Module 39-M-MBT15T Bioreactor and plant design: Theory

Es werden vertiefende Kenntnisse im Bereich der Konstruktion und des Einsatzes diverser Baugruppen eines Bioreaktors, der notwendigen Peripherie und der Auslegung von Produktionsanlagen erworben. Die Studierenden erlangen Kompetenzen zur Beurteilung der Konstruktionsmerkmale wichtiger Baugruppen (z.B. Rührwerksantriebe und Dichtungstechniken, Begasungseinheiten, Sensoren), kennen deren Eigenschaften und können diese im Hinblick auf den Einsatzzweck bewerten. Sie können Prüfverfahren anwenden erfassen die Integration der Komponenten in den Gesamtprozess im Detail.
Unterschiede und der Vergleich von Komponenten für den Einsatz in herkömmlichen Edelstahlanlagen einerseits und denen, die in Disposable Bioreaktoren Verwendung finden, werden vermittelt. Die Bewertung einzelner Baugruppen und ganzer Anlagen unter den Gesichtspunkten Sterilsicherheit, Effektivität, Zuverlässigkeit, Wartungsintensität, Investitions- und Betriebskosten werden für Edelstahl und Disposable Anlagen sicher beherrscht. Die optimale Prozessführung und das entsprechende Produktionsanlagendesign zur Herstellung eines Produktes können unter ökonomischen und technischen Gesichtspunkten hergeleitet werden.

Zur Herstellung von Bioreaktoren verwendete Werkstoffe, deren Einsatzgebiete und Eigenschaften, sowie deren Integration in das Anlagenkonzept sind Lehrinhalt dieses Moduls. Anforderungs- und Konstruktionsmerkmale einzelner Baugruppen von Bioreaktoren, Berechnung charakteristischer Größen und Leistungskennzahlen, wie beispielsweise Leistungseintrag oder Stofftransport verschiedener Bioreaktortypen werden dargestellt. Für die beiden Anlagenvarianten Edelstahl und Disposable werden konstruktive Merkmale geeigneter on-line Sensoren, Anforderungen aus der Sicht der Steriltechnik, die eingesetzte Regelungstechnik und die Auslegung der Peripherie des Bioreaktors (wie Luftfilter, Pumpen, Schnittstellen) dargestellt, verglichen und diskutiert. Modelle zur Abschätzung der Gesamtleistung einer Produktionsanlage werden für unterschiedliche Prozessführungen vorgestellt.

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