Bachelor Biotechnologie (B. Eng.)

• Integralrechnung für Funktionen einer reellen Veränderlichen (bestimmtes und unbestimmtes Integral, Hauptsatz der Differenzial- und Integralrechnung, Integrationsregeln, Anwendungen, uneigentliche Integrale, Partialbruchzerlegung)
• Differenzial- und Integralrechnung für Funktionen mit mehreren Variablen (Funktionen mit mehreren Variablen und ihre Darstellung, partielle und Richtungsableitungen, Linearisierung, lokale Extrema, Mehrfachintegrale, Anwendungen)
• Gewöhnliche Differenzialgleichungen (Grundbegriffe, Lösungsmethoden für Differenzialgleichungen 1. Ordnung und lineare Differenzialgleichungen 2. Ordnung mit Konstanten Koeffizienten)
• Reihen (Zahlenreihen, Konvergenzkriterien, Potenzreihen, Reihenentwicklung von Funktionen, Taylorreihen)

Nach der Teilnahme an den Modulveranstaltungen sind die Studierenden in der Lage …

• Bestimmte und unbestimmte Integrale mithilfe Integrationsmethoden (Umformungen, partielle Integration, Substitution, Partialbruchzerlegung) zu lösen und deren Bedeutung/Anwendung zu interpretieren.
• Funktionen mehrerer Veränderlichen auf ihrer Ableitung zu untersuchen, zu linearisieren und auf Extremwerten zu überprüfen.
• Mehrfachintegrale in kartesischen, Polar- bzw. Zylinderkoordinaten aufzustellen, zu berechnen und deren Anwendungen zu interpretieren.
• Gewöhnliche Differentialgleichungen (DGL) zu charakterisieren und deren Richtungsfeld zu interpretieren.
• Die allgemeine Lösung einer DGL 1. und 2. Ordnung mit Trennung der Variablen, Aufsuchen einer partikulären Lösung oder Variation der Konstanten zu bestimmen und ein dazugehöriges Anfangswertproblem zu lösen.
• Die Konvergenz einer Reihe bewerten und ggf. deren Konvergenzbereich bestimmen.
• Die Taylorreihe einer Funktion entwickeln.
• Die Fourierreihe einer Funktion interpretieren.

• Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler: ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium. Bd. 1-3, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014.
• Papula, L.: Mathematische Formelsammlung: für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer-Vieweg, Wiesbaden, 2014.
• Braunß, H.; Junek, H.; Krainer, T.: Grundkurs Mathematik in den Biowissenschaften, Birkhäuser, 2007.
• Rießinger, T: Mathematik für Ingenieure – Eine anschauliche Einführung für das praxisorientierte Studium., Springer, Berlin, Heidelberg, 2009.
• Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen: Technik und Informatik, Hanser, München, 2009.
• Walz, G.: Mathematik für Fachhochschule, Duale Hochschule und Berufsakademie: mit ausführlichen Erläuterungen und zahlreichen Beispielen, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2011.
• Westermann, T.: Mathematik für Ingenieure: ein anwendungsorientiertes Lehrbuch, Springer, Berlin Heiidelberg, 2011.

Folgende Lehrmaterialien werden auf der Lehrplattform zur Verfügung gestellt: Vorlesungsskript (ohne Herleitungen und Beispiele), Arbeitsblätter zu den Vorlesungen, Lernvideos, Übungsaufgaben (mit Lösungen), Hinweise und Rechenwege zu den Präsenzaufgaben

In der Präsenzvorlesung sowie in Lernvideos auf dem Lernplattform werden Konzepte und Grundlagen entwickelt und an Beispielen illustriert. Arbeitsaufträge (Klickerfragen, Arbeitsblätter) werden innerhalb der Vorlesung/Lernvideos gestellt.
Der Vorlesungsstoff wird in den Übungen mithilfe der Übungsaufgaben vertieft. Die Studierenden arbeiten selbstständig im eigenen Tempo und erhalten Hinweise und Unterstützung von der Lehrperson.
Eingesetzte Medien:
Beamer, Tafel, Lernplattform, Lernvideos, Klicker

Der erfolgreiche Abschluss des Moduls Mathematik 1 wird empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)
• Bachelor Medizintechnik (Pflichtmodul)

• In diesem Modul werden mathematische Grundlagen vermittelt, die zum Verständnis für fast alle weiteren Module des Studiengangs benötigt werden.
  Aufgrund des Grundlagencharakters des Moduls kann dieses auch für viele andere ingenieurtechnische Studiengänge verwendet werden.

Vorlesung und Übung:

• Elektrizität und Magnetismus: Elektrostatik (elektrische Ladung und elektrische Kraft, elektrisches Feld und elektrisches Potential, Kapazität und Dielektrika), Magnetostatik (magnetische Kräfte, Erzeugung von Magnetfeldern)
• Thermodynamik: Temperatur, Wärmeausdehnung, kinetische Gastheorie, ideale und reale Gase, Phasenänderungen, Wärme, Entropie, erster und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen.

Praktikum mit 3 physikalischen Versuchen

Nach Besuch der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, in den behandelten Themengebieten …

• physikalische Prozesse qualitativ zu erklären und vorherzusagen;
• Zusammenhänge zu benennen und den Einfluss unterschiedlicher Parameter einzuschätzen;
• Berechnungen anzustellen und die erhaltenen Ergebnisse zu interpretieren;
• erlernte Kenntnisse auf neue Problemstellungen und praktische Anwendungen zu transferieren;
• Wissens- und Verständnislücken selbstständig zu erkennen und in Zusammenarbeit mit den Kommilitonen und der Lehrperson zu schließen;
• Experimente durchzuführen, auszuwerten und die Ergebnisse zu interpretieren.

• Giancoli, D. C.: Physik: Lehr- und Übungsbuch, Pearson-Verlag, München [u.a.], 2019.
• Halliday et al.: Physik, Wiley-VCH, Weinheim, 2017.
• Tipler, P. A., Mosca, G.: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, Springer-Spektrum-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2019.

