 | Кафедра трансляційної медичної біоінженерії |
[BF38.1] Біотехнологія та біоінженерія. Частина 1. Основи біотехнології
Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
| Галузь знань | - |
| Спеціальність | |
| Освітня програма | 163Б РБІ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 32311)163Б РБФІ+ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 58754) |
| Статус дисципліни | Нормативна |
| Форма здобуття вищої освіти | Очна |
| Рік підготовки, семестр | 2 курс, весняний семестр |
| Обсяг дисципліни | 6 кред. (Лекц. 54 год, Практ. 18 год, Лаб. 18 год, СРС. 90 год ) |
| Семестровий контроль/контрольні заходи | Екзамен |
| Розклад занять | https://rozklad.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лекц.: Луценко Т. М., Практ.: Дронько Л. М., Лаб.: Дронько Л. М., |
| Розміщення курсу | https://classroom.google.com/u/2/c/NDYyOTcwOTE1MzE2 |
Програма навчальної дисципліни
1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Що буде вивчатися.
У межах оволодівання дисципліною "Біотехнологія та біоінженерія" при опануванні першї частини "Основи біотехнології" здобувачі будуть вивчати основи біотехнологічних процесів; опанують основні особливості підготовки обладнання, комунікацій, сировини, матеріалу, персоналу, тощо, до роботи з біологічними об’єктами; навчяться здійснювати технологічні процеси біологічного синтезу різних груп біологічних об’єктів (бактерії, грибів, культур клітин, тощо). Також, здобувачі ознайомляться з основними процесами очистки та виділення цільових продуктів в необхідному вигляді, для подальшого застосування, використовуючи різноманітні процеси (фільтрування, осадження, концентрування, сушіння, тощо). На завершальному етапі вивчення освітнього компоненту здобувачі познайомляться з процесами переробки та утилізації відходів з використанням біотехнологічних підходів.
У межах опанування другої частини "Процеси та апарати у біоінженерії" здобувач буде вивчати процеси і апарати біоінженерних виробництв; ознайомиться з основними групами технологічних процесів в залежності від рушійної сили (теплові, масообмінні, гідродинамічні процеси, тощо); оволодіє навиками підбору та розрахунку технологічного обладнання в залежності від його призначення та процесів, що в ньому відбуваються. Ознацойомиться з особливостями технологічного обладнання для виробництва лікарських засобів та медичних виробів, а також способоми востями технологчного обладнання для проведення визначених технологічних операційї.
Чому це цікаво/треба вивчати.
Біотехнологія – міждисциплінарна галузь, що виникла на стику біологічних, хімічних і технічних наук, яка вивчає використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві корисних для людства речовин. Таким чином біотехнологія – це комплекс фундаментальних і прикладних наук, технічних засобів, спрямованих на одержання і використання клітин мікроорганізмів, тварин і рослин, а також продуктів їх життєдіяльності: ферментів, амінокислот, вітамінів, антибіотиків та ін. Біотехнологія, яка включає промислову мікробіологію, базується на використанні знань і методів біохімії, мікробіології, генетики і хімічної технології, що дає змогу одержати користь у технологічних процесах із властивостей мікроорганізмів та клітинних культур. Що стосується більш сучасних біотехнологічних процесів, то вони базуються на методах рекомбінантних ДНК, а також на використанні іммобілізованих ферментів, клітин і клітинних органел.
На сьогоднішній день, з розвитком біотехнології пов'язують вирішення глобальних проблем людства – таких як ліквідацію недостачі продовольства, енергії, мінеральних ресурсів, поліпшення стану охорони здоров'я і якості навколишнього середовища.
Основними напрямки досліджень біотехнології являються:
- розроблення наукових основ створення нових біотехнологій за допомогою методів молекулярної біології, генетичної та клітинної інженерії;
- одержання й використання біомаси мікроорганізмів і продуктів мікробіологічного синтезу;
- вивчення фізико-хімічних та біохімічних основ біотехнологічних процесів;
- використання вірусів для створення нових біотехнологій.
Таким чином, знання отримані при вивченнні першої частини "Основм біотехнології" являється основною базою для підготовки висококваліфікованих спеціалістів за Освітньою програмою «Регенеративна та біофармацевчична інженерія» та дозволяє здобувачам опанувати ряд основних компетентносте та навичок передбачених нею.
Друга частина "Процеси та апарати у біоінженерії" присвячена оопануванні комплексними підходами до реалізації основних процесів. Оцінити можливості та в повній мірі засвоїти дані принципи не можливо без знання та розуміння фізико-хімічних та біохімічних процесів які лежать в осново технологічних процесів, та без знання обладнання в якому можна їх реалізувати. В процесі опанування зазначеного освітнього компоненту здобувачі вивчатимуть основні процеси що зустрічаються на біоінженерних виробництвах та обладнання в якому відбувається їх промислова реалізація. Підчас опанування дисципліни здобувачі отримують знання з гідравлічних, гідромеханічних, теплових та масообмінних процесів, які базуються на фундаментальних законах збереження, рівноваги та переносу кількості руху, енергії, маси і обладнання для їх здійснення. Слухачі навчяться застосовувати фізичне та математичне моделювання процесів, яке дозволяє здійснити перехід від лабораторних і теоретичних досліджень до реалізації процесів у промисловості (масштабний перехід).
Чому можна навчитися.
При опануванні освітного компонету "Біотехнологія та біоінженерія. Частина 1. Основи біотехнології" здобувачі отримують:
Знання:
- щодо різноманіття біологічних продуцентів та особливостей використання кожного їх виду:
- щодо підготовки біотехнологічних процесів та їх складових (сировина, матеріали, комунікації, персонал, обладнання, тощо);
- щодо проведення біотехнологічних процесів та їх особливостей в залежності від біологічних об’єктів;
- щодо виділення та очистки цільових продуктів біосинтезу в залежності від їх кінцевого призначення;
- щодо переробки та утилізації відходів з використанням біотехнологічних процесів.
Вміння:
- підбирати біологічні агенти в залежності від кінцевих цілей біосинтезу;
- здійснювати підготовку обладнання, комунікацій, сировини, матеріалів та персоналу до проведення біосинтезу;
- проводити основні біотехнологічні процеси опираючись на характеристики та властивості продуцентів;
- здійснювати виділення та очистку кінцевого продукту в залежності від цільового призначення;
- переробляти та утилізувати підходи з використання біотехнологічних процесів;
- працювати на обладнанні та апаратурі для одержання готових і проміжних продуктів;
- проводити технологічні розрахунки;
- виконувати роботи, які пов’язані з отриманням, дослідженням та застосуванням мікроорганізмів, ферментів, біологічно активних речовин, продуктів біосинтезу і біотрансформації;
- працювати з приладами та обладнанням для дослідження властивостей використовуваних мікроорганізмів, клітинних культур, одержуваних з їх допомогою речовин в лабораторних і промислових умовах;
- працювати на установках і устаткуванні для проведення біотехнологічних процесів.
При опануванні освітного компонету "Біотехнологія та біоінженерія. Частина 2. Процеси та апарати у біоінженерії" здобувачі отримують:
Знання:
- щодо основних біохімічних процесів що використовуються в біомедичні інженерії та біотехнології;
- щодо основного обладнання для реалізації основних процесів в біомедичної інженерії та біотехнології;
- щодо принципів та підходів до масштабування процесів біомедичної інженерії та біотехнології.;
- щодо фундаментальних закономірностей переносу маси, енергії, кількості руху та загальних принципів їх аналітичного опису;
- щодо фізико-хімічихих основ основних гідравлічних, гідромеханічних механічних, тепло- та масообмінних процесів, їх математичних моделей та принципів розрахунку відповідних апаратів;
- щодо конструкції апаратів для реалізації механічних, гідромеханічних, тепло- та масообмінних процесів і особливостей їх розрахунку.
