 | Кафедра трансляційної медичної біоінженерії |
[BF38.2] Біотехнологія та біоінженерія. Частина 2. Процеси та апарати у біоінженерії
Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
| Галузь знань | 16 - Хімічна та біоінженерія |
| Спеціальність | 163 - Біомедична інженерія |
| 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 | 3 курс, осінній семестр |
| Обсяг дисципліни | 6.5 кред. (Лекц. 36 год, Практ. 36 год, Лаб. 18 год, СРС. 105 год ) |
| Семестровий контроль/контрольні заходи | Екзамен |
| Розклад занять | https://rozklad.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лекц.: Мотроненко В. В., Практ.: Мотроненко В. В., Лаб.: Бертош Н. В., |
| Розміщення курсу | https://classroom.google.com |
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 вибору 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 в біоінженерії: основні поняття та визначення. Особливості процесів та апаратів в біоінженерії. Класифікація процесів в біоінженерії. Класифікація устаткування біоінжинерних виробництв. Матеріали для виготовлення біоінжинерного обладнання. Властивості матеріалів та продуктів. | Лекція 1 | 1 |
| 2 | Тема 2. Теорія подібності процесів та апаратів в бвовнженерії. 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 | 2 |
| 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, практична заняття 1-2 | 3 |
| 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, практична заняття 1-2, лабораторна робота 1 | 4 |
| 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. Осадження під дією електричного поля. | Лекція 5, практична заняття 1-2 | 5 |
| 6 | Тема 6. Фільтрування неоднорідних систем. Кінетика фільтрування. Основне рівняння фільтрації. Режими фільтрування. Фільтрування суспензій. Фільтрування культуральних рідин. Фільтрування газових неоднорідних систем. | Лекція 6, практична заняття 1-2 | 6 |
| 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. | Лекція 7, практична заняття 1-2 | 7 |
| 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, практична заняття 3-4 | 8 |
| 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 9, практична заняття 3-4, лабораторна робота 2 | 9 |
| 10 | Тема 10. Теплообмінні апарати. Класифікація теплообмінних апаратів. Схеми руху рідини в поверхневих теплообмінниках. Тепловий баланс процесу теплопередачі. Розрахунок теплообмінних апаратів. | Лекція 10, практична заняття 3-4 | 10 |
| 11 | Тема 11. Випарювання. Загальні відомості. Тепловий баланс пройцесу випарювання. Матеріальний баланс процесу випарювання. Однокорпусні випарні апарати. Багатокорпусні випарні установки. Розрахунок випарних апаратів та установок. | Лекція 11, практична заняття 3-4, лабораторна робота 3 | 11 |
| 12 | Тема 12. Сушіння. Основні поняття. Сушильні агенти. І-Х діаграма вологого повітря. Рівновага при сушінні. Матеріальний та тепловий баланс сушіння. Визначення витрати повітря та швидкості сушіння. | Лекція 12, практична заняття 3-4 | 12 |
| Розділ 4. Масообмінні процеси у біоінженерії. | |||
| 13 | Тема 13. Основи масопередачі. Матеріальний баланс масообмінних процесів. Молекулярна дифізія. Конвекція та масопередача. Диференційне рівняння масопередачі. Рушійна сила процесів масопередачі. Розрахунок процесів масопередачі. | Лекція 13, практична заняття 5-6 | 13 |
| 14 | Тема 14. Абсорбція. Рівновага при абсорбції. Матеріальний та тепловий баланс абсорбції. Абсорбція багатокомпонентних систем. Кінетика абсорбції. Розрахунок абсорберів. | Лекція 14, практична заняття 5-6 | 14 |
| 15 | Тема 15. Адсорбція. Рівновага при адсорбції. Матеріальний та тепловий баланс адсорбції. Кінетика адсорбції. Розрахунок адсорберів. Десорбція. Іонний обмін. | Лекція 15, практична заняття 5-6 | 15 |
| 16 | Тема 16. Перегонка рідини. Рівновага в системі рідина-пар. Проста перегонка. Безперервна бінарна ректифікація. Періодична ректифікація. Розрахунок ректифікаційних установок. Розрахунок ректифікації багатокомпонентних сумішей. | Лекція 16, практична заняття 5-6 | 16 |
| 17 | Тема 17. Екстракція. Рівновага в системі рідина-рідина. Вибір екстрагенту. Матеріальний баланс рідинної екстракції. Кінетика рідинної екстракції. Основні способи екстракції. Розрахунок екстракційних апаратів. | Лекція 17, практична заняття 5-6 | 17 |
