Die Vorlesung startet im WS 2023/24 am 24. Oktober mit einer Vorlesungsdoppelstunde! Die Übung startet voraussichtlich am 31. Oktober 2023.  

• Einsatzfelder und Produktgruppen der Bioverfahrenstechnik
• Stellung und Aufgaben der Mikrobiologie, Molekularbiologie und Biochemie
• Messen, Regeln und Steuern von Prozessen, Bioreaktortechnik
• Integrierte Prozesse und Verfahrensentwicklung
• Grundlagen der Biokatalyse; Prinzipien der Prozessmodellierung

Die Vorlesung ist in vier thematische Blöcke eingeteilt. Die Vorlesungsunterlagen zu den Blöcken finden Sie im entsprechenden OpenOlat-Kurs. Um die Unterlagen über die untenstehenden Links aufrufen zu können, müssen Sie dem OpenOlat-Kurs beigetreten sein und das in der Vorlesung mitgeteilte Passwort verwenden. Die Weitergabe der Unterlagen an Dritte ist nicht gestattet!

Block I: Einführung

• Einleitung (Vorlesungsfolien)

Zusatzinformationen:

• Wichtige Verbindungsklassen (Zusatzfolien)
• Biotechnologische Produkte (Zusatzfolien)
• Geschichte der Bioverfahrenstechnik (Literatur)
• Antibiotika in der Antike (Tageszeitung)
• Antibiotika in der Antike (Originalpublikation)
• Mikroorganismen und der Mensch (Tageszeitung)

Block II: Biologische Systeme

• Biologische Systeme (Vorlesungsfolien)
• Selbsttest 1: Pro- und Eukaryoten
• Selbsttest 2: Zusammensetzung und Eigenschaften von Kultivierungsmedien
• Selbsttest 3: Mikrobieller Stoffwechsel

Zusatzinformationen:

• Kohlenhydratabbau in Mikroorganismen (Literatur)
• Proteinbiosynthese (Zusatzfolien)
• Transportersysteme (Zusatzfolien)
• Prozessrelevante Eigenschaften von biologischen Systemen (Zusatzfolien)
• Facilitated Diffusion (Animation)
• Group Translocation (Animation)
• Active Transport (Animation)

Block III: Zellwachstum

• Zellwachstum (Vorlesungsfolien)
• Selbsttest 4: Mikrobielles Wachstum
• Selbsttest 5: Kinetik mikrobiellen Wachstums

Zusatzinformationen:

• Das Monod-Modell (Literatur; Originalarbeit von J. Monod (1949))

Block IV: Modellierung

• Bioprozessmodellierung (Vorlesungsfolien)
• Lernvideo 11a: Einführung in Berkely-Madonna (für die Grundlagenvorlesung sind nur die ca. 10 ersten Minuten relevant)

Programme für Berkeley-Madonna:

• Wachstum und Substratverbrauch bei E. coli (Datei)
• Berechnung der Wachstumsrate nach verschiedenen Ansätzen (Datei)
• Berechnung der Wachstumsrate bei verschiedenen Hemmtypen (Datei)
• Berechnung der Wachstumsrate bei verschiedenen Substrathemmungen (Datei)
• Berechnung der Wachstumsrate bei verschiedenen Produkthemmungen (Datei)
• Modellierung einer Ethanol-Batchfermentation mit Saccharomyces cerevisiae (Datei)

Block V: Bioreaktoren

• Bioreaktoren (Vorlesungsfolien)
• Wärme- und Stoffübergang in Bioreaktoren (Vorlesungsfolien)

Block VI: Verfahren & Produkte

• Fermentationsverfahren (Vorlesungsfolien)
• Produktbildung (Vorlesungsfolien)

Programme für Berkeley-Madonna:

• Modellierung einer Fed-Batchfermentation (Datei)
• Modellierung einer kontinuierlichen Fermentation (Chemostat) (Datei)
• Zeitlicher Verlauf einer kontinuierlichen Fermentation (Datei)

Übungen

• Übung 1
• Übung 2
• Übung 3
• Übung 4
• Die Übung am 28.11.2023 wird eine Übung zur Wiederholung der bisher wichtigsten Punkte
• Übung 5
• Übung 6
• Übung 7
• Übung 8, Daten zu Übung 8
• Übung 9, Daten zu Übung 9
• Übung 10
• Übung 11

Selbsttests finden Sie im OLAT in dem Kurs Grundlagen der BioVT- Selbsttests.