Вміння:
- підбирати обладнання для проведення гідродинамічних, масообмінних та теплових біохімічних процесів;
- розраховувати технологічне обладнання для проведення біохімічних процесів;
- на основі фундаментальних рівнянь статики і кінетики процесів будувати методику розрахунку і виконувати параметричні розрахунки апаратів;
- на основі фундаментальних положень теорії фізичного моделювання розробляти експериментальні установки і виконувати експериментальні дослідження конкретних процесів із узагальненням їх результатів;
- на основі аналізу варіантів здійснювати оптимальний вибір конструктивних схем апаратів для реалізації заданих процесів технологічної схеми.
Як можна користуватися набутими знаннями і уміннями.
Здобуті знання та уміння є важливим інструментом у проведенні науково-дослідних та організаційно-виробничих робіт у галузі біотехнології, регенеративної медицини, біофармецевтичної та біомедичній інженерії.
Програмні компетентності (відповідно до освітньої програми «Регенеративна та біофармацевтична інженерія»):
Інтегральна компетентність:
ІК - Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у біомедичній інженерії або у процесі навчання, що передбачає застосування певних теорій та методів хімічної, біологічної та медичної інженерії, і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
Загальні компетентності:
ЗК 05 - Здатність проведення досліджень на відповідному рівні.
Фахові компетентності:
ФК 03 - Здатність вивчати та застосовувати нові методи та інструменти аналізу, моделювання, проєктування та оптимізації медичних приладів та систем.
ФК 06 - Здатність ефективно використовувати інструменти та методи для аналізу, проєктування, розрахунку та випробувань при розробці біомедичних продуктів і послуг.
ФК 11 - Здатність аналізувати біологічні об’єкти різних форм організації (акаріоти, прокаріоти, еукаріоти: клітини та тканини людини й тварин) та окремі їх частини (білки, нуклеїнови кислоти тощо) використовуючи біологічні, хімічні, фізичні та математичні методи.
ФК 12 - Здатність проєктувати та організовувати виробничі процеси за участю біологічних об’єктів різних форм організації (біологічних агентів) для отримання продуктів біосинтезу чи біотрансформації оздоровчого, профілактичного або лікувального (біофармацевтичного) призначення або для розробки біомедичних технологій.
ФК 13 - Здатність до інтегрованого використання інженерних та біологічних методів для розробки, проєктування, реалізації регенеративних та біофармачевтичних технологій, а також інженерних основ трансляційної медицини.
Програмні результати навчання:
ПРН 01 - Організації та принципів функціонування біологічних об’єктів та окремих їх частин в умовах in vivo та in vitro, а також методів їх вивчення (оцінки) (біологічних, хімічних, фізичних, математичних).
ПРН 04 - Застосовувати знання основ математики, фізики та біофізики, біоінженерії, хімії, інженерної графіки, механіки, опору та міцності матеріалів, властивості газів і рідин, електроніки, інформатики, отримання та аналізу сигналів і зображень, автоматичного управління, системного аналізу та методів прийняття рішень на рівні, необхідному для вирішення задач біомедичної інженерії.
ПРН 19 - Застосовувати знання з хімії та біоінженерії для створення, синтезу та застосування штучних біотехнічних та біологічних об’єктів.
ПРН 20 - Організовувати біоіженерні процеси в залежності від характеристики використовуваного біологічного об’єкта та/або кінцевого продукту.
2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Навчальна дисципліна відноситься до нормативних освітніх компонентів, а саме до циклу професійної підготовки. В структурно-логічній схемі вивчається після опанування «Біохімії» та передує вивченню «Основ стандартизації та промислової інженерії».
3. Зміст навчальної дисципліни
Теми аудиторних занять з освітнього компоненту "Біотехнологія та біоінженерія. Частина 1. Основи біотехнології".
Теми лекційних занять
| № | Тема | Заняття | Тиждень вивчення |
| Розділ 1. Загальна характеристика біотехнології: предмет та об’єкти. | |||
| 1 | Тема 1. Предмет та значення біотехнологічної галузі. Виникнення та основні етапи розвитку біотехнології. Сучасні напрямки розвитку біотехнології та біотехнологічної промисловості. Основні наукові центри та промислові підприємства галузі в Україні. Принципи створення біотехнології. Класифікація біотехнологічних виробництв (процесів). Загальна схема біотехнологічного виробництва. | Лекція 1 | 1 |
| 2 | Тема 2. Біологічні агенти біотехнології. Клітини мікроорганізмів, рослин та тканин як промислові продуценти біологічно активних речовин. Основні вимоги до промислових та промислово-перспективних продуцентів БАР, критерії відбору. Принципи та основи методів селекції промислових штамів. Поняття штаму-продуценту, лінії. Методи зберігання штамів-продуцентів та підтримки цільової активності. Поняття первинних та вторинних метаболітів. | Лекція 2-3, лабораторна робота 1 | 1-2 |
| Розділ 2. Основи біотехнологічних процесів. Підготовчі процеси. | |||
| 3 | Тема 3. Поживні середовища. Класифікація поживних середовищ, що використовуються у біотехнології. Попередники синтезу цільового продукту. Сировинна база біотехнології. Основні джерела головних та мінорних елементів. Ростові фактори. Підбір складу поживного середовища. Принципи створення поживних середовищ, вимоги до компонентів. Особливості поживних середовищ для культивування клітин рослин та тканин. | Лекція 4-5, практичне заняття 1, лабораторна робота 2-3 | 3 |
| 4 | Тема 4. Поняття асептики та стерильності. Способи підтримки асептичних умов. Способи стерилізації обладнання, поживних середовищ та повітря. Інактивація мікроорганізмів та руйнування хімічних сполук під дією фізичних та хімічних факторів. Кінетика стерилізації. Розрахунок ефективності стерилізації рідин. Періодичний спосіб стерилізації. Безперервний спосіб стерилізації. Вибір оптимальних технологічних параметрів стерилізації. | Лекція 6-7 | 4-5 |
| Розділ 3. Основи біотехнологічних процесів. Передферментаційні процеси. | |||
| 5 | Тема 5. Санітарна підготовка виробництва. Технологічні засади санітарної підготовки виробництва. Підготовка, мийка та стерилізація обладнання та комунікацій. Класифікація води, що використовується на виробництві. Приготування води для проведення технологічних процесів. | Лекція 8, лабораторна робота 4 | 5 |
