Біотехнологія біоактивних речовин та біоконверсія
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія
Код дисципліни: 7.162.03.E.020
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Технологія біологічно-активних сполук, фармації та біотехнологія
Лектор: Асистент, к.т.н. Федоришин Ольга Миколаївна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
інтегральна компетентність:
- здатність розв'язувати складні технологічні задачі і проблеми біотехнологій та біоінженерії, що передбачає проведення досліджень та здійснення інновацій з урахуванням економічного стану, загальнолюдських цінностей та особистісних, суспільних і виробничих інтересів.
загальні компетентності:
ЗК6. Здатність діяти соціально відповідально та свідомо.
фахові компетентності:
ФКC2.2. Знання застосовувати положення основних теорій і концепцій в галузі технологічної біоенергетики та основні принципи регуляції метаболізму мікроорганізмів для розробки процесів біоконверсії органічних відходів у біопаливо і біоутилізації компонентів промислових відходів.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
- знання методів та прийомів сучасної біотехнології;
- знання основ технологічних методів біоконсервації;
- знання основ альтернативних технологій та дотримання технологічних принципів перетворення природних матеріалів, енергії.
РН2: ПРНС2.2.
Аналізувати основні положення процесів біоконверсії та застосовувати їх для розробки біотехнологій переробки органічних відходів у біопаливо і біоутилізації компонентів промислових відходів.
РН2: КОМ2.
Здатність до використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
РН3: АіВ2.
Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань
ФКС2.2.
знання застосовувати положення основних теорій і концепцій в галузі технологічної біоенергетики та основні принципи регуляції метаболізму мікроорганізмів для розробки процесів біоконверсії органічних відходів у біопаливо і біоутилізації компонентів промислових відходів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні
навчальні дисципліни:
Методологія та організація наукових досліджень, інтелектуальна власність та іноватика
Моделювання та масштабування біотехн. виробництв в системі GMP
Професійна та цивільна безпека
Сучасне застосування біотехнологічних методів (біоіндустрія)
Методологія та організація наукових досліджень, інтелектуальна власність та іноватика (КР)
Супутні і наступні
навчальні дисципліни:
Біотехнологія агро- та ветпрепаратів
Біотехнологія ферментних діагностикумів
Технологія барвників та біопігментів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна «Біотехнологія біоактивних речовин та біоконверсія» формує у студентів сучасні уявлення про безвідходні технології, методи реутилізації, основані на біоконверсії. Ці знання дають можливість студентам успішно опанувати навички оцінювання техніко- та еколого-економічних показників еко-біотехнологічних процесів, відкриває перспективи використання сучасних наукових досліджень та цінних суспільних розробок.
Для досягнення цілей при спільній і індивідуальній діяльності студентів при оволодіння теоретичними знаннями і практичними уміннями використовуються лекції, лабораторні заняття та індивідуальні завдання при виконанні самостійної роботи.
Опис: Лекція 1. Предмет дисципліни “Біотехнологія біоактивних речовин та біоконверсія”, її зміст і місце у навчальному процесі.
1. Впровадження біотехнологій у природоохоронних заходах.
Лекція 2. Застосування біотехнологічних методів, заснованих на біоконверсії.
1.Вирішення актуальних і перспективних біотехнологічних завдань у сфері контролю безпеки повітря, води і грунтів. Комерційні біопрепарати для очищення та біовідновлення ґрунтів.
2.Переробка, біологічне очищення стічних вод, знешкодження токсичних речовин тощо.
3.Переробка і утилізація активного мулу очисних споруд.
Лекція 3. Біомаса, як сировина хімічної промисловості. Енергоконверсія біомаси. Використання палива з біомаси.
1.Біотехнології переробки біомаси в хімічні речовини для енергетичних потреб.
2.Базові речовини, що одержують з біомаси. Методи вилучення корисних речовин.
3.Хімічні технології переробки біомаси в базові органічні речовини (піроліз, гідроліз тощо).
4.Хімічні продукти, що одержують з целюлозовмісної сировини.
Лекція 4. Природна біоконверсія речовин, забруднювачів довкілля.
1.Застосування біоконверсії для отримання білкових речовин з органічних решток і нафти.
2.Методи генетичної інженерії та створення різноманітних мікроорганізмів для розкладання полімерних пакувальних матеріалів, які б підпадали ефективній біоконверсії.
3.Гриби та мікроорганізми для деградації пластмаси та пластику.
Лекція 5. Мікробіологічна біоконверсія органічних відходів. Переваги мікробної конверсії. Роль мікроорганізмів та використання мікобактерій.
