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Description
(Text)
Die rote Biotechnologie" boomt, die weiße Biotechnologie" steht vor dem Durchbruch. Damit steigt der Bedarf an gut ausgebildeten Fachkräften, die über Know-how zu Planung, Auslegung und Betrieb biotechnologischer Produktionsprozesse verfügen.
Ein wesentlicher Bestandteil der modernen biotechnischen (Hochschul-)Ausbildung ist die praktische Durchführung von Kultivierungsexperimenten mit Mikroorganismen oder Zellen (tierische oder humane) in Bioreaktoren. Allerdings lassen sich dabei meist nur einfache Experimente (z. B. batch-Verfahren) realisieren, da der zeitliche und finanzielle Rahmen begrenzt ist.
Ziel dieses Buches ist es, in Verbindung mit einem einfach zu bedienenden Simulator - einem Bioreaktor auf DVD - Studierenden der Biotechnologie, Bioverfahrenstechnik, Bioingenieurwissenschaften sowie Technische AssistentInnen ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das die biotechnologische Ausbildung anhand von ausgearbeiteten Simulationsexperimenten im Hinblick auf die Prozessführung, die Modellierung und die Regelungstechnik unterstützt. Die besondere Stärke des interaktiven Simulators liegt darin, die Lernenden effektiv auf die Durchführung realer Kultivierungsexperimente vorzubereiten. Die Simulation ist auch für einzelne Nutzer außerhalb eines Kurses auf dem privaten PC geeignet.
(Table of content)
0 Einführung .- 1 Bioreaktortechnik.- 1.1 Terminologie, Übersicht. 1.2 Bioreaktorpraxis Aufbau, Anlagentechnik und Instrumentierung.- 2 Charakterisierung von Bioreaktoren.- 2.1 Leistungseintrag. 2.2 Mischzeit. 2.3 Sauerstoffeintrag in Kulturmedien. 2.4 Wärmeübergang. 2.5 Schaumbildung. 2.6 Scale-up.- 3 Betrieb von Bioreaktoren.- 3.1 Sterilisation. 3.2 Betriebsweisen und Prozesskenngrößen. 3.3 Batch (Satz-)-Betrieb. 3.4 Kontinuierlicher Betrieb. 3.5 Zulaufsatz-Betrieb (fed batch-Betrieb). 3.6 Vorkultivierung und Prozesskette.- 4 Charakterisierung der Kinetik von Kultivierungsprozessen.- 4.1 Einführung in die Modellbildung. 4.2 Charakteristika ausgewählter Beispielprozesse und Planung prozesstechnischer Experimente zur Kinetik.- 5 Automation von Bioreaktoren.- 5.1 Aufgaben der Automation von Bioreaktoren. 5.2 Regelkreise.- Simulationsexperimente.- 0 Einführung.- Einführende Simulation eines biotechnischen Prozesses.- 1 Bioreaktortechnik.- Prozessleittechnik an Bioreaktoren (Grundfunktionen).- 2 Charakterisierung von Bioreaktoren.- Sterilisation von Bioreaktoren. Bestimmung des Sauerstoffübergangskoeffizienten KLa. Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten. Maßstabsübertragung in Bioreaktoren.- 3 Charakterisierung der Kinetik von Kultivierungsprozessen.- Satz-Kultivierungen zur Analyse wichtiger Prozessparameter. Kontinuierliche Kultivierungen zur Bestimmung wichtiger Prozessparameter. Charakterisierung von Kultivierungsprozessen. Zulauf-Satz-Kultivierungen zur Prozessoptimierung.- 4 Automation von Bioreaktoren.- Entwurf einer Temperatur-Regelung. Entwurf einer ph-Regelung. Entwurf einer Gelöstsauerstoff-Regelung. Entwurf einer Antischaum-Regelung.- Anhang / CD-Text.- 0 Hard- und Softwarevoraussetzungen. 1 Installation. 2 Betrieb des Simulators. 3 Technische Daten zum Simulator.
(Author portrait)
Prof. Dr.-Ing. Volker C. Hass, geb. 1963 in Hamburg. 1982-1987 Studium der Verfahrenstechnik und des Biochemical Engineering in Hannover, Hamburg und Birmingham, UK. 1995 Promotion TU Hamburg-Harburg, Bioverfahrenstechnik und Regelungstechnik. 1993-1997 Amt für Wasserwirtschaft, Hamburg. 1997-1998 Post Doc am GKSS Forschungszentrum Geesthacht, 1998-2001 Professor für Umwelt- und Bioverfahrenstechnik an der FH Jena. Seit 2001 Professor für Verfahrenstechnik und Systemdynamik im Institut für Umwelt- und Biotechnik an der Hochschule Bremen. Seit 1995 verschiedene Lehraufträge an der HAW Hamburg, FH Jena und Jacob s University Bremen. 2002 -2004 Studiengangskoordinator Umwelttechnik. Etwa 60 Publikationen und Tagungsbeiträge zu den Themen Bioverfahrenstechnik, Modellierung und Regelung von Bioreaktoren, Umwelttechnik.
