Modulhandbuch

Biotechnische Verfahren

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Das Modul "Biotechnische Verfahren" vermittelt im Kontext von Nachhaltigkeit und nachhaltiger
Verfahrensoptimierung Kenntnisse sowohl von Recycling und Bionik als auch vertiefende praktische Erfahrungen bei der Durchführung von Bioprozessen.
Im Modulbaustein Recyclingtechnik/Bionik werden neben den theoretischen Grundlagen die verschiedenen physikalisch-chemischen Trennverfahren von Abfall, deren unterschiedliche Verwertungsmöglichkeiten wie auch die Grundlagen der Deponietechnik behandelt.
Die Studierenden müssen im Bereich der Recyclingtechnik und der Bionik
1) die thermodynamischen Grundlagen des Recyclings wie auch von biologischen Systemen erläutern können,
2) in der Lage sein, die augenblickliche Recyclingsituation weltweit geschichtlich einordnen zu können,
3) die material-technischen Unterschiede der verschiedenen zu recyclierenden Werkstoffe kennen,
4) bionische Vorbilder für Bio-Kunststoffe, natürliche Klebstoffe und naturnahe Verpackungsarten wie auch bionische Vorbilder für solare Energietechniken kennen,
5) die verschiedenen physikalisch- chemischen Trennverfahren kennen,
6) die verschiedenen technischen Recyclingverfahren und ihre Unterschiede zu bionischen Recycling kennen,
7) die verschiedenen physikalisch- chemischen Abfallbehandlungsverfahren kennen,
8) bei praxisbezogenen Fragestellungen die zugrunde liegenden chemisch-technischen Prinzipien erkennen können,
9) geeignete Verfahren für gegebene Probleme selbständig aufzeigen und beurteilen können
10) Unterschiede zu biologischen Systemen aufzeigen können.
Im Modulbaustein "Biologische Verfahren" sollen die Studierenden lernen
11) einen biotechnologischen Produktionsprozess einschließlich Planung, Upstream- und Downstream-Processing, Prozessüberwachung und -interpretation exemplarisch durchführen zu können,
12) vorgegebene Fragestellungen aus der Bioverfahrenstechnik in Teamarbeit selbständig lösen zu können.

Dauer 2
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 165
ECTS 6.0
Leistungspunkte Noten

Technikum Biologische Verfahren: Mündliche Note + Note für die Laborprotokolle
Recyclingtechnik und Bionik: mündliche Prüfung.
Die Modulnote ergibt sich aus 1/4 der Note "Technikum biologische Verfahren" und 3/4 der Note aus
"Recyclingtechnik und Bionik".

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Christiane Zell

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Semester
Veranstaltungen

Recyclingtechnik und Bionik

Art Vorlesung
Nr. M+V457
SWS 2.0
Lerninhalt

a) Grundlagen der Recyclingtechnik, kurze Geschichte der Abfalltechnik, Grundlagen der Toxikologie, Definition des Begriffs Abfall, Definition der verschiedenen Recyclingarten, Einführen des Begriffs "ökologischer Rucksack", Energieproblematik.
B) Recycling von Metallen, Anwendungsbeispiele technischer Metalle, physikalisches Trennen, chemisches Trennen, Wiederaufarbeitung in der Kerntechnik, Grenzen des Metallrecyclings.
C) Recycling von Nichtmetall-Werkstoffen, aufgezeigt an den Beispielen Beton, Glas, Keramik, Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste, chemisches Recyclieren von Urethanen, Grenzen des Kunststoffrecyclings.
D) Grundlagen der Bionik, Was ist Leben, Leben als thermodynamischer Prozess, wie funktioniert Evolution, welche Werkstoffe benutzt die Natur, Evolution und Optimierung.
E) Bionik als Alternative, Übertragbarkeit bionischer Ansätze auf technische Prozesse, wie biologischer Beispiele solarer Energietechnik, Designvorschläge aus der Natur, Biomineralisation, natürliche Klebstoffe, Bio-Kunststoffe, Bioverpackungen, Biooberflächen zur Widerstandsverminderung usw.

Literatur

Wird in der Vorlesung bekannt gegeben.

Technikum Biologische Verfahren

Art Labor
Nr. M+V454
SWS 2.0
Lerninhalt

A) Fermentation von Mikroorganismen im Technikumsmaßstab unter Berücksichtigung verschiedener Prozessgrößen
B) Downstream Processing z. B. Zellhomogenisation und Cross Flow-Filtration
C) Freier Versuch aus der Biotechnik
D) Exkursion

Literatur

- Biologische Verfahren - Skript zum Labor, Zell, C., 2011
- Practical Fermentation Technology, McNeil, B; Harvey, L. M., Wiley-VCH, 2008