Vorlesungsmitschrift und Foliensammlung; Versuchsanleitungen zum Praktikum

Interaktives Lernen mit Peer Instruction, Vorführexperimenten, Übungen in Kleingruppen, Praktika

Der erfolgreiche Abschluss des Moduls Physik 1 wird empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

Vorlesung und Übung mit den Schwerpunkten:

• Reaktionskinetik und Katalyse
• Nomenklatur organischer Verbindungen
• organische Verbindungsklassen (gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Aromaten, Alkohle, Carbonylverbindungen, Carbonsäuren und Amine)
• Reaktionstypen organischer Verbindungen (Additions-, Eliminierungs- und Substitutionsreaktionen)
• Struktur-Eigenschafts-Beziehungen funktioneller Gruppen
• Isomerie organischer Verbindungen

Praktikum mit folgenden Versuchskomplexen:

• Elektrochemische Verfahren (Elektrolyse)
• Photometrische Bestimmungen
• Quantitative Analyse in wässrigen Lösungen (Säure-Base-, Redox- und Komplexometrische Titrationen, Potentiometrische Messverfahren)
• Qualitative Analyse mittels Nachweisreaktionen
• Chromatographische Trennverfahren
• Organische Synthese und Charakterisierung von Syntheseprodukten

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage

• unterschiedlichen Stoffklassen organischer Verbindungen zu kennen
• organische Verbindungen nach der IUPAC-Nomenklatur zu benennen
• den Zusammenhang zwischen Struktur und physikalischen und chemischen Eigenschaften von Stoffen zu erkennen und zu diskutieren
• Reaktionsmechanismen zu verstehen und anzuwenden
• Grundlagen der Reaktionskinetik zu verstehen
• Experimente nach Anleitung unter Beachtung der Arbeitsschutzrichtlinien durchzuführen
• Versuchsergebnisse zu protokollieren und zu interpretieren

• Hart et al.: Organische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 2007.
• Becker et al.: Organikum. Organisch-chemisches Grundpraktikum, Wiley-VCH, Weinheim, 2015.
• Vollhardt, K. P. C.: Organische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 2011.

Im Intranet: Vorlesungsskript (Folien-Kopien als PDF-Dateien), Übungsaufgaben, Versuchsanleitung für das Paraktikum

Vermittlung von Grundkenntnissen in Vorlesungen; Vertiefung und Verknüpfung der vermittelten Wissenskomplexe in Übungen; Besprechung im Intranet veröffentlichter Übungsaufgaben, praktische Laborarbeit in Form eines Kurspraktikums

Kenntnisse in Chemie (Modul Chemie 1) werden empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Grundlage für eine Vielzahl naturwissenschaftlich ausgerichteter Module, insbesondere Chemie Biochemie

Vorlesung und Übung mit den Schwerpunkten:

Allgemeine Mikrobiologie

• Grundlagen und Geschichte der Mikrobiologie
• Definition, Einteilung und Evolution von prokaryotischen und eukaryotischen Mikroorganismen
• Prinzipien der Systematik und Methoden moderner Taxonomie von Mikroorganismen
• Habitate von Mikroorganismen
• Einführung in die Mikrobiologie von Bakterien, Hefen, Pilzen, Viren, einschließlich Bakteriophagen (Aufbau, Klassifizierung und Bedeutung)
• Umgang mit Datenbanken als Quellen biotechnologischer und mikrobiologischer wissenschaftlicher Information

Schwerpunkt Bakteriologie

• Kolonie- und Zellmorphologie
• Aufbau und Funktion (Zellhülle, Zellwand, Zellmembran, Einschlusskörper, Speicherstoffe, Endosporen,
• Kapseln, Geißeln, Fimbrien, Pili)
• Signalübertragung durch Zwei-Komponenten-Systeme
• Zellteilung und Wachstum
• bakterielles Genom und Bakteriengenetik
• Grundprinzipien des Stoffwechsels (Energiegewinnung durch Chemotrophie, Chemolitotrophie oder Phototrophie, aerobe und anaerobe Atmung, Gärung, Sekundärmetabolismus)
• Bedeutung für ökologische Stoffkreisläufe (Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor)
• Bedeutung für Menschen (Normalflora, Krankheitserreger, biotechnologische Nutzung)

Praktikum:

Mikrobiologische Arbeits- und Nachweismethoden

• Mikroskopie-Techniken
• Kultivierung und Methoden der Isolierung (Anreicherungskultur, Reinkultur) von Bakterien aus verschiedenen Habitaten
• Charakterisierung und Identifizierung durch Färbemethoden (Gram-Färbung) und biochemisch-enzymatische Methoden (Enzym-Aktivität, Substrat-Verwertung, Bildung von Stoffwechselprodukten)
• Quantifizierung von Zellzahl und Zellmasse
• Methoden der Sterilisation und Aseptisches Arbeiten
• Grundregeln der Guten Mikrobiologischen Technik
• Bestimmung wichtiger Kenngrößen in mikrobiellen Fermentationsprozessen – Ertragskoeffizient
• Quantifizierung wachstumsmindernder Einflüsse – Toxizitätstests und Bakteriophagen

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage:

• grundlegende theoretische und praktische Kenntnisse zur Systematik, Morphologie, Stoffwechselleistungen, Wachstum und Genetik von Mikroorganismen zu erinnern und zu diskutieren
• die Bedeutung vom Mikroorganismen für Ökologie, Biotechnologie und als Krankheitserreger darzulegen
• grundlegende mikrobielle Stoffwechselwegen zu verstehen
• sterile Arbeitsweise und mikrobiologische Arbeitstechniken zu kennen und anzuwenden
• Ergebnisse von Experimenten zu interpretieren, kritisch zu bewerten bzw. zu diskutieren
• Teamfähigkeit durch Gruppenarbeit zu festigen
• Arbeitsvorschriften selbstständig umzusetzen und die Durchführung auch zeitlich parallel ablaufender mikrobiologischer Experimente zu organisieren
• schriftliche Dokumentation von Daten in Form wissenschaftlicher Protokolle durchzuführen
• Fachbegriffe als Voraussetzung für eine Kommunikationsebene mit Biologen, Biotechnologen und Vertretern verwandter Fachgebiete korrekt anzuwenden

• Fuchs, G.: Allgemeine Mikrobiologie, Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 2022.
• Madigan, M. et al.: Brock Biology of Microorganisms, Pearson, 2021.
• Madigan, M. et al.: Brock Mikrobiologie kompakt, Pearson, München [u.a.], 2015.
• Bast, E.: Mikrobiologische Methoden: Eine Einführung in grundlegende Arbeitstechniken, Springer Spektrum, Berlin [u.a.], 2014.

zusammenfassendes Skript, digitales Zusatzmaterial auf der Lehrplattform Moodle, Übungsaufgaben und Praktikumsanleitung

Vermittlungen von Wissen in Vorlesungen und Übungen; praktische Arbeiten in Form von Kurspraktika

Für die erfolgreiche Teilnahme werden grundlegende Kenntnisse der Module Biologie und Chemie empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Grundlegende Kenntnisse für folgende Module im Bachelor Biotechnologie (BA-BT) und konsekutiven Master Pharma-Biotechnologie (MA-PBT): Technische Mikrobiologie (BA-BT), Grundlagen der Bioverfahrenstechnik (BA-BT), Bioverfahrenstechnik/Fermentationstechnik (BA-BT),·Gentechnik (BA-BT),·Zell- und Gewebekultivierung (BA-BT), Angewandte Mikrobiologie (MA-PBT), Virologie (MA-PBT).
  

