Química

Comportamiento del tiempo de residencia: conceptos básicos


Función de suma y densidad

La señal del detector obtenida de una medición del tiempo de permanencia muestra el espectro de la suma del tiempo de permanencia. Esto está determinado por la función de suma del tiempo de permanencia.F (t) y denota la fracción de volumen desde el inicio de la adición hasta el momento t la medida ha pasado por el reactor. Por tanto, es una medida de la probabilidad de que un elemento de volumen haya entrado en el reactor en el intervalo de tiempo dt se ha ido de nuevo.

Aplica

F.(0)=0

ya que ningún elemento de volumen puede fluir a través del reactor en tiempo cero. Todavía se aplica

F.()=1

ya que ningún elemento de volumen puede permanecer en el reactor indefinidamente.

La fracción del volumen que ocupa el reactor en un intervalo de tiempo entret y t+ dt hojas, se obtiene del diferencial de la función de suma del tiempo de permanencia dF (t). El espectro obtenido a partir de esto se denomina espectro de tiempo de residencia, la función asociada como función de densidad de tiempo de residencia. E (t) designado.

En consecuencia, se aplica lo siguiente:

DF.(t)=MI.(t)Dt
Tab.1
Leyenda
símboloExplicaciónunidad
tTiempos
F.(t)Función de suma del tiempo de permanencia
MI.(t)Función de densidad de tiempo de permanencia

De la multiplicación del tiempo t con el cual el reactor en el intervalo de tiempo entre t y t + dt dejando la fracción de volumen dF (t) el tiempo medio de residencia se obtiene después de integrar todos estos productos τ:

τ=01tDF.(t)

respectivamente

τ=0tMI.(t)Dt
Tab.2
Leyenda
símboloExplicaciónunidad
τtiempo medio de residencias
ttiempo actuals
E (t)Función de densidad de tiempo de permanencia
F (t)Función de suma del tiempo de permanencia

Construcción

En el curso se consolida y transmite el conocimiento del sistema del idioma inglés. Esto incluye formas verbales, sustantivos irregulares, pronunciación del léxico de origen greco-latino, sistemas comparativos y condicionales, así como los fundamentos de la lingüística textual. A partir de esto, se desarrollan las habilidades para la comunicación oral y escrita. El conocimiento del especialista léxico se amplía principalmente en las áreas de estudios de la propia universidad y en el curso en particular, matemáticas y estadística, morfología y fisiología de microorganismos y áreas de aplicación de la biotecnología como la producción de enzimas o proteínas.

El objetivo es permitir que los estudiantes utilicen el idioma inglés de manera productiva y receptiva en una variedad de situaciones profesionales y relacionadas con el estudio (nivel B2 del Marco Común Europeo de Referencia). Utilizan patrones y léxicos lingüísticos nuevos y familiares para comunicarse sobre sus estudios, principios matemáticos, estructuras morfológicas y abstractas, microorganismos y áreas de aplicación de la biotecnología. Al hacerlo, desarrollan estrategias de lectura (desnatado, búsqueda de hechos, análisis, evaluación) para textos especializados y pueden comunicar sus análisis mediante representaciones gráficas. Se presta especial atención al análisis, la evaluación y la mejora continua de la propia comunicación para promover posteriormente el aprendizaje autónomo.

  • www.leo.org (diccionario).
  • www.biozone.co.uk (adicional).
  • www.m-w.com (inglés americano).
  • www.linguee.com (diccionario con ayudas a la traducción).
  • www.cordis.europa.eu/research-eu/home_en.html (Oficina de publicaciones de la UE).
  • texto
  • Microbiología y biotecnología, Cuaderno de trabajo modular, Biozone International Ltd. 2013.
  • Trabajo en pareja y en grupo, mediación frontal
  • aprendizaje autónomo con apoyo
  • Videos y grabaciones de audio
  • pizarra digital interactiva, PC, sitios web

Por encima del nivel B1 del Marco Común Europeo de Referencia

Rendimiento de examen alternativo: prueba escrita (90 min.)

  • Mecánica: Cinemática (descripción de movimientos en una y varias dimensiones), dinámica (axiomas newtonianos, fuerza de fricción, fuerza de peso), trabajo y energía, momento e impactos, movimientos rotativos (par, momento angular), fluidos (presión, flotabilidad, tensión superficial, leyes de flujo de fluidos ideales y viscosos)
  • internado con 3 experimentos físicos

Después de asistir al curso, los estudiantes pueden aprender sobre los temas tratados ...

  • Explicar y predecir procesos físicos cualitativamente.
  • Nombrar conexiones y evaluar la influencia de diferentes parámetros.
  • Realizar cálculos e interpretar los resultados obtenidos
  • Transferir los conocimientos adquiridos a nuevos problemas y aplicaciones prácticas.
  • Reconocer las lagunas de conocimiento y comprensión de forma independiente y cerrarlas en cooperación con los compañeros de estudios y los profesores / tutores.
  • Realizar experimentos, evaluarlos e interpretar los resultados.
  • Giancoli, D. C.: Física: libro de texto y ejercicios, Pearson-Verlag, Munich [entre otros], 2009.
  • Halliday et al.: Física, Wiley-VCH, Weinheim, 2013.
  • Tipler, P. A., Mosca, G.: Física para científicos e ingenieros, Springer-Spektrum-Verlag, Berlín, Heidelberg, 2015.

Notas de clase, ejercicios como hojas de trabajo y en formato electrónico, instrucciones de experimentos.

Conferencias interactivas con instrucción entre pares, ejercicios en grupos pequeños, e-learning.

Conocimientos previos recomendados de matemáticas: transformaciones de términos, fracciones, trigonometría, cálculos de potencia, resolución de ecuaciones y sistemas lineales de ecuaciones.

Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

Recomendado para Física 2, la base para una variedad de temas técnicos.

Introducción a los conceptos básicos de la informática:

  • Cómo funcionan las computadoras, arquitectura de Von Neumann
  • Fundamentos de la algorítmica: concepto de algoritmo, visualización con diagramas de flujo del programa, estrategias de resolución de problemas, complejidad temporal de los algoritmos.
  • estructuras básicas del programa
  • Presentación de información

Conceptos básicos de programación procedimental (en Python):

  • Tipos de datos simples, variables, tipos de datos estructurados
  • Entrada y salida
  • Expresiones lógicas
  • Ramificación, iteración
  • Funciones y procedimientos
  • Uso de módulos

Conceptos básicos de la programación orientada a objetos (en Python):

Introducción a la informática científica con Python

Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

  • tratar adecuadamente los términos y conceptos de la informática
  • Analizar problemas específicos de la asignatura con respecto a la capacidad de solución con la computadora.
  • diseñar soluciones apropiadas y comunicar sobre el diseño
  • diseños fáciles de implementar
  • Analizar programas y expandirlos apropiadamente
  • Ernesti, J., Kaiser, P.: Python 3 - El manual completo, Rheinwerk Verlag, Bonn, 2015.
  • Klein, B.: Introducción a Python 3, Hanser Verlag, Munich, 2014.
  • Langtangen: Introducción a la informática científica con Python, Springer, Berlín y Heidelberg, 2014.
  • Documentación de Numpy y SciPy, www.scipy.org/doc/.
  • Guttag, J. V.: Introducción a la computación y la programación con Python, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 2013.
  • Cell, J. M.: Programación Python: Introducción a la informática, Beedle and Associates Inc, Wilsonville, OR, 2004.

Notas de clase, diapositivas adicionales, ejercicios de seguimiento, serie de ejercicios

Transferencia de conocimiento en clases magistrales Profundización y consolidación de conocimientos en prácticas y ejercicios

Se recomiendan conocimientos básicos de uso de la PC, así como conocimientos matemáticos básicos.

Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

Módulos en los que se requieren habilidades de programación y pensamiento algorítmico

Conferencia y ejercicio con el enfoque principal:

  • Introducción a la teoría atómica
  • Tabla periódica de los elementos (PSE)
  • Tipos de enlace químico
  • Estructura molecular
  • Estequiometría y gasto energético de reacciones químicas.
  • Características de los diferentes estados de agregación
  • Equilibrio químico
  • Ácidos y bases, soluciones tampón
  • Producto de solubilidad y equilibrios complejos
  • Electroquímica (electrólisis y celda galvánica)
  • compuestos inorgánicos de metales y no metales, compuestos de complejos metálicos
  • Fundamentos de la termodinámica química (1a y 2a ley de la termodinámica Entalpía libre y entropía absoluta Relación entre equilibrio y entalpía de reacción libre

Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

  • Explicar y predecir los procesos químicos de forma cualitativa.
  • Explicar las propiedades de los elementos según la posición en las ecuaciones de reacción de PSE.
  • Equilibrar ecuaciones de reacción
  • Realizar cálculos e interpretar los resultados obtenidos
  • Transfiriendo conocimientos a nuevos problemas
  • Hacer afirmaciones sobre el curso de los procesos en base a variables termodinámicas.
  • Mortimer, C. E., Müller, U.: Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 2015.
  • Riedel, E., Meyer, H-J.: Química general e inorgánica, de Gruyter, Berlín, 2010.
  • Binnewies et al.: Química general e inorgánica, Spektrum Verlag, Berlín, 2016.

En la intranet: notas de clase (copias de diapositivas como archivos PDF), ejercicios

Transmisión de conocimientos básicos en conferencias, consolidación y vinculación de los complejos de conocimientos transmitidos en ejercicios, discusión de ejercicios

Se recomienda un buen conocimiento químico y físico de Abitur (al menos un curso básico de química y física).

Examen escrito (90 min.)

Recomendado para Química 2 y Bioquímica, la base de una gran cantidad de módulos orientados a la ciencia.

  • Estructura y función de proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos (Dr. Angermann 0.5 SWS)
  • Descubrimiento de la célula como unidad organizativa de la vida a través de desarrollos técnicos (microscopía óptica, LSM, microscopía de fluorescencia de alta resolución)
  • Estructura y función de la célula eucariota (membranas biológicas, procesos de transporte, compartimentos celulares, citoesqueleto, conexiones celulares, movimiento celular)
  • Estructura y función de la célula procariota (morfología de colonias y células, comportamiento GRAM)
  • Estructura y función de orgánulos celulares (mitocondrias, cloroplastos, peroxisomas, lisosomas, vacuolas), hipótesis del endosimbionte
  • Generación de energía en células eucariotas (respiración, fermentación, fotosíntesis)
  • Núcleo celular, división celular (replicación del ADN, mitosis), ciclo celular
  • Mecanismos básicos de expresión génica
  • Reglas básicas de herencia
  • Mutaciones
  • Biología celular de la sangre (función de las células sanguíneas y el plasma sanguíneo)
  • Fundamentos de inmunología (división en sistema inmunológico innato y adquirido o celular y humoral), defensa contra microorganismos
  • Crecimiento de bacterias (factores bióticos y abióticos) inhibición del crecimiento (esterilización, desinfección, antibióticos) higiene

Ejercicio (1 SWS, de los cuales Dr. Angermann 0.25 SWS):

  • Consideración en profundidad de las estructuras y procesos biológicos tratados en las conferencias con un enfoque en la creación de conexiones dentro de los puntos focales transmitidos en el módulo, pero también en áreas de conocimiento relacionadas (por ejemplo, química).
  • El módulo transmite competencia profesional sobre la unidad de vida "célula", los estudiantes deben adquirir una forma científica de pensar, tener un conocimiento básico sólido y conectable y ser capaces de participar en módulos microbiológicos, bioquímicos y biotecnológicos en semestres superiores.
  • Los estudiantes adquieren conocimientos sobre la estructura y función de las macromoléculas biológicas como requisito previo para comprender la estructura y función de células y tejidos.
  • Los estudiantes reconocen la conexión entre el desarrollo de la tecnología y la investigación de las estructuras celulares y su funcionamiento.
  • Puede clasificar células procariotas y eucariotas, describir su estructura funcionalmente y explicar características específicas.
  • Entienden los principios básicos del metabolismo energético celular de las células procariotas y eucariotas, así como los procesos celulares básicos importantes y pueden nombrarlos y explicarlos (división celular, procesos de transporte, movimiento celular, biosíntesis de proteínas).
  • Los estudiantes desarrollan una comprensión de las funciones básicas del sistema inmunológico humano.
  • Los ejercicios brindan a los estudiantes la oportunidad de reflexionar sobre los contenidos de aprendizaje que han desarrollado y optimizar las estrategias de aprendizaje Se transmiten y promueven las habilidades del lenguaje científico.
  • Hirsch-Kauffmann, Schweiger: Biología para médicos, Thieme Verlag, Stuttgart, 2000.
  • Hardin et al.: El mundo de las células de Becker, Pearson Deutschland GmbH, Hallbergmoos, 2016.
  • Munk, K.: Estudios básicos en biología. Bioquímica, biología celular, ecología, evolución, Spektrum Akad. Verlag, Heidelberg, 2000.
  • Purves et al.: Biologie, Spektrum Akademischer Verlag, Munich, 2000.
  • Campbell y otros: Biologie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2006.
  • Fritzsche, O.: Microbiología, Springer Verlag, Berlín, Heidlberg, 2016.
  • Hoffmann, T.: The Cell, Spectrum Academic Publishing House, Heidelberg, 1993.

Notas de la conferencia (copias de diapositivas como archivos PDF en la intranet de EAH)

Enseñanza de conocimientos básicos en clases magistrales, consolidación y vinculación de los complejos de conocimientos adquiridos en ejercicios, uso de material de video

Se recomienda el conocimiento biológico básico de las lecciones de la escuela secundaria.

Examen escrito (90 min.)

  • Fundamentos matemáticos (Rangos de números, aritmética con números reales, ecuaciones, desigualdades)
  • Números complejos (Definición, aritmética básica, formas de representación, exponenciación y raíz cuadrada)
  • Álgebra vectorial (Vectores, operaciones básicas, representación de coordenadas, productos escalares, vectoriales y espaciales, aplicaciones geométricas)
  • Álgebra lineal(Matrices, determinantes, rango, matriz inversa, método gaussiano, sistemas lineales de ecuaciones, autovalores y autovectores)
  • Secuencia de números (Convergencia, valor límite)
  • Funciones de una variable real (Representación, propiedades funcionales, función inversa, valores límite, continuidad, clases de funciones básicas)
  • Calculo diferencial para funciones de una variable real (concepto de derivación, reglas de derivación, discusión de curvas y otras aplicaciones)

Después de participar en los eventos del módulo, los estudiantes pueden ...