| 6 | Тема 6. Підготовка повітря для технологічного процесу. Розрахунок потреб культури продуцента БАР у розчиненому кисні. Оцінка ефективності очистки та стерилізації повітря. | Лекція 9, практичне заняття 2 | 6 |
| 7 | Тема 7. Підготовка поживних середовищ для виробничого біосинтезу. Зберігання та дозування компонентів поживного середовища, способи стерилізації поживних середовищ для культивування м/о та культур клітин еукаріотів. Контроль якісних показників поживних середовищ. | Лекція 10, практичне заняття 3 | 7 |
| 8 | Тема 8. Посівний матеріал. Одержання посівного матеріалу для поверхневого та глибинного культивування мікроорганізмів. Музейні культури, робочі партії штамів-продуцентів БАР. Збереження та відтворення клітинних ліній еукаріотичних клітин. | Лекція 11-12, практичне заняття 4 | 7-8 |
| Розділ 4. Основи біотехнологічних процесів. Культивування мікроорганізмів. | |||
| 9 | Тема 9. Поверхневий та глибинний способи культивування. Математичні моделі ростових та біосинтетичних процесів. | Лекція 13, лабораторна робота 5 | 9 |
| 10 | Тема 10. Періодичний та безперервний процеси біосинтезу. Періодичне культивування і його графічна інтерпретація. Питома швидкість росту, економічні коефіцієнти, вихід біомаси, ступінь використання субстрату, продуктивність біосинтезу, фізіологічна цінність субстрату. | Лекція 14, практичне заняття 5 | 9 |
| 11 | Тема 11. Кінетика процесу біосинтезу. Базові кінетичні показники та математичні моделі безперервного режимів культивування. Класифікація безперервних систем та методи керування ними, матеріальний баланс по біомасі та субстрату. | Лекція 15, практичне заняття 6 | 10 |
| 12 | Тема 12. Біосинтез нативнних та іммлбілізованих продуцентів. Особливості технологій з використанням нативних та імобілізованих клітин мікроорганізмів. | Лекція 16 | 11 |
| 13 | Тема 13. Піноутворення. Піноутворення та його регулювання в процесах глибинного культивування. Причини піноутворення та його вплив на ефективність біосинтезу. | Лекція 17 | 11 |
| 14 | Тема 14. Обладнання для проведення процесів бвосинтезу. Принципи вибору типового ферментаційного обладнання. Особливості обладнання для культивування мікробних культур різних таксономічних груп та проведення різних процесів біосинтезу. | Лекція 18 | 12 |
| Розділ 5. Основи біотехнологічних процесів. Культивування культур клітин еукаріотичних клітин. | |||
| 15 | Тема 15. Культивування клітин тканин та клітин рослин. Особливості біотехнологічних процесів на основі культивування рослинних та тваринних клітин. | Лекція 19 | 13 |
| 16 | Тема 16. Культивування калучних культур. Культивування калусних та суспензійних культур з метою одержання продуктів вторинного синтезу (алкалоїдів, глікозидів, ефірної олії, стеринів). | Лекція 20 | 13 |
| 17 | Тема 17. Обладнання для культивування клітин еукаріотів. Особливості обладнання для лабораторного та промислового культивування ізольованих клітин і тканин. | Лекція 21 | 14 |
| 18 | Тема 18. Культивавання ізольованих клітин та тканин. Вибір експлантатів, підготовка і умови культивування ізольованих клітин, тканин та органел. Фактори, що впливають на синтез та накопичення метаболітів в культурі ізольованих клітин і тканин | Лекція 22 | 15 |
| Розділ 6. Основи біотехнологічних процесів. Виділення та очистка біотехнологічних продуктів. Фінальні стадії виробничого процесу. | |||
| 19 | Тема 19. Виділення цільових продуктів. Принципи та типові технологічні рішення виділення цільових біотехфнологічних продуктів. Методи виділення цільових продуктів (осадження, центрифугування, фільтрування). | Лекція 23, практичне занаття 7-8, лабораторна робота 6 | 15 |
| 20 | Модульна контрольна робота | МКР | 16 |
| 21 | Тема 20. Очищення продуктів біосинтезу. Методи очистки продуктів біосинтезу (хроматографічні методи очистки). Отримання кінцевої форми продуктів біосинтезу. | Лекція 24 | 17 |
| 22 | Тема 21. Сушіння продуктів бвосинтезу. Способи сушки продуктів. Товарні форми продуктів біосинтезу. | Лекція 25 | 17 |
| 23 | Тема 22. Утилізація відходів. Застосування мікроорганізмів в процесах очистки промислових відходів та очищенні стічних вод. | Лекція 26 | 18 |
Теми практичних занять
| № | Тема |
| 1 | Практичне заняття 1. Принципи створення поживних середовищ для вирощування мікроорганізмів. Підбір поживного складу поживного середовища в залежності від особливостей його росту та розвитку. |
| 2 | Практичне заняття 2. Розрахунок ефективності стерилізації повітря для аерації. Розрахунок ефективності стерилізації поживного середовища та підбір установки безперервної стерилізації. |
| 3 | Практичне заняття 3. Розрахунок ефективності стерилізації поживного середовища. Розрахунок ефективності стерилізації повітря на входів в ферментер та підбір необхідної кількості індивідуальних фільтрів. |
| 4 | Практичне заняття 4. Підготовка посівного матеріалу. Розрахунок необхідної кількості стадій для вирощування посівного матеріалу для забеспечення засівання промислового ферментеру з заданими параметрами. |
| 5 | Практичне заняття 5. Розрахунок критеріїв ефективності ферментації. Розрахунок параметрів ефективності процесу біосинтезу для вказаного режиму. |
| 6 | Практичне заняття 6. Розрахунок емності ферментерів безперервної дії. Розрахунок основних параметрів безперервного процесу біосинтезу та вибір необхідного технологічного обладнання. |
| 7 | Практичне заняття 7-8. Продуктовий розрахунок процесу одержання продуктів мікробного синтезу. Проведення продуктового розрахунку процесу біосинтезу починаючи від процесу ферментації і закінчуючи отриманням товарної форми продукту. |
Теми лабораторних занять
| № | Тема |
| 1 | Лабораторна робота 1. Вивчення способів якісного аналізу антибіотиків різних груп приналежності. |
| 2 | Лабораторна робота 2. Аналіз хімічного складу рослинної сировини. |
| 3 | Лабораторна робота 3. Приготування поживних середовищ для культивування біотехнологічних цілей. |
| 4 | Лабораторна робота 4. Мікробіологічний аналіз води, повітря, обладнання та персоналу лабораторії. |
| 5 | Лабораторна робота 5. Вивчення кількості накопиченої біомаси та накопичених метаболітів в процесі культивування мікроорганізмів глибинним способом. |
| 6 | Лабораторна робота 6. Вивчення способів визначення кількісного вмісту нуклеїнових кислот в дезінтегрованій культурі продуценту. |
Теми аудиторних занять з освітнього компоненту "Біотехнологія та біоінженерія. Частина 2. Процеси та апарати у біоінженерії".