• Ladung, Strom, Spannung , Widerstand
• Reihen- und Parallelschaltung, Strom- und Spannungsteilung
• Kondensatoren, Dioden, Spulen
• Transistoren
• Verstärker
• Analog-Digital-Wandler
• Mikrocontroller-Boards
• Einplatinencomputer

Studierende sind nach der erfolgreichen Teilnahme am Modul in der Lage

• die für Biotechnologen relevanten elektronischen Probleme zu durchdringen
• die Funktionsprinzipien der für die Biotechnologie wichtigen elektronischen Komponenten zu verstehen
• mit Spezialisten der Elektronik fachspezifisch zu kommunizieren
• geeignete Sensoren und Aktoren über digitale und analoge Schnittstellen in biotechnologische Versuchsanlagen zu integrieren

• Schiemann, B. et al.: Elektrotechnik Elektronik Grundwissen, Europa-Lehrmittel, 2023.
• Eggleston, D. L.: Basic Electronics for Scientists and Engineers, Cambridge University Press, 2011.
• www.elektronik-kompendium.de.
• www.elektroniktutor.de.

Vorlesungsskript, Praktikumsanleitung

Wissensvermittlung in Vorlesungen; Wissensvertiefung in Praktika

Vorkenntnisse aus folgenden Modulen werden empfohlen: Mathematik 1, Physik 1

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Bioprozess-MSR-Technik, Bioverfahrenstechnik

• Grundlagen der objektorientierten Programmierung (Klassen, Objekte, Instanzattribute, Instanzmethoden, Sichtbarkeiten, Klassenattribute, Klassenmethoden, Klassendiagramme)
• Beziehungen in der objektorientierten Programmierung (Assoziationen mit Multiplizität, Vererbung)
• Grundlagen des wissenschaftlichen Rechnens (Bibliothek Numpy: Datenstruktur Ndarray, Vektorisierung, Einlesen und Visualisieren von Daten, Berechnung von Kennzahlen, lineare und polynomiale Regression, Ndarrays mit Zufallszahlen)

Nach erfolgreichem Abschluss der Lehrveranstaltung sind die Studierenden in der Lage

• objektorientierte Entwürfe unter Nutzung der bekannten Konzepte zu implementieren und zu testen,
• objektorientiert implementierte Programme zu analysieren, in Klassendiagrammen darzustellen und vorhandene Klassen zu nutzen,
• tabellarische Daten aus Textdateien einzulesen, grafisch darzustellen sowie weitere Auswertungen vorzunehmen, unter Nutzung von vektorisierten Operationen und Funktionen,
• Zusammenhänge zwischen zwei gemessenen Größen mittels polynomialer Regression zu modellieren,
• anhand von ein- und zweidimensionalen Ndarrays von Zufallszahlen einfache Simulationen durchzuführen.

• Klein, B.: Einführung in Python 3, Hanser Verlag, München, 2018.
• Häberlein, T.: Programmieren mit Python: Eine Einführung in die Prozedurale, Objektorientierte und Funktionale Programmierung, Springer, 2024.
• Ernesti, J., Kaiser, P.: Python 3 – Das umfassende Handbuch, Rheinwerk Verlag, Bonn, 2015.

Folien zur Vorlesung, Interaktive Aufgaben zur Nachbereitung in Moodle, Übungsserien mit Vorbereitungs- und Präsenzaufgaben

Vermittlung von Wissen in Vorlesungen mit interaktiven Elementen; Praktische Programmierung als Übung im PC-Labor

Informatik 1 sowie mathematische Grundkenntnisse zu Vektoren, Matrizen, linearen Funktionen und Polynomen empfohlen

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Anrechenbar als Modul Informatik 2 im BA-Studiengang Medizintechnik an der EAH
  
  

• Einführung und Grundlagen (Grundgesamtheit, Merkmale, Merkmalstypen)
• Univariate deskriptive Statistik (Häufigkeitsverteilungen und deren grafische Darstellung, Lage- und Streuungsmaße)
• Bivariate deskriptive Statistik (Kontingenztabelle, Streudiagramm, Zusammenhangsmaße, Regressionsrechnung)
• Wahrscheinlichkeitsrechnung (Zufallsexperiment, Ereignisse, Wahrscheinlichkeitsbegriff, bedingte Wahrscheinlichkeiten, unabhängige Ereignisse)
• Zufallsgrößen (diskrete und stetige Zufallsgrößen, spezielle Verteilungen und deren Kenngrößen, zentraler Grenzwertsatz)
• Induktive Statistik (Parameterschätzung, Konfidenzintervalle, Hypothesentests, ausgewählte parametrische und nicht-parametrische Tests)

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage:

• relevante Grundbegriffe und Konzepte der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung wiederzugeben und zu erklären
• empirische Daten adäquat aufzubereiten und zu beschreiben
• statistische Methoden entsprechend der Fragestellung auszuwählen und anzuwenden
• eigene und auch fremde statistische Ergebnisse zu interpretieren und zu bewerten
• zufällige Vorgänge durch Modelle der Wahrscheinlichkeitsrechnung zu beschreiben und anzuwenden
• die statistischen Konzepte selbstständig zu erweitern und anzueignen
• empirische Daten softwaregestützt (z. B. mit Python) auszuwerten

• Rudolf, M.; Kuhlisch, W.: Biostatistik – Eine Einführung für Bio- und Umweltwissenschaftler, Pearson, 2021.
• Fahrmeir, L. et al.: Der Weg zur Datenanalyse, Springer, 2023.
• Mohr, R.: Statistik für Ingenieure und Naturwissenschaftler: Grundlagen und Anwendung statistischer Verfahren, expert-Verlag, Renningen, 2003.
• Hedderich, J.; Sachs, L.: Angewandte Statistik: Methodensammlung mit R, Springer Verlag, Heidelberg [u.a.], 2012.
• Kühlmeyer, M.: Statistische Auswertungsmethoden für Ingenieure: mit Praxisbeispielen, Springer-Verlag, Berlin [u.a.], 2001.
• McKinney, W.: Datenanalyse mit Python: Auswertung von Daten mit pandas, NumPy und Jupyter, O’Reilly, 2023.
• Downey, A. B.: Statistik-Workshop für Programmierer: Einführung in Wahrscheinlichkeit und Statistik – Statistik verstehen mit Python, O‘Reilly, Beijing [u.a.], 2012.