| 18 | Тема 18. Кристалізація. Рівновага при кристалізації. Матеріальний та тепловий баланс кристалізації. Кінетика кристалізації. Розділення сумішей кристалізацією. Розрахунок кристалізаторів. | Лекція 18, практична заняття 5-6 | 18 |
Теми практичних занять
| № | Тема |
| 1 | Практичне заняття 1. Розрахунок гідродинамічних процесів. Розрахунок процесу перемішування. Розрахунок просесу осадження. Розрахунок процесу фільтрування. Розрахунок процесу центрифугування. |
| 2 | Практичне заняття 2. Аналіз сфери застосування конструкцій для реалізації гідродинамічних процесів. Ферментери. Відстійники. Циклони. Фльтри. Центрифуги. |
| 3 | Практичне заняття 3. Розрахунок теплообмінних процесів. Розрахунок процесу теплообміну (нагрівання, охолодження, конденсація). Розрахунок процесу випарювання. Розрахунок процесу сушіння |
| 4 | Практичне заняття 4. Аналіз сфери застосування конструкцій для реалізації теплообмінних процесів. Теплообмінники. Випарні апарати. Сушарки. |
| 5 | Практичне заняття 5. Розрахунок масообмінних процесів. Розрахунок процесу сорбції. Розрахунок процесу перегонки. Розрахунок процесу екстракції. Розрахунок процесу кристалізації. |
| 6 | Практичне заняття 6. Аналіз сфери застосування конструкцій для реалізації масообмінних процесів процесів. Абсорбери. Адсорбери. Ректифікаційні колони. Дистилятори. Екстрактори. Кристалізатори |
| 7 | Модульна контрольна робота |
Теми лабораторних занять
| № | Тема |
| 1 | Лабораторна робота 1. Дослідження процесу перемішування рідин. |
| 2 | Лабораторна робота 2. Дослідження процесу теплообміну на прикладі спірального теплообмінника. |
| 3 | Лабораторна робота 3. Дослідження процесу випарювання на прикладі концентрування розчину солі. |
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
Додаткова література:
- Біотехнологія мікробного синтезу: навчальний посібник. НУБіП України. Патика Т.І., Патика М.В. Вінниця: ТОВ «Нілан-ЛТД», 2018: 272.
- 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:
Додаткова 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 : Видавництво "Новий світ-2000", 2019. - 409 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.
- 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».
Практичні заняття мають на меті набуття більш глибоких знань та умінь з тем, що висвітлюються в рамках лекційного курсу та самостійно обсновуються здобувачами та поділяються на два типи: розрахунок типових процесів та обладнання й аналіз сфeри застосування конструкцій для реалізації певних процесів. В межах першого типу практичних робіт підчас аудиторного заняття розбираються приклади типових задач по розрахунку обладнання та / або відповідних процесів. За результатами кожної теми здобувачі мають самостійно розрахувати блок задач за даною темою, за який отримують відповідні до РСО бали. Другий тип завдань здобувачі виконують групами, попередньо проводячи аналіз типового устаткування для проведення певних процесів, а на практичному занятті роблять доповіді, яка повиннимістити зображення конструкції та похначення основних її деталей конструктивних елементів, принцип роботи, переваги та недоліки.
На 8-му, 13-му та 18=му тижні здобувачі виконують частини модульної контрольної роботи (МКР), окремо по кожній темі, у формі запитань з відкритими відповідями, яка містить теоретичні завдання.
Лабораторні заняття мають на меті навчити здобувачів проводити, аналізувати та розраховувати процеси з прив’язкою до конкретного типу обладнання. 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 розгахунково-графічної роботи, яка передбачає підбір та розрахунок основного технологічного обладнання відповідно до вихідного завдання та схематичне креслення загального вигляду апарату.
Лекційні, практичні та лабораторні заняття проводяться згідно розкладу занять http://rozklad.kpi.ua/ за такою схемою: у межах певної теми 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, чат з викладачем в "Телеграм" платформи «Сікорський» та електронний «Кампус».