Теми лекційних занять
| № | Тема | Заняття | Тиждень вивчення |
| Розділ 1. Вступ до процесів та апаратів у біоінженерії. | |||
| 1 | Тема 1. Процеси та апарати біохімічних виробництв: основні поняття та визначення. Особливості процесів та апаратів біохімічних виробництв. Класифікація процесів біохімічних виробництв. Класифікація устаткування біохімічних виробництв. Матеріали для виготовлення біохімічного обладнання. Властивості матеріалів та продуктів. | Лекція 1 | 1 |
| 2 | Тема 2. Теорія подібності процесів та апаратів біохімічних виробництв. Основи теорії подібності. Основні принципи методу аналізу розмірностей. Наближене моделювання. Автомоделювання. Критерії гідродинамічної подібності. Критерії теплової подібності. Модифіковані та похідні критерії подібності. Критеріальні рівняння. | Лекція 2 | 1 |
| Розділ 2. Гідродинамічні процеси у біоінженерії. | |||
| 3 | Тема 3. Гідродинамічні процеси. Класифікація рідких неоднорідних систем. Основне рівняння гідростатики. Рівняння Бернуллі. Рівняння Нав’є-Стокса. Розрахунок діаметру трубопроводу. Режими руху рідини. Рух неньютонівських рідин. Рух рідких плівок. Рух рідин через шар зернистих матеріалів та насадок. | Лекція 3 | 2 |
| 4 | Тема 4. Перемішування рідких систем. Механічне перемішування рідини. Рух рідини в апаратах з мішалкою. Енергія, що витрачається на перемішування. Конструкції мішалок. Пневматичне перемішування. Альтернативні способи перемішування. | Лекція 4, практичне заняття 1 | 3 |
| 5 | Тема 5. Розділення неоднорідних систем в полі гравітаційних сил. Матеріальний баланс процесу розділення. Коагуляція частинок дисперсної фази. Осадження. Визначення швидкості осадження. Визначення продуктивності відстійника. Конструкції відстійників. Осадження під дією електричного поля. | Лекція 5, практичне заняття 2. | 3 |
| 6 | Тема 6. Фільтрування неоднорідних систем. Кінетика фільтрування. Основне рівняння фільтрації. Режими фільтрування. Фільтрування суспензій. Фільтрування культуральних рідин. Фільтрування газових неоднорідних систем. Конструкції фільтрів. | Лекція 6, практичне заняття 3 | 4 |
| 7 | Тема 7. Розділення неоднорідних систем в полі відцентрових сил. Осадження в полі відцентрових сил. Осадження в циклонах. Розрахунок циклонів. Центрифугування. Кінетика центрифугування. Фактор розділення в центрифугах. Розрахунку відстійних центрифуг. Розрахунок фільтрувальних центрифуг. Конструкції центрифуг. | Лекція 7, практичне заняття 4 | 5 |
| Розділ 3. Теплообмінні процеси у біоінженерії. | |||
| 8 | Тема 8. Основи теплопередачі. Температурне поле та температурний градієнт. Теплопровідність. Конвекція та тепловіддача. Складна тепловіддача. Основне рівняння теплопередачі. Теплове та радіаційне випромінювання випромінювання. Нестандартний теплообмін. | Лекція 8-9 | 5-6 |
| 9 | Тема 9. Нагрівання охолодження та конденсація. Нагрівання водяною парою. Нагрівання гарячими рідинами. Нагрівання високотемпературними теплоносіями. Нагрівання топковими газами. Нагрівання електроенергією. Кипіння рідин. Охолодження до звичайних температур, Конденсація парі. | Лекція 10, практичне заняття 5, лабораторна робота 1 | 7 |
| 10 | Тема 10. Штучне охолодження. Охолодження до низьких температур. Основи отримання холоду. Помірне охолодження. Глибоке охолодження. | Лекція 11 | 7 |
| 11 | Тема 11. Теплообмінні апарати. Класифікація теплообмінних апаратів. Схеми руху рідини в поверхневих теплообмінниках. Тепловий баланс процесу теплопередачі. Розрахунок теплообмінних апаратів. Конструкції теплообмінних апаратів. | Лекція 12, практичне заняття 6 | 8 |
| 12 | Тема 12. Випарювання. Загальні відомості. Тепловий баланс пройцесу випарювання. Матеріальний баланс процесу випарювання. Однокорпусні випарні апарати. Багатокорпусні випарні установки. Розрахунок випарних апаратів та установок. Конструкції випарних апаратів. | Лекція 13, практичне заняття 7, лабораторна робота 2 | 9 |
| 13 | Тема 13. Сушіння. Основні поняття. Сушильні агенти. І-Х діаграма вологого повітря. Рівновага при сушінні. Матеріальний та тепловий баланс сушіння. Визначення витрати повітря та швидкості сушіння. Конвективні сушарки. Сушарки псевдозрідженого шару. Сублімаційні сушарки. Конструкції сушильних апараті. | Лекція 14, практичне заняття 8 | 9 |
| Розділ 4. Масообмінні процеси у біоінженерії. | |||
| 14 | Тема 14. Основи масопередачі. Матеріальний баланс масообмінних процесів. Молекулярна дифізія. Конвекція та масопередача. Диференційне рівняння масопередачі. Рушійна сила процесів масопередачі. Розрахунок процесів масопередачі. | Лекція 15 | 10 |
| 15 | Тема 15. Абсорбція. Рівновага при абсорбції. Матеріальний та тепловий баланс абсорбції. Абсорбція багатокомпонентних систем. Кінетика абсорбції. Конструкції абсорберів. Розрахунок абсорберів. | Лекція 16, практичне заняття 9 | 11 |
| 16 | Тема 16. Адсорбція. Рівновага при адсорбції. Матеріальний та тепловий баланс адсорбції. Кінетика адсорбції. Конструкції адсорберів. Розрахунок адсорберів. Десорбція. Іонний обмін. | Лекція 17 | 11 |
| 17 | Тема 17. Перегонка рідини. Рівновага в системі рідина-пар. Проста перегонка. Безперервна бінарна ректифікація. Періодична ректифікація. Екстракційна й азеотропна екстракція. Конструкції ректифікаційних установок. Розрахунок ректифікаційних установок. Розрахунок ректифікації багатокомпонентних сумішей. | Лекція 18, практичне заняття 10, лабораторна робота 3 | 12 |
| 18 | Тема 18. Екстракція. Рівновага в системі рідина-рідина. Вибір екстрагенту. Матеріальний баланс рідинної екстракції. Кінетика рідинної екстракції. Основні способи екстракції. Конструктори екстракторів. Розрахунок екстракційних апаратів. | Лекція 19, практичне заняття 11 | 13 |
| 19 | Тема 19. Кристалізація. Рівновага при кристалізації. Матеріальний та тепловий баланс кристалізації. Кінетика кристалізації. Розділення сумішей кристалізацією. Конструкції кристалізаторів. Розрахунок кристалізаторів. | Лекція 20, практичне заняття 12 | 13 |
| 20 | Тема 20. Мембранні способи розділення. Мембранні способи розділення рідин. Напівпроникні мембрани. Фізико-хімічні основи мембранних процесів. Мікрофільтрація. Ультрафільтрації. Зворотній осмос. Конструкції мембранних апаратів. | Лекція 21, практичне заняття 13 | 14 |
| Розділ 5. Обладнання для реалізації біоінженерних процесів. | |||
| 21 | Тема 21. Обладнання для підготовки виробництв. Обладнання для підготовки повітря. Обладнання для водопідготовки | Лекція 22 | 15 |
| 22 | Тема 22. Механічні процеси. Обладнання для процесу подрібнення. Просіювання сипучих матеріалів. Змішування твердих матеріалів. Механізми для переміщення твердих матеріалів. Підживлюючі пристрої у біоінженерії. | Лекція 23 | 15 |
| 23 | Модульна контрольна робота | МКР | 16 |