Übungs- und Praktikumsaufgaben inkl. Lösungen, vorlesungsbegleitende Lehrmaterialien werden zur Verfügung gestellt

In der Vorlesung werden Konzepte und Grundlagen entwickelt und an Beispielen illustriert. Die Studierenden haben Gelegenheit Fragen zu stellen.
Der Vorlesungsstoff wird anhand von Übungsaufgaben vertieft und ergänzt. Im Selbststudium werden zunächst Standardhausaufgaben gelöst. In den Übungen werden dann weitere Aufgaben in Kleingruppen (ca. 3 Studierende) bearbeitet und diskutiert. Der Lehrende fungiert hierbei als Coach.
Im Praktikum werden die erlernten statistischen Methoden softwaregestützt (z. B. mit Python) umgesetzt.
Eingesetzte Medien: Tafel, Smartboard, Beamer, PC, Tablet, Lernplattform

Der erfolgreiche Abschluss der Module Mathematik 1 und Mathematik 2 wird empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)
• Bachelor Medizintechnik (Wahlpflichtmodul)

Einführung in die molekulare Genetik

• Historie der Genetik
• wichtige Begriffe, Definitionen, Nomenklatur

molekulare Grundlagen der Vererbung

• Aufbau und Funktion der DNA und RNA
• Struktur und Ploidie-Grad eines Genoms, Genom-Größe und C-Wert-Paradox
• Struktur, Organisation und Variabilität pro- und eukaryotischer Gene, Genome bzw. Chromosomen
• DNA-Replikation bei Pro- und Eukaryoten
• Mitose, Meiose, chromosomale Rearrangements
• Grundregeln der Vererbung/ klassische Genetik (Mendel’sche Regeln, unvollständige Dominanz und Co-Dominanz, multiple Allelie, Ausprägungsgrad von Merkmalen, polygene Vererbung))

genetische Information und Genexpression

• genetischer Code
• Transkription bei Pro- und Eukaryoten
• Translation bei Pro- und Eukaryoten

genetische Modellorganismen

• Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Arabidopsis thaliana, Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, Danio rerio, Mus musculus

Humangenetik

• Klassifikation von Mutationen im Genom
• zytogenetische und molekulargenetische Untersuchungen
• ausgewählte autosomal-rezessive, autosomal-dominante und X-chromosomale Erbkrankheiten

Die Studierenden lernen in diesem Modul molekulare Mechanismen in biologischen Zusammenhängen zu verstehen und darzustellen. Dabei erhalten sie Kenntnisse zum Aufbau, der Funktion und der Regulation des Genoms sowie über die Weitergabe genetischer Informationen. Es werden Voraussetzungen für das Verständnis und die Anwendung molekularer Prinzipien in der Gentechnik und Biochemie geschaffen.

• Schmidt, O. G.: Genetik und Molekularbiologie, Springer Spektrum, 2023.
• Graw, J.: Genetik, Springer, 2020.
• Buttlar, J. et al.: Tutorium Genetik, Springer, 2020.
• Nordheim, A. et al.: Molekulare Genetik, Thieme, 2018.
• Schaaf, C. P. & Zschocke, J.: Basiswissen Humangenetik, Springer, 2018.
• Murken, J. D. et al.: Taschenlehrbuch Humangenetik, Thieme, 2017.

Vorlesungsskript, Übungsaufgaben und ergänzendes Material zum Selbststudium

Vermittlung von fachspezifischem Wissen in Vorlesungen und Übungen

Der erfolgreiche Abschluss der Module Biologie und Mikrobiologie wird empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Erweiterung der Fachkenntnisse zu ausgewählten Themen der molekularen Genetik als Grundlage für weiterführende Module des Bachelorstudiengangs Biotechnologie sowie der Module Angewandte Mikrobiologie und Virologie im konsekutiven Master Pharma-Biotechnologie.

Vorlesung und Übung mit den Schwerpunkten:

• Präanalytische Methode, Zentrifugation, Filtration, Extraktion, Destillation
• Elektrophoretische Verfahren, Puffersysteme, Trennung von Nukleinsäuren und Proteinen, Kapillarelektrophorese
• Chromatographische Trennmethoden, Gas- und (Hochleistungs)Säulenflüssig-Chromatographie, qualitative und quantitative Analyse, Kopplungen mit Spektroskopie
• Atomspektroskopie, Emissions-, Absorptionstechniken
• Optische Molekülspektroskopie, UV-VIS-, Fluoreszenz-, IR-, Raman-, Magnetische Resonanz-Spektroskopie
• Massenspektrometrie, Ionisierungskonzepte, Massenanalysatoren
• Elektroanalytische Verfahren, Leitfähigkeit, ionenselektive Elektroden, Amperometrie
• Automatisierte Prozesskontrolle, chemische Sensoren, Summenparameteranalytik
• Validierung in der Analytik, Kenngrößen, statistische Bewertung, Qualitätssicherung

Praktikum mit folgenden Versuchskomplexen:

• Qualitative und quantitative Molekülspektroskopie unter Verwendung von UV/VIS-, Fluoreszenz- und IR-Spektroskopie
• Trennung von Stoffgemischen mit Gas- und (Hochleistungs)Säulenflüssig-Chromatographie inklusive qualitativer und quantitativer Analyse
• Bestimmung von Leitfähigkeit, pH-Wert, Sauerstoffpartialdruck in wässrigen Lösungen mit Hilfe elektrochemischer Sensoren

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, die theoretischen und apparativen Grundlagen der behandelten Analysemethoden zu verstehen und wiederzugeben. Sie können ferner methodische Aspekte erklären und aktuelle Techniken bewerten. Am Ende des Praktikums beherrschen die Studierenden grundlegende chemische Analysemethoden, die es ihnen ermöglichen, anhand üblicher Versuchsvorschriften, Experimente selbstständig durchzuführen.

• Schwedt, G.: Einführung in die Chromatographie, Wiley-VCH, Weinheim, 2024.
• Kurreck, J. et al.: Bioanalytik, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2022.
• Ritgen, U.: Analytische Chemie I, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2019.
• Ritgen, U.: Analytische Chemie II, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2020.
• Otto, M.: Analytische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 2019.
• Gross, J. H.: Massenspektrometrie: Spektroskopiekurs kompakt, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2019.
• Harris, D. C.: Lehrbuch der Quantitativen Analyse, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2014.
• Skoog et al.: Instrumentelle Analytik. Grundlagen - Geräte - Anwendungen, Springer Spektrum, Berlin [u.a.], 2013.
• Kromidas, S.: Validierung in der Analytik, Wiley-VCH, Weinheim, 2011.

