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Thermofluiddynamik der Biotechnologie (TFD)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Thermo-fluid dynamics in biotechnology)
(Prüfungsordnungsmodul: Thermofluiddynamik der Biotechnologie)
Modulverantwortliche/r: Thomas Koller Lehrende:
Thomas Koller, Andreas Paul Fröba
Start semester: |
SS 2022 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
90 Std. | Eigenstudium: |
135 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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:
- 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 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023
1. Prüfer: | Andreas Paul Fröba |
- Termin: 30.09.2022
Termin: 30.09.2022
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