| 24 | Тема 23. Переміщення рідин та газів. Загальні поняття. Основні параметри насосів (напір насосів та висота всмокрування). Класифікація насосів та область їх застосування. Термодинамічні основи зжатих газів. Конструкції компресорних машин та область їх застосування. | Лекція 24 | 17 |
| 25 | Тема 24. Обладнання для виробництва твердих та пастоподібних лікарських засобів. Характеристика процесу таблетування. Обладнання для процесу таблетування. Характеристика м’яких лікарських засобів. Обладнання для пакування м’яких лікарських форм. | Лекція 25 | 17 |
| 26 | Тема 25. Обладнання для виробництва ін’єкційних лікарських засобів. Обладнання для виробництва ампул та їх особливості. Фільтрування ін’єкційних розчинів. Автоматизація процесу ампулювання. Обладнання для контролю якості і закупорювання. Обладнання для пакування і маркування. Альтернативні способи пакування | Лекція 26 | 18 |
Теми практичних занять
| № | Тема |
| 1 | Практичне заняття 1. Розрахунок процесу перемішування рідких неоднорідних систем. Розрахунок потужності механічного перемішуючого пристрою для ферментеру. |
| 2 | Практичне заняття 2. Розрахунок процесу осадження рідких неоднорідних систем. Розрахунок вертикального відстійника. |
| 3 | Практичне заняття 3. Розрахунок процесу розділення рідних неоднорідних систем через перегородку. Розрахугок фільтр-пресу. |
| 4 | Практичне заняття 4. Розрахунок процесу розділення рідких неоднорідних систем в полі центробіжних сил. Розрахунок відстійної центрифуги. |
| 5 | Практичне заняття 5-6. Розрахунок процесів нагрівання / охолодження рідини. Тепловий розрахунок ферментеру. Розрахунок кожухотрубного теплообмінника. |
| 6 | Практичне заняття 7. Розрахунок процесу концентрування рідини. Розрахунок однокорпусного випарного апарату. |
| 7 | Практичне заняття 8. Розрахунок процесу сушіння біохімічних продуктів. Розрахунок розпилювальної сушарки. |
| 8 | Практичне заняття 9. Розрахунок процесу сорбції. Розрахунок плівкового абсорбера. |
| 9 | Практичне заняття 10. Розрахунок процесу ректифікації. Розрахунок ректифікаційної колони. |
| 10 | Практичне заняття 11. Розрахунок процесу екстракції. Розрахунок роторно-дискового екстрактора. |
| 11 | Практичне заняття 12. Розрахунок процесу кристалізації. Разрахунок вакуумного кристалізатора. |
| 12 | Практичне заняття 13. Розрахунок процесу мембранного розділення. Розрахунок апарату зворотнього осмосу. |
Теми лабораторних занять
| № | Тема |
| 1 | Лабораторна робота 1. Дослідження процесу теплообміну на прикладу теплообмінника типу "труба в трібі". |
| 2 | Лабораторна робота 2. Дослідження процесу випарювання на прикладі концентрування розчину солі. |
| 3 | Лабораторна робота 3. Дослідження процесу дистиляції на прикладі розділення бінарної суміші. |
4. Навчальні матеріали та ресурси
Рекомендована література до опанування освітньої компоненти "Біотехнолоія та біоінженерія. Частина 1. Основи біотехнології"
Базова рекомендована література:
- Біотехнології та біоінженерія. Частина 1. Основи біотехнології. Рекомендації до виконання лабораторних робіт: Навчальний посібник для здобувачів ступеня бакалавра, які навчаються за освітньо-професійною програмою «Регенеративна та біофармацевтична інженерія» спеціальності 163 Біомедична інженерія // Ел. мереж. вид. / Уклад.: В. В. Мотроненко, Т. М. Луценко, Л. М. Дронько: Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 82 с
- Біотехнології та біоінженерія. Частина 1. Основи біотехнології. Рекомендації до виконання практичних робіт: Навчальний посібник для здобувачів ступеня бакалавра, які навчаються за освітньо-професійною програмою «Регенеративна та біофармацевтична інженерія» спеціальності 163 Біомедична інженерія // Ел. мереж. вид. / Уклад.: В. В. Мотроненко, Т. М. Луценко, Л. М. Дронько: Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 96 с
- Біотехнологія мікробного синтезу: навчальний посібник. НУБіП України. Патика Т.І., Патика М.В. Вінниця: ТОВ «Нілан-ЛТД», 2018: 272.
Додаткова література:
- Пирог Т.П., Ігнатова О.А. Загальна біотехнологія: підручник. – К.: НУХТ, 2009.- 336 с.
- Буценко Л.М., Пенчук Ю.М., Пирог Т.П. Технології мікробного синтезу лікарських засобів: навч. посіб. – К.: НУХТ, 2010.- 323 с.
- Біотехнологія: Підручник / В.Г. Герасименко, М.О. Герасименко, М.І. Цвіліховський та ін.; Під общ. ред. В.Г. Герасименка. — К.: Фірма «ІНКОС», 2006. — 647 с.
- Загальна (промислова) біотехнологія: навчальний посібник. М.Д. Мельничук, О.Л.Кляченко, В.В.Бородай, Ю.В. Коломієць. Вінниця: ТОВ «Нілан-ЛТД», 2014: 253.
- Сидоров Ю.І., Влязло Р.Й., Новіков В.П. Процеси і апарати мікробіологічної промисловості (З томи). - Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка", 2004. - 252 с.
- Біоінженерія: підручник. О.Л. Кляченко, М.Д. Мельничук, Ю.В. Коломієць. Вінниця, ТОВ «Нілан-ЛТД», 2015: 458.
- Технологічне обладнання біотехнологічної і фармацевтичної промисловості: підручник (для вищ. навч. закл.). Стасевич М.В., Милянич А.О., Стрельников Л.С. та інші. – Львів: «Новий світ-2000», 2016. – 410 с.
Рекомендована література до опанування освітньої компоненти "Біотехнолоія та біоінженерія. Частина 2. Процеси та апарати у біоінженерії".
Базова рекомендована література:
- Стасевич М.В., Милянич., А.О., Стрельников Л.С., Крутських Т.В, Бучкевич І.Р., Зайцев О.І Гузьова., І.О., Стрілець О.П., Гладух Є.В., Новіков В.П. Технологічне обладнання біотехнологічної і фармацевтичної промисловості: підручник [для виш, навч. закл.] - Львів; «Новий Світ-2000», 2018. - 410 с.
- Сухенко Ю.Г., Жеплінська М.М., Муштрук М.М. Процеси і апарати харчових виробництв. Лабораторний практикум: [Навчальний посібник] / За ред. проф. Ю.Г. Сухенка. – К. ЦП «КОМПРИНТ», 2018. – 234 с.
Додаткова література:
- Новіков В.П., Сидоров Ю.І., Чуєшов В.І. Процеси і апарати хіміко-фармацевтичної промисловості.Навч посібник для фарм і хім спец. ВНЗ: [Навчальний посібник] / В 3 томах - Вінниця; "Нова книга", 2009. - 816 с.
- Промышленная технология лекарств. [учебник в 2 томах. / В.И Чуешов, М.Ю. Чернов, Л.М. Хохлов и др.] Под ред. профессора В.И. Чуешова. - Х.: МТК – Книга; Издательство ИФАУ - 2002.
- Стасевич М.В., Милянич., І.О., Гузьова., І.О., Бучкевич І.Р., Мусянович Р.Я., Гладух Є.В., Зайцев О.І Крутських Т.В, Стрілець О.П., Стрельников Л.С., Новіков В.П. Обладнання технологічних процесів фармацевтичних та біотехнологічної виробництв: навчальний посібник для студ. напрямку «Фармація і Біотехнолог» - Вінниця: «Нова книга», 2012. - 408 с.
- Данилов І. П. Апарати мікробіологічної промисловості : навч посібник / І. П. Данилов, С. І. Самойленко ; Нац. техн. ун-т "Харків. політехн. ін-т". – Харків : НТУ "ХПІ", 2008. – 272 с.
- Технологія ліків промислового виробництва: підручник для студ. вищ. навч. закл. : в 2-х ч. / В. І. Чуєшов, Є.В. Гладух, І. В. Сайко та ін. - 2-е вид., перероб. і доп. - Х. : НФаУ : Оригінал, 2012.