  • Resolver ecuaciones y desigualdades (con fracciones, potencias, raíces, cantidades, logaritmos, símbolos de suma y símbolos de producto) usando transformaciones de álgebra elemental.
  • expresar los conjuntos de ecuaciones y desigualdades de solución como intervalos o conjuntos.
  • Realiza operaciones aritméticas sobre vectores.
  • Determinar las propiedades de los vectores (magnitud, paralelismo, independencia lineal, etc.).
  • Calcular productos vectoriales (producto escalar, producto vectorial, producto tardío).
  • Utilice productos vectoriales para determinar las propiedades de los vectores (ángulos incluidos, paralelismo, independencia lineal, etc.).
  • Establezca ecuaciones en línea recta y plana en varias formas de representación.
  • examinar la posición de puntos, líneas y planos entre sí.
  • Realiza operaciones aritméticas en matrices.
  • determinar varias propiedades de las matrices (tipo, rango, determinante, invertibilidad, etc.).
  • para determinar todas las soluciones de un sistema lineal de ecuaciones utilizando el método gaussiano.
  • determinar todos los autovalores y autovectores de una matriz.
  • para cambiar entre las formas de representación cartesiana, trigonométrica y exponencial de números complejos.
  • Determinar varias propiedades (cantidad, argumento, parte imaginaria, parte real, conjugado complejo) de un número complejo.
  • Realizar cálculos (suma, multiplicación, división, exponenciación, raíz cuadrada) en números complejos.
  • para representar números complejos en el plano numérico de Gauss.
  • determinar la definición y rangos de valores para funciones en diferentes formas de representación, generar una tabla de valores, asignar la representación gráfica, examinar la simetría y probar su reversibilidad.
  • realizar una división de polinomios en dos polinomios.
  • determinar los ceros, factores lineales y factorización lineal de polinomios.
  • investigar el comportamiento de convergencia de una secuencia, especificar sus primeros miembros de la secuencia y, si es necesario, determinar su valor límite con ayuda de conjuntos de valores límite.
  • Investigar valores límite y continuidad de funciones.
  • determinar la primera y segunda derivada de una función (también con diferenciación logarítmica) e interpretarla como un ángulo de la tangente aplicada.
  • Aplicar correctamente la regla de L'Hospital para determinar los valores límite.
  • examinar una función por su monotonía, valores extremos, comportamiento de curvatura y puntos de inflexión.
  • Braunß, H. Junek, H. Krainer, T.: Curso básico de matemáticas en las biociencias, Birkhäuser, 2007.
  • Papula, L.: Matemáticas para ingenieros y científicos naturales: un texto y un libro de trabajo para estudios básicos. Vol. 1-3, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014.
  • Papula, L.: Colección de fórmulas matemáticas: para ingenieros y científicos naturales, Springer-Vieweg, Wiesbaden, 2014.
  • Rießinger, T: Matemáticas para ingenieros: una introducción clara a los estudios orientados a la práctica., Springer, Berlín, Heidelberg, 2009.
  • Stingl, P.: Matemáticas para universidades de ciencias aplicadas: tecnología e informática, Hanser, Munich, 2009.
  • Walz, G .: Matemáticas para la Universidad de Ciencias Aplicadas, la Universidad Estatal Cooperativa y la Universidad de Educación Cooperativa: con explicaciones detalladas y numerosos ejemplos, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2011.
  • Westermann, T.: Matemáticas para ingenieros: un libro de texto orientado a aplicaciones, Springer, Berlín Heiidelberg, 2011.

Los siguientes materiales didácticos están disponibles en la plataforma didáctica: Apuntes de clase (sin derivaciones ni ejemplos), fichas de trabajo para las clases magistrales, videos de aprendizaje, ejercicios (con soluciones), instrucciones y métodos de cálculo para las tareas presenciales.

En la conferencia presencial y en los videos de aprendizaje en la plataforma de aprendizaje, se desarrollan e ilustran conceptos y conceptos básicos mediante ejemplos. Las órdenes de trabajo (preguntas con clicker, hojas de trabajo, ejercicios, etc.) durante la conferencia, así como los videos de aprendizaje, se utilizan en el proceso de aprendizaje para activar a los estudiantes e intensificar los procesos de pensamiento. Para permitir la participación activa en la conferencia presencial, los estudiantes deben trabajar a través de los videos de aprendizaje proporcionados en el autoaprendizaje.

El material de la conferencia se profundiza prácticamente con la ayuda de los ejercicios. Las tareas del ejercicio se dividen en tres categorías: tareas preparatorias (a resolver antes del ejercicio en autoaprendizaje), tareas presenciales (a resolver durante el ejercicio presencial en pequeños grupos con el apoyo del profesor) y tareas de seguimiento (a resolver después del ejercicio como preparación para el examen). Con el fin de apoyar el desarrollo independiente de las tareas presenciales, se proporcionan instrucciones para su procesamiento. Las tareas de ejercicio solo se calcularán juntas en el ejercicio presencial a pedido y después de que se hayan procesado las instrucciones.

Medios utilizados:
Proyector, pizarra, plataforma de aprendizaje, videos de aprendizaje, clickers.

Se requieren conocimientos matemáticos básicos (FOS o escuela primaria).

Examen escrito (90 min.)

Módulo obligatorio en la licenciatura en tecnología médica y biotecnología. Este módulo enseña los conceptos básicos matemáticos necesarios para comprender casi todos los demás módulos del curso. Debido a la naturaleza básica del módulo, también se puede utilizar para otros cursos de ingeniería.

Los alumnos tratan con léxicos complejos y su pronunciación sobre temas de biotecnología en la industria alimentaria, cultivo celular, clonación, manipulación genética, genética en medicina, amplían y adquieren técnicas de presentación, consolidan y adquieren estructuras oracionales complejas y metalenguaje para argumentar. Para ello, se integran y profundizan las destrezas y habilidades lingüísticas existentes.

Al completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden usar el idioma inglés de manera productiva y receptiva en una variedad de situaciones profesionales y relacionadas con el estudio. Puede describir procesos y relaciones oralmente y por escrito, dar presentaciones más largas sobre un tema elegido, persistir en la discusión y nombrar muchos detalles técnicos de una manera elegante. Se presta especial atención al análisis y evaluación del propio desempeño para forzar un mayor aprendizaje autónomo. Los estudiantes se comunican en el nivel C1 deseado del ERF.

  • www.leo.org (diccionario).
  • www.biozone.co.uk (adicional).
  • www.m-w.com (inglés americano).
  • www.linguee.com (diccionario con ayudas a la traducción).
  • www.cordis.europa.eu/research-eu/home_en.html (Oficina de publicaciones de la UE).
  • texto
  • Microbiología y biotecnología, Cuaderno de trabajo modular, Biozone International Ltd. 2013.
  • Trabajo en pareja y en grupo
  • trabajo frontal
  • Material de audio y video a través de un proyector de PC
  • Tablero interactivo
  • Aprendizaje autónomo con orientación

Se recomienda completar con éxito el módulo de inglés técnico 1; el requisito previo es el conocimiento y las habilidades del idioma técnico en el nivel B2 del ERF.

Requisito para el módulo "Inglés Técnico 3" en la Maestría en Tecnología Médica o "Inglés para Fines Específicos" en la Maestría en Biotecnología Farmacéutica

  • Cálculo integral para funciones de una variable real (integral definida e indefinida, teorema principal de cálculo diferencial e integral, reglas de integración, aplicaciones)
  • Filas (Serie numérica, criterios de convergencia, serie de potencias, expansión de funciones en serie: serie de Taylor y serie de Fourier)
  • Ecuaciones diferenciales ordinarias (Términos básicos, métodos de solución para ecuaciones diferenciales de primer orden y ecuaciones diferenciales lineales de orden superior con coeficientes constantes, sistemas de ecuaciones diferenciales lineales)
  • Cálculo diferencial e integral para funciones con varias variables (funciones con varias variables y su representación, derivadas parciales, diferencial total, extremos relativos, integrales múltiples, aplicaciones)
  • Transformación integral (Transformación de Laplace y Fourier, aplicaciones)

Después de completar el módulo, los estudiantes podrán:

  • reproducir términos matemáticos básicos, leyes y métodos de cálculo relevantes
  • Describir matemáticamente problemas técnicos y de aplicación física.
  • aplicar métodos matemáticos en ingeniería
  • estudiar estructuras matemáticas
  • Interpretar resultados / soluciones de problemas matemáticos
  • trabajar en problemas matemáticos junto con otros
  • expandir y adquirir conocimientos matemáticos de forma independiente
  • Papula, L.: Matemáticas para ingenieros y científicos naturales: un texto y un libro de trabajo para estudios básicos. Vol. 1-3, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014.
  • Papula, L.: Colección de fórmulas matemáticas: para ingenieros y científicos naturales, Springer-Vieweg, Wiesbaden, 2014.
  • Rießinger, T: Matemáticas para ingenieros: una introducción clara a los estudios orientados a la práctica., Springer, Berlín, Heidelberg, 2009.
  • Stingl, P.: Matemáticas para universidades de ciencias aplicadas: tecnología e informática, Hanser, Munich, 2009.
  • Walz, G .: Matemáticas para la Universidad de Ciencias Aplicadas, la Universidad Estatal Cooperativa y la Universidad de Educación Cooperativa: con explicaciones detalladas y numerosos ejemplos, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2011.
  • Westermann, T.: Matemáticas para ingenieros: un libro de texto orientado a aplicaciones, Springer, Berlín Heiidelberg, 2011.

Los ejercicios que incluyen soluciones (sin una solución) y los materiales didácticos que acompañan a la conferencia están disponibles.

En la conferencia, los conceptos y fundamentos basados ​​en el módulo "Matemáticas 1" serán desarrollados e ilustrados con ejemplos. Los estudiantes tienen la oportunidad de hacer preguntas.
El material de la conferencia se profundiza mediante ejercicios. Estos se resuelven primero en el autoaprendizaje y luego se discuten en los ejercicios en grupos pequeños (no más de tres estudiantes). El maestro actúa como entrenador.

Medios utilizados:
Proyector, pizarra, retroproyector, plataforma de aprendizaje

Se recomienda completar con éxito el módulo Matemáticas 1.

Examen escrito (90 min.)

Módulo obligatorio en la licenciatura en tecnología médica y biotecnología. En este módulo, se transmiten y desarrollan los fundamentos matemáticos, que son necesarios para comprender casi todos los demás módulos del curso. Debido a la naturaleza básica del módulo, también se puede utilizar para otros cursos de ingeniería.

  • Termodinámica: Temperatura, expansión térmica, teoría cinética de los gases, gases ideales y reales, cambios de fase, calor y transporte de calor, entropía, primera y segunda ley de la termodinámica, motores térmicos y enfriadores.
  • Electricidad y magnetismo: Electrostática (carga eléctrica y fuerza eléctrica, campo eléctrico y potencial eléctrico, capacitancia y dieléctricos), magnetostática (fuerzas magnéticas, generación de campos magnéticos)
  • internado con 3 experimentos físicos

Después de asistir al curso, los estudiantes pueden aprender sobre los temas tratados ...

  • Explicar y predecir procesos físicos cualitativamente.
  • Nombrar conexiones y evaluar la influencia de diferentes parámetros.
  • Realizar cálculos e interpretar los resultados obtenidos
  • Transferir los conocimientos adquiridos a nuevos problemas y aplicaciones prácticas.
  • Reconocer las lagunas de conocimiento y comprensión de forma independiente y cerrarlas en cooperación con los compañeros de estudios y los profesores / tutores.
  • Realizar experimentos, evaluarlos e interpretar los resultados.
  • Giancoli, D. C.: Física: libro de texto y ejercicios, Pearson-Verlag, Munich [entre otros], 2009.
  • Halliday et al.: Física, Wiley-VCH, Weinheim, 2013.
  • Tipler, P. A., Mosca, G.: Física para científicos e ingenieros, Springer-Spektrum-Verlag, Berlín, Heidelberg, 2015.

Notas de clase, ejercicios como hojas de trabajo y en formato electrónico, instrucciones de experimentos.

Conferencias interactivas con instrucción entre pares, ejercicios en grupos pequeños, e-learning.

Se recomienda completar con éxito el módulo de Física 1

Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

Introducción a los conceptos básicos de la informática:

  • Cómo funcionan las computadoras, arquitectura de Von Neumann
  • Fundamentos de la algorítmica: concepto de algoritmo, visualización con diagramas de flujo del programa, estrategias de resolución de problemas, complejidad temporal de los algoritmos.
  • estructuras básicas del programa
  • Presentación de información

Conceptos básicos de programación procedimental (en Python):

  • Tipos de datos simples, variables, tipos de datos estructurados
  • Entrada y salida
  • Expresiones lógicas
  • Ramificación, iteración
  • Funciones y procedimientos
  • Uso de módulos

Conceptos básicos de la programación orientada a objetos (en Python):

Introducción a la informática científica con Python

Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

  • tratar adecuadamente los términos y conceptos de la informática
  • Analizar problemas específicos de la asignatura con respecto a la capacidad de solución con la computadora.
  • diseñar soluciones apropiadas y comunicar sobre el diseño
  • diseños fáciles de implementar
  • Analizar programas y expandirlos apropiadamente
  • Ernesti, J., Kaiser, P.: Python 3 - El manual completo, Rheinwerk Verlag, Bonn, 2015.
  • Klein, B.: Introducción a Python 3, Hanser Verlag, Munich, 2014.
  • Langtangen: Introducción a la informática científica con Python, Springer, Berlín y Heidelberg, 2014.
  • Documentación de Numpy y SciPy, www.scipy.org/doc/.
  • Guttag, J. V.: Introducción a la computación y la programación con Python, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 2013.
  • Cell, J. M.: Programación Python: Introducción a la informática, Beedle and Associates Inc, Wilsonville, OR, 2004.

Notas de clase, diapositivas adicionales, ejercicios de seguimiento, serie de ejercicios

Transferencia de conocimiento en clases magistrales Profundización y consolidación de conocimientos en prácticas y ejercicios

Se recomiendan conocimientos básicos de uso de la PC, así como conocimientos matemáticos básicos.

Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

Módulos en los que se requieren habilidades de programación y pensamiento algorítmico

Conferencia y ejercicio con el enfoque principal:

  • Cinética de reacción y catálisis
  • Nomenclatura de compuestos orgánicos
  • clases de compuestos orgánicos y tipos de reacción
  • Relaciones estructura-propiedad de grupos funcionales
  • Isomería de compuestos orgánicos
  • principios de síntesis orgánica

internado con los siguientes complejos de prueba:

  • Procesos electroquímicos (electrólisis y conductometría)
  • Análisis cuantitativo en soluciones acuosas (titulaciones ácido-base, redox y complexométricas, métodos de medida potenciométricos)
  • Análisis cualitativo mediante reacciones de detección
  • Procesos de separación cromatográfica
  • Síntesis orgánica y caracterización de productos de síntesis.

Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

  • conocer diferentes clases de sustancias de compuestos orgánicos
  • nombrar compuestos orgánicos de acuerdo con la nomenclatura IUPAC
  • Reconocer y discutir la relación entre la estructura y las propiedades físicas y químicas de las sustancias.
  • Comprender y aplicar los mecanismos de reacción.
  • Comprender los fundamentos de la cinética de reacción.
  • Realice experimentos de acuerdo con las instrucciones de acuerdo con las pautas de seguridad laboral.
  • Para registrar e interpretar los resultados de las pruebas.
  • Hart et al.: Química orgánica, Wiley-VCH, Weinheim, 2007.
  • Becker y col.: Organikum. Pasantía básica orgánico-química, Wiley-VCH, Weinheim, 2015.
  • Vollhardt, K. P. C.: Química orgánica, Wiley-VCH, Weinheim, 2011.

En la intranet: notas de clase (copias de diapositivas como archivos PDF), ejercicios, instrucciones prácticas

Transmisión de conocimientos básicos en conferencias, consolidación y vinculación de los complejos de conocimientos transmitidos en ejercicios, discusión de ejercicios, trabajo práctico de laboratorio en forma de pasantía.

