Kursusansvarlig

Simon Craige

Semesterplacering

Forår (13-ugers perioden)

ECTS

7,5

Undervisningssprog

Dansk og engelsk

Kursustype

Obligatorisk

Forudsætninger

Kompetencer svarende til deltagelse i kurserne Mikrobiologi, Teknisk kemi, Kemiske enhedsoperationer, Matematik 1 og Statistik samt Almen og organisk kemi anbefales. 

Formål

Formålet med kurset er at give den studerende teoretisk og praktisk erfaring med løsning af fermenteringsteknologiske problemstillinger.  Ved brug af matematiske beskrivelser af fermentering, vil den studerende kunne beskrive hvordan forskellige fermenteringssystemer forløber og hvordan forskellige parametre kan påvirke udbytte af en fermenteringsproces. Dette vil gøre den studerende i stand til at bestemme forskellige fermenterings karakteristika, såsom yield og vækstrate baseret på eksperimentielt data.  

Indhold

• Masse- og energibalancer
• Matematisk beskrivelse af fermenteringsprocesser
• Massetransport
• Mikrobiel kinetik (vækst, substratoptagelse og produktdannelse)
• Udføre og evaluere beregninger af mikrobiel kinetik ud fra datasæt
• Modellering af fermenteringssystemer baseret på eksperimentelle data
• Praktisk fermentering med fokus på sterilisering af fermentorer, opformering og innokulering af mikroorganismer samt prøvetagning og dataopsamling under fermentering

Læringsmål

Den studerende forventes efter at have gennemført kurset at kunne: 

Viden

• Beskrive hvordan temperatur, total tryk, oxygen partialtryk og tilstedeværelse af opløst og suspenderet materiale i vækstmedie har effekt på oxygenopløseligheden og oxygenmassetransporthastigheden i en fermentor
• Beskrive teknikker til eksperimentel bestemmelse af K_La til steady state og dynamisk oxygentransport samt teknikkernes begrænsninger
• Beskrive forskellige reaktordesigns opbygning og de vigtigste kontrolparametre
• Beskrive hvordan mikrober tilpasser sig i givne fermenteringsmiljøer
• Beskrive de vigtigste komponenter, der udgør et fermenteringsmedie
• Beskrive de forskellige dele af en laboratorieskala-fermentor
• Kunne udføre opsætning, mediefremstilling, sterilisering, innokulation, måling samt prøvetagning på en laboratorieskala-fermentor

Færdigheder

• Udføre massebalanceberegninger ud fra støkiometriske principper for steady state fermenteringer
• Udføre og evaluere beregninger af mikrobiel kinetik
• Anvendelse af grafiske metoder til evaluering af mikrobiel kinetik og udvælgelse af relevante modeller til beskrivelse af mikrobiel kinetik
• Foretage online data opsamling af relevante styringsparametre (f.eks. pH, OD og CO₂)
• Anvende statistiske metoder til vurdering af udførte fermenteringer

Kompetencer 

• Opstille og anvende matematiske udtryk til bestemmelse af paramtre for mikrobiel kinetik ud fra eksperimentelle data f.eks. udbyttekonstanter, væksthastighed og substratforbrugs
• Evaluere hvordan en ændring af fermenteringsparametre f.eks. temperatur påvirker udbytte af fermenteringsprocessen
• Kunne fortolke eksperimentelle datasæt for fermentering fra videnskabelig litteratur
• Identificere relevant data som skal indsamles for at monitorere fermenteringer og forslå metoder for hvordan sådanne data kan indsamles

Formålet med kursets laboratoriedel (svarende til 4 ECTS) skal illustrere, uddybe og forankre de teoretiske principper gennem praktiske øvelser bestående af eks. massebalancer og mikrobiel kinetik.

Undervisningsform

Holdundervisning, opgaveregning, laboratorieøvelser og firmabesøg

Forudsætninger for prøvedeltagelse

• Opfyldelse af deltagelsespligten, som beskrevet i studieordningens afsnit 2.4
• Deltagelse i alle planlagte aktiviteter med eksterne undervisere
• Deltagelse i laboratorieøvelser samt godkendelse af de hertil hørende rapporter
• Deltagelse i alle planlagte firmabesøg

Prøve og hjælpemidler

• Skriftlig prøve om fermenteringsteknologi og metoder. Prøvens varighed: 2 timer.  

Tilladte hjælpemidler: Lærebøger, noter og matematik-/regneprogram. Ingen internetadgang.

• Mundtlig prøve baseret på en udvalgt laboratorie øvelse plus et teoretisk emne fra kurset. Prøvens varighed: 30 min. Ingen forberedelsestid

Tilladte hjælpemidler: Laboratorierapporter. Ingen internetadgang.

I den endelige bedømmelse vægtes prøven således:

Den mundtlige prøve (50%) og den skriftlige prøve (50%). Hver prøve skal bestås for at bestå kurset som helhed.

Prøveformen for 2. omprøveforsøg og følgende prøveforsøg kan adskille sig fra det ovenfor beskrevne hvis dette besluttes af den kursusansvarlige.

Censur

Ekstern

Bedømmelse

7-trinsskalaen