- Сидоров Ю.І., Влязло Р.Й., Новиков В.П. Процеси і апарати мікробіологічної промисловості. Технічні розрахунки. Приклади і задачі. Основи проектування виробництв. Навч. посібник у 3 ч. – 4.I. Ферментація – Львів, Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2004 – 240 с.
- Сидоров Ю.І., Влязло Р.Й., Новиков В.П. Процеси і апарати мікробіологічної промисловості. Технічні розрахунки. Приклади і задачі. Основи проектування виробництв. Навч. посібник у 3 ч. – 4.II. Оброблення культуральних рідин – Львів, Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2004 – 296 с.
- Сидоров Ю.І., Влязло Р.Й., Новиков В.П. Процеси і апарати мікробіологічної промисловості. Технічні розрахунки. Приклади і задачі. Основи проектування виробництв. Навч. посібник у 3 ч. – 4.III. Основи проектування мікробіологічних виробництв – Львів, Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2004 – 252 с.
Навчальний контент
5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Лекції проводяться за класичною схемою: у наочній формі лектор викладає відповідну тему. Під час лекції та після її закінчення здобувачі мають можливість ставити запитання. З окремих питань лекційного курсу може проводитися дискусія між лектором та здобувачами – або акцентувати увагу на важливих, принципових та проблемних моментах. Здобувачі можуть робити нотатки під час лекцій, а презентація та/або конспект лекції чи його фрагменти викладаються із можливістю завантаження на платформі дистанційного навчання «Сікорський». Раз у два тижні на лекціях проводитьс експрестестування по матеріалу засвоємому студентами на лекціях. Здобувачі можуть робити нотатки під час лекцій, а презентація та/або конспект лекції чи його фрагменти викладаються із можливістю завантаження на платформі дистанційного навчання «Сікорський».
Практичні заняття мають на меті набуття більш глибоких знань та умінь з тем, що висвітлюються в рамках лекційного курсу та самостійно опановуються здобувачами. Алгоритм проведення практичного заняття передбачає наступне: викладач викладає базові (стратегічні) тези в рамках відповідної теми, здобувачі виконують міні-завдання (індивідуальні або групові) використовуючи практичні підходи до реалізації технологічних процесів в рамках відповідної теми. На при кінці заняття відбувається захист отриманих результатів та дискусія між доповідачем, іншими здобувачами та викладачем, яка має на меті з’ясувати всі фундаментальні та прикладі аспекти відповідних технологічних процесів. Завдання передбачають роботу над аналізом проблеми в певному напрямку пов’язаному з лекційним матеріалом. За необхідності, під час практичних занять відбувається вивчення (ознайомлення) нормативних документів, методичних рекомендацій тощо, а також розв’язання ситуаційних задач. Матеріал, що є корисним для підготовки до практичних занять викладається із можливістю завантаження на платформі дистанційного навчання «Сікорський».
На 16-му тижні здобувачі виконують модульної контрольної роботи (МКР) у формі запитань з відкритими відповідями, та містить теоретичні та практичні завдання.
Лабораторні заняття мають на меті навчити здобувачів практичній роботі з біологічними об’єктами та продуктами їх метаболізму. На 1-му лабораторному занятті передбачено ознайомлення здобувачів з правилами техніки безпеки та охорони праці при роботі в навчальній лабораторії. На початку кожного лабораторного заняття проводиться допуск. Виконання лабораторної роботи відбувається групами по 2-3 здобувача. Після виконання роботи кожен здобувач особисто повинен проаналізувати отримані результати, зробити на їх основі, відповідні висновки та захистити роботу.
Вивчення освітнього компоненту передбачає виконання здобувачами індивідуального завдання у вигляді домашньої контрольної роботи, яка передбачає пошукову роботу в межах визначеної викладачем теми (або обраної здобувачем особисто) з аналізом начасного стану проблеми в Україні та світі.
Лекційні, практичні та лабораторні заняття проводяться згідно розкладу занять http://rozklad.kpi.ua/ за такою схемою: спершу проводяться лекційні заняття, а після їх закінчення – практичні, а потім лабораторні Деталізована інформація доводиться до відома здобувачів через відповідні канали зв’язку, зокрема через платформи «Сікорський» та електронний «Кампус».
| № | Тема | Програмні результати навчання | Основні завдання | |
| Контрольний захід | Термін виконання | |||
| 1 | Предмет та значення біотехнологічної галузі. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 1 тиждень |
| 2 | Біологічні агенти біотехнології. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Лабораторна робота, тестування | 1-2 тиждень |
| 3 | Поживні середовища. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, лабораторна робота, тестування | 3 тиждень |
| 4 | Поняття асептики та стерильності. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 4-5 тиждень |
| 5 | Санітарна підготовка виробництва. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Лабораторна робота, тестування | 5 тиждень |
| 6 | Підготовка повітря для технологічного процесу. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 6 тиждень |
| 7 | Підготовка поживних середовищ для виробничого біосинтезу. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 7 тиждень |
| 8 | Посівний матеріал. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 7-8 тиждень |
| 9 | Поверхневий та глибинний способи культивування. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Лабораторна робота, тестування | 9 тиждень |
| 10 | Періодичний та безперервний процеси біосинтезу. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 9 тиждень |
| 11 | Кінетика процесу біосинтезу. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 10 тиждень |
| 12 | Біосинтез нативнних та іммлбілізованих продуцентів. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 11 тиждень |
| 13 | Піноутровення | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 11 тиждень |
| 14 | Обладнання для проведення процесів бвосинтезу. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 12 тиждень |
| 15 | Культивування клітин тканин та клітин рослин. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 13 тиждень |
| 16 | Культивування калучних культур. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 13 тиждень |
| 17 | Обладнання для культивування клітин еукаріотів. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 14 тиждень |
| 18 | Культивавання ізольованих клітин та тканин. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 15 тиждень |
| 19 | Виділення цільових продуктів. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 15 тиждень |
| 20 | Домашня контрольна робота | ПРН 01, 04, 19, 20 | ДКР | 5-15 тиждень |
| 21 | Модульна контрольна робота | ПРН 01, 04, 19, 20 | МКР | 16 тиждень |
| 22 | Очищення продуктів біосинтезу. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 17 тиждень |
| 23 | Сушіння продуктів бвосинтезу. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 17 тиждень |
| 24 | Утилізація відходів. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Тестування | 18 тиждень |
| 25 | Екзамен | ПРН 01, 04, 19, 20 | Екзамен | 19-20 тиждень |
6. Самостійна робота студента
Загальний об’єм самостійної роботи в рамках дисципліни складає 90 години, зокрема:
- опрацювання тем лекційних занять – 26 годин;
- підготовка до практичних занять – 8 годин;
- підготовка до лабораторних занять – 12 година;
- підготовка до модульної контрольної роботи (МКР) – 4 години;
- виконання індивідуального завдання (ДКР) – 10 годин;
- підготовка до іспиту – 30 годин
Індивідуальне завдання
У якості індивідуального завдання передбачено виконання домашньої контрольної роботи (ДКР), тема зможе поглибити знання здобувача з однієї із тем передбачених вивченням освітнього компоненту. Тема ДКР обирається здобувачем самостійно в залежності від його побажань або призначається викладачем.
ДКР полягає в змістовному аналізі стану проблеми за обраною темою в Україні та Світі.