| № | Тема | Програмні результати навчання |
Основні завдання | |
| Контрольний захід |
Термін виконання |
|||
| 1 | Процеси та апарати біохімічних виробництв: основні поняття та визначення. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 1 тиждень |
| 2 | Теорія подібності процесів та апаратів біохімічних виробництв. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 2 тиждень |
| 3 | Гідродинамічні процеси | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, лабораторна робота тестування | 3 тиждень |
| 4 | Перемішування рідких систем. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 4 тиждень |
| 5 | Розділення неоднорідних систем в полі гравітаційних сил. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 5 тиждень |
| 6 | Фільтрування неоднорідних систем. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 6 тиждень |
| 7 | Розділення неоднорідних систем в полі відцентрових сил. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 7 тиждень |
| 8 | Основи теплопередачі. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 8 тиждень |
| 9 | Нагрівання охолодження та конденсація. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, лабораторна робота, тестування | 9 тиждень |
| 10 | Теплообмінні апарати. | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 10 тиждень |
| 11 | Випарювання | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, лабораторна робота, тестування | 11 тиждень |
| 12 | Сушіння | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 12 тиждень |
| 13 | Основи масопередачі | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 13 тиждень |
| 14 | Абсорбція | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 14 тиждень |
| 15 | Адсорбція | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практична робота, тестування | 15 тиждень |
| 16 | Розрахунково-графічна робота | ПРН 01, 04, 19, 20 | РГР | 4-15 тиждень |
| 17 | Перегонка рідини | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, лабораторна робота, тестування | 16 тиждень |
| 18 | Модкльна контрольна робота | ПРН 01, 04, 19, 20 | МКР | 16 тиждень |
| 19 | Екстракція | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 17 тиждень |
| 20 | Кристалізація | ПРН 01, 04, 19, 20 | Практичне заняття, тестування | 18 тиждень |
| 21 | Екзамен | ПРН 01, 04, 19, 20 | Екзамен | 19-20 тиждень |
6. Самостійна робота студента
Загальний об’єм самостійної роботи в рамках дисципліни складає 105 години, зокрема:
- опрацювання тем лекційних занять – 18 годин;
- підготовка до практичних занять – 32 годин;
- підготовка до лабораторних занять – 12 година;
- виконання розрахунково-графічної роботи (РГР) – 10 годин
- підготовка до модульної контрольної роботи (МКР) – 3 години;
- підготовка до іспиту – 30 годин
Індивідуальне завдання
Навчальним планом передбачено виконання розрахунково-графічної роботи (РГР). Вона включає в себе вибір та розрахунок апарату для проведення біоінженерних процесів та схемпатичне креслення загального вигляду апарату. РГР складається з:
- пояснювальної записки (виконується на аркушар формату А4 шрифтом Times New Roman 14 п з інтервалом 1,5);
- креслення загального вигляду апарату (виконують на аркушах формату А3-А1 з використанням графічних редакторів).
Зміст пояснювальної записки до РГР:
- вихідні дані для розрахунку;
- вступ (який повинен містити актуальність використання конструкції в технологічних цілях);
- обгрунтування вибору конструкції (включає порівняльний аналіз контрукції для вирішення зазначених технологічних задач, та обгрунтування вибору однієї з них, включаючи конструктивні матеріали для її виготовлення);
- розрахунок (виконання технологічного розрахунку конструкції у відповідності до стандартних методик та вихідних даних);
- висновки;
- перелік використаної літератури.
Завдання на РГР видається студентам на 3-му тижні навчання. Здати РГР потрібно на 16-му тижні навчання. Оцінка за РГР включає в себе:
- якість виконання пояснювальної записки - 70 %;
- якість виконання креслення - 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. Сума заохочувальних 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) (до 5 балів);
- підготовка рукопису оглядової чи експериментальної статті для журналу або участь у конкурсах за тематикою навчальної дисципліни (до 10 балів);
- виконання лабораторних робіт в очному форматі (підчас роботи гуртка "Технології інноваційних біосистем" (до 10 балів).
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.
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 (терміни можуть коригуватися при наявності форс-мажорних обставин) на консультації здати виконане завдання.
Обов’язковою умовою допуску до лабораторної роботи являється наявність роздрукованого протоколу та знання послідовності виконання роботи.
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 написання МКР можливе лише з поважних причин (форс-мажорні обставини). Повторне написання МКР, у разі незадовільної оцінки, не допускається.
У разі порушення здобувачем термінів здачі індивідуального завдання (РГР), будуть застосовуватися штрафні санкції за кожен день прострочення термінів здачі (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
Після отримання коментарів від викладача з аргументацією щодо оцінки, здобувач має право в індивідуальному порядку задати всі питання, які цікавлять стосовно результатів контрольних заходів оцінювання. Якщо здобувач не погоджуються з оцінкою, він має також навести аргументи щодо своєї позиції та звернутися до декана факультету для подальшого вирішення питання (детально – див. «Положення про апеляції в КПІ ім. Ігоря Сікорського» http://osvita.kpi.ua/node/182).
