Στοιχεία Μαθήματος:

Διδάσκων: Καθηγητής Ν. Καλογεράκης

Βιβλιογραφία:

• Σημειώσεις του Μαθήματος (TUC – eclass) & αντίγραφα των παρουσιάσεων.
• «Biofilms in Medicine, Industry and Environmental Biotechnology: Characteristics, analysis and control», Eds. P. Lens et al., IWA Publishing (2003).
• «Bioprocess Engineering – Basic Concepts», M.L. Shuler & F. Kargi, Prentice Hall (1992).
• «Biochemical Engineering», H.W. Blanch & D.S. Clark, Marcel-Dekker (1996).

Eclass:

• Απαιτείται εγγραφή στο eclass.tuc.gr

Στόχοι του μαθήματος:

Εισαγωγή στις βασικές της βιοχημικής μηχανικής και εισαγωγή στα περιβαλλοντικά προβλήματα και τον χαρακτηρισμό των βιοφιλμ.

Περιεχόμενα Μαθήματος:

1. Αρχές Βιοχημικής Μηχανικής
   • Κινητική αντιδράσεων με ελεύθερα ή ακινητοποιημένα ένζυμα
   • Κινητική ανάπτυξης μικροοργανισμών & προϊόντων μεταβολισμού
   • Σχεδιασμός Βιοαντιδραστήρων
   • Εξειδικευμένες μορφές βιοαντιδραστήρων
2. Μοντελοποίηση Βιοχημικών Διεργασιών με MATLAB
   • Δυναμική συμπεριφορά βιοαντιδραστήρων
   • Δυναμική πληθυσμών σε ανοικτά και κλειστά συστήματα
   • Ανάλυση πειραματικών δεδομένων για την εκτίμηση κινητικών παραμέτρων
3. Δημιουργία των βιοφιλμ:
   • Μακροσκοπικές και μικροσκοπικές ιδιότητες των κυτταρικών επιφανειών μικροοργανισμών.
   • Δυναμική του σχηματισμού των βιοφιλμ (genetics of biofilms).
   • Cell signaling in biofilm development (quorum sensing).
4. Χημική σύσταση των βιοφιλμ (Biofilm matrix and properties of Extracellular Polymeric Substances).
5. Χαρακτηριστικά βιοφιλμ.
   • Συμβολή των βιοφιλμ στην οξείδωση μεταλλικών επιφανειών (biofilms on corroding systems).
   • Συμβολή των βιοφιλμ σε συστήματα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων (Biofilms in Wastewater treatment systems).
   • Βιοφιλμ και βιοαεροζολς (Biofilms and bioaerosols)
6.      Τεχνικές ανάλυσης και παρακολούθησης των βιοφιλμ:
   •     Electron microscopy applied to biofilms.
   •     Use of molecular probes to study biofilms.
   •     Use of microsensors to study biofilms.
7. Μαθηματικά μοντέλα ανάπτυξης βιοφιλμ (Mathematical modeling of biofilm development and morphology).
8. Έλεγχος των βιοφιλμ (monitoring, disinfection, control)
9. Τα βιοφιλμ ως πρόβλημα στην βιομηχανία (Industrial biofilms – microbial fouling)

Presentation of applications and solutions of numerical examples throughout the course.

Εργασίες:

1. Υπολογιστικές ασκήσεις/εργασίες
2. Ατομική εργασία

Αξιολόγηση:

• Ατομική εργασία
• Παρουσίαση                                                                                               (40%)
  • Παρουσίαση εργασίας                      (25%)
  • Προφορική εξέταση                           (15%)
• Τελική έκθεση                                                                                            (40%)
• Δυο (2) ασκήσεις/εργασίες (10%)                                                             (20%)

          Σύνολο                                                                                                        (100%)

Τελευταία Ενημέρωση: 07-10-2020