Вимоги до виконання реферату:
- наявність основних елементів таких як:
- титульний лист;
- зміст;
- вступ;
- основна частина (складається з декількох розділі які розкривають тему ДКР в повній мірі);
- висновоки;
- перелік посилань;
- оформлення відповідно до вимог нормативних документів (виконується на аркушар формату А4 шрифтом Times New Roman 14 п з інтервалом 1,5);
- наявністьпереліку посилань не менше 20 джерел (допускається не більше 10 % посилань старше 10 років та не менше 50 % посилань на статті видані іноземною мовою);
- мінімальний об’єм ДКР 20 сторінок основного тексту (не включаючи титульний лист, зміст та список літератури).
Завдання на ДКР видається студентам на 5-му тижні навчання. Здати ДКР потрібно на 15-му тижні навчання. Оцінка за ДКР включає в себе:
- глибину опрацювання стану проблеми та розкриття теми ДКР - 70 %;
- дотримання вимог о повноти ДКР та переліку посилань - 20 %;
- дотримання вимог нормативних документів до оформлення технічної документації - 10 %;
Політика та контроль
7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали
Здобувачам можуть нараховуватися заохочувальні або штрафні бали. Сума заохочувальних або штрафних балів не може перевищувати 10 балів.
Заохочувальні бали нараховуються за такі види діяльності:
- участь у міжнародних або всеукраїнських наукових конференціях, з’їздах тощо (за тематикою навчальної дисципліни) (за умови публікації тез доповідей) (5 балів);
- виконання індивідуального завдання у вигляді рукопису оглядової статті за тематикою навчальної дисципліни (10 балів);
- розробка дидактичних матеріалів за темою лекційних, практичних або лабораторних занять чи програмного забезпечення для проведення практичних розрахунків чи обробки результатів лабораторних робіт (10 балів).
Штрафні бали нараховуються у випадку:
- порушення терміну виконання практичних занять (-1 бал за кожен тиждень затримки);
- відсутність на лабораторному занятті (проведенні дослідів) (-5 балів);
- порушення термінів здачі ДКР (-1 бал за кожен день затримки);
Відвідування занять
Штрафні бали за відсутність на лекційних та практичних заняттях не виставляються. Однак, здобувачам рекомендується відвідувати заняття, оскільки на них викладається теоретичний матеріал та розвиваються практичні навички, необхідні для ґрунтовного формування відповідних компетентностей.
Відсутність на лабораторних заняттях без поважних причин (форм-мажорні обставини, які повинні мати документальне підтвердженя) передбачає зняття штрафних балів.
Система оцінювання орієнтована на отримання балів за активність студента, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.
Пропущені контрольні заходи оцінювання
Контрольні заходи оцінювання, виконання яких передбачено на занятті, проводяться у завчасно визначений день, який оголошується здобувачам на першому тижні освітнього процесу. Виконання таких контрольних заходів оцінювання в інший день дозволяється за вагомих та/або форс-мажорних обставин, які повинні мати документальне підтвердження.
У разі відсутності здобувача на практичному занятті, на якому заплановано здача виконаного завдання, він повинен впродовж тижня на консультації здати виконане завдання інакше будуть застосовуватися штрафні санкції (не застосовуються у разі особливих форс-мажорних обставин).
У разі відсутності здобувача на лекційному занятті, яке передбачає написання коротких тестових завдань, виконання цих завдань в інший час передбачено лише з поважних причин (форс-мажорні обставини).
У разі відсутності здобувача на лабораторному занятті (проведення дослідів) застосовуватися штрафні санкції (не застосовуються у разі особливих форс-мажорних обставин) та здобувач повинен його відпрацювати у встановлені викладачем строки. Обов’язковою умовою допуску до лабораторної роботи являється наявність роздрукованого протоколу та знання послідовності виконання роботи. У разу відсутності одного з вказаних елементів студент не допускається до виконання роботи та отримує штрафні бали (-5 балів).
Результат модульної контрольної роботи для здобувача, який не з’явився на контрольний захід, є нульовим. У такому разі, здобувач має можливість виконати модульну контрольну роботу у інший час за погодженням із викладачем. Перенесення строків проходження тесту можливе лише з поважних причин (форс-мажорні обставини).
Повторне тестування в рамках лекційних занять та / або модульної контрольної роботи не передбачене.
У разі порушення здобувачем термінів здачі індивідуального завдання (РГР та альбому конструкцій), він повинен впродовж тижня на консультації здати виконане завдання інакше будуть застосовуватися штрафні санкції (не застосовуються у разі особливих форс-мажорних обставин).
Забезпечення об’єктивності оцінювання здобувачів
Об’єктивність оцінювання здобувачів на всіх етапах оволодіння дисципліною забезпечується через наступні механізми. По-перше, використання тестових форм оцінювання знань. По-друге, детальні рекомендації щодо рейтингової системи оцінювання результатів навчання (розділ 8 Силабусу). По-третє, використання здобувачами та викладачами всіх можливих інструментів комунікацій, що забезпечують збереження історії комунікацій (електронна пошта, соціальні мережі, месенджери тощо). По-четверте, для перевіряння письмових видів робіт здобувачів у разі їх незгоди із результатами оцінювання може залучатися інший викладач, який має відповідну професійну компетенцію та призначений кафедрою на поточний навчальний рік. У разі відсутності узгодженої думки викладачів щодо оцінки роботи здобувача питання виноситься на засідання кафедри, а врегулювання питання здійснюється згідно з «Положення про апеляції в КПІ ім. Ігоря Сікорського» http://osvita.kpi.ua/node/182.
Процедура оскарження результатів контрольних заходів оцінювання
В день оголошення результатів контрольного заходу, здобувач має право в індивідуальному порядку задати всі питання, які його цікавлять стосовно результатів контрольного заходу. Якщо здобувач не погоджуються з оцінкою, він має право звернутися із апеляційною заявою до деканату факультету, що регламентовано «Положенням про апеляції в КПІ ім. Ігоря Сікорського» https://osvita.kpi.ua/node/182. Задля забезпечення об’єктивності оцінювання письмових робіт їх перевірка здійснюється двома викладачами кафедри (лектор; викладач, що проводить практичні заняття, чи інших викладач, що є компетентним з даної дисципліни та визначений кафедрою).
Академічна доброчесність
У разі використання контенту, захищеного авторським правом, результатів аналітичних досліджень та / або іншої інформації, здобувачі мають обов’язково вказувати джерело.
Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (https://kpi.ua/code). У разі виникнення потреби у перевірці академічних текстів, підготовлених здобувачам, на наявність текстових запозичень здобувач може звернутися безпосередньо до викладача або відповідальної особи кафедри з питань перевірки академічних текстів.
Норми етичної поведінки
Норми етичної поведінки здобувачів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (https://kpi.ua/code).
Дистанційне навчання
Проходження он-лайн курсів передбачено у випадку форс-мажорних обставин (зокрема, карантинних заходів) та для інклюзивного навчання здобувачів із особливими потребами.
Інклюзивне навчання
Навчальна дисципліна розрахована на вивчення для здобувачів із особливими освітніми потребами, але слід враховувати велике навантаження на зоровий апарат та роботу з біологічними й хімічними об’єктами. В залежності від особливих потреб здобувачів можливе використання дистанційного навчання.
8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Поточний контроль.