1.Біоконверсія відходів та біоконсервування рослинної сировини. Методи конверсії рослинної сировини: фізичні, хімічні, біологічні, комбіновані. Їх характеристика.
2.Силосування.
3.Анаеробне зброджування.
4.Біоконверсія у паливо, що включає одержання етанолу, водню, біогазу шляхом генерації метану або прямої конверсії у тепло.
Лекція 6. Біоконверсія відходів харчової промисловості: переробка та утилізація органічних відходів.
1.Види відходів харчової промисловості, їх характеристика за вмістом хімічних речовин. Відходи підприємствах цукрової, крохмальо-патокової, консервної, виноробної галузей; м’ясної промисловості, рослинні відходи та відходи плодоовочевої промисловості, відходи при цукровому виробництві.
2.Утилізація стоків підприємств харчової промисловості Переробка органічних відходів молокозаводів та жировмісних стічних вод. Утилізація відходів харчових виробництв у світі.
Лекція 7. Біопереробка й біоочищення промислових та побутових рідких і твердих відходів.
1. Біорекультивація та біоремедіація грунтів.
2.Міжнародні стандарти з охорони довкілля.
3.Безвідходні технології. Поняття реутилізації і відповідних галузях господарства. Реутилізація, як метод безвідходних технологій.
4.Полімери, що розкладаються в природних умовах. Розклад біополімерів під дією світла.
Лекція 8. Біокомпостування. Біодинамічна технологія переробки сільськогосподарських відходів.
1. Компостування. Вермикомпостування.
2. Компостування органічних решток безкисневою ферментацією.
Методи та критерії оцінювання: Під час вивчення предмету використовуються наступні методи:
1. За типом викладу використовують репродуктивний (словесний) та інформаційно рецептивний (наочний).
2. За рівнем викладу використовують словесний метод – лекція, розповідь, пояснення, бесіда, інструктаж; наочний пояснювально-ілюстративний метод – демонстрація, ілюстрація; практичний – лабораторна робота, розв?язування задач, вправ, ситуацій.
3. За рівнем самостійної розумової діяльності використовують методи: проблемного викладання, частково-пошуковий та евристичний, дослідницький та спонукальний методи.
4. За характером логіки пізнання використовують методи: аналітичний, синтетичний, аналітико-синтетичний, індуктивний, дедуктивний методи.
Методи, які застосовуються під час проведення занять:
- лекції проводяться у формі бесіди, дискусії, з використанням схем, різного роздаткового матеріалу та мультимедійних технологій;
- лабораторні заняття проводяться у формі виконання лабораторних завдань, пошукових робіт; виконання тестових та контрольних робіт;
- самостійна робота проводиться у формі виконання індивідуальних завдань, їх оформлення та захисту.
Критерії оцінювання результатів навчання: Розподіл балів у 100-бальній шкалі
Письмово-усний контроль, самостійна робота ¬ - 60 балів
Захист лабораторних робіт - 40 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 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 явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 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 – 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 – («не атестований» 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.
Рекомендована література: Базова
1. Сухарев та ін. Техноекологія та охорона навколишнього середовища: Навч. пос. для студентів ВНЗ. Львів. «Новий світ», 2004. 256 с.
2. Зниження забруднення навколишнього середовища: тенденції та стратегії: Навчадьний посібник / Пардіп Сінгх, Аджай Кумар, Анвеша Бортакур.-2019. Глава 1-16.
3. Швед О. В., Петріна Р. О., Комаровська-Порознявець О. З., Новіков В. П. Екологічна біотехнологія : навч. посіб. у 2 кн. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2018. Кн І. 424 с. Кн ІІ. 368 с.
4. Черниш Є. Ю., Пляцук Л. Д. Проблематика створення ефективної біотехнологічної системи анаеробної переробки осадів промислових стоків. Збірник наукових статей ІІІ Всеукраїнського з’їзду екологів за міжнародної участі (Екологія/Ecology – 2011). 2011. Т. 2. С. 49–51.
5. Пляцук Л. Д., Черниш Є. Ю. Екологічна біотехнологія: принципи створення біотехнологічних виробництв : навч. посіб. Суми: Сумський державний університет, 2018. 293 с.
6. Стольберг Ф. В. Ладиженский В. Н., Спірін А. И. Біоплато – ефективна малозатратна екотехнологія очистки стічних вод. Екологiя довкiлля та безпека життєдіяльності. 2003. №3. С. 32?34.
7. Пирог Т.П. Загальна біотехнологія [Текст]: підручник / Т.П. Пирог, О.А. Ігнатова. – К.: НУХТ, 2009. – 336 с.