Se recomienda completar con éxito el módulo de Química 1.

Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

Recomendado para bioquímica, conocimiento aplicable a otras materias de orientación bioquímica y biológica.

Microbiología general

  • Fundamentos e historia de la microbiología
  • Definición y clasificación de microorganismos procariotas y eucariotas
  • Conceptos básicos, métodos de sistemática y taxonomía de microorganismos.
  • Hábitats de microorganismos

Introducción a la microbiología de bacterias, levaduras, hongos, bacteriófagos, virus.

Centrarse en la microbiología bacteriana

  • Morfología de colonias y células
  • Estructura y función (envoltura celular, pared celular, membrana celular, cuerpos de inclusión, sustancias de almacenamiento, endosporas, cápsulas, flagelos, fimbrias, pili)
  • genoma bacteriano, intercambio de información genética entre bacterias
  • Principios básicos del metabolismo (generación de energía mediante quimiotrofia, quimiolitotrofia o fototrofia, respiración aeróbica y anaeróbica, fermentación, metabolismo secundario)
  • Importancia para los ciclos de materiales ecológicos (carbono, nitrógeno, fósforo)
  • Importancia para las personas (flora normal, patógenos, uso biotecnológico)

Métodos microbiológicos de trabajo y detección.

  • Técnicas de microscopía (contraste de fase, campo oscuro, contraste de interferencia diferencial, fluorescencia, estéreo)
  • Métodos de aislamiento (cultivo de enriquecimiento, cultivo puro)
  • Caracterización por métodos de tinción (tinción de Gram), métodos bioquímico-enzimáticos (actividad enzimática, utilización del sustrato, formación de productos metabólicos), métodos biológicos moleculares (PCR, secuenciación) o métodos inmunológicos (ELISA, aglutinación)
  • Métodos de esterilización, filtración estéril y desinfección.
  • Cinética de crecimiento
  • agentes bacteriostáticos y bactericidas (desinfectantes, antibióticos)

Producción de medios de cultivo líquidos, inclinados y placas de agar nutritivo.

Técnicas de trabajo aséptico y métodos de cultivo.

Procesos de desinfección y esterilización

Métodos de caracterización e identificación de bacterias.

  • Características de la colonia y forma bacteriana.
  • Serie colorida (fisiológico-enzimática
  • Rendimiento metabólico, indicadores de pH)
  • Métodos de tinción (tinción de Gram, tinción de endosporas)
  • métodos biológicos moleculares (PCR)

Métodos para determinar el número de células vivas y totales

Curso de cinética de crecimiento y reacción de cultivos microbianos.

Inhibición del crecimiento de bacterias.

Acumulación de bacterias del aire, el suelo y los alimentos.

Habilidades metodológicas y relacionadas con la asignatura

Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

  • recordar y discutir conocimientos básicos teóricos y prácticos de la sistemática, morfología, desempeño metabólico y genética de microorganismos
  • Explicar la importancia de los microorganismos para la ecología, la biotecnología y como patógenos.
  • conocer y aplicar métodos de trabajo estériles y técnicas de trabajo microbianas
  • estar familiarizado con las vías metabólicas microbianas básicas
  • Interpretar, evaluar críticamente o discutir los resultados de los experimentos.

Habilidades sociales y personales

Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

  • automotivado para aprender
  • Fortalecer el trabajo en equipo a través del trabajo en grupo
  • discutir aspectos seleccionados de los procesos microbiológicos en el grupo
  • trabajar responsablemente en el laboratorio microbiológico, observando las normas de higiene y seguridad
  • organizar la implementación de experimentos microbiológicos de forma independiente y compartir el trabajo en el grupo
  • para la implementación independiente de la normativa laboral
  • para llevar a cabo documentación escrita de datos en forma de protocolos científicos
  • Uso correcto de términos técnicos como requisito previo para un nivel de comunicación con biólogos, médicos y campos relacionados.
  • Fuchs, G.: Microbiología general, Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 2017.
  • Fritsche, O.: Microbiología, Springer Spectrum, Berlín, Heidelberg, 2016.
  • Slonczewski, J., Forster, J.: Microbiología: una ciencia con futuro, Springer Spectrum, Berlín, Heidelberg, 2012.
  • Madigan et al.: Brock Mikrobiologie, Pearson, Munich [et al.], 2013.
  • Cypionka, H.: Fundamentals of Microbiology, Springer, Berlín [entre otros], 2010.
  • Bast, E.: Métodos microbiológicos: Introducción a las técnicas básicas de trabajo, Springer Spectrum, Berlín [entre otros], 2014.
  • Steinbüchel et al.: Pasantía de microbiología. Experimentos y teoría, Springer Spectrum, Heidelberg [et al.], 2003.

La conferencia se desarrolla como una lección tipo seminario con una presentación utilizando un proyector o un tablero de trabajo y la participación interactiva de los estudiantes. El tema del ejercicio adjunto es la consolidación y profundización del contenido de la conferencia, así como la sugerencia de un mayor análisis individual de temas microbiológicos seleccionados. El objetivo de la pasantía es la implementación independiente de experimentos que se adapten o complementen el contenido de la conferencia. Los estudiantes trabajan orientados a objetivos en grupos de dos o tres sobre la base de normas de prueba específicas, mantienen discusiones sobre los resultados con los supervisores de pasantías y preparan los protocolos de prueba apropiados. Los guiones actualizados de las clases o pasantías se pondrán a disposición de los estudiantes en forma electrónica o impresa a su debido tiempo.

Se recomiendan conocimientos básicos del módulo de licenciatura “Biología” para una participación exitosa.

Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

Conocimientos básicos para los siguientes módulos del Máster consecutivo en Farma-Biotecnología:
"Microbiología aplicada", "Virología / Vacuna"

  • cálculo de probabilidad (Experimento aleatorio, eventos, combinatoria, concepto axiomático de probabilidad, probabilidades condicionales, eventos independientes)
  • Tamaños aleatorios (Definición, variables aleatorias discretas y continuas, distribuciones, conjuntos de límites)
  • Estadísticas descriptivas (Características, escala de características, representación de frecuencia, medidas de posición y dispersión, medidas de asociación, cálculo de regresión)
  • Estadística inductiva (Estimación de parámetros, intervalos de confianza, pruebas de significancia)

Después de completar el módulo, los estudiantes podrán:

  • reflejar términos estadísticos básicos relevantes
  • preparar y describir adecuadamente los datos empíricos
  • Aplicar métodos estadísticos en función del nivel de escala de las características.
  • interpretar resultados estadísticos
  • formular hipótesis estadísticas en el campo de la ingeniería
  • Describir procesos aleatorios utilizando modelos estadísticos.
  • trabajar en problemas bioestadísticos junto con otros
  • expandir y adquirir los conceptos estadísticos de forma independiente
  • Papula, L.: Matemáticas para ingenieros y científicos naturales: un texto y un libro de trabajo para estudios básicos. Vol. 1-3, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014.
  • Ross, S. M.: Estadística para ingenieros y científicos naturales, Spektrum Akad. Verlag, Munich, 2006.
  • Mohr, R.: Estadística para ingenieros y científicos naturales: conceptos básicos y aplicación de métodos estadísticos, expert-Verlag, Renningen, 2003.
  • Kühlmeyer, M.: Métodos de evaluación estadística para ingenieros: con ejemplos prácticos, Springer-Verlag, Berlín [entre otros], 2001.
  • Hedderich, J. Sachs, L.: Estadísticas aplicadas: Colección de métodos con R, Springer Verlag, Heidelberg [et al.], 2012.
  • Downey, A. B.: Taller de estadística para programadores: Introducción a la probabilidad y la estadística: comprensión de las estadísticas con Python, O‘Reilly, Beijing [et al.], 2012.

Se ponen a disposición ejercicios que incluyen soluciones (sin solución), así como materiales didácticos que acompañan a la conferencia.

En la conferencia, los conceptos y los fundamentos se desarrollan e ilustran con ejemplos. Los estudiantes tienen la oportunidad de hacer preguntas.

El material de la conferencia se profundiza mediante ejercicios. Estos se resuelven primero en el autoaprendizaje y luego se discuten en los ejercicios en grupos pequeños (no más de tres estudiantes). El maestro actúa como entrenador.

Medios utilizados:
Pizarra, proyector, retroproyector, plataforma de aprendizaje

Se recomienda completar con éxito los módulos "Matemáticas 1" y "Matemáticas 2".

Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

Primero, se explica la aplicación de la ley de Ohm y las reglas de Kirchhoff a circuitos simples en serie y en paralelo. Sobre esta base, la función de los componentes semiconductores simples se puede abordar sin entrar en procesos físicos de estado sólido. A esto le siguen cálculos simples para dimensionar con diodos semiconductores, circuitos de estabilización, LED y fotodiodos. Las explicaciones sobre el transistor se limitan a su uso como interruptor y amplificador en un circuito emisor común. Se puede consolidar la aplicación de los fundamentos electrotécnicos para el dimensionamiento. El componente relativamente complejo OPV se explica en su aplicación como amplificador, circuito de cálculo analógico y filtro. La tecnología de circuitos digitales se limita a la descripción de funciones lógicas simples y su aplicación en puertas y módulos lógicos programables. Al final del día, los convertidores de digital a analógico se tratan como un vínculo importante entre el proceso y el control y la regulación digital. Las explicaciones teóricas se consolidan en el ejercicio a través de cálculos concretos, que a su vez son un prerrequisito para una pasantía con experimentación sobre todo lo anterior. Los temas son.

  • Durante el módulo, los estudiantes deben recordar cantidades y unidades electrotécnicas. Esto incluye el manejo seguro de poderes de diez y resoluciones.
  • Los estudiantes deben comprender la ley de Ohm y poder aplicarla a circuitos simples en circuitos de CC y CA.
  • La tecnología de laboratorio existente, por ejemplo, para el valor de pH y la conductividad, se puede analizar y utilizar
  • En el módulo de tecnología de control, los resultados se utilizarán para el desarrollo.
  • Las conexiones de PC a través de convertidores analógico-digitales se pueden desarrollar conceptualmente.
  • Ose, R .: Ingeniería eléctrica para ingenieros, Carl-Hanser-Verlag, Munich, 2014.
  • Hagmann, G.: Colección de ejercicios sobre los fundamentos de la ingeniería eléctrica, AULA-Verlag, Wiebelsheim, 2012.
  • www.elektronik-kompendium.de.
  • www.elektroniktutor.de.
  • Guiones de conferencias
  • Instrucciones para las prácticas de laboratorio
  • Examen de muestra
  • Colección de fórmulas

Ejercicio: trabajo individual o en grupo, tareas aritméticas para dimensionamiento de circuitos
Pasantía de laboratorio: 6 experimentos desde lo básico hasta la tecnología de circuitos aplicada.

Se requieren conocimientos básicos del módulo "Física", siendo importantes los aspectos eléctricos como la corriente, el voltaje, la resistencia y la inducción. Se recomienda el conocimiento del cálculo complejo del módulo "Matemáticas".

Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

  • Diagramas de flujo
    • Diagrama de flujo básico, diagrama de flujo de proceso, diagrama de flujo de RI
    • Materiales, accesorios, compensación de expansión, aislamiento.
    • Válvulas de compuerta, flaps, grifos, válvulas, actuadores
    • Cálculo de flujo y pérdida de presión en sistemas de tuberías.
    • Características de la planta de los sistemas de tuberías.
    • Tornillos, bridas, soldadura, encolado
    • Tipos de construcción, modos de funcionamiento.
    • Cálculo del área de transferencia de calor requerida.
    • Cálculo del espesor de pared requerido.
    • Hervidores agitados como mezcladores e intercambiadores de calor
    • Tipos, áreas típicas de aplicación
    • Tipos de bombas
    • Curvas características de bombas de pistón y centrífugas
    • Diseño de bombas centrífugas en función del sistema y las características de la bomba.
    • Tipos de construcción, principios básicos de diseño.
    • Motores asíncronos trifásicos, curva característica par-velocidad, ajuste de velocidad por cambio de polos y convertidor de frecuencia
    • Motores de CC, característica par-velocidad
    • Reductores para motores eléctricos

    Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes tienen habilidades técnicas y metodológicas (conocimiento, comprensión, aplicación, análisis, evaluación, desarrollo) en particular en las siguientes áreas:

    • Estructura y funcionalidad de máquinas y dispositivos esenciales en biotecnología
    • Conceptos básicos del dimensionamiento de elementos seleccionados de máquinas y aparatos para aplicaciones típicas
    • Wagner, W.: Tecnología de tuberías, Vogel Buchverlag, Würzburg, 2012.
    • Decker, K-H.: Elementos de la máquina, Carl Hanser Verlag, Munich, 2014.
    • Wagner, W.: Intercambiador de calor. Conceptos básicos, estructura y función de los dispositivos térmicos, Vogel Business Media, Würzburg, 2015.
    • Zlokarnik, M.: Tecnología de mezcla. En: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Volumen 4, Verlag Chemie, Weinheim, 1972.
    • Sattler, K.: Procesos de separación térmica., Wiley-VCH, Weinheim, 2001.
    • Wagner, W.: Bombas centrífugas y sistemas de bombas centrífugas, Vogel Buchverlag, Würzburg, 2009.
    • Bohl, W., Elmendorf, W.: Turbo machines 1, Vogel Buchverlag, Würzburg, 2013.

    Se recomienda la finalización satisfactoria de los módulos de Matemática, Física, Química (1 y 2 cada uno), así como la finalización en paralelo del módulo Fundamentos de Electrónica.

    Examen escrito (90 min.)

    El módulo crea importantes requisitos previos, en particular para los siguientes módulos "Ingeniería de bioprocesos / tecnología de fermentación", "Ingeniería de bioprocesos / tecnología de procesamiento" y "Tecnología de bioprocesos MSR".

    Utilizando el ejemplo de varios procesos biotecnológicos, se hace visible la aplicación integrada de microbiología, bioquímica, ingeniería genética e ingeniería de procesos. La atención se centra en el uso óptimo del potencial de los microorganismos, así como de los cultivos de células y tejidos.

    • Producción de cerveza y vino
    • Producción de productos orgánicos como etanol, ácido cítrico, ácido acético y láctico, aminoácidos, enzimas, etc.
    • Antibióticos: fabricación y mecanismos de acción
    • Producción de factores de crecimiento recombinantes, factores de coagulación, trombolíticos y otros productos recombinantes.
    • Problemas en la producción de proteínas humanas recombinantes en microorganismos

    Adquisición de conocimientos sobre el desempeño de microorganismos en procesos técnicos para la producción o conversión de productos naturales y recombinantes. Después de completar el módulo, los estudiantes pueden analizar los microorganismos modificados genéticamente que se han desarrollado para los procesos de producción.

    • Renneberg, R., Berkling, V.: Biotechnology for Beginners, Springer Spectrum, Berlín [entre otros], 2012.
    • Schmid, R. D.: Atlas de bolsillo de biotecnología e ingeniería genética, Wiley-VCH, Weinheim, 2016.

    Notas de clase y ejercicios como archivos PDF en la intranet de EAH

    Se recomienda conocimientos de microbiología, finalización satisfactoria de los módulos "Química 1 y 2" y "Biología".