Lösungen zu den Übungen

• Lösung Übung 1
• Lösung Übung 2
• Lösung Übung 3
• Lösung Übung 4
• Lösung Wiederholung mikrobielles Wachstum
• Lösung Übung 5
• Lösung Übung 6
• Lösung Übung 7
• Lösung Übung 8
• Lösung Übung 9
• Lösung Übung 10
• Lösung Übung 11

Hinweise zur Nutzung von Berkeley-Madonna:

• Um die in Olat hinterlegten Programme unter Berkeley-Madonna verwenden zu können, gehen Sie bitte wie folgt vor:
• Laden Sie sich von der Seite Berkeley-Madonna  die für Ihr Betriebssystem geeignete kostenlose Testversion des Programmes herunter.
• Starten Sie das Programm und wählen Sie "Demo Mode" aus.
• Öffnen Sie die pdf-Dateien mit dem jeweiligen Programm.
• Markieren Sie den Text im pdf-Dokument und kopieren Sie ihn in die Zwischenablage (z. B. STRG + C) und fügen den Text anschließend in das geöffnete Eingabefenster in Berkeley Madonna ein (z. B. STRG + V). Überschreiben Sie dabei bitte die Angaben, die sich in dem Eingabefenster automatisch befinden, oder löschel tratS tim negon Sie diese vorher.
• Drücken Sie das Feld "Run" im Programmfenster. Im Anschluss sehen Sie die nummerische Lösung des Programmes in einem neuen Fenster.
• Weitere Funktionen zum Programm werden in der Vorlesung kurz vorgestellt. Bitte beachten Sie, dass in der Demoversion Änderungen im Programm nicht gespeichert werden können! Sie können die Änderungen aber einfach in einen beliebigen Texteditor kopieren und als Textdokument speichern und dieses bei Bedarf neu in Berkeley Madonna hineinkopieren.

  Lehrvideos zur Vor- oder Nachbereitung der Vorlesung

  ACHTUNG: Prüfungsrelevant sind ALLEINE die Inhalte der Vorlesung und der Übung im JEWEILS AKTUELLEN STUDIENJAHR. Die Inhalte von Vorlesung und Übung können sich gegenüber der aufgezeichneten Vorlesung geändert haben (z. B. Inhalte ergänzt oder gestrichen). Das alleinige Ansehen der hier verlinkten Lehrvideos ersetzt nicht den Besuch der Vorlesung!

  Block I: Einführung

• Lernvideo 1: Biotechnologie im Altertum
• Lernvideo 2: Biotechnologie im Mittelalter
• Lernvideo 3: Biotechnologie im Übergang zur Neuzeit

• Block II: Biologische Systeme

• Lernvideo 4: Ein kurzer Ausflug in die Zellbiologie
• Lernvideo 5: Ein kurzer Ausflug in die Mikrobiologie
• Lernvideo 6: Wichtige Stoffwechselwege

• Block III: Zellwachstum

• Lernvideo 7: Das exponentielle Wachstumsgesetz
• Lernvideo 8: Die Wachstumskurve im Batchprozess
• Lernvideo 9: Michaelis-Menten & Monod
• Lernvideo 10: Die erweiterte Monod-Kinetik

• Block IV: Modellierung

• Lernvideo 11a: Einführung in Berkely-Madonna (für die Grundlagenvorlesung sind nur die ca. 10 ersten Minuten relevant)
• Lernvideo 11b: Einfache Wachstumsmodelle in Berkeley Madonna

• Block V: Bioreaktoren

• Lernvideo 12a: Aufbau und Betrieb von Bioreaktoren
• Lernvideo 12b: Klassifizierung und Auslegung von Bioreaktoren
• Lernvideo 13: Mischzeit im Bioreaktor
• Lernvideo 14: Wärmeübergang im Bioreaktor
• Lernvideo 15a: Stoffübergang im Bioreaktor
• Lernvideo 15b: Experimentelle Bestimmung des Kla-Wertes

• Block VI: Verfahren & Produkte

• Lernvideo 16a: Einführung in die Prozessführung
• Lernvideo 16b: Fed-Batch-Prozess
• Lernvideo 16c: Kontinuierliche Bioprozesse
• Lernvideo 17: Produktbildung in Bioprozessen