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 хімічними речовинами. 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 практичних та лабораторних заняттях, виконання розрахунково-графічної роботи а також написання модульної контрольної роботи. Детальний розподіл балів між видами занять наведено в таблиці нижче.
| № | Контрольний захід оцінювання | % | Ваговий бал | Кількість | Всього |
| 1 | Виконання розрахункових завдань | 12 | 4 | 3 | 12 |
| 2 | Виконання лабораторних робіт | 18 | 6 | 3 | 18 |
| 3 | Підготовка доповідей по конструкціях | 9 | 3 | 3 | 9 |
| 4 | Розрахунково-графічна робота (РГР) | 7 | 12 | 1 | 12 |
| 5 | Модульна контрольна робота (МКР) | 9 | 9 | 1 | 9 |
| 6 | Екзамен | 40 | 40 | 1 | 40 |
| Всього | 100 | ||||
1. Виконання розрахункових завдань. Максимальна сума за виконання розрахункових завдань складає – 12 балів. Передбачено виконання 3 розрахункових завдань. Кожне завдання складається з 6 коротких задач та сумарно оцінюється максимально у 4 балів: повна та вичерпна відповідь – 4 бала, несуттєва помилка – 3 бала, несуттєва помилка та неповна відповідь – 3 бала, суттєва помилка – 1 бала, відсутність відповіді – 0 балів.
3. Виконання лабораторних робіт. Максимальна сума за виконання лабораторних робіт складає – 18 балів. Передбачено виконання 3 лабораторних робіт. Виконання кожної лабораторної роботи (виконання лабораторної роботи та її захист) оцінюється максимально в 6 балів: повна та вичерпна відповідь – 6 балів, несуттєва помилка – 4,5 бала, несуттєва помилка та неповна відповідь – 3 бали, суттєва помилка – 1,5 бала, відсутність відповіді – 0 балів.
4. Підготовка доповідей по конструкціях. Максимальна сума за рпідготовку доповідей по конструкціях складає – 9 балів. Передбачено виконання 3 доповідей. Кожне доповідь оцінюється максимально у 3 балів: 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.
5. Розрахунково-графічна робота. Максимальна сума за виконання складає – 12 балів: повне та вичерпне виконання РГР – 12 балів, не суттєві помилки в виконанні РГР - 9 балів, несуттєві помилки та деяких частин РГР – 6 балів, суттєві помилки та відсутність значної частини РГР – 3 бали, відсутність РГР – 0 балів.
36. Модульна контрольна робота. Максимальна сума за виконання МКР складає – 9 балів. МКР складається з 3 частин, кожна з яких складається з 3 відкритих теоретичних запитань. Кожна відповідь оцінюється максимально у 1 бал: повна та вичерпна відповідь – 1 бал, несуттєва помилка – 0,75 бала, несуттєва помилка та неповна відповідь – 0,5 бала, суттєва помилка – 0,25 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 отримання календарного контролю | Поточний контроль | ≥ 50 % від максимального поточного рейтингу | |
| Виконання практичних робіт | 4 | 8 | |
| Виконання лабораторних робіт | 6 | 18 | |
| Підготовка доповідей по конструкціях | 3 | 6 | |
| Розрахунково-графічна робота | - | - | |
| Модульна контрольна робота | 3 | 6 | |
| Максимальний поточний рейтинг | 16 | 38 | |
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 розрахункових завдань та підготовка доповідей по конструкціях |
| 4 | Лабораторні заняття | Виконання та захист лабораторних робіт |
| 5 | Індивідуальне завдання | Виконання розрахунково-графічної 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 усній формі відповідно до розкладу екзаменаційної сесії. Екзаменаційний білет складається з 4 теоретичних запитань, одне з яких - аналіз типових конструкцій для проведення заданих технологіних процесів. 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. Вступ до процесів та апаратів біохімічних виробництв.
1. Процеси та апарати у біоінженерії: основні поняття та визначення.
2. Теорія подібності процесів та апаратів біохімічних виробництв.
Розділ 2. Гідродинамічні процеси у біоінженерії.
3. Гідродинамічні процеси.
4. Перемішування рідких систем.
5. Розділення неоднорідних систем в полі гравітаційних сил.
6. Фільтрування неоднорідних систем.
7. Розділення неоднорідних систем в полі відцентрових сил.
Розділ 3. Теплообмінні процеси у біоінженерії.
8. Основи теплопередачі.
9. Нагрівання охолодження та конденсація.
10. Теплообмінні апарати.
11. Випарювання.
12. Сушіння.
Розділ 4. Масообмінні процеси у біоінженерії.
13. Основи масопередачі.
14. Абсорбція.
15. Адсорбція.
16 Перегонка рідини.
17. Екстракція.
18. Кристалізація
Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни
Обладнання необхідне для виконання лабораторних робіл:
1. Установка для дослідження процесу теплообміну.
2. Установка для дослідження процесу випарювання.
3. Установка для дослідження процесу дистиляції.
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Мотроненко В. В.; Бертош Н. В.;
Ухвалено кафедрою ТМБІ (протокол № 14 від 06.06.2024 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 9 від 26.06.2024 )