    Examen escrito (90 min.)

    Relevante para los módulos "Fundamentos de la Ingeniería Genética" e "Ingeniería de Bioprocesos / Tecnología de Fermentación"

    conferencia con el enfoque principal:

    • Método preanalítico, filtración, extracción, centrifugación.
    • Métodos de análisis electroquímico
    • Métodos de análisis térmico
    • Métodos de análisis radiométrico
    • Métodos electroforéticos, electroforesis capilar.
    • Métodos de separación cromatográfica
    • Espectroscopía atómica y molecular
    • Espectrometría de masas
    • Sensores

    internado Conceptos básicos del análisis de procesos (1 SWS) con los siguientes complejos de prueba:

    • Espectroscopia UV / VIS
    • Espectroscopia de fluorescencia
    • Separación de mezclas de sustancias e identificación mediante GC

    Después de completar el módulo, los estudiantes pueden comprender y reproducir los conceptos básicos teóricos y técnicos de los métodos de análisis discutidos. También puede elegir la técnica adecuada para un problema analítico determinado. La parte práctica del módulo permite a los estudiantes llevar a cabo los métodos seleccionados de forma independiente y evaluar críticamente el resultado.

    • Harris, D. C.: Libro de texto de análisis cuantitativo, Springer Spectrum, Berlín, Heidelberg, 2014.
    • Skoog et al.: Analítica instrumental. Conceptos básicos - Dispositivos - Aplicaciones, Springer Spectrum, Berlín [entre otros], 2013.
    • Gross, J. H.: Espectrometría de masas, Springer Spectrum, Berlín, Heidelberg, 2013.
    • Cammann, K.: Química analítica instrumental. Procesos, aplicaciones y garantía de calidad, Spectrum, Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001.
    • Gey, M.: Análisis instrumental y bioanalítica, Springer Spectrum, Berlín, Heidelberg, 2015.
    • Schwedt et al.: Química analítica: fundamentos, métodos y práctica, Wiley-VCH, Weinheim, 2016.
    • Lottspeich et al.: Bioanalytik, Springer Spectrum, Berlín, Heidelberg, 2012.

    Guión de la conferencia en forma de colección de diapositivas, instrucciones del experimento para la pasantía

    Transferencia de conocimientos en conferencias y trabajos prácticos en forma de prácticas de cursos

    Conocimientos básicos de biología, bioquímica, anatomía y fisiología.

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    Conceptos básicos de materiales

    • Unión y estructuras cristalinas, alteraciones de la estructura atómica - defectos estructurales cristalinos
    • Estructuras de aleación y diagramas de fase.
    • Propiedades mecánicas (elasticidad, plasticidad, resistencia, ensayos)
    • Fallo de material (rotura, fatiga, desgaste, corrosión)
    • Relación entre producción y propiedades

    Introducción a los biomateriales

    • Requisitos de los biomateriales en cuanto a biofuncionalidad y biocompatibilidad
    • Metales como biomateriales
    • Cerámica como biomateriales
    • Polímeros como biomateriales
    • Materiales compuestos como biomateriales

    Los estudiantes adquieren una comprensión básica de las relaciones entre estructura, estructura, fabricación y propiedades de los materiales. Conocen los parámetros esenciales para describir las propiedades mecánicas y pueden seleccionar métodos de prueba de manera específica e interpretar los resultados de las pruebas correctamente.

    Los alumnos conocen los grupos esenciales de materiales utilizados como biomateriales (metales, cerámica, polímeros, materiales compuestos) y las aplicaciones características de estos grupos de materiales. Podrá seleccionar el material adecuado para una aplicación específica de estos grupos de materiales.

    • Ashby, M. F., Jones, D. R .: Materiales 1 y 2, Spektrum Akademischer Verlag, Munich, 2006.
    • Läpple, V.: Tecnología de materiales, Ingeniería mecánica, Fundamentos teóricos y aplicaciones prácticas, EUROPA Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2014.
    • Wintermantel, E.: Tecnología médica: Ingeniería en ciencias de la vida, Springer, Berlín [entre otros], 2009.
    • Park, J. Lakes, R.S. : Biomaterials - An Introduction, Springer, Nueva York, NY, 2007.

    Apuntes de conferencias, libros, revistas especializadas

    Se recomiendan conocimientos básicos de física y química.

    Examen escrito (90 min.)

    • Introducción
    • Caracterización de biorreactores
    • Cinética de los procesos de reacción en biorreactores.
    • Procesos de transferencia de masa en biorreactores
    • Balances de masa de biorreactores ideales
    • Comportamiento del tiempo de residencia de biorreactores continuos
    • Procesos de transporte de calor en biorreactores
    • Simulación por computadora de diferentes tipos de cultivo
    • Comportamiento del tiempo de residencia de los biorreactores
    • Determinación de la kL.un valor en un reactor de tanque agitado
    • Cultivo por lotes de microorganismos en el fermentador de laboratorio.
    • Fermentación por lotes (control de la tasa de crecimiento)

    Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

    • cuantificar la composición de las fases de biorreactores
    • determinar e interpretar parámetros cinéticos de cultivos microbianos
    • Evaluar la dinámica de los procesos de transferencia de masa en aparatos de ingeniería de bioprocesos.
    • para calcular bioeactores que son ideales en términos de tecnología de flujo basados ​​en balances de masa
    • para determinar el comportamiento del tiempo de residencia de bioeactores continuos
    • dimensionar el sistema de control de temperatura de los bioeactores isotérmicos en función de los balances energéticos
    • Doran, P. M.: Principios de ingeniería de bioprocesos, Academic Press, Amsterdam [et al.], 2013.
    • Chmiel, H.: Bioprozesstechnik, Spektrum, Akad. Verlag, Heidelberg, 2011.
    • Ignatowitz, E.: Chemietechnik, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2013.

    Guión, ejercicios e instrucciones de prácticas

    Transferencia de conocimiento en clases magistrales Profundización y consolidación de conocimientos en ejercicios y prácticas.

    Se recomiendan conocimientos previos de los siguientes módulos:

    • "Informática para biotecnólogos"
    • & quotMicrobiología & quot
    • & quotMicrobiología técnica / productos orgánicos & quot
    • "Montajes de sistemas biotecnológicos"

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    • Regulación del ciclo celular
    • Estructura, síntesis y función de ADN y ARN, código genético, moléculas de ARNt
    • Estructura promotora pro y eucariota
    • El operón Lac
    • Experimentos de clonación
    • Endonucleasas de restricción
    • Otras enzimas modificadoras del ADN
    • Construcción de plásmidos
    • Marcadores para la selección de ADN recombinante
    • Estrategias de clonación
    • Reacción en cadena de la polimerasa
    • Ligadura y transformación / transfección
    • Secuenciación
    • Transferencias del sur, del norte y del oeste

    Internado: Experimento de clonación orientado a la investigación

    • Resumen de restricción
    • Electroforesis en gel de agarosa
    • Aislamiento de ADN de geles
    • Reacciones de ligadura
    • Transformación en Escherichia coli
    • Aislamiento de plásmidos E. coli
    • Trabajar con el software GenTle

    Los estudiantes adquieren los fundamentos teóricos y prácticos para el trabajo de ingeniería genética. Después de completar el módulo, puede decidir qué sistema de expresión es más económico para un producto en particular. Construyen y desarrollan mapas de plásmidos utilizando software adecuado.

    • Brown, T.A., Vogel, S.: Ingeniería genética para principiantes, Spektrum Akademie Verlag, Heidelberg, 2011.
    • Müllhardt, C.: The Experimenter Molecular Biology / Genomics, Springer Spectrum, Berlín, Heidelberg, 2013.

    Notas de clase, ejercicios e instrucciones experimentales para la pasantía como archivos PDF en la intranet de EAH

    • conferencia
    • una práctica
    • Uso del programa informático GenTle
    • Pasantía en el laboratorio de Biotechnikum / ingeniería genética

    Se recomienda completar con éxito los módulos de Química 1 y 2, así como conocimientos previos de bioquímica.

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    Módulo "Biología Celular" y módulo "Tecnología Genética" en el Máster consecutivo en Biotecnología Farmacéutica

    • Investigación científica e investigación de patentes, información sobre los principios de protección de la propiedad industrial e información sobre patentes
    • Capacitación del solicitante (canales y formularios de solicitud, creación de documentos de solicitud, en línea y como carpeta de solicitud, enfoque estratégico en la autoevaluación del proceso de solicitud)
    • Técnicas de publicación y presentación científicas (planificación del tiempo y trámites para la redacción de la tesis de licenciatura, así como para la creación de carteles, técnica de citas, conceptos básicos de la conferencia y presentación, preparación de la presentación, técnica de palabras clave y visualización del guión de la presentación y uso de los medios).
    • Retórica y lenguaje corporal en presentaciones y discusiones.
    • Crítica, autocrítica
    • Después de participar con éxito en el módulo, los estudiantes pueden aplicar técnicas básicas para la investigación científica y la investigación de patentes, tienen el conocimiento para usar las bases de datos de patentes de manera efectiva y de una manera específica por materia.
    • Los estudiantes pueden preparar documentos de solicitud y haber desarrollado habilidades básicas para una entrevista.
    • Los estudiantes son introducidos a la redacción de textos académicos, adquieren competencia en documentación y presentación en forma de trabajos escritos, carteles o conferencias, aprenden a presentar lingüística y medialmente de manera adecuada y a argumentar lógica y científicamente.
    • Los estudiantes tienen los conocimientos retóricos para enfrentar discusiones científicas.
    • Los estudiantes pueden mejorar su tiempo y su autogestión.
    • Reichel, W.: Inicio de carrera para graduados universitarios. Estrategias de éxito para la aplicación e introducción, Falken, Niedernhausen / Ts., 1994.
    • Feuerbacher, B.: Presentación profesional en ciencias naturales y de la ingeniería, Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2013.

    Script (copias de diapositivas seleccionadas como archivos PDF en la intranet de EAH)

    • Presentación del material en forma de seminario, incluyendo a. Trabajar en grupos pequeños para desarrollar de forma independiente el contenido de aprendizaje de acuerdo con criterios específicos.
    • Práctica de situaciones de aplicación en juegos de roles
    • Uso de tecnología de video, cámara, rotafolio, pizarra
    • Los alumnos crean una breve charla, cuyo contenido trata sobre la optimización de una diapositiva de presentación de su elección (teniendo en cuenta el material enseñado), se enfrentan a la discusión y crítica de sus compañeros.

    no se requieren conocimientos previos

    Rendimiento de examen alternativo, presentación

    Solicitud de módulo práctico y tesis de licenciatura, preparación de la tesis de licenciatura

    • Introducción al modelado: definición, proceso de modelado (descripción del sistema, pregunta, modelo matemático, interpretación), taxonomía de modelos
    • Conceptos algorítmicos básicos de análisis y modelado de biodatos
    • modelado cualitativo (descripción de la estructura, predicciones cualitativas, modelado basado en gráficos)
    • Funciones modelo (polinomios, exponenciales, logarítmicas, funciones logísticas)
    • Métodos de modelado empírico (modelos temporales y espaciales, interpolación, aproximación, modelos de regresión, distribuciones mixtas gaussianas, adaptación de modelos, método de mínimos cuadrados, evaluación de la calidad del modelo)
    • Métodos de modelado de procesos (dinámica de poblaciones de una y más poblaciones, modelos de reacciones bioquímicas, modelos de farmacocinética, dinámica de replicadores, procesos estocásticos)
    • Ecuaciones diferenciales ordinarias en el modelado de procesos (descripción del modelo con GDL, métodos numéricos: métodos de Euler, Runge-Kutta, Newton)
    • Análisis de datos multivariados (PCA, ICA, regresión multivariante, correlación canónica, mínimos cuadrados parciales)

    Después de completar con éxito el curso, los estudiantes pueden:

    • Transferir principios generales de modelización a cuestiones específicas de biotecnología.
    • Clasificar datos biológicos y bioquímicos según sus propiedades para el proceso de modelado.
    • Describir formalmente un sistema a modelar y formalizar preguntas sobre el sistema.
    • identificar modelos matemáticos adecuados para escenarios de modelado específicos y / o diseñarlos usted mismo
    • identificar y aplicar funciones de modelo adecuadas
    • Aplicar modelos temporales y espaciales a datos empíricos y evaluar la calidad del ajuste del modelo.
    • Predecir procesos biológicos y bioquímicos con la ayuda del modelado de procesos mediante cálculo o simulación.
    • Estimar la viabilidad de los procesos sobre la base de modelos de procesos.
    • Implementar algoritmos simples para modelar procesos biológicos y bioquímicos.
    • Aplicar métodos estándar complejos para modelar procesos biológicos y bioquímicos.
    • Eck et al.: Modelado matemático, Springer Spectrum, Berlín, 2017.
    • Prüß et al.: Modelos matemáticos en biología. Sistemas homogéneos deterministas, Birkhäuser, Basel [et al.], 2008.
    • Murray, J. D.: Biología matemática I. Una introducción, Springer, Nueva York, NY [et al., 2002.
    • Murray, J. D .: Biología matemática II. Modelos espaciales y aplicaciones biomédicas, Springer, Nueva York, NY [et al.], 2002.

    Notas de clase, instrucciones prácticas detalladas (intranet)

    Trabajo en grupo como trabajo de seminario con desarrollo y presentación de sus propias soluciones así como prácticas en el laboratorio (trabajo en el PC).

    Se recomienda completar con éxito los módulos & quotMathematik 1 y 2 & quot y & quot Bioestadística & quot, así como conocimientos básicos de & quotPython & quot o & quotMatlab & quot.

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    • Estructura y clasificación de α-L-aminoácidos
    • Estructura y clasificación de péptidos y proteínas
    • Función de las proteínas
    • Características, clasificación, estructura y regulación de enzimas.
    • Biosíntesis de proteínas
    • Clasificación co o postraduccional de las proteínas
    • Modificación cotraduccional o postraduccional de las proteínas
    • Niveles de jerarquía estructural de proteínas
    • Doblar las proteínas en la conformación tridimensional activa
    • Desglose intracelular de proteínas.
    • Desglose de aminoácidos

    Métodos seleccionados en bioquímica de proteínas

    • Excursus sobre anticuerpos y seroalbúmina humana
    • Determinación cuantitativa de proteínas
    • Separación cromatográfica en columna de mezclas de proteínas complejas
    • Separación electroforética de proteínas.
    • Tinción de proteínas en geles
    • Aplicación de anticuerpos
    • Estudio espectrofotométrico de reacciones enzimáticas.

    Bioquímica de ácidos nucleicos

    • Estructura de las nucleobases, nucleósidos, nucleótidos
    • Función de los nucleótidos y derivados de nucleótidos
    • Biosíntesis de nucleótidos purina y pirimidina
    • Desglose de los nucleótidos
    • Trastornos patobioquímicos de la degradación de nucleótidos
    • Estructura de los polinucleótidos o ácidos nucleicos
    • Función de los ácidos nucleicos

    Métodos seleccionados en bioquímica de ácidos nucleicos

    • Aislamiento de ácidos nucleicos.
    • Modificación enzimática de ácidos nucleicos.
    • Amplificación térmica de ácidos nucleicos por PCR.
    • Separación electroforética y tinción de ácidos nucleicos.