Vorlesungsskript in Form von Foliensammlung; Versuchsanleitungen zum Praktikum; digitales Zusatzmaterial auf der Lehrplattform Moodle

Vermittlung von Wissen in Vorlesungen und Übungen; praktische Arbeiten in Form von Kurspraktika

Grundkenntnisse in Chemie, Physik, Mathematik und Elektronik sind empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

Vorlesung und Übung:

• Struktur biotechnologischer Produktionsverfahren
• ausgewählte Aspekte der Strömungslehre und Thermodynamik
• Rheologie von Fermentationsmedien, Rheometer
• Stoff- und Energiebilanzen bioverfahrenstechnischer Systeme
• Grundlagen des Wärme- und Stofftransports
• Dimensionsanalyse und Maßstabsvergrößerung
• Grundkonzepte der Automatisierungstechnik
• Messtechnik am Bioreaktor

Praktikum:

• Numerische Lösung von DGL-Systemen mit Python
• Aufnahme von Adsorptionsisothermen, lineare und nichtlineare Regression
• Programmierung digitaler und analoger Schnittstellen

Studierende sind nach der erfolgreichen Teilnahme am Modul in der Lage

• die für Biotechnologen relevanten strömungstechnischen und thermodynamischen Probleme zu durchdringen
• das rheologische Verhalten von Fermentationsmedien zu bewerten
• Stoff- und Energiebilanzen bioverfahrenstechnischer Systeme aufzustellen
• Wärme- und Stofftransportprozesse zu analysieren
• Methoden der Dimensionsanalyse und Maßstabsvergrößerung anzuwenden
• Grundkonzepte der Automatisierungstechnik biotechnologischer Anlagen zu verstehen

• Doran, P. M.: Bioprocess Engineering Principles, Academic Press, Amsterdam [u.a.], 2013.
• Ignatowitz, E.: Chemietechnik, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2022.
• Paul, C.D. et al.: Fachwissen Biologie und Biotechnik, Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2022.

Skript, Übungsaufgaben und Praktikumsanleitung

Wissensvermittlung in Vorlesungen; Wissensvertiefung und -festigung in Übungen und Praktika.

Vorkenntnisse aus folgenden Modulen werden empfohlen: Mathematik 1 und 2, Physik 1 und 2, Informatik, Grundlagen der Elektronik, Mikrobiologie

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Bioverfahrenstechnik/Fermentationstechnik, Bioverfahrenstechnik/Aufarbeitungstechnik, Bioprozess-MSR-Technik

Am Beispiel verschiedener biotechnologischer Verfahren wird die integrierte Anwendung von Mikrobiologie, Biochemie, Gentechnik und Verfahrenstechnik in Vorlesung und Übung sichtbar gemacht. Im Mittelpunkt steht dabei die optimale Nutzung des Potentials von Mikroorganismen in den Themenfeldern

• Bier- und Weinherstellung
• Herstellung von Bioprodukten wie Ethanol, Zitronensäure, Essig- und Milchsäure, Aminosäuren, u.a.
• Biomaterialien
• Produktion von Enzymen und Biotransformationen
• Antibiotika: Herstellung und Wirkmechanismen
• Herstellung von rekombinanten Wachstumsfaktoren, Gerinnungsfaktoren, Thrombolytika und anderen rekombinanten Produkten
• Probleme bei der Produktion rekombinanter humaner Proteine in Mikroorganismen

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage:

• grundlegende theoretische Kenntnisse zu Stoffwechselleistungen, Wachstum und Genetik von Mikroorganismen zu erinnern und zu diskutieren
• gentechnisch veränderte Mikroorganismen, die für Produktionsverfahren entwickelt wurden, zu analysieren
• Leistungen von Mikroorganismen in technischen Prozessen zur Herstellung oder Umwandlung natürlicher und rekombinanter Produkte zu bewerten
• Strategien zur Stammoptimierung zu entwickeln

• Wilson, D. B. et al.: Industrial Microbiology, Wiley-VCH, Weinheim, 2020.
• Renneberg, R. et al.: Biotechnologie für Einsteiger, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2018.
• Sahm et al.: Industrielle Mikrobiologie, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2013.

zusammenfassendes Skript, digitales Zusatzmaterial auf der Lehrplattform Moodle und Übungsaufgaben

Vermittlungen von Wissen in Vorlesungen und Übungen als seminaristischer Unterricht mit Präsentation und interaktiver Beteiligung der Studierenden

Für die erfolgreiche Teilnahme werden grundlegende Kenntnisse der Module Biologie, Chemie und Mikrobiologie empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Grundlegende Kenntnisse für folgende Module im Bachelor Biotechnologie (Ba-BT) und konsekutiven Master Pharma-Biotechnologie (Ma-PBT): Bioverfahrenstechnik/Fermentationstechnik (Ba-BT), Gentechnik (Ba-BT), Bioverfahrensentwicklung (Ma-PBT), Angewandte Mikrobiologie (Ma-PBT)

• Fließschemata
  • Grundfließbild, Verfahrensfließbild, RI-Fließbild
• Rohrleitungen und Armaturen
  • Werkstoffe, Formstücke, Dehnungsausgleich, Isolierung
  • Schieber, Klappen, Hähne, Ventile, Stellantriebe
  • Berechnung von Durchfluss und Druckverlust in Rohrleitungssystemen
  • Anlagenkennlinien von Rohrleitungssystemen
• Verbindungstechnik
  • Schrauben, Flanschen, Schweißen, Kleben
• Wärmeübertrager
  • Bauarten, Betriebsweisen
  • Berechnung der erforderlichen Wärmeübertragungsfläche
• Zylindrische Behälter unter Innendruck
  • Berechnung der erforderlichen Wandstärke
• Rührkessel
  • Rührkessel als Mischapparate und als Wärmeübertrager
• Kolonnen
  • Bauarten, typische Einsatzgebiete
• Pumpen
  • Bauarten von Pumpen
  • Kennlinien von Kolben- und Kreiselpumpen
  • Auslegung von Kreiselpumpen anhand von Anlagen- und Pumpenkennlinien
• Verdichter
  • Bauarten, Grundprinzipien der Auslegung
• Elektromotoren
  • Drehstrom-Asynchronmotoren, Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie, Drehzahlverstellung durch Polumschaltung und Frequenzumrichter
  • Gleichstrommotoren, Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie
• Getriebe
  • Getriebe für Elektromotoren

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls verfügen die Studierenden über fachliche und methodische Kompetenzen (Wissen, Verstehen, Anwenden, Analysieren, Bewerten, Entwickeln) insbesondere auf den folgenden Gebieten:

• Aufbau und Funktionsweise wesentlicher Maschinen und Apparate in der Biotechnologie
• Grundlagen der Dimensionierung ausgewählter Maschinen- und Apparateelemente für typische Einsatzfälle

• Wagner, W.: Rohrleitungstechnik, Vogel Communications Group, Würzburg, 2020.
• Decker, K.-H.: Maschinenelemente, Carl Hanser Verlag, München, 2023.
• Wagner, W.: Wärmeaustauscher, Vogel Business Media, Würzburg, 2015.
• Zlokarnik, M.: Rührtechnik, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1999.
• Sattler, K.: Thermische Trennverfahren, Wiley-VCH, Weinheim, 2001.
• Wagner, W.: Kreiselpumpen im Anlagenbau, Vogel Communications Group, Würzburg, 2021.
• Bohl, W., Elmendorf, W.: Strömungsmaschinen 1, Vogel Buchverlag, Würzburg, 2013.