8. Кухар В., Кузьмінський Є., Ігнатюк О., Голуб Н. Екобіотехнологія та біоенергетика: проблеми становлення і розвитку. Вісник НАН України. 2005. № 9. С. 3–18.
9. Біоконверсія//Енциклопедія Сучасної України: електронна версія [веб-сайт]/ гол. редкол.: І. М. Дзюба, А. І. Жуковський, М. Г. Железняк та ін.
10. Голуб Н.Б., Щурська К.О., Кузьмінський Є.В. Переробка біомаси. Лабораторний практикум. Електронний ресурс. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 76 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/42258
11. Pasenko А. V., Nykyforova E. O. (2018). Biotechnology of preparationy and of the use of sediment of sewage as a fertilizermeliorant. Water Supply and Wastewater Disposal: Monografie (pp. 231-241). Lublin: Lublin University of Technology.
12. Основи токсикології. Доклінічні токсикологічні дослідження фармацевтичних продуктів / П. К. Гупта. - 2016. - 165-171с.
Допоміжна
1. Галяс В.Л. Біохімічний і біотехнологічний словник [Текст] / В.Л. Галяс, А.Г. Колотницький. – Л.: Оріяна-Нова, 2006. – 468 с
2. Кучеренко М.Е. Сучасні методи біохімічних досліджень [Текст] / М.Е. Кучеренко, Ю.Д. Бабенюк, В.М. Войціцький. – К. : Фітосоціоцентр, 2001. – 424 с.
3. Біоконверсія //Енциклопедія Сучасної України: електронна версія [веб-сайт]/ гол. редкол.: І. М. Дзюба, А. І. Жуковський, М. Г. Железняк та ін.
4. Основи токсикології. Доклінічні токсикологічні дослідження фармацевтичних продуктів / П. К. Гупта. - 2016. - 165-171с.
5. Герасименко В.Г. Біотехнологія [Текст]: підручник / В.Г. Герасименко, М.О. Герасименко, А.І. Цвіліховський та ін. – К.: ІНКОС, 2006. – 647 с.
6. Кучеренко М.Е. Сучасні методи біохімічних досліджень [Текст] / М.Е. Кучеренко, Ю.Д. Бабенюк, В.М. Войціцький. – К.: Фітосоціоцентр, 2001. – 424 с. 15.
7. Загірняк М. В., Мальований М. С., Самешова Д., Козловська Т. Ф., Єлізаров М. А., Штрбова Е., Шлик С. В., Дігтяр С. В. Екологічна біотехнологія переробки синьо-зелених водоростей: монографія. Кременчук: ПП Щербатих О.В., 2017. 104 с.
8. Bioconversion. The bioconversion process is a biological catalysis that uses either microorganisms or enzymes. From: Encyclopedia of Microbiology (Third Edition), 2009
9. Biotransformation. Tanya C. McCarthy, Christopher J. Sinal, in Encyclopedia of Toxicology (Second Edition), 2005
10. Physical Factors’ Influence on Chlorella vulgaris Microalgae Development and Lipid Biosynthesis/ N.B. Golub, I.I. Levtun //Series: Renewable Energy: Research, Development and Policies, Nova science publishing. – 2019. 317 p
11. Щеглова Н. С., Карпенко О. Я., Вільданова Р. І., Грабас К., Новіков В. П. Біосурфактанти – стимулятори нафтоокиснювальних мікроорганізмів. Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка». 2008. № 622. С. 140–143.
12. Malovanyy, M., Moroz, O., Hnatush, S., Maslovska, O., Zhuk, V., Petrushka, I., Nykyforov, V., Sereda, A. (2019). Perspective Technologies of the Treatment of the Wastewaters with High Content of Organic Pollutants and Ammoniacal Nitrogen. J. Ecol. Eng., 20(2), 8-15.
13. НАН України, НТШ. Київ: Інститут енциклопедичних досліджень НАН України, 2006. URL: https://esu.com.ua/search_articles.php?id=35297
14. Щеглова Н. С., Карпенко О. Я., Вільданова Р. І., Грабас К., Новіков В. П. Біосурфактанти – стимулятори нафтоокиснювальних мікроорганізмів. Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка». 2008. № 622. С. 140–143.
15. Черниш Є. Ю., Пляцук Л. Д. Проблематика створення ефективної біотехнологічної системи анаеробної переробки осадів промислових стоків. Збірник наукових статей ІІІ Всеукраїнського з’їзду екологів за міжнародної участі (Екологія/Ecology – 2011). 2011. Т. 2. С. 49–51.
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).