    Regulación del metabolismo de la glucosa.

    • Insulina como hormona peptídica anabólica
    • Mecanismos de formación de ATP
    • Degradación intracelular de glucosa (glucólisis, ciclo del citrato, fosforilación oxidativa, metabolismo anaeróbico del piruvato)
    • Gluconeogénesis
    • Metabolismo del glucógeno
    • Progresión temporal del suministro de energía bajo carga

    Pipetas de microlitros complejas experimentales y tampones de amperios

    • Aislamiento y caracterización de ácidos nucleicos
    • Taq-Polimerasa como enzima activada por iones metálicos en la amplificación térmica del ADN
    • Efecto hipercrómico de los ácidos nucleicos.
    • Cromatografía de intercambio iónico de mezclas de proteínas.
    • Cromatografía de exclusión por tamaño de mezclas de proteína-colorante
    • Cromatografía de afinidad de mezclas de proteínas.
    • Determinación cuantitativa de proteínas según Bradford en microformato
    • Tinción SDS-PAGE y Coomassie discontinua

    Complejo experimental de carbohidratos y enzimas

    Habilidades metodológicas y relacionadas con la asignatura

    Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

    • Dar una visión general de los procesos metabólicos básicos de nucleótidos / ácidos nucleicos, aminoácidos / proteínas y carbohidratos en humanos.
    • Para recordar los mecanismos de formación de ATP.
    • Recordar y representar relaciones entre la estructura y función de biomoléculas.
    • Comprender y aplicar interacciones moleculares de biomoléculas como parte de procesos bioquímicos complejos.
    • clasificar las reacciones bioquímicas como procesos catalizados por enzimas que tienen lugar en forma de vías metabólicas
    • Aportar el conocimiento y la comprensión de los principios moleculares básicos como puntos de partida para el desarrollo de productos farmacéuticos.
    • Conocer la estructura y función de los anticuerpos, así como dar una visión general de las diversas aplicaciones de los anticuerpos en bioanalítica, diagnóstico y medicina.
    • Conocer los métodos básicos para la separación y análisis de ácidos nucleicos y proteínas, seleccionarlos de manera específica y aplicarlos en combinación.
    • conocer y aplicar métodos básicos de enzimología
    • Interpretar, evaluar críticamente o discutir los resultados de los experimentos.

    Habilidades sociales y personales

    Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

    • automotivado para aprender
    • discutir aspectos seleccionados de los procesos bioquímicos en el grupo
    • trabajar responsablemente en el laboratorio
    • Organizar la implementación de experimentos bioquímicos de forma independiente y compartir el trabajo en el grupo.
    • para la implementación independiente de la normativa laboral
    • realizar separaciones y análisis de biomoléculas con equipos previamente desconocidos
    • para llevar a cabo documentación escrita de datos en forma de protocolos científicos
    • clasificar y evaluar críticamente los resultados obtenidos en el contexto de un tema de investigación
    • Uso correcto de términos técnicos como requisito previo para un nivel de comunicación con médicos, farmacéuticos y campos relacionados.
    • Müller-Esterl, W.: Bioquímica: una introducción para médicos y científicos naturales, Springer Spectrum, Berlín, 2017.
    • Rassow: Bioquímica de serie dual, Thieme, 2016.
    • Berg et al.: Stryer Biochemie, Springer Spectrum, Berlín, 2012.
    • Heinrich et al.: Löffler / Petrides - Bioquímica y patobioquímica, Springer, Berlín, 2014.
    • Nelson et al.: Lehninger - Principles of Biochemistry, Macmillan, Nueva York, 2010.
    • Christen et al.: Bioquímica y biología molecular: una introducción en 40 unidades de aprendizaje, Springer Spectrum, Berlín, 2015.
    • Horton et al.: Bioquímica, Estudios Pearson, Munich, 2013.
    • Voet et al.: Libro de texto de bioquímica, Wiley-VCH, Weinheim, 2010.
    • Schartl et al.: Bioquímica humana y biología molecular, Elsevier, Urban y Fischer, Munich, 2009.
    • Lottspeich et al.: Bioanalytik, Springer Spectrum, Berlín, Heidelberg, 2012.
    • Richter: Bioquímica práctica: conceptos básicos y técnicas, Thieme, Stuttgart, 2003.

    La conferencia se desarrolla como una lección tipo seminario con una presentación utilizando un proyector o un tablero de trabajo y la participación interactiva de los estudiantes. El tema del ejercicio adjunto es la consolidación y profundización de los contenidos de la conferencia, así como la sugerencia de un examen individual más profundo de temas bioquímicos seleccionados. El objetivo de la pasantía es la implementación independiente de experimentos que se adapten o complementen el contenido de la conferencia. Los estudiantes trabajan orientados a objetivos en grupos de dos o tres sobre la base de normas de prueba específicas, mantienen discusiones sobre los resultados con los supervisores de pasantías y preparan los protocolos de prueba apropiados. Los guiones actualizados de las clases o pasantías se pondrán a disposición de los estudiantes en forma electrónica o impresa a su debido tiempo.

    Se recomiendan conocimientos básicos del módulo de licenciatura “Biología” para una participación exitosa.

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    Conocimientos básicos para los siguientes módulos del Máster consecutivo en Farma-Biotecnología:
    "Tecnología enzimática", "Ingredientes farmacéuticos recombinantes / Ingeniería de proteínas" y "Farmacología y toxicología"

    El propósito de la conferencia es adquirir conocimientos sobre buenas prácticas de fabricación para la industria farmacéutica.

    • Gestión de la calidad
    • Personal calificado
    • Edificios e instalaciones
    • Equipos de proceso
    • Documentación y grabación
    • Gestión de materiales
    • Control de producción y en proceso
    • Validación
    • Cambio de control
    • Normativa legal para la fabricación de productos farmacéuticos
    • Ordenanza de fabricación de drogas y sustancias activas
    • Ley de medicamentos

    Después de completar el módulo, los estudiantes pueden evaluar y aplicar los requisitos para la producción de medicamentos en la industria farmacéutica. Utilizando la base legal, puede evaluar y llevar a cabo el proceso de fabricación de medicamentos.

    • Gengenbach, R .: Calificación GMP y validación de plantas de ingredientes activos, Wiley-VCH, Weinheim, 2008.
    • Amborn et al.: Requisitos de GMP-FDA para el aseguramiento de la calidad, Editio Cantor Verlag, Aulendorf, 2016.

    Notas de clase como archivos PDF en la intranet

    Examen escrito (90 min.)

    Sirve como requisito de entrada en la industria farmacéutica en el área de buenas prácticas de fabricación.

    Conferencias y ejercicios:

    • Términos básicos tecnología de medición, errores de medición
    • Resumen de la tecnología de medición en el biorreactor
    • Sensores en el biorreactor (temperatura, presión, flujo, nivel de llenado, espuma, pH, pO)2Análisis de velocidad, par, turbidez, conductividad, gases de escape)
    • Explicación de los principios de medición seleccionados
    • Análisis de errores y averías
    • requisitos estériles para sensores
    • Transductor de medida, amplificador de medida, convertidor AD
    • Transmisión de valores medidos (sistemas de bus, interfaces de PC)
    • Algoritmos de suavizado de valores medidos

    b) Tecnología de control de bioprocesos y tecnología de control de bioprocesos

    • Conceptos básicos de tecnología de control y regulación (control, regulación, tipos de controlador, comportamiento estático y dinámico de sistemas controlados)
    • Descripción general de la tecnología de control y regulación en el biorreactor
    • Circuitos de control en el biorreactor (temperatura, flujo, nivel de llenado, espuma, pH, pO2Velocidad de motores DC y AC)
    • Determinación de los parámetros del controlador.
    • Controles en el biorreactor (dosificación de sustrato)
    • Determinación de progresiones de variables de control
    • Determinación de parámetros y características de error para sensores.
    • Calibración de sondas
    • Lectura de valores medidos en el PC a través de interfaces estándar
    • Identificación de los parámetros del sistema de control estático y dinámico.
    • Diseño de un control de sustrato
    • Dimensionamiento del circuito de control de temperatura para fermentación y esterilización

    Adquisición de conocimientos básicos en tecnología de medición, control y regulación para su uso en el proceso de fabricación biotecnológica.

    • Schügerl, K.: Métodos analíticos en biotecnología.
    • Oppelt, W.: Small Handbook of Technical Control Processes.
    • Busch, P.: Ingeniería de control elemental.

    Notas de clase, ejercicios, instrucciones de experimentos.

    La clase magistral, ejercicios con tareas asignadas de antemano, que se van a resolver de forma autónoma, son prácticas con instrucciones experimentales que permiten realizar y evaluar los experimentos de las prácticas de la forma más independiente posible.

    Se recomienda completar con éxito los módulos de Matemáticas 1 y 2, Física 1 y 2, Química 1 y 2 y Biología.

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    • Fundamentos matemáticos complementarios (teoría de grafos, bioestadística) y su aplicación
    • Creación de las secuencias biológicas naturales (evolución y filogénesis)
    • Propiedades bioquímicas y biofísicas de aminoácidos y proteínas que determinan la estructura tridimensional de moléculas biológicamente importantes.
    • Representación informática de secuencias y análisis de cadenas de caracteres con programas Python
    • Búsqueda y evaluación de investigación biomédica con PubMed y otras bases de datos bibliográficas.
    • Representación y análisis computarizados de secuencias mediante el procesamiento de cadenas de caracteres y herramientas bioinformáticas disponibles en Internet.
    • Representación ejemplar de las consecuencias fisiopatológicas de los cambios de secuencia en humanos
    • Modelado matemático de varias cuestiones, especialmente biológicas
    • Naturaleza y propiedades de la inteligencia artificial y ejemplos de su aplicación.

    El contenido matemático anterior permite a los estudiantes traducir problemas biomédicos y biotecnológicos en un modelo matemático que puede ser resuelto por ellos mismos o enseñado a matemáticos. El conocimiento de la formación y las propiedades químicas y físicas de las secuencias biológicas proporciona una comprensión más profunda de las moléculas biológicamente activas, especialmente las proteínas, y los puntos de partida para su cambio biotecnológico. Se profundiza en el uso del lenguaje de programación Python. Los estudiantes deben ser capaces de programar por sí mismos métodos básicos de procesamiento de cadenas de caracteres (alineación, programación dinámica) Dependiendo de los conocimientos previos de los estudiantes, también se aprende la representación de datos bioinformáticos con el sistema de composición tipográfica látex. Los estudiantes practican la búsqueda y análisis de literatura biomédica y conocen diversas herramientas bioinformáticas para el análisis de secuencias. También se promueve la comunicación en un grupo de trabajo. Los alumnos deben adquirir conocimientos sobre inteligencia artificial con los que puedan valorar las posibilidades y límites de su aplicación.

    • Se incluye una lista de lectura en los guiones. Los libros están disponibles en un área designada de la biblioteca.

    Los guiones con una lista de referencias, que contienen ejercicios e instrucciones prácticas, están disponibles en la intranet de la EAH.

    Ejercicios de lectura con discusión en la práctica de conferencias con el procesamiento asistido por computadora de los ejercicios de bioinformática utilizando los guiones.

    El módulo se basa en el conocimiento que se imparte en los módulos de biología molecular y ciencias de la computación del 1º al 4º semestre. En particular, se requieren conocimientos básicos del lenguaje de programación Python.

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    Conferencia y ejercicio con el enfoque principal:

    • Fundamentos de la biología celular del cultivo de células y tejidos eucariotas
    • Equipos de laboratorio espacial y técnico para el cultivo de células y tejidos, tecnología estéril, contaminación y evidencia, normas de seguridad, buenas prácticas de cultivo celular
    • Recipientes de cultivo, medios de cultivo celular, parámetros fisiológicos del cultivo celular, determinación de los parámetros de crecimiento, bancos de células
    • Creación de un cultivo primario, cultivos primarios especiales, cultivos de órganos especiales, establecimiento de una línea celular, células madre embrionarias y adultas, células madre pluripotentes inducidas, líneas celulares de mamíferos, vertebrados e invertebrados de sangre fría, cultivos de células vegetales
    • Sistemas de expresión en cultivo celular, fusión celular, tecnología de hibridomas, citometría / clasificación celular, sincronización celular, técnicas microscópicas
    • ingeniería de tejidos funcionales, sustitución de tejidos híbridos, micro y nano sistemas, biomateriales inteligentes, medicina personalizada
    • Cultivos monocapa y en suspensión para grandes cantidades de células, tipos de reactores especiales, automatización
    • Producción de proteínas biofarmacéuticas, incluidos factores de coagulación sanguínea, citocinas, anticuerpos monoclonales.

    internado Conceptos básicos de la tecnología de cultivo celular (1 SWS) con los siguientes complejos experimentales:

    • Trabajo estéril con células eucariotas y manipulación de armarios de seguridad
    • Cultivo y paso de cultivos monocapa
    • Determinación del recuento de células vivas y totales
    • Examen microscópico de los cultivos celulares.
    • Ensayos de citotoxicidad

    Después de completar el módulo, los estudiantes pueden comprender y reproducir los antecedentes teóricos de la tecnología de cultivo celular. También puede explicar aspectos metodológicos y evaluar técnicas actuales. Al final de la pasantía, los estudiantes han dominado los métodos básicos de laboratorio de biología celular que les permiten llevar a cabo experimentos de forma independiente utilizando procedimientos de prueba estándar.

    • Alberts et al.: Biología molecular de la célula, Wiley-VCH, Weinheim, 2017.
    • Lodish, H. et al.: Molecular Cell Biology, W.H. Freeman, Macmillan Learning, Nueva York, 2016.
    • Gstraunthaler, G., Lindl, T.: Cultivo de células y tejidos. Principios generales y aplicaciones especiales, Springer Spectrum, Berlín [entre otros], 2013.
    • Lindl, T., Steubing, R .: Atlas de cultivos de células vivas, Wiley-VCH, Weinheim, 2013.
    • Freshney, R.I.: Cultivo de células animales: manual de técnicas básicas y aplicaciones especializadas, Wiley Blackwell, Hoboken, Nueva Jersey, 2016.

    Notas de clase en forma de colección de diapositivas, instrucciones de experimentación para la pasantía.

    Transferencia de conocimientos en conferencias y ejercicios, trabajos prácticos en forma de prácticas de curso.

    Conocimientos básicos de biología, bioquímica, anatomía y fisiología.

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    • Disrupción celular
    • Filtración
    • Sedimentación y centrifugación
    • destilación
    • extracción
    • Proceso de separación de membranas
    • Adsorción y cromatografía
    • El secado
    • Disrupción celular
    • Filtración de torta
    • Ultrafiltración en el proceso de flujo cruzado
    • Destilación por lotes
    • El secado
    • Extracción a contracorriente

    Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden:

    • cuantificar la productividad de los procesos de elaboración en función del rendimiento total
    • Explicar los procesos físicos en los procedimientos de reacondicionamiento cualitativamente.
    • Calcular parámetros tecnológicos importantes para procesos de reacondicionamiento.
    • Realizar comparaciones de procesos para problemas en la técnica de reacondicionamiento.
    • Determinar experimentalmente los parámetros del modelo para los métodos de procesamiento.
    • Wesselingh, J.A., Krijgsman, J.: Procesamiento posterior en biotecnología, Delft Academic Press / VSSD, 2013.
    • Belter et al.: Bioseparaciones: procesamiento descendente para biotecnología, Wiley, Nueva York, 1988.
    • Ignatowitz, E.: Chemietechnik, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2013.