Vorlesungsskript, Übungsaufgaben

Vorlesungen, Übungen

Der erfolgreiche Abschluss der Module "Mathematik" und "Physik" (jeweils 1 und 2) sowie insbesondere "Grundlagen der Elektronik" wird empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Das Modul schafft wichtige Voraussetzungen insbesondere für die nachfolgenden Module "Bioverfahrenstechnik/Fermentationstechnik", "Bioverfahrenstechnik/Aufarbeitungstechnik" sowie "Bioprozess-MSR-Technik".

Vorlesung und Praktikum mit den Schwerpunkten:

Biologische Datenbanken

• Grundstruktur von Datenbanken
• Ergänzende mathematische Grundlagen (Graphentheorie, spezielle Biostatistik) und ihre Anwendung
• Primäre Datenbanken
• Sekundäre Datenbanken
• Genotyp-Phänotyp-Datenbanken
• Molekülstruktur-Datenbanken

Sequenzvergleiche und sequenzbasierte Datenbanksuchen

• Paarweise und multiple Sequenzvergleiche
• Datenbanksuchen mit Nukleotid-und Proteinsequenzen

Entschlüsselung prokaryotischer und eukaryotischer Genome

• Sequenzierung kompletter Genome
• Charakterisierung von Genomen mit STS-und EST-Sequenzen
• Exemplarische Darstellung pathophysiologischer Konsequenzen von Sequenzveränderungen beim Menschen

Wesen und Eigenschaften „Künstlicher Intelligenz“ und Beispiele für ihre Anwendung

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage:

• die algorithmischen Grundlagen der Bioinformatik zu verstehen und anzuwenden
• biomedizinische und biotechnologische Probleme in ein mathematisches Modell zu übersetzen, welches entweder selbst gelöst oder Mathematikern vermittelt werden kann
• durch Vertiefung der Programmiersprache Python grundlegende Methoden u.a. der Zeichenkettenverarbeitung zu programmieren
• verschiedene bioinformatische Werkzeuge zur Sequenzanalyse fachkompetent anzuwenden
• die Möglichkeiten, Grenzen und ethischen Implikationen der Anwendung „Künstlicher Intelligenz“ zu beurteilen

• Turau, V. & Weyer, C.: Algorithmische Graphentheorie, De Gruyter, 2015.
• Bickle, A.: Fundamentals of Graph Theory, American Mathematical Society, 2020.
• Böckenhauer, H.-J. & Bongartz, D.: Algorithmische Grundlagen der Bioinformatik, B. G. Teubner, 2003.
• Timischl, W.: Mathematische Methoden der Bioinformatik – Eine Einführung, Springer, 2024.
• Ewens, W.J. & Grant, G.: Statistical Methods in Bioinformatics, Springer Science+Business Media, 2005.
• Dandekar, T.; Kunz, M.: Bioinformatik – Ein einführendes Lehrbuch, Springer Spektrum, 2021.
• Merkl, R.: Bioinformatik – Grundlagen, Algorithmen, Anwendungen, Wiley-VCH, Weinheim, 2022.

Skript zur Vorlesung und Praktikumsanleitung

Vermittlungen von Wissen in Vorlesungen und Kurspraktika mit der rechnergestützten Bearbeitung von bioinformatischen Aufgaben

Für die erfolgreiche Teilnahme werden grundlegende Kenntnisse aus den vorangegangenen molekularbiologischen und informatischen Modulen des Bachelors Biotechnologie empfohlen, insbesondere Grundkenntnisse der Programmiersprache Python.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Grundlegende Kenntnisse für die Module Angewandte Bioinformatik und Angewandte Mikrobiologie im konsekutiven Master Pharma-Biotechnologie.

Vorlesung und Übung mit den Schwerpunkten:

• Zellbiologische Grundlagen der eukaryotischen Zell- und Gewebekultivierung
• Räumliche und apparative Laborausstattung zur Kultivierung von Zellen und Geweben
• Steriltechnik, Kontaminationen und Nachweise, Sicherheitsvorschriften, Good Cell Culture Practice
• Kulturgefäße, Zellkulturmedien, physiologische Zellkulturparameter, Bestimmung allgemeiner Wachstumsparameter
• Subkultivierungsstrategien, Cell Banking
• Anlegen von Primärkulturen, spezielle Primär- und Gewebekulturen, Etablierung von Zelllinien, Kultivierung spezieller tierischer Zelllinien, Pflanzenzellkulturen
• Stammzellen und induzierte pluripotente Stammzellen
• Expressionssysteme in der Zellkultur, Zellfusion, Hybridomatechnik, Cytometrie/Cell Sorting, Zellsynchronisation, mikroskopische Techniken
• Funktionelles Tissue Engineering, Organoide, hybrider Gewebeersatz, Mikro- und Nanosysteme, smarte Biomaterialien, personalisierte Medizin
• Monolayer- und Suspensionskulturen für große Zellmengen, ausgewählte Reaktortypen, Automatisierung

Praktikum mit folgenden Versuchskomplexen:

• Steriles Arbeiten mit eukaryotischen Zellen und Umgang mit Sicherheitswerkbänken
• Kultivieren und Passagieren von adhärenten Zellkulturen
• Bestimmung von Gesamt- und Lebendzellzahl
• Mikroskopische Beurteilung der Zellkulturen
• Zytotoxizitätstests

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, theoretische Hintergründe der Zell- und Gewebekultivierung zu verstehen und wiederzugeben. Sie können ferner methodische Aspekte erklären und aktuelle Techniken bewerten. Am Ende des Praktikums beherrschen die Studierenden grundlegende zellbiologische Labormethoden, die es ihnen ermöglichen, anhand üblicher Versuchsvorschriften, Experimente selbstständig durchzuführen.

