

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.

  • Koskee tätä kurssikertaa:

    Itsenäisesti tehtäviä MyCourses-kotilaskujaon viisi ja ne muodostavat nykyään noin neljäsosan kurssipisteistä

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. 3-11

    Luku 3       
    ss. 61-73

    Luku 4       
    ss. 87-127

    Luku 5       
    ss. 156-170

    Luku 7       
    ss. 201--222

    Luku 8       
    ss. 255-287

    Luku 9       
    ss. 333-337; 368-369    

    Luku 10     
    ss. 390-419

    Luku 11     
    ss. 445-460; 493-498; 512-521                              

    Luku 12     
    ss. 635-657

    Luku 14     
    ss. 761-780; 789-834

    yht. 287 sivua

     Lisäksi luentokalvot ja laskuharjoitukset

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:

    ViikkoPäiväPvmKloPaikkaLuento/laskuharjoitusKirjan luku
    9Ti25/02/202010:15-11:45Ke21. Johdanto1;3
     To27.2.12:30-14:00Ke2Laskuharjoitus 1
    (Kasvukinetiikka)
    3;12
    10Ti3.3.10:15-11:45Ke22. Solu
    tuotantolaitoksena
    3;4;5
     To5.3.12:30-14:00Ke2Laskuharjoitus 2
    (stoikiometria)
    4
    11Ti10.3.10:15-11:45Ke23. Kasvatusmenetelmät14
     To12.3.12:30-14:00Ke2Laskuharjoitus 3
    (taseet)
    4
    12Ti17.3.10:15-11:45Ke24. Fermentorit14
     To19.3.12:30-14:00Ke2Laskuharjoitus 4
    (kemostaatti)
    14
    13Ti24.3.10:15-11:45Ke25. Aseptiikka9;14
     To26.3.12:30-14:00Ke2Laskuharjoitus 5
    (sterilointi)
    12;14
    14Ti31.3.10:15-11:45Ke26. Aineensiirto7;8;10
     To2.4.12:30-14:00Ke2Laskuharjoitus 6
    (kLa)
    10
    15 7.4.  Tenttiviikko 
      9.4.    
    16Ti14.4.10:15-11:45Ke27. Bioteollisuuden
    yksikköoperaatiot
    11
     To16.4.12:30-14:00Ke2Laskuharjoitus 7
    (suodatus)
    11
     Ti5.5.13:00-16:00 Bioprosessitekniikan
    tentti