Процеси та апарати біотехнологічних виробництв
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія
Код дисципліни: 6.162.00.O.036
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Технологія біологічно-активних сполук, фармації та біотехнологія
Лектор: к.х.н., доц. Кархут Андрій Ігорович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у студентів необхідних компетентностей:
- Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов у біотехнології та біоінженерії, або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів біотехнології та біоінженерії.
- Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань в галузі біотехнології та біоінженерії;
- Здатність обирати і використовувати відповідне обладнання, інструменти та методи для реалізації та контролю процесів та виробництв біотехнологічних продуктів різного призначення.
- Здатність складати апаратурні схеми виробництв біотехнологічних продуктів різного призначення.
Результати навчання: Вміти здійснювати обгрунтування та вибір відповідного технологічного обладнання і графічно зображувати технологічний процес відповідно до вимог нормативних документів з використанням знань, одержаних під час самостійної підготовки.
Проводити розрахунки параметрів біотехнологічного устаткування на підставі аналізу тепло- та масообмінних процесів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити: загальна біотехнологія (ч.1), процеси та апарати біохімічної інженерії.
кореквізити: математичне моделювання мікробіологічних процесів.
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна «Процеси та апарати біотехнологічних виробництв» є дисципліною бакалаврського рівня підготовки фахівців-біотехнологів, належить до циклу професійної та практичної підготовки, що призначена надати базові знання з технологічного втілення процесів біосинтезу та отримання цільових речовин з використанням мікроорганізмів та інших біологічних об'єктів. Даний курс є одним з визначальних у підготовці майбутнього біотехнолога. У ньому викладаються основи ферментаційних процесів (стехіометрія процесів біосинтезу, розрахунок об'ємів ферментаційної апаратури, теплові ефекти, які супроводжують біосинтез клітин і продуктів метаболізму, принципові схеми ферментаційної апаратури промислові технології приготування поживних середовищ та посівного матеріалу, а також обладнання для їх реалізації тощо).
У результаті навчання студент повинен: знати методи розрахунків матеріальних та теплових балансів ферментації, визначення необхідних характеристик основного та допоміжного обладнання ферментації, обладнання для підготовки та стерилізації живильного середовища та аераційного повітря; Знати основні конструкції та обв’язку ферментерів, матеріали для їх виготовлення, теплоносії та холодоагенти що використовуються в технологічних операціях; Вміти розрахувати та вибрати необхідний ферментер, спосіб стерилізації середовища та вибрати стерилізаційне обладнання, розрахувати витрати теплоносіїв та аераційного повітря, підібрати насосне обладнання.
На основі знань, одержаних при вивченні цього технічного курсу, студент спроможний виконати курсові і дипломні проекти бакалаврського рівня навчання. Він допомагає інтегрувати знання, отримані при вивченні таких дисциплін як "Загальна біохімія", "Загальна мікробіологія і вірусологія", "Біологія клітини", "Загальна біотехнологія", а також загальноосвітніх дисциплін, таких як "Математика", "Фізика", "Фізична хімія" тощо.
Опис: Інтегральні стехіометричні рівняння ферментації. Визначення ємкості ферментера періодичної та неперервної дії. Розрахунки теплових ефектів ферментації. Розрахунки аераторів та перемішуючих пристроїв. Конструкції ферментерів. Типова обв’язка ферментера. Механічні розрахунки ферментаційного обладнання. Передферметнаційні процеси. Нагрівання і охолодження сумішей. Транспортування рідин і сипучих речовин. Підготовка та стерилізація живильного середовища. Стерилізація аераційного повітря. Апаратура для поверхневого культивування.
Методи та критерії оцінювання: • усне опитування, практичні заняття, індивідуальне завдання, поточні контрольні роботи – 40 балів;
• підсумковий контроль - 60 балів (контрольний захід, іспит): письмова частина 50 балів, усна компонента 10 балів.
Критерії оцінювання результатів навчання: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати процеси, що вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і розвитку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
87–80 балів – («дуже добре») виставляється за знання навчального матеріалу компонента вище від середнього рівня, включаючи розрахунки, аргументовані відповіді на поставлені запитання (можлива невелика кількість неточностей), вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
79–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
70–61 бал – («посередньо») виставляється за посередні знання навчального матеріалу компонента, мало аргументовані відповіді, слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач;
60–50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач;
49–26 балів – («незадовільно» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: При оцінюванні знань студентів приділяється перевага письмовим методам контролю. Контрольні заходи включають поточний і підсумковий контроль. Поточний контроль здійснюється під час проведення навчальних занять і має на меті перевірку засвоєння студентами навчального матеріалу. Поточний контроль: експрес-контроль та індивідуальне завдання, підсумковий контроль – екзамен. У індивідуальному завданні пропонується виконання задачі за темою «Розрахунок матеріальних балансів процесів ферментації». Три роботи експрес-контролю складаються з двох задач кожна, четверта – завдання на зображення принципової апаратурно-технологічної схеми заданого процесу. Екзамен складається з вирішення 7 тестових (по 3 бали кожне), двох теоретичних питань (по 5 балів кожне), трьох задач (по 6, 6 та 7 балів) та додаткових питань (10 балів). На додаткові питання студент відповідає усно з письмовими тезами відповідей. Максимальна сума балів – 100.
Рекомендована література: 1. Процеси і апарати мікробіологічної та фармацевтичної промисловості / Ю.І. Сидоров, Р.Й. Влязло, В.П. Новіков, Львів: Інтелект-Захід, 2008. – 736 с.
2. Процеси і апарати хіміко-фармацевтичної промисловості / Ю.І. Сидоров, В.І. Чуєшов, В.П. Новіков, Вінниця: Нова книга, 2009. – 816 с.
3. Яворська Г. В., Ґудзь С. П., Гнатуш С. О. Промислова мікробіологія. Львів, вид. центр Львів. нац. ун-ту ім. І Франка, 2008. 256 с.
4. Engineering and Manufacturing for Biotechnology Series: Focus on Biotechnology / Hofman, M., Thonart, P. (Eds.) – Springer, 2001. – Vol. – 4496 p.
5. Стасевич М.В., Милянич А.О., Стрельников Л.С., Крутських Т.В., Бучкевич І.Р., Зайцев О.І., Гузьова І.О., Стрілець О.П., Гладух Є.В., Новіков В.П. – Львів: «Новий Світ – 2000», 2018. – 410 с.
6. Загальна (промислова) біотехнологія: навчальний посібник / М.Д. Мельничук, О.Л.Кляченко, В.В.Бородай, Ю.В.Коломієць. – Київ: ФОП Корзун Д.Ю., 2014. - 252 с.
7. Промышленная микробиология / под редакцией проф. Н.С. Егорова, М.: Высшая школа, 1989. – 688 с.
8. Чуешов В.И., Сичкарь А.А., Гладух Е.В., Костюк Г.В. та ін. – Винница: Нова книга, 2010. – 272 с.
9. Лещинская И. Б. Современная промышленная микробиология / Соросовский образовательный журнал. – 2000. – Т. 6, № 4. – С. 14.
10. Чуешов В.И., Мандрыка Л.А., Сичкарь А.А. и др. Основы проектирования производств в химико-фармацевтической и биотехнологической промышленности: Учеб. для студентов вузов. – Харьков, 2004.
11. Биотехнология (в восьми томах) / под редакцией Н.С. Егорова и В.Д Самуилова, М.: Высшая школа, 1987.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits
https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).