Σκοπός

Η εκπαίδευση στα αντικείμενα της ανάλυσης, του σχεδιασμού, του ελέγχου και της βελτιστοποίησης βιοδιεργασιών. Στο μάθημα χρησιμοποιούνται τα βασικά εργαλεία της χημικής μηχανικής στο σχεδιασμό και στη λειτουργία βιοαντιδραστήρων κυττάρων και ενζύμων.

Περιεχόμενα

Η μικροβιακή ανάπτυξη με κατανάλωση υποστρωμάτων και παραγωγή μεταβολικών προϊόντων ως συνολική αντίδραση. Στοιχειομετρία συνολικών αντιδράσεων. Κινητική ενζυμικών δράσεων. Σύνθετες ενζυμικές δράσεις. Επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων στην κινητική των ενζυμικών δράσεων. Συστήματα ακινητοποιημένων ενζύμων. Συστήματα ενζυμικών βιοαντιδραστήρων. Ημίσειες μικροβιακές αντιδράσεις. Προσδιορισμός της στοιχειομετρίας συνολικής αντίδρασης της κυτταρικής ανάπτυξης με βάση την θερμοδυναμική. Κινητικά μοντέλα κυτταρικής ανάπτυξης. Κινητική παραγωγής μεταβολικών προϊόντων. Επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων στην κινητική της κυτταρικής ανάπτυξης. Μη δομημένα και δομημένα μοντέλα μικροβιακής ανάπτυξης. Ισοζύγια μάζας σε βιοαντιδραστήρες κυττάρων. Επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων στην κινητική της κυτταρικής ανάπτυξης. Συστήματα Τύποι βιοαντιδραστήρων. Βιοαντιδραστήρες διαλείποντος, συνεχούς και ημιδιαλείποντος έργου. Βιοαντιδραστήρες εμβολικής ροής. Διαστασιολόγηση βιοαντιδραστήρων. Μικτές καλλιέργειες μικροοργανισμών. Μικροβιακές αλληλεπιδράσεις. Μεταφορά οξυγόνου σε καλλιέργειες κυττάρων. Διαλυτότητα του οξυγόνου. Παράγοντες που επηρεάζουν τη μεταφορά οξυγόνου σε βιοαντιδραστήρες. Απαίτηση των κυττάρων σε οξυγόνο. Προσδιορισμός kLα. Διατάξεις μηχανικής ανάδευσης. Πρότυπα και μηχανισμοί ανάμειξης. Προσδιορισμός αποτελεσματικότητας της ανάμειξης. Ενεργειακές απαιτήσεις της ανάδευσης. Θερμική καταστροφή μικροοργανισμών. Αποστείρωση διαλείποντος και συνεχούς έργου. Αποστείρωση με διήθηση. Αποστείρωση αέριων ρευμάτων Ετερογενείς αντιδράσεις και βιοτεχνολογικές διεργασίες. Στερεοί βιοκαταλύτες. Περιοριστικά φαινόμενα στην κύρια φάση του ρευστού. Ακινητοποιημένα ένζυμα. Αντίδραση στο εσωτερικό στερεού βιοκαταλύτη. Άμβλυνση περιορισμών λόγω μεταφοράς μάζας. Ετερογενής μικροβιακή ανάπτυξη. Ακινητοποίηση κυττάρων. Κινητική ανάλυση βιοφίλμ. Βιοαντιδραστήρες σταθερής κλίνης. Ανάλυση και σχεδιασμός βιοφίλτρων. Μικτές καλλιέργειες μικροοργανισμών. Μικροβιακές αλληλεπιδράσεις. Διαχωρισμοί Βιολογικών προϊόντων. Απομόνωση και καθαρισμός βιολογικών προϊόντων.

Πρόγραμμα διδασκαλίας

Εκπαιδευτική Διαδικασία

Το Α' μέρος του μαθήματος θα διεξάγεται από την κ.Μαμμά 

Το Β' μέρος του μαθήματος θα διεξάγεται από τον κ.Λυμπεράτο 

Φροντιστηριακές ασκήσεις θα γίνονται ενσωματωμένα στο κυρίως μάθημα.