Del

Projekt 3 Fermentering (2020)

Kursusansvarlig

Simon Craige

Semesterplacering

Forår (13-ugers perioden)

ECTS

15

Undervisningssprog

Dansk og engelsk

Kursustype

Obligatorisk

Forudsætninger

Kompetencer svarende til deltagelse i kurserne Projekt 2 Anvendt mikrobiologi, Mikrobiologi, Teknisk kemi, Kemiske enhedsoperationer, Matematik 1 og Statistik (tidligere Matematik 2) samt Almen og organisk kemi anbefales. Det anbefales også at følge kurset Matematisk modellering samtidig med Projekt 3.   

Formål

Formålet med kurset er at give den studerende praktisk og teoretisk erfaring med fermenteringsteknologiske problemstillinger, således at den studerende opnår procesforståelse og bliver i stand til at designe, karakterisere samt måle på en fermenteringsproces baseret på kendskab til proceskinetik og mikrobiologi.  

Samtidig skal den studerende opnå kompetencer til at arbejde projektorienteret med en problemstilling i relation til industriel fermentering, herunder evner til at styre, designe, udføre og dokumentere projektet. Formidling af projektets indhold og resultater samt perspektivering i forhold til relevant videnskabelig litteratur. Alt sammen i kontekst af Conceive, Design, Implement, Operate (CDIO) principperne.

Endvidere skal den studerende opnå kendskab til og kunne anvende videnskabsteoretiske metoder i relation til løsning af projektopgaven. Kurset vil give den studerende indsigt i ingeniørprofessionens kultur, virkefelt og samspil med omverden.

Indhold

Fermentering og fermenteringsteknik
  • Masse- og energibalancer
  • Matematisk beskrivelse af fermenteringsprocesser  
  • Massetransport
  • Mikrobiel kinetik (vækst, substratoptagelse og produktdannelse)
  • Reaktortyper, instrumentering og kontrol
  • Forsøgsdesign med særligt fokus på dataopsamling og -behandling
  • Statistiske metoder til vurdering af fermenteringsprocesserne
Projektarbejde, laboratoriefærdigheder og formidling
  • Projektarbejde med fokus på ledelse og ressourcestyring
  • Introduktion til interessentanalyse
  • Teamroller i relation til engagement og motivation
  • Planlægning og udførelse af eksperimentelle forsøg
  • Rapportskrivning med fokus på metodebeskrivelse, diskussion og referencer
  • Opfølgning på mundtlig præsentationsteknik 
Videnskabsteori
  • Introduktion til grundlæggende videnskabsteori og –metoder
  • Den naturvidenskabelige metode  
  • God videnskabelig praksis, herunder forsøgsdesign, dokumentation, kildekritik og referencebrug
  • Ingeniørprofessionen og ingeniørens virkefelt 

I den praktiske del af kurset vil forskellige dele af en fermenteringsproces blive sat op og afprøvet, og dataopsamling og beregninger vil danne grundlag for en afstemning mellem teori og praksis. Projektdelen vil også inkludere en praktisk del. 

Læringsmål

Den studerende forventes efter at have gennemført kurset at kunne: 

Viden

  • Beskrive hvordan temperatur, total tryk, oxygen partialtryk og tilstedeværelse af opløst og suspenderet materiale i vækstmedie har effekt på oxygenopløseligheden og oxygenmassetransporthastigheden i en fermentor
  • Beskrive teknikker til eksperimentel bestemmelse af KLa til steady state og dynamisk oxygentransport samt teknikkernes begrænsninger
  • Beskrive forskellige reaktordesigns opbygning og de vigtigste kontrolparametre
  • Forstå og forklare principper for en interessentanalyse
  • Forklare og anvende de basale begreber sociologi, teknologi og etik inden for videnskabsteori og -metode 