    Guión, ejercicios e instrucciones de prácticas

    Transferencia de conocimientos en conferencias, profundización y consolidación de conocimientos en ejercicios y prácticas.

    Se recomiendan conocimientos previos de los siguientes módulos:

    • "Informática para biotecnólogos"
    • "Montajes de sistemas biotecnológicos"
    • & quotIngeniería de bioprocesos / tecnología de fermentación & quot

    Examen escrito (90 min.), Certificado de laboratorio

    El módulo práctico proporciona información sobre las actividades profesionales de los estudiantes de tecnología médica y biotecnología. Incluye la implementación de una pasantía en una institución con campos de trabajo médico / biotecnológico (en la industria, dentro de la Universidad de Jena, en otra universidad o institución de investigación, una oficina de ingeniería, autoridad, etc.). Al hacerlo, se debe realizar un trabajo práctico en un proyecto específico con un problema médico / biotecnológico.

    Tareas en la pasantía:

    Creación de un concepto de trabajo basado en la tarea, la literatura y la investigación de patentes y, si es necesario, estudios de mercado, implementación del trabajo práctico o teórico, instrucciones para la redacción de informes técnico-científicos por parte de un supervisor.

    Finalización de la pasantía:

    Elaboración de un informe técnico-científico o un informe de actividad.

    El reglamento de pasantías regula más detalles (ver anexo reglamento del estudio). El módulo también se puede utilizar para preparar la tesis de licenciatura.

    Después de completar con éxito el módulo, los estudiantes pueden aplicar con éxito diferentes aspectos del conocimiento adquirido durante sus estudios y han desarrollado una comprensión básica de las actividades de ingeniería y sus aplicaciones técnicas. Además, pueden aplicar trabajos científicos así como técnicas de evaluación, documentación y presentación.

    Introducción al trabajo científico bajo la guía de un supervisor, implementación del trabajo técnico y científico bajo guía, redacción independiente de un informe.

    Se recomienda haber completado los módulos antes del 5º semestre de acuerdo con el reglamento de exámenes.

    Reconocimiento por parte del coordinador del módulo según §4 del reglamento de prácticas. Esto presupone la evaluación del informe por parte de los supervisores de la empresa y de la universidad.
    La pasantía debe completarse a tiempo completo durante al menos ocho semanas.

    Elaboración independiente de la tesis de licenciatura. La versión actual del reglamento de examen regula más detalles.

    Prueba escrita de la capacidad para trabajar de forma independiente en una tarea utilizando técnicas de trabajo científico.

    • Fundación Alemana de Investigación: Garantizar las buenas prácticas científicas: recomendaciones de la Comisión "Autorregulación en la ciencia", Wiley-VCH, Weinheim, 2013.
    • Kremer, B. P.: De la presentación a la tesis - perfecta redacción y diseño de textos científicos, Springer Spectrum, Berlín [entre otros], 2014.
    • Rossig, W. E.: Trabajo científico: directrices para trabajos de término y trabajos de seminario, tesis de licenciatura y maestría, tesis de diploma y maestría, disertaciones, BerlinDruck, Achim, 2011.

    Procesamiento independiente de una tarea con técnicas de trabajo científico.

    168 créditos ECTS. Finalización satisfactoria de todos los módulos anteriores, incluido el módulo práctico.

    (Volumen aprox.50 páginas, tiempo de elaboración 6 semanas)
    La versión actual del reglamento de examen regula más detalles.


    Comportamiento del tiempo de residencia - Conceptos básicos - Química y física

    Bueno, si ya estamos hablando de las relaciones, ¿no hay nada con lo que los dos tipos de reactores continuos KIK e IR puedan 'confundirse' entre sí?

    Pero hay ! Acerca de la palabra mágica "circuitos del reactor". Consideramos aquí de antemano la conexión en serie de las calderas de agitación de flujo continuo. Estos arreglos se denominan cascadas de tanque agitado o simplemente cascadas.

    Imaginemos, puramente ópticamente, la conexión en serie de más y más recipientes de mezcla del mismo volumen, pero de tal manera que el volumen total = n veces el volumen individual permanece constante. Los hervidores se hacen cada vez más pequeños a medida que aumenta el número de hervidores, y el 'collar de perlas' se vuelve más largo y delgado '. ¿A qué nos recuerda eso? ¿No son estas pequeñas células de disco como en el IR? Quizás podamos decir que una cascada con n calderas de paso se acerca a la tubería de flujo con un número creciente de calderas. Si podemos !! Y no debe ocultarse en este punto que una cascada con algunas calderas (¡alrededor de 3 piezas aproximadamente!) A menudo es suficiente para un resultado de reacción mucho mejor.

    Así que ahora llega el momento de la verdad y tengo que admitir que ahora estoy muy metido en la tinta. ¿Cómo se supone que voy a transmitir la mitad de la química física en palabras y posiblemente "un poco más en imágenes"? Mis colegas profesionales ahora estarán felices como ladrones, ¿por qué se 'llenó la boca tanto' al principio? Se discutirán los siguientes temas:

    • Estequiometría de reacciones químicas.
    • Termodinámica de reacciones químicas
    • Cinética de reacciones químicas.
    • Mecanismo de reacciones químicas.

    Ahora tengo al menos una solicitud para mis colegas: ¡¡Tengan paciencia conmigo !! Los que me conocen pensarán: "Bueno, nunca fue un 'mal' químico", en lo que estoy seguro de que tiene razón. ¡¡Pero a menudo el 'estúpido' puede explicárselo mejor al otro !! (Consulte la serie ". Para tontos" en la literatura informática). Y como consuelo para ti, querido lector, la otra persona también puede ser 'más inteligente'.

    Entonces vamos: Mecanismo de reacción

    Comencemos de inmediato con una mirada al micromundo de átomos y moléculas y tratemos de comprender el término mecanismo de reacción. Vamos a tener un poco de "modelo". Todos ustedes saben hoy que la materia se compone de átomos y moléculas. Imaginemos ahora, como modelo, que tenemos un enorme enjambre de bolas microscópicas en un recipiente cerrado lleno de gas helio puro (gas noble - & gt globo de gas) - y esos son los átomos de helio. Están 'zumbando' en el contenedor y la velocidad a la que están zumbando y la frecuencia con la que 'chocan' está determinada por la temperatura (y 'reduce la presión', ¡para ser precisos!), Cuanto más caliente está. enfoques ', cuanto más rápido se mueven los átomos y más chocan.
    Con la 'lupa especial', una mezcla de gases podría verse así:

    Grabado en el Laboratorio de Máquinas Locas de la Universidad del Caos de Hohenlohe.
    Creo que todo el mundo tiene tanta imaginación que no se lo toma tan en serio. Las 'placas de resorte' en el piso son, por así decirlo, fuentes de energía térmica, mientras que en las paredes rígidas solo tiene lugar la inversión de impulso.

    Luego tomamos un vaso de precipitados lleno de agua. Las moléculas de agua ahora están "zumbando" por aquí. El agua es H2O, es decir, una molécula que se 'modifica' a partir de 2 átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno; los átomos también se modelan como bolas nuevamente, pero la molécula como una especie de 'mancuerna' (doblada o estirada) hecho de bolas pegadas entre sí (bolas = átomos de hidrógeno y átomos de oxígeno). En una reacción, las fracciones de moléculas (es decir, agregados de esferas) ahora se 'encontrarán' con otras fracciones o con átomos (es decir, esferas individuales) y 'en el momento de la reacción con' superglue 'se unirán para formar una nueva estructura ( molécula). Los agregados de bolas (moléculas) también pueden simplemente desintegrarse en fracciones, como agregados más pequeños, o simplemente bolas. El 'mecanismo de reacción' nos dice cómo ocurre todo esto. Nota: la ecuación de reacción estequiométrica descrita a continuación inicialmente no dice nada sobre el mecanismo, es decir, el curso de la reacción.

    Ahora se pueden categorizar diferentes tipos de reacciones y mecanismos. No queremos entrar en tantos detalles sobre todas las reacciones químicas, por lo que ahora enumeramos y discutimos todos los mecanismos y subpasos mecánicos de las reacciones en la química orgánica e inorgánica. Importantes para la ingeniería de reacciones, porque decisivos para el 'resultado de reacción en el reactor', son sobre todo (y más globalmente, por así decirlo): reacciones de ida y vuelta y su equilibrio (también en las siguientes 'termodinámicas'), paralelas y posteriores. reacciones. Quizás pueda imaginarse que si 'cocinamos una sopa con muchos ingredientes' en un reactor, allí también pueden pasar muchas cosas. Se puede formar una sustancia en un paso de reacción, pero inmediatamente después reacciona más para formar la siguiente sustancia, entonces tendríamos, por ejemplo, una reacción posterior. Sin embargo, una sustancia A también podría descomponerse y formar la sustancia B en una ruta de reacción, pero al mismo tiempo también la sustancia C en otra ruta; entonces tendríamos una reacción paralela.

    Y aquí vemos nuevamente la importancia de la naturaleza de la reacción química para la ingeniería de reacciones. Supongamos que hay una reacción paralela y solo queremos el producto B. ¿Cuándo se puede "empujar" la red paralela más en la dirección de B? ¿Puede importar la elección del reactor? O bien: tenemos una reacción posterior y queremos 'interceptar' exactamente el producto intermedio, ¿qué hacemos?

    Estequiometría y termodinámica

    La mayoría de ustedes aprendieron en la escuela:
    HCl + NaOH & lt - & gt NaCl + H 2 O. Eso era estequiometría, o, para decirlo sin rodeos, 'la teoría de conjuntos de la química', o el 'contador del balance de masa de la reacción', porque la masa no puede simplemente estar perdido. Leyendo a la derecha esto significa: si dejo que el peso molecular en gramos de ácido clorhídrico reaccione con el peso molecular en gramos de hidróxido de sodio, obtengo el peso molecular en gramos de cloruro de sodio = sal de mesa (y agua). Pero ahora tenemos una flecha doble en la ecuación de conversión estequiométrica. También puedo leer a la izquierda, si de alguna manera me equivoco con el peso molecular de la sal de mesa (en el agua) ¡¡camina !!). La termodinámica de la reacción es la responsable de que esto "no sea tan fácil". La termodinámica es el "comisionado de energía" de la reacción química. Determina si una reacción tiene lugar en una u otra dirección y en qué medida (se habla aquí del equilibrio entre la reacción de ida y vuelta, o de la posición de equilibrio). Además, por ejemplo, también: - la cantidad de calor (más generalmente: energía, por ejemplo, también energía luminosa) se libera o utiliza / liga. Las palabras clave que se mencionarán aquí son el equilibrio de la reacción, el calor de reacción (entalpía de reacción) y la entropía de la reacción (entropía de reacción). (En términos sencillos, la entropía es una medida de la probabilidad de que un proceso (por ejemplo, una reacción química) vaya en la dirección esperada. También hay otras 'imágenes' para ilustrar la entropía, como la 'declaración concisa', la entropía del espacio se esfuerza por alcanzar un máximo; en este caso, la entropía se utiliza como medida del orden / desorden en el sistema.

    Cinética de reacción

    Ya mencioné al principio que la velocidad de la reacción juega un papel esencial para el rendimiento específico del producto, es decir, el tiempo que tarda una reacción. El área que se ocupa de la sincronización de las reacciones es la cinética de la reacción. Se entiende por velocidad de reacción el cambio temporal de un componente, en el caso de productos se habla de 'velocidad de formación', en el caso de eductos de 'velocidad de consumo'. En las investigaciones experimentales del curso temporal de las concentraciones de los componentes de la reacción durante una reacción, podrían / ​​pueden determinarse ciertas leyes. La velocidad de formación o consumo a menudo depende de la concentración de esta sustancia y / o de la concentración de otros componentes, y resulta que esta dependencia `` funciona '' con la 0 a normalmente no más de la 3a potencia de la concentración. - Al mismo tiempo, sin embargo, también existe un factor que se denomina constante de velocidad: el grado en el que la concentración "funciona". Por lo tanto, la constante de velocidad es típica de una reacción y básicamente determina qué tan rápido puede avanzar. La potencia con la que "trabaja" la concentración se llama orden. Se habla, por ejemplo, de reacciones de primer o segundo orden. Ahora los químicos saben que en reacciones simples, a menudo denominadas 'claramente', en reacciones, por ejemplo, de primer orden, está presente un mecanismo de reacción llamado 'monomolecular', en el que solo 1 molécula, por así decirlo, juega el papel principal. Este es a menudo el caso, por ejemplo, cuando una molécula A simplemente se desintegra y forma B. También hay muchas reacciones 'bimoleculares' en las que, de acuerdo con un mecanismo cuidadosamente estudiado, los dos componentes A y B reaccionan entre sí (por ejemplo, cuando las moléculas chocan) y uno 'mide' una cinética de reacción que es de primer orden con respecto a A y de 1er orden con respecto a B. Entonces se dice que el orden de reacción con respecto a los dos componentes es 1 cada uno, pero el 'orden de reacción del pan' es 2. Entonces: Molecularidad y orden son los mismos para reacciones simples, o más bien inequívocas. Desafortunadamente, este es solo el caso excepcional ideal. Como ya se mencionó anteriormente, las reacciones químicas pueden ser redes complejas de reacciones parciales 'mecanicistas' y en realidad es plausible que las relaciones cinéticas resultantes se vuelvan más complejas en términos de fórmulas, e incluso pueden ocurrir órdenes de reacción con exponentes negativos y rotos. Esto se puede demostrar formalmente si se derivan fórmulas cinéticas de reacción para las secuencias de varios subpasos mecanicistas, incluso si todos estos fueron "concebidos libremente". ¿Cómo se va a evaluar todo esto y cómo se puede poner en orden el asunto? Una cosa es cierta: las reacciones químicas tienen lugar de acuerdo con ciertos mecanismos. Como resultado, "vemos" (a través de mediciones) una fórmula para la cinética de la reacción que tiene lugar. En el caso de reacciones simples, estos datos cinéticos están de acuerdo con un mecanismo; en este caso, la mayoría también se investigó. En reacciones complejas solo podemos medir la cinética de la reacción bajo ciertas circunstancias, pero no sabemos nada sobre los mecanismos que tienen lugar en detalle; es tarea de "generaciones" de químicos investigar esto más de cerca.


    Se recomienda el siguiente enlace para profundizar los conocimientos en el campo de la cinética de reacciones químicas (Ref.11):
    Proyecto de software química física / fundamentos de procesos (cinética) Prof.Dr. Gerd Hradetzky

    ¡Ahora hemos avanzado un poco más con la 'esencia' de la reacción! La velocidad de la reacción no solo viene dada por el tipo de reacción, representada por la constante de velocidad de reacción, sino que también influyen las concentraciones actuales de varios componentes involucrados. La ley de esto nos da la ecuación cinética de reacción. Esto se puede determinar experimentalmente.Incluso es muy plausible suponer que, en términos de tecnología de reacción, lograremos más mediante el 'control de las concentraciones' en el reactor que mediante la constante de velocidad, que normalmente es una propiedad de la reacción que es difícil de cambiar.