• Capes-Davis, A., Freshney, R. I.: Freshney's Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique and Specialized Applications, John Wiley & Sons Inc., Hoboken, 2021.
• Alberts et al.: Molekularbiologie der Zelle, Wiley-VCH, Weinheim, 2017.
• Lodish, H. et al.: Molecular Cell Biology, Macmillan Learning, New York, 2021.
• Gstraunthaler, G., Lindl, T.: Zell- und Gewebekultur. Allgemeine Grundlagen und spezielle Anwendungen, Springer Spektrum, Berlin, 2021.
• Lindl, T., Steubing, R.: Atlas of Living Cell Cultures, Wiley-VCH, Weinheim, 2013.

Vorlesungsskript in Form von Foliensammlung; Versuchsanleitungen zum Praktikum; digitales Zusatzmaterial auf der Lehrplattform Moodle

Vermittlung von Wissen in Vorlesungen und Übungen; praktische Arbeiten in Form von Kurspraktika

Grundkenntnisse in Biologie, Chemie, Biochemie, Gentechnik, Prozessanalytik, Bioverfahrenstechnik, GMP sind empfohlen

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Bioprozess-Messtechnik
  • Grundbegriffe Messtechnik, Messfehler
  • Übersicht Messtechnik am Bioreaktor
  • Sensoren am Bioreaktor (Temperatur, pH, pO2, Durchfluss, Füllstand, Schaum, Druck, Drehzahl, Trübung, Leitfähigkeit, Abgasanalytik)
  • Erläuterung ausgewählter Messprinzipien
  • Steriltechnische Anforderungen an Sensoren
  • Messumformer, Messverstärker, AD-Wandler
  • Messwertübertragung (Bussysteme, Schnittstellen)
  • Messwertverarbeitung und -analyse
• Bioprozess-Steuerungs und -Regelungstechnik
  • Grundbegriffe Steuerungs- und Regelungstechnik (Steuerung, Regelung, Streckentypen, Reglertypen, statisches und dynamisches Verhalten von Steuerungs- und Regelungssystemen)
  • Übersicht Steuerungs- und Regelungstechnik am Bioreaktor
  • Steuerungen am Bioreaktor (insbesondere zur Substratdosage)
  • Regelungen am Bioreaktor (Temperatur, pH, pO2, Durchfluss, Füllstand, Schaum, Druck, Drehzahl, Trübung)
  • Identifikation von Steuer- und Regelstrecken am Bioreaktor
  • Entwurf von Struktur und Parametern von Steuerungen und Regelungen am Bioreaktor
• In Praktika Anwendung der theoretischen Grundlagen auf ausgewählte praktische Aufgabenstellungen zur Messung, Steuerung und Regelung am Bioreaktor

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls verfügen die Studierenden über grundlegende fachliche und methodische Kompetenzen (Wissen, Verstehen, Anwenden, Analysieren, Bewerten, Entwickeln) auf dem Gebiet der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik von Bioprozessen in Bioreaktoren. Sie haben ein Verständnis für die systemorientierten Konzepte, Vorgehensweisen und Methoden der Bioprozess-MSR-Technik entwickelt und sind in der Lage, diese zur zielgerichteten Analyse und Synthese von MSR-Systemen für Bioprozesse in Bioreaktoren anzuwenden. Sie können damit im Berufsumfeld von Biotechnologen grundlegende mess-, steuerungs- und regelungstechnische Aufgaben lösen und sich auf Basis der erworbenen Kompetenzen in diesbezüglich komplexere Problemstellungen erfolgreich einarbeiten.

• Chmiel, H., Takors, R., Weuster-Botz, D. (Hrsg.): Bioprozesstechnik, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2018.
• Schügerl, K.: Analytische Methoden in der Biotechnologie.
• Hass, V. C., Pörtner, R.: Praxis der Bioprozesstechnik, Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2011.
• Oppelt, W.: Kleines Handbuch Technischer Regelvorgänge.
• Bühler, H.: Messen in der Biotechnologie, Hüthig, Heidelberg, 1985.
• Busch, P.: Elementare Regelungstechnik.
• Schügerl, K.: Bioreaktionstechnik: Bioprozesse mit Mikroorganismen und Zellen - Prozessüberwachung, Birkhäuser, Basel, 1997.
• Meiners, M.: Biotechnologie für Ingenieure, Vieweg, Wiesbaden, 1990.
• Präve, P., Faust, U., Sittig, W., Sukatsch, D. A. (Hrsg.): Handbuch der Biotechnologie, Oldenbourg, München, Wien, 1994.
• Muttzall: Einführung in die Fermentationstechnik, Behr, 1993.
• Schügerl, K. (Ed.): Biotechnology, Volume 4: Measuring, Modelling and Control, VCH, Weinheim, 1991.
• Schügerl, K., Bellgardt, K.-H. (Eds.): Bioreaction Engineering - Modeling and Control, Springer, Berlin, Heidelberg, 2000.
• Bailey, J. E., Ollis, D. F.: Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw-Hill, New York, 1986.
• Lydersen, B. K., D'Elia, N. A., Nelson, K. L. (Eds.): Bioprocess Engineering: Systems, Equipment and Facilities, Wiley, New York, 1994.
• Paetzold, W.: Mess- und Regelungstechnik, Christiani, Konstanz, 1995.
• Steffenhagen, B.: Kleine Formelsammlung Regelungstechnik, Carl Hanser, München, 2010.
• Schwister, K. (Hrsg.): Taschenbuch der Verfahrenstechnik, Carl Hanser, München, 2017.
• Hoffmann, J. (Hrsg.): Taschenbuch der Messtechnik, Carl Hanser, München, 2015.
• Große, N., Schorn, W.: Taschenbuch der praktischen Regelungstechnik, Carl Hanser, München, 2006.
• Steffenhagen, B.: Kleine Formelsammlung Regelungstechnik, Carl Hanser, München, 2012.
• Lutz, H., Wendt, W.: Taschenbuch der Regelungstechnik, Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2021.
• Philippsen, H.-W.: Einstieg in die Regelungstechnik mit Python, Carl Hanser, München, 2022.
• Föllinger, O.: Regelungstechnik, VDE, Berlin, 2022.
• Walter, H.: Grundkurs Regelungstechnik, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2013.
• Unbehauen, H., Ley, F.: Das Ingenieurwissen: Regelungs- und Steuerungstechnik, Springer Vieweg, Berlin, 2014.
• Tieste, K.-D., Romberg, O.: Keine Panik vor Regelungstechnik!, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015.
• Schneider, W.: Praktische Regelungstechnik, Vieweg + Teubner, Wiesbaden, 2008.
• Beier, T., Wurl, P.: Regelungstechnik, Carl Hanser, München, 2022.
• Schleicher, M.: Regelungstechnik – Grundlagen und Tipps für den Praktiker, JUMO, Fulda, 2014.
• Döge, K.-P.: Elementare Grundlagen der Regelungstechnik, Shaker, Düren, 2022.