Поточний контроль включає роботу на лекціях, практичних та лабораторних заняттях, виконання індивідуального завдання (реферату) а також написання модульної контрольної роботи. Детальний розподіл балів між видами занять наведено в таблиці нижче.
| № | Контрольний захід | % | Ваговий бал | Кількість | Всього |
| 1 | Робота на лекціях (тестування по лекційному матеріалу) | 9 | 0,5 | 18 | 9 |
| 2 | Виконання практичних робіт | 16 | 2 | 8 | 16 |
| 3 | Виконання лабораторних робіт | 18 | 3 | 6 | 18 |
| 4 | Домашня контрольна робота (ДКР) | 10 | 10 | 1 | 10 |
| 5 | Модульна контрольна робота (МКР) | 7 | 7 | 1 | 7 |
| 6 | Екзамен | 40 | 40 | 1 | 40 |
| Всього | 100 | ||||
1. Робота на лекціях. Максимальна сума за роботу на лекціях складає – 9 балів. Передбачено написання 18 коротких тестових завдання (тривалість тестування 5 хвилин) по засвоєнню лекційного матеріалу. Кожна відповідь оцінюється максимально у 0,5 бала: повна та вичерпна відповідь – 0,5 бал, несуттєва помилка – 0,38 бала, несуттєва помилка та неповна відповідь – 0,25 бала, суттєва помилка – 0,13 бала, відсутність відповіді – 0 балів.
2. Робота на практичних заняттях. Максимальна сума за роботу на практичних заняттях складає – 16 балів. Передбачено виконання 8 практичних завдань. Кожне завдання оцінюється максимально у 2 балів: повна та вичерпна відповідь – 2 бала, несуттєва помилка – 1,5 бала, несуттєва помилка та неповна відповідь – 1 бал, суттєва помилка – 0,5 бала, відсутність відповіді – 0 балів.
3. Виконання лабораторних робіт. Максимальна сума за виконання лабораторних робіт складає – 18 балів. Передбачено виконання 6 лабораторних робіт. Захист кожної лабораторної роботи оцінюється максимально в 3 бали: повна та вичерпна відповідь – 3 бала, несуттєва помилка – 2,25 бала, несуттєва помилка та неповна відповідь – 1,5 бала, суттєва помилка – 0,75 бала, відсутність відповіді – 0 балів.
4. Виконання індивідуального завдання (домашньої контрольної роботи). Максимальна сума за виконання домашньої контрольної роботи складає – 10 балів: повне та вичерпне розкриття теми – 10 балів, не суттєві помилки в розкритті теми – 7,5 бала, несуттєві помилки та неповне розкриття теми – 5 балів, суттєві помилки та не розкрита тема – 2,5 бала, відсутність реферату – 0 балів.
5. Модульна контрольна робота. Максимальна сума за виконання МКР складає – 7 балів. МКР складається з 14 тестових завдань . Кожна відповідь оцінюється максимально у 0,5 бала: повна та вичерпна відповідь – 0,5 бал, несуттєва помилка – 0,375 бала, несуттєва помилка та неповна відповідь – 0,25 бала, суттєва помилка – 0,125 бала, відсутність відповіді – 0 балів.
Критерії оцінювання для кожного контрольного заходу обов’язково оголошуються студентам перед оприлюдненням та виконанням завдань.
Календарний контроль.
Календарний контроль провадиться двічі на семестр (на 7-8 та 14-15 тижні) як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу та рейтингової системи оцінювання.
| Перший календарний контроль | Другий календарний контроль | ||
| Термін календарного контролю | 7-8 тиждень | 14-15 тиждень | |
| Умови отримення календарного контрою | Поточний контроль | ≥ 50 % від максимального поточного рейтингу | |
| Робота на лекціях | 4 | 7 | |
| Виконання практичних робіт | 6 | 12 | |
| Виконання лабораторних робіт | 9 | 18 | |
| ДКР | - | 10 | |
| МКР | - | - | |
| Максимальний поточний рейтинг | 19 | 47 | |
Семестровий контроль:
Семестровий контроль передбачений у вигляді іспиту. Умови допуску до семестрового контролю наведено у таблиці.
| Обов'язкова умова допуску до іспиту | ||
| 1 | Поточний рейтинг | RD ≥ 36 |
| 2 | Поточний контрольний захід | Модульна контрольна робота |
| 3 | Практичні заняття | Виконання практичних завдань |
| 4 | Лабораторні заняття | Виконання та захист лабораторних робіт |
| 5 | Індивідуальне завдання | Виконання та захист домашньої контрольної роботи |
Можливість отримання оцінки «автоматом» не передбачено. Загальний рейтинг отриманий здобувачем складається з балів які він може набрати впродовж семестру (60% від загального рейтингу) та підчас складання екзамену (40% від загального рейтингу).
На останньому за розкладом занятті студентам оголошується їх поточний рейтинг із зазначенням допуску / не допуску до іспиту.
Іспит проводиться в письмовій формі відповідно до розкладу екзаменаційної сесії. Екзаменаційний білет складається з 4 теоретичних запитань. Вага кожного завдання екзаменаційного білету оцінюється в 10 балів: повна та вичерпна відповідь – 10 балів, несуттєва помилка – 7,5 бала, несуттєва помилка та неповна відповідь – 5 балів, суттєва помилка – 2,5 бала, відсутність відповіді – 0 балів.
Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою
| Кількість балів | Оцінка |
|---|---|
| 100-95 | Відмінно |
| 94-85 | Дуже добре |
| 84-75 | Добре |
| 74-65 | Задовільно |
| 64-60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| Не виконані умови допуску | Не допущено |
9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
Питання, що виносяться на семестровий контроль відповідають тематиці лекційних та практичних занять.
Визнання результатів навчання, набутих у неформальній / інформальній освіті, здійснюється згідно «Тимчасового положення про порядок визнання результатів навчання, набутих студентами КПІ ім. Ігоря Сікорського у неформальній / інформальній освіті» (https://osvita.kpi.ua/node/119).
Перелік питань які виносяться на семестровий кнотроль
Розділ 1. Загальна характеристика біотехнології: предмет та об’єкти.
1. Предмет та значення біотехнологічної галузі.
2. Біологічні агенти біотехнології.
Розділ 2. Основи біотехнологічних процесів. Підготовчі процеси.
3. Поживні середовища.
4. Поняття асептики та стерильності.
Розділ 3. Основи біотехнологічних процесів. Передферментаційні процеси.
5. Санітарна підготовка виробництва.
6. Підготовка повітря для технологічного процесу.
7. Підготовка поживних середовищ для виробничого біосинтезу.
8. Посівний матеріал.
Розділ 4. Основи біотехнологічних процесів. Культивування мікроорганізмів.
9. Поверхневий та глибинний способи культивування.
10. Періодичний та безперервний процеси біосинтезу.
11. Кінетика процесу біосинтезу.
12. Біосинтез нативнних та іммлбілізованих продуцентів.
13. Піноутворення.
14. Обладнання для проведення процесів бвосинтезу.
Розділ 5. Основи біотехнологічних процесів. Культивування культур клітин еукаріотичних клітин.
15. Культивування клітин тканин та клітин рослин.
16. Культивування калучних культур.
17. Обладнання для культивування клітин еукаріотів.
18. Культивавання ізольованих клітин та тканин.
Розділ 6. Основи біотехнологічних процесів. Виділення та очистка біотехнологічних продуктів. Фінальні стадії виробничого процесу.
19. Виділення цільових продуктів.
20. Очищення продуктів біосинтезу.
21. Сушіння продуктів бвосинтезу.
22. Утилізація відходів.
Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни
Обладнання та реактиви необхідні для прведення лабораторних робіт.
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Луценко Т. М.; Дронько Л. М.;
Ухвалено кафедрою ТМБІ (протокол № 14 від 06.06.2024 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 9 від 26.06.2024 )