Færdigheder

  • Udføre massebalanceberegninger ud fra støkiometriske principper for steady state fermenteringer
  • Udføre energibalanceberegninger ud fra reaktionsvarmeudvikling for aerobe og anaerobe cellekulturer
  • Opstille og løse simple unsteady state massebalancer for tidsafhængige systemparametre
  • Udføre og evaluere beregninger af mikrobiel kinetik
  • Opstille forsøgsdesign med fokus på relevant dataopsamling og -behandling
  • Anvende statistiske metoder til vurdering af de udførte fermenteringer
  • Foretage online data opsamling af relevante styringsparametre (f.eks. pH, OD og CO2)
  • Arbejde problemorienteret i en projektgruppe med en fermenteringsteknologisk problemstilling
  • Organisere og planlægge ressourcer for et praktisk projektforløb
  • Reflektere over projektgruppens motivation og engagement i forhold til teamroller 

Kompetencer 

  • Designe, planlægge og selvstændigt udføre eksperimentelle forsøg i laboratorieskala til undersøgelse af fermenteringsteknologiske problemstillinger
  • Udarbejde en teknisk projektrapport, som evaluerer og perspektiverer resultaterne af et praktisk projektforløb
  • Inddrage videnskabelig litteratur i en tekniske projektrapport samt anvende referencer efter videnskabelig standard
  • Kunne forklare anvendte metoder og beskrive styrker og svagheder samt sammenligne med andre lærte metoder
  • Mundtligt fremlægge metoder, resultater, konklusioner og perspektiver for projektet
  • Redegøre for anvendelse af redskaber til projektledelse og ressourcestyring i gruppen og reflektere over potentialerne i forhold til fremtidigt projektarbejde
  • Diskutere ingeniørprofessionen og ingeniørens virkefelt i dag og i fremtiden 

Undervisningsform

Holdundervisning, opgaveregning, projektvejledning, laboratorie- og projektarbejde samt virksomhedsbesøg.  

Forudsætninger for prøvedeltagelse

  • Opfyldelse af deltagelsespligten, som beskrevet i studieordningens afsnit 2.4
  • Deltagelse i alle planlagte virksomhedsbesøg
  • Deltagelse i alle planlagte aktiviteter med eksterne undervisere
  • Deltagelse i laboratorieøvelser samt godkendelse af afleveringsopgaver i forbindelse med disse

Opfylder den studerende ikke kravet om deltagelsespligt kan han/hun ekskluderes fra sin projektgruppe og skal udføre et individuelt projekt.

Alt udføres og afleveres efter retningslinjer angivet af den kursusansvarlige.

Prøve og hjælpemidler

  • Aflevering af individuel skriftlig præsentation af projektets anvendelse af videnskabelig teori og metode, herunder begrundelser for metodevalg
  • Aflevering af projektrapport
  • Skriftlig prøve i fermenteringsteknik og –metode. Prøvens varighed: 2 timer.

Tilladte hjælpemidler: Lærebøger, noter og regne-/matematikprogram. Ingen internetadgang.  

  • Individuel mundtlig prøve med udgangspunkt i projektrapporten. Prøvens varighed: 20 min. pr. studerende.  

Tilladte hjælpemidler: Projektrapport. Ingen internetadgang.

I den endelige bedømmelse tæller følgende elementer med:  Skriftlig prøve (30%), mundtlig prøve (30%), projektrapport (35%) samt videnskabsteoretisk aflevering (5%). 

Censur

Ekstern: Skriftlig prøve, mundtlig prøve og projektrapport

Intern: Videnskabsteoretisk aflevering

Bedømmelse

7-trinsskalaen

Med fingrene i fermenteringen
19. februar 2019
Studerende fra biotek-uddannelsen i Kalundborg besøgte Mjødbryggeriet Petersen og Sønner for at se…
Bajere og biotek
22. maj 2019
Studerende fra biotek i Kalundborg har gennem de seneste måneder eksperimenteret med at brygge deres…