    Llegados a este punto, un tipo de recomendación literaria muy especial: si mi estilo todavía no fue lo suficientemente 'frívolo' para ti con respecto a las explicaciones sobre la 'naturaleza de la reacción', es decir, si esperabas un poco más de 'caricatura' , luego recomiendo el libro de dibujos animados estadounidense 'The Cartoon Guide to Chemistry' de L. Gonick y C. Criddle, Literature / 9 /. Sin embargo, el único punto que me gustaría dar en este contexto es que estoy de acuerdo con la reseña del libro en el GdCH-Nachrichten de que el alumno que no esté absolutamente preparado debería sentirse algo abrumado con el libro; está más destinado a personas que no lo hacen. todo el asunto quiere internalizarlo nuevamente desde un punto de vista diferente, más 'temperamental'; entonces es realmente bueno.

    ¡Oh, Dios mío, por el puro "déjame también", casi me olvido de la influencia físico-química más importante en el proceso de reacción, la temperatura! Por un lado, la temperatura influye en la posición del equilibrio a través de la famosa fórmula de la dependencia de la temperatura de los equilibrios químicos y, por lo tanto, en la medida en que la reacción avanza en la dirección deseada (¿conoce la fórmula? Si no es así, abra el libro de texto de química física lo antes posible). Además, el valor de la constante de velocidad de reacción depende exponencialmente de la temperatura a través de la ecuación de Arrhenius. Por lo tanto, no es sorprendente que se deba dedicar un capítulo adicional al control de la temperatura y el balance de calor en los reactores.

    Pero consideremos primero todos los problemas relacionados con la reacción para la operación isotérmica a continuación, es decir, a temperatura constante.

    ¿Ya tiene 'síntomas de abstinencia de fórmula'? Entonces, en este punto, podríamos formular algunas ecuaciones de reacción formales, por lo que con A hay B y C, etc., ¡y algunas expresiones cinéticas que podrían sernos útiles más adelante! También tendría sentido en este punto explicar los términos: conversión, rendimiento y selectividad. Pensé si debería mantener la apariencia de la 'fórmula libre' estableciendo enlaces a imágenes con el contenido respectivo, entonces todo está 'oculto'. Pero, ¿necesitamos eso?

    concentración
    engl. concentración
    c yo = n yo / V i = i-ésimo componente
    n = número de lunares
    Concentración del componente i = número de moles de i por unidad de volumen, p. Ej., Mol / l
    Ventas
    engl. conversión
    U yo = (c io -c i) / c io
    U yo = (n io -n i) / n io
    O
    = al comienzo de la reacción, i = i-ésimo componente en el momento actual
    'Disminución' en el componente i en relación con la 'cantidad' de i al comienzo de la reacción
    producir
    engl. producir
    A ik = (c io -c i) / c ko O
    = al comienzo de la reacción, i = i-ésimo componente (producto) en el momento actual
    k = educto de referencia
    Cantidad de producto basada en la cantidad inicial de educto
    Selectividad
    engl. selectividad
    S ik = A ik / U ik i = i -ésimo componente (producto) en el momento actual
    k = educto de referencia
    ¿Qué tan grande es el rendimiento del producto i basado en la conversión del material de partida de referencia?
    Rendimiento espacio-tiempo = rendimiento específico del producto m P / (t R. V R) m P = masa del producto, t R = espacio-tiempo (tiempo de reacción),
    V R = volumen del reactor
    Cantidad de producto por espacio y tiempo

    Nota: algunas de las fórmulas no son del todo correctas, en realidad solo se aplican a reacciones 1/1; faltan las proporciones estequiométricas (ver p. Ej., Literatura / 1 /, / 2 / u. / 3 /)

    Algunos conceptos básicos generales sobre la cinética de reacción

    Velocidad de reacción. Dejemos que nuestro 'maestro virtual' formule una fórmula general para la ecuación diferencial de un enfoque cinético de reacción simple. Velocidad de reacción (nota: enlace no a la pantalla de fórmula 'disfrazada', sino a trucos !!) - de nuevo con el respaldo del navegador.
    La velocidad de reacción, que se equipara con el aumento o disminución temporal diferencial de un componente, depende de una constante de velocidad de reacción, así como de las concentraciones de los componentes y sus exponentes de orden (es decir, nuevamente: r = -dc / dt = k * C n ). Las soluciones de tales ecuaciones diferenciales generalmente siempre dan como resultado "algunas" funciones exponenciales. / Para los conocedores: me gustaría 'presionar' (al menos en este punto) los detalles más precisos de la fórmula (por ejemplo, la dependencia de la dimensión de la constante de velocidad en el orden, mostrando las rutas de solución para estas ecuaciones diferenciales cinéticas, etc. ) ./

    Reacciones simples de 1er y 2do orden

    El curso temporal de la concentración de componentes durante una reacción se obtiene como una solución a las ecuaciones diferenciales cinéticas (ya sabes: en el caso más simple: separar --- & gt integrar !!).

    Ejemplo: reacción simple de primer orden:
    A & gt B Ecuación diferencial: - d CA / dt = + d CB / dt = k * CA ---- Solución: CA = C Ao * e (-kt) = curva de caída exponencial para el componente de salida A. (la El curso de CB viene dado por (C Ao - CA) = curva de aumento exponencial).

    Si el orden de reacción fuera 2, mantendríamos la ecuación diferencial r = k * C 2

    (busque la solución 'cerrada' a esta ecuación diferencial !!)

    La siguiente figura muestra la curva de concentración del componente A (curva de caída) en una 'simulación en tiempo real' (realizada en Agilent (antes Hp) -VEE) para una reacción de primer y segundo orden de este tipo.

    la curva roja corresponde a la reacción de primer orden, la curva azul a la reacción de segundo orden.

    Puede ver que hasta una 'intersección' la concentración decae más rápido con una reacción de segundo orden, - después de la intersección, sin embargo, más lentamente que la de la reacción de primer orden. Esto se puede ver aún más claramente en la siguiente imagen, en la que también se muestran las velocidades de reacción actuales.

    Esta figura muestra las curvas de concentración para una reacción de primer orden (azul claro) y para una reacción de segundo orden (amarillo), así como las curvas de las velocidades de reacción instantáneas para la reacción de primer orden (rojo) y para la reacción de segundo orden ( azul oscuro) mostrado. Las dos primeras curvas son una repetición de la imagen de arriba.

    Puede ver en esta imagen que la velocidad de reacción de la reacción de segundo orden hasta el 'punto de intersección' es mayor que la de la reacción de primer orden y luego la situación se invierte. De dónde viene ? ¿Puedes explicarte eso a ti mismo? un poco de ayuda: discuta la función Y = X 2, preferiblemente comparada con y = X 1 !!

    Dado que las redes de reacción más complejas se componen de reacciones de equilibrio, paralelas y secuenciales, queremos discutir brevemente estos tipos básicos de reacciones.

    una reacción de seguimiento simple sin pasos parciales reversibles es, por ejemplo:
    A - & gt B - & gt C con las constantes de velocidad k 1 ('de A a B') y k 2 ('de B a C')

    Lo siguiente se puede formular como enfoques cinéticos de reacción:
    dc A / dt = -k 1 c A
    dc B / dt = k 1 c A - k 2 c B
    dc C / dt = k 2 c B

    En la siguiente figura para las curvas de concentración de A, B y C se puede ver que la relación k 1 / k 2 las influye claramente.

    en la figura son: I = componente A, II = componente B, III = componente C. La figura a.) se aplica a k 1 = k 2, figura b.) a k 1 = 20 k 2 y la figura c.) para k 1 = 1/28 k 2.

    en resumen: la concentración del producto intermedio B tiene un máximo cuando k 1 & gt k 2 o al menos k 1 = k 2. También puede ver que se obtiene muy poco B cuando k 2 & gt & gt k 1. En este caso, tendremos poco éxito con los medios reaccionarios de gestión de la concentración. Tendremos que cambiar algo en la 'química' del proceso, por ejemplo, elaborar un proceso catalítico que favorezca la formación de B, o puede ser posible influir favorablemente en k 1 / k 2 eligiendo la temperatura de reacción.

    Reacciones de equilibrio

    Se podría considerar casualmente la reacción de equilibrio más simple A & lt- & gt B como un caso especial de la reacción posterior A - & gt B - & gt A. Entonces, los resultados de una consideración cinética no serán dramáticamente diferentes.

    consideramos: A & lt- & gt B con k 1 (reacción hacia adelante) yk 2 (reacción hacia atrás):

    si partimos de c B, 0 = 0, B se produce hasta alcanzar la conversión máxima U A, max. Esto está determinado por la constante de equilibrio termodinámico K = k 2 / k 1. Para calcular la rotación máxima, se escribe:

    r A = -dc A / dt = k 1 c A - k 2 c B

    y sustituya las concentraciones con U A:

    c A = c A, 0 (1-U A)
    c B = c B, 0 U A

    la ecuación de la tasa se convierte entonces en:

    dU A / dt = k 1 (1-U A) - k 2 U A

    esta es la conversión máxima a B para esta reacción (¡en última instancia, el punto B máx en la reacción posterior anterior!).

    ¿De qué sirve eso para una guía de concentración posterior? solo podremos ejecutar nuestra reacción hasta el tiempo de reacción que es equivalente a la conversión máxima.

    Reacciones paralelas

    un caso muy simple de una reacción en paralelo es: A - & gtB paralelo a A - & gt C, una reacción en paralelo irreversible. Las dos respuestas compiten. Desde el punto de vista de la cinética de reacción, la relación de formación de producto corresponde a la relación de las velocidades de reacción de las dos ramas competidoras y, por tanto, las constantes de velocidad y los órdenes de reacción de las mismas. Puede derivarse formalmente:

    kinet. Ecuaciones de una reacción paralela simple

    Para el mismo orden de reacción de ambas ramas, por ejemplo, 1er orden, es decir, con n = m, se puede derivar:

    Excelente fórmula
    concentración relativa de producto de B
    c B / c A, 0
    c B / c A, 0 = (k 1 / (k 1 + k 2)) * U A
    concentración relativa de producto de C
    c C / c A, 0
    c C / c A, 0 = (k 2 / (k 1 + k 2)) * U A
    Selectividad a B S B S B = k 1 / (k 1 + k 2)
    Selectividad a C S C S C = k 2 / (k 1 + k 2)
    Relación de producto B a C
    c B / c C
    c B / c C = k 1 / k 2

    El caso de diferentes pedidos debe discutirse discretamente con los datos disponibles. Para la gestión de la concentración, la concentración actual de A siempre juega un papel importante. Para la competencia de orden inferior (por ejemplo, primer) con orden superior (por ejemplo, segundo), se aplican consideraciones similares a las de la comparación anterior de reacciones no competitivas (y = X 2 e Y = X 1)

    Los ejemplos dados deberían ser útiles para el análisis posterior de la optimización orientada a las ventas o la gestión de la concentración. Pronto seguirán algunas adiciones más. Mientras tanto, continúa:

    Llevemos un ojo de 'microscopio' a un reactor 'hacia abajo' hasta un sitio de reacción (imaginario) (por ejemplo, un cubo con la longitud del borde de unas pocas moléculas) donde las moléculas rectas se unen para la reacción. Una vez que las moléculas de reactivo se han "unido" para formar moléculas de producto, no hay nuevas moléculas de reactivo en este momento. Estos deben ser entregados primero por transporte de material. Si las reacciones químicas 'habituales' (no ultrarrápidas) en una fase fluida bien mezclada (gas o líquido, posiblemente adicionalmente agitado / circulado) en reactores de tamaño de laboratorio, generalmente tienen lugar Sustancial subsecuente transporte de reactivos al sitio de reacción mucho más rápido que la reacción (recuerde: movimiento molecular browniano). Sí, una reacción denominada "homogénea" se caracteriza precisamente por el hecho de que no se produce un agotamiento del material espacial. Pero !! La química física tiene que ofrecer reacciones "homogéneas" en las que se pueda demostrar el empobrecimiento espacial. Por ejemplo, las reacciones químicas "oscilantes" surgen del hecho de que, incluso en una fase homogénea, se producen localmente diferentes concentraciones (pero, por supuesto, también a lo largo del tiempo), que a veces también pueden reconocerse por efectos de color. Ejemplos bien conocidos son la reacción de Belousov-Zhabotinskii (ver, por ejemplo: Angew. Chem. 90,1-16 (1978)) y la reacción de Briggs-Rauscher (ver, por ejemplo: J. Chem. Educ. 50, 496 (1973)). Cómo ocurre algo como esto es algo difícil de explicar: la red de reacción conduce a un sistema de ecuaciones diferenciales cinéticas de reacción acopladas (mecanismos de retroalimentación dinámica), que (en el curso de la concentración) es 'capaz de vibraciones', por lo que en realidad incluso una cosa "matemática puramente formal", como en la física, en la mecánica, por ejemplo en los péndulos, en la acústica y en la tecnología de corriente alterna, se puede observar de manera similar. Pero si ahora, en serio, un vaso de precipitados en el que se produce una reacción tan oscilante con un agitador de velocidad ultrarrápida, puedo lograr 'eliminar' el efecto al menos en términos de ubicación (no necesariamente también en términos de tiempo !!). Por otro lado, imaginemos un aparato de reacción casi tan alto como la torre de una iglesia. Si llevamos a cabo una reacción 'sin mezclar / sin mezclar' de manera homogénea en este aparato, encontraremos una masa de reacción que ya no se mezcla adecuadamente de manera homogénea en todo el volumen del reactor debido a los 'efectos del termosifón' y similares.

    Desde un punto de vista técnico, el término "macromezcla", que es utilizado en alemán por varias "escuelas" en el campo de la química técnica, es muy importante. Esto significa la mezcla que prevalece en el 'área macroscópica', para ponerla casualmente en el área que se puede observar a simple vista. Para este entremezclado podemos postular dos casos límite:

    • la 'mezcla completa' (o 'mezcla inversa completa'), en la que no se pueden observar inhomogeneidades a simple vista.
    • la 'no mezcla completa' (o 'mezcla completa sin retroceso') - donde el ojo (por supuesto, solo bajo ciertas condiciones, es decir, teóricamente) 've' áreas estrictamente delimitadas.

    En la práctica, existe ahora un cierto "grado de mezcla inversa" entre estos dos casos límite. Tomemos ahora, por ejemplo, el reactor ideal AIK. Ya lo sabemos, y ahora solo tenemos que formularlo de acuerdo con la 'nomenclatura' que acabamos de hacer: es (espacialmente) 'completamente mezclado'. Lo mismo se aplica al KIK (¿seguro?). Pero, ¿qué pasa con el reactor tubular ideal? Como precaución, podríamos preferir partir de la definición: cada uno de los 'elementos fluidos' = discos no intercambia materiales con sus vecinos. De acuerdo con nuestra 'nomenclatura' esto es: 'completamente sin mezcla posterior'

    Nuevamente, ¿comprende por qué el grado de retromezclado es importante para el resultado de la reacción? No ? Luego imagina una olla de reacción en la que "en un rincón" apenas hay eductos, en el "otro rincón" está "repleto de ellos". En la zona pobre en educto, la velocidad de reacción suele ser muy baja, no hay "casi nada más". En contraste, la otra esquina.