Vorlesungsskript, Übungsaufgaben, Praktikumsanleitung

Vorlesungen, Übungen, Praktika

Der erfolgreiche Abschluss insbesondere der Module "Grundlagen der Elektronik", "Baugruppen biotechnologischer Anlagen", "Grundlagen der Bioverfahrenstechnik" und "Bioverfahrenstechnik/Fermentationstechnik" wird empfohlen.

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

• Das Modul schafft auch wichtige Voraussetzungen für das Modul "Bioprozesssteuerung" des konsekutiven Master-Studienganges Pharma-Biotechnologie.

Vorlesung und Übung:

• Zellaufschluss
• Filtration
• Sedimentation und Zentrifugation
• Destillation
• Extraktion
• Membrantrennverfahren
• Adsorption und Chromatographie
• Trocknung

Praktikum:

• Zellaufschluss
• Kuchenfiltration
• Ultra-Filtration im Cross-Flow-Verfahren
• Batchdestillation
• Trocknung
• Gegenstromextraktion

Studierende sind nach der erfolgreichen Teilnahme am Modul in der Lage

• die Produktivität von Aufarbeitungsverfahren anhand der Gesamtausbeute zu quantifizieren
• die physikalischen Prozesse bei Aufarbeitungsverfahren qualitativ zur erklären
• wichtige technologische Kenngrößen für Aufarbeitungsverfahren zu berechnen
• Verfahrensvergleiche für Problemstellungen der Aufarbeitungstechnik durchzuführen
• Modellparameter für Aufarbeitungsverfahren experimentell zu bestimmen

• Wesselingh, J.A.,Krijgsman, J.: Downstream processing in biotechnology, Delft Academic Press / VSSD, 2013.
• Belter et al.: Bioseparations: Downstream Processing for Biotechnology, Wiley, New York, 1988.
• Ignatowitz, E.: Chemietechnik, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2022.

Skript, Übungsaufgaben und Praktikumsanleitung

Wissensvermittlung in Vorlesungen, Wissensvertiefung und -festigung in Übungen und Praktika.

Vorkenntnisse aus folgenden Modulen werden empfohlen: Grundlagen der Bioverfahrenstechnik, Informatik, Baugruppen biotechnologischer Anlagen, Bioverfahrenstechnik/Fermentationstechnik

Schriftliche Prüfungsleistung (90 min.)

unbenoteter Laborschein (LS) für erfolgreich absolviertes Praktikum

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)

Das Praxismodul vermittelt Einblicke in die berufliche Tätigkeit von Studierenden der Medizintechnik bzw. Biotechnologie. Es beinhaltet die Durchführung eines Praktikums in einer Einrichtung mit medizintechnischen/biotechnologischen Arbeitsfeldern (in der Industrie, innerhalb der Hochschule Jena, an einer anderen Hochschule oder Forschungseinrichtung, einem Ingenieurbüro, Behörde, o.ä.). Es soll dabei praktisch an einem konkreten Projekt mit medizintechnischer/biotechnologischer Fragestellung gearbeitet werden.

Aufgaben in der Praktikumsstelle:

Erstellung eines Arbeitskonzepts auf Basis der Aufgabenstellung, Literatur- und Patentrecherchen und ggf. Marktstudien, Durchführung der praktischen oder theoretischen Arbeiten, Anleitung zum Schreiben technisch-wissenschaftlicher Berichte durch einen Betreuer

Abschluss des Praktikums:

Erstellen eines technisch-wissenschaftlichen Berichts oder eines Tätigkeitsberichts.

Weiteres regelt die Praktikumsordnung (siehe Anlage Studienordnung). Das Modul kann außerdem zur Vorbereitung auf die Bachelor-Arbeit verwendet werden.

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können Studierende unterschiedliche Aspekte des im Studium erworbenen Wissens erfolgreich anwenden und haben dabei ein grundlegendes Verständnis für Ingenieurtätigkeiten und deren fachliche Anwendungen entwickelt. Zudem können sie wissenschaftlich Arbeiten sowie Auswertungs-, Dokumentations- und Präsentationstechniken anwenden.

• Themenspezifisch.

Themenspezifisch

Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten unter Anleitung eines Betreuers, Durchführung technischer und wissenschaftlicher Arbeiten unter Anleitung, eigenständiges Verfassen eines Berichts.

Es wird empfohlen, die Module bis zum 5. Fachsemester entsprechend der Prüfungsordnung abgeschlossen zu haben.

Studienleistung: Praxisbericht

Anerkennung durch Modulkoordinator nach §4 der Praktikumsordnung. Das setzt die Bewertung des Berichtes durch betrieblichen und Hochschul-Betreuer voraus.
Das Praktikum muss mindestens acht Wochen ganztägig absolviert werden.

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)
• Bachelor Medizintechnik (Pflichtmodul)

Selbständiges Erstellen der Bachelorarbeit. Näheres regelt die Prüfungsordnung in der jeweils gültigen Fassung.

Schriftlicher Nachweis über die Fähigkeit zur selbstständigen Bearbeitung einer Aufgabenstellung mit wissenschaftlichen Arbeitstechniken.

• Deutsche Forschungsgemeinschaft: Sicherung Guter Wissenschaftlicher Praxis: Empfehlungen der Kommission “Selbstkontrolle in der Wissenschaft“, Wiley-VCH, Weinheim, 2013.
• Kremer, B. P.: Vom Referat bis zur Examensarbeit – Naturwissenschaftliche Texte perfekt verfassen und gestalten, Springer Spektrum, Berlin [u.a.], 2014.
• Rossig, W. E.: Wissenschaftliche Arbeiten : Leitfaden für Haus- und Seminararbeiten, Bachelor- und Masterthesis, Diplom- und Magisterarbeiten, Dissertationen, BerlinDruck, Achim, 2011.

themenspezifisch

Selbstständiges Bearbeiten einer Aufgabenstellung mit wissenschaftlichen Arbeitstechniken.

168 ECTS Credits. Erfolgreicher Abschluss aller vorangegangenen Module inklusive des Praxismoduls.

Bachelorarbeit

Bachelorarbeit (Umfang ca. 50 Seiten, Bearbeitungszeit 6 Wochen)
Näheres regelt die Prüfungsordnung in der jeweils gültigen Fassung.

• Bachelor Biotechnologie (Pflichtmodul)
• Bachelor Medizintechnik (Pflichtmodul)