Thermofluiddynamik der Biotechnologie (TFD)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Thermo-fluid dynamics in biotechnology)
(Prüfungsordnungsmodul: Thermofluiddynamik der Biotechnologie)

Lehrveranstaltungen:

• • Thermofluiddynamik der Biotechnologie
    (Vorlesung mit Übung, 6 SWS, Thomas Koller et al., Do, 8:15 - 10:45; Fr, 12:15 - 14:45)

Inhalt:

• Bedeutung der Thermofluiddynamik in der Biotechnologie

• Grundlagen der Thermodynamik, insbesondere hinsichtlich der Einteilung von Zustands- und Prozessgrößen, dem Zustandsverhalten reiner Fluide, dem ersten und zweiten Hauptsatz der Thermodynamik sowie der Gemischthermodynamik

• Grundlagen der Strömungsmechanik, insbesondere hinsichtlich Strömungsformen, Fluidstatik und Fluiddynamik sowie den Grundgleichungen der Strömungsmechanik einschließlich des Transports von Impuls

• Grundlagen der Wärme- und Stoffübertragung, insbesondere hinsichtlich der Mechanismen zum Transport von Energie und Masse sowie deren zugrundeliegenden Gleichungen

• Analyse und Auslegung von biologischen und bioverfahrenstechnischen Prozessen und Systemen auf verschiedenen Skalen vom menschlichen Kreislaufsystem und dessen Darstellung über Ersatzsysteme über Organsysteme und multizellulare Systeme bis hin zum Bioreaktor unter Anwendung der Thermofluiddynamik

• Aufstellung von skalenübergreifenden Analogien bezüglich Kategorien wie Reaktor, Kreislauf, Wärmeübertrager und Stoffübertrager anhand von biotechnologischen Beispielen in der Verfahrenstechnik und am bzw. im Menschen

• Berücksichtigung von entsprechender Messtechnik und Sensorik zur Kontrolle bzw. Überwachung von biologischen und bioverfahrenstechnischen Prozessen und Systemen innerhalb eines thermofluiddynamischen Kontextes

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• sind mit der Bedeutung der Thermofluiddynamik in der Biotechnologie vertraut

• kennen die Grundlagen der Thermodynamik, der Strömungsmechanik sowie der Wärme- und Stoffübertragung

• sind mit der Analyse und Auslegung von biologischen und bioverfahrenstechnischen Prozessen und Systemen auf verschiedenen Skalen unter Anwendung der Thermofluiddynamik vertraut

• können thermofluiddynamische Methodik für die Bilanzierung von biotechnologischen Systemen und Prozessen hinsichtlich Masse, Energie und Impuls anwenden

• sind in der Lage, skalenübergreifende Analogien bezüglich Kategorien wie Reaktor, Kreislauf, Wärmeübertrager und Stoffübertrager zu erstellen

• verstehen die thermofluiddynamischen Grundzüge der Messtechnik und Sensorik zur Kontrolle bzw. Überwachung von biologischen und bioverfahrenstechnischen Prozessen und Systemen

Literatur:

• Vorlesungsskript (Folien und Notizen)

• Y. A. Çengel, R. H. Turner, J. M. Cimbala, Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences

• H. D. Baehr, S. Kabelac, Thermodynamik

• H. D. Baehr, K. Stephan, Wärme- und Stoffübertragung

• F. Durst, Grundlagen der Strömungsmechanik

• H. Chmiel, R. Takors, D. Weister-Botz, Bioprozesstechnik

• W. J. Thieman, M. A. Palladino, Biotechnologie

• H. Dellweg, Biotechnologie verständlich

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Life Science Engineering (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | TechFak | Life Science Engineering (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Thermofluiddynamik der Biotechnologie)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Thermofluiddynamik der Biotechnologie (Prüfungsnummer: 33651)

(englischer Titel: Thermo-fluid dynamics in biotechnology)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022

1. Prüfer:

Andreas Paul Fröba

Termin: 04.10.2021, 10:30 Uhr, Ort: H 8 TechF
Termin: 07.04.2022
Termin: 30.09.2022
Termin: 30.09.2022