    ¿Es posible ahora descubrir algo sobre el retromezclado en aparatos de reacción a través de experimentos o cálculos? Hablamos de "observación con el ojo" cuando describimos los términos mezcla macro y mezcla inversa. ¿No sería concebible que pudiéramos obtener información a través de pruebas de color (piense en la investigación de cuevas submarinas, por ejemplo)? Luego se habla de trazadores de color. Bueno, y si los trazadores de color funcionan, también podría funcionar con otros trazadores, como sustancias radiactivas y muchos más. ¡¡andar!! Y aquí estamos exactamente en la transición al 'comportamiento del tiempo de residencia' de los reactores.

    Esta caracterización del comportamiento de macromixing se denomina acertadamente en anglosajón como "patrón de contacto": el comportamiento de tiempo de residencia de una reatcor caracteriza su patrón de contacto.

    Pero dado que hablamos del término macromezcla arriba, también tendremos que hablar del término 'micromezcla'. ¿Qué queremos entender por este término? Bueno, para ser coherentes, deberíamos referirnos a cualquier cosa en el rango 'microscópico' a 'submicroscópico' con esto. ¡¡Y nosotros también lo hacemos !! Queremos entender por un 'fluido completamente micromezclado' simplemente un sistema 'molecularmente disperso', por ejemplo, una solución de azúcar o una solución salina. Pero, ¿qué sería un fluido completamente 'no micromixado'? Entendamos por esto un fluido formado por elementos microscópicos, como bolas, que no tienen intercambio material con sus vecinos. También se podría suponer un 'enjambre' de AIK microscópicos como modelo. Este "estado de separación" también se denomina "segregación completa". Bueno, ese es un modelo 'muy agradable', pero ¿hay algo como esto (al menos insinuado) en la realidad? - ¡Piense en las emulsiones de gotas de leche! Las emulsiones son un buen ejemplo práctico de fluidos segregados. Por supuesto, el estado de segregación completa es de nuevo una "cosa ideal", pero en el caso del intercambio parcial de sustancias (coalescencia y formación de nuevas gotitas) se puede hablar de un grado de segregación "individual".

    Normalmente, el reactor no influye en el estado de la micromezcla.Teóricamente, por supuesto, un fluido que fluye a través de un reactor tubular ideal sería un fluido segregado (¡¡esto 'automáticamente' debido a los discos diferencialmente pequeños !!). Pero no hay IR. Además, el 'concepto de macro-mezcla completamente no mezclado' y el 'concepto de micro-mezcla completamente segregado' coinciden, por así decirlo. En términos prácticos, sin embargo, el reactor tubular es simplemente "no retromezclado" en un alto grado y esta propiedad no tiene nada que ver con las propiedades del fluido en el rango de micromezcla, el fluido puede estar molecularmente disperso o segregado. Pero estos son más o menos formalismos.
    Se puede ver que la macromezcla en el reactor es algo relevante, pero ¿es la micromezcla también de importancia práctica? Mi respuesta: Es de mucha menos importancia, pero en reacciones con emulsiones, dispersiones y fluidos similares, el estado de la micromezcla puede volverse importante en términos de tecnología de reacción (área principal de la química macromolecular, por ejemplo, polimerizaciones en emulsión). ¿Puedes visualizar de alguna manera el estado de (completa) 'segregación' cuando no puedes verlo a simple vista?

    En el caso de muchos fluidos segregados, el efecto de dispersión de Tyndall puede usarse para mostrar que están presentes sistemas 'no molecularmente dispersos', es decir, 'hacer visible la segregación', por así decirlo.

    Finalmente, hay que decir algunas cosas sobre la nomenclatura en anglosajón y también en varias 'escuelas europeas' para que no haya confusión.
    A menudo, especialmente en anglosajón, el estado de segregación se conoce como "fluido macro-mezclado" o mejor "macro-fluido". En realidad, no hay nada de malo en esta última designación. Entonces sería microfluido = molecularmente disperso y macrofluido = segregado. Los 'usuarios' de esta nomenclatura ya no tienen nombres apropiados para el estado mixto, que llamamos el 'estado macro-mixto visible a simple vista'. Los anglosajones se ayudan a sí mismos con el término (en mi opinión también muy apropiado) "patrón de contacto", que, sin embargo, no es tan "universal", y luego hablan de mezcla inversa y no mezcla inversa a continuación. De alguna manera funciona, pero personalmente encuentro la categorización en 'macro mezcla' y 'micro mezcla' con los respectivos 'subcajones' completa y completamente - no tan lógica y sistemática. Para usted, como lector, es importante comprender lo que significa el autor en cuestión, porque en última instancia, todo es cuestión de definición, porque los fenómenos, por supuesto, no son diferentes (¡porque los científicos naturales, lamentablemente, no pueden 'conquistar la bestia de la naturaleza'!)

    Archivo pdf de esta parte 2 (aprox.560 k), febrero de 2009

    ¡Por favor avíseme si está interesado en este material! También sería estupendo que me dieran cuenta de los errores.


    LA COMPUTADORA COMO DISEÑADORA DE COMPONENTES MAGNÓNICOS

    Los componentes Magnonic tienen el potencial de revolucionar la industria electrónica. Qi Wang y Andrii Chumak de la Universidad de Viena y Philipp Pirro de la Universidad Técnica de Kaiserslautern han acelerado significativamente el diseño de componentes magnónicos versátiles utilizando un algoritmo basado en retroalimentación.


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    Este es un evento de la facultad. Por lo tanto, consulte la red de información del estudio STiNE para obtener toda la información actual sobre información de acceso, documentos, cambios de habitación y fecha y otra información: https://www.stine.uni-hamburg.de

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    Si se han notificado cambios a la ZFW, estos también se publicarán en nuestra página de cambios. En cualquier caso, busque la información en STiNE.


    Preguntas similares

    Asisto a una escuela de negocios y de hecho me habría inscrito en la asignatura electiva obligatoria de matemáticas. Pero gracias al nuevo súper gran LEHRPLANPLUS (ironía), no hay más sucursales. por eso no tuve física y / o química durante 4 años. entonces, ¿tiene sentido para mí tomar la rama de la tecnología? De hecho, me va bien en todas las materias y tengo un promedio general de alrededor de 1.6 (sin aprender). ¿La rama de la tecnología también sería factible sin conocimientos previos de física y química?

    Otra pregunta importante que espero que alguno de ustedes pueda responder:

    ¿Repite algunos de los conceptos básicos de la física y la química? Porque no tengo ni idea de qué hacer en los bolsillos, ¡porque nunca los he tenido!

    ¿Qué es más difícil en el Abitur bávaro: la física, la química o la biología?

    ¿Tiene sentido tomar química para la rama lingüística (química desde el noveno grado)?

    A mi hermana pequeña (que actualmente está en la escuela secundaria) le gustaría estudiar medicina y le gustaría saber qué rama de FOS (¡Baviera!) Sería la más adecuada para esto. Actualmente asiste a la rama social.

    Personalmente, te aconsejo que te cambies a la rama técnica, ya que allí se imparten física, matemáticas y química, lo que sin duda sería una ventaja para estudiar medicina para facilitar la iniciación.

    Editar: En Baviera puedes hacer un Abitur general en el FOS.

    ¿Tiene tantas matemáticas en la rama lingüística en la escuela secundaria como aquellos que eligieron la rama de ciencias naturales?

    ¿Y cuántas horas más tiene la gente de ciencia, química y física?

    Por otro lado, los químicos ya tienen una idea de la física, especialmente durante sus estudios, ¿se les enseña lo básico de la física y también la química física? Pero, ¿los físicos necesitan o incluso tienen conocimientos de química?

    Hola, tengo la siguiente pregunta: si estás estudiando química y física para convertirte en profesor, ¿vas directo al límite o se trabajan los conceptos básicos de las materias allí primero? Como tenía la física en mi Abitur, pero desafortunadamente tuve que apagar la química, tengo un poco de queja.

    Pronto tendré que decidir si es una rama lingüística o científica. En la rama de ciencias naturales tendré 3 horas de química, una hora extra de física y, a partir del noveno grado, informática. En química y en física escribiré 1 tarea escolar por semestre, en la rama lingüística tendré 4 Horas de italiano y 4 asignaciones escolares El trabajo escolar de Física es el mismo que en la rama de ciencias naturales. En el noveno grado también obtendré química. Para mí la rama lingüística sería más óptima porque el inglés y el francés son mis mejores materias, matemáticas y física son más mis asignaturas problemáticas. Sin embargo, conozco personas que son excelentes en química a pesar de las dificultades en matemáticas y física y también conozco a personas que tienen talento para los idiomas pero que aún se arrepienten de elegir el italiano debido a los muchos trabajos escolares o porque no pueden hazlo. Por eso no estoy seguro. ¿Y cuánto hay de matemáticas o física en química?

    En este momento estoy completando mi certificado de finalización de la escuela secundaria. Quiero estudiar más tarde, así que iré al FOS el próximo año escolar. En este año escolar solo escribo uno o dos casi exclusivamente. Mi corte es de aproximadamente 1,2.

    Me gustaría mucho entrar en la rama de tecnología. He estado yendo a la escuela secundaria desde el séptimo grado y por eso extrañaba la física y la química. Hay una asignatura PCB, pero aquí las asignaturas de física, química y biología se agrupan en una sola asignatura, por lo que el conocimiento que me fue impartido es muy pobre.

    Tengo miedo de ponerme al día con el material básico de física y química o no lograr ponerme al día con los conocimientos básicos de la rama técnica. Las matemáticas realmente no fueron un problema para mí en la escuela secundaria y pueden mantenerme ocupado durante horas si es necesario sin que se vuelva aburrido. En comparación con el FOS, las matemáticas en el tren M tienen que ser las más puras del jardín de infantes, no puedo imaginarlo de otra manera.

    ¿Crees que puedo recuperar los conocimientos básicos necesarios sin ayuda externa? ¿O debería elegir una rama diferente en su lugar?

    Mi objetivo es obtener el diploma de escuela secundaria completo.

    Estoy en la rama bwr de la escuela secundaria de noveno grado y me gustaría saber: ¿Qué tan lejos está la rama técnica más allá de bwr? ¿Es posible hacer Technik Fos con la rama BWR? ¿Cuánto estás en desventaja? ¿En qué se diferencian los temas de tecnología y bwr de las matemáticas, la física, etc.?

    El año que viene quiero ir al FOS y luego hacer mi Abitur. Porque mi deseo es estudiar biología humana. Pero no puedo decidir qué rama tomar. ¿Tecnología, economía, asuntos sociales o agricultura o tecnología ambiental? Definitivamente no quiero hacer diseño. En la escuela secundaria estoy en la rama de matemáticas, aunque no soy tan bueno en matemáticas (grado 3) y física (grado 3) :(

    Actualmente estoy en el noveno grado de una escuela secundaria con la sucursal de BWR en Baviera. Pero como me interesa la profesión de "diseñador de medios para el diseño y la tecnología", tengo que participar en el FOS con la rama de tecnología.

    ¿Es incluso posible asistir al FOS con la rama de tecnología con el título BWR del certificado de finalización de la escuela secundaria?

    ¿Tengo que ponerme al día con las matemáticas, la física y la química que he aprendido en los últimos años, o la escuela técnica empezará de nuevo "desde el principio"?

    • ¿Existe algún otro problema que pueda tener en el FOS después de preferir una sucursal completamente diferente?

    . Soy ambicioso y me gustaría ejercer la profesión mencionada en el futuro. Las calificaciones son en su mayoría correctas y estoy firmemente comprometido a hacer este trabajo.

    Si quieres darme algún consejo, por supuesto que me encantaría saber de ti. También espero que pueda responder a mis preguntas.

    Que tengas una buena mañana / mediodía / noche. Lg. Djee

    Quiero pasar de la tecnología a la economía en la marca del medio año. Básicamente, esto es posible en mi Fos, pero aquí surge la pregunta de si haré la conexión.
    Puntos de calificación: Matemáticas 5 Física 5 Tecnología 8 TZ 8 Inglés 12 Alemán 7 Historia 15 Química /
    Entonces no soy el mejor estudiante, pero estoy listo para aprender algunos. ¡Me siento fuera de lugar tanto en las prácticas como en las materias técnicas!

    He estado considerando estudiar ciencia de los alimentos durante mucho tiempo.

    Cuando me enteré del curso en Internet, descubrí que la química y la física, entre otras cosas, también están en el calendario al comienzo del curso.

    ¿Cuánta química, física y matemáticas incluye el título?

    ¿Y estos son solo los conceptos básicos que se consultan o también en profundidad?

    ¿Tienes química, física y biología en una escuela de negocios bávara?


    Literatura

    (1) H. Chmiel: Ingeniería de bioprocesos. Editorial Académica Spectrum, 2011
    (2) V.V. Hass, R. Pörtner: Práctica de la tecnología de bioprocesos, Spectrum Academic Publishing House, 2011
    (3) J. Nielsen, J. Villadsen: Principios de ingeniería de biorreacción, 2a ed., Kluwer Plenum Publishers - ISBN 0-306-47349-6

    módulo MB-IBVT-42 (Licenciatura en Ingeniería Biológica, Química y Farmacéutica) y MB-IBVT-47 (Maestría en Ingeniería Farmacéutica)
    Rotación Semestre de invierno
    Conferenciante Prof. Dr. Rainer Krull
    Entrenador David Vorländer

    en el industria química: z. B. en investigación, desarrollo de producción y tecnología de aplicación, ingeniería de procesos, gestión, análisis químico, protección del medio ambiente, marketing, patentes, relaciones públicas y comunicación

    En empresas: z. B. las industrias farmacéutica, cosmética, alimentaria y agrícola, la industria automotriz y del transporte, las industrias eléctrica, electrónica y de materiales de construcción, así como las empresas de las industrias de energía y extracción y reciclaje de materias primas

    en universidades e institutos de investigación: z. B. en casa y en el extranjero

    en el sector público: z. B. en autoridades federales, estatales y locales, así como en oficinas de supervisión comercial y oficinas de patentes

    en la industria de transformación de metales y cerámica: z. B. en las áreas de desarrollo y procesamiento de materiales de alto rendimiento, en gestión energética y ambiental

    como químico independiente

    Licenciado en química: "¡Freiberg fue la elección correcta para mí!" - a la entrevista de posgrado


    Contenido

    El libro está dividido en cuatro capítulos. Los capítulos se ocupan de los fundamentos metafísicos de foronomía (ahora llamada cinemática), dinámica, mecánica y fenomenología.

    El libro de Kant fue una influencia básica en el surgimiento de los departamentos de ciencias de las universidades en los países de habla alemana en el siglo XIX.

    Hans Christian Ørsted escribió: "El cálculo diferencial e integral no consiste en nada más que ... experimentos mentales y consideraciones sobre ellos. Fundamentos metafísicos de las ciencias naturales, Kant nos ha dado los ejemplos más bellos de este tipo de presentación, pero sin llamar la atención él mismo "[1].

    Kurt Gödel fue influenciado por Fundamentos metafísicos de las ciencias naturales.. Gödel lo estudió mientras era miembro del Círculo de Viena.


    Video: Series de tiempo. Conceptos básicos. (Enero 2022).