BVT at Fachhochschule Aachen | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für BVT an der Fachhochschule Aachen

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen BVT Kurs an der Fachhochschule Aachen zu.

TESTE DEIN WISSEN

(22)

Erläutere die Zusammensetzung von MO bezüglich Element und Spurenelement Zusammensetzung 

Aus welchem Polymer bestehen MO zum größten Teil?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
Makroelemente:
C 40-50%, O 20-30%, N 8-15 %, H 6-8 %, K/P/S >1 %, Na/Mg/Ca/Fe >0,1 %

Mikro-/Spurenelemente:
  • essentiell für Wachstum, jedoch nicht für alle MO unter den selben Bedingungen nötig
In Summe < 0,01 % 
Cu, Mn, Moo, Zn, Co, Ni, V, B, Cl, Se, Si, W, Al, Cr, as, Sn, I

Polymer: Proteine und RNA
Da Proteinbiosynthese Energieintensiv —> groß eMnegen ATP benötigt 

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TESTE DEIN WISSEN

(24)

Nenne die Verbindungen und Quellen für:
C-Energiequelle, [H]-Donatoren
Stickstoff-Quellen
Phosphor-Quellen
Schwefel-Quellen


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
C-Energiequellen, [H]- Donatoren:
  • organische Verbindungen
  • Monosaccharide(Glucose), Disaccharide(Maltose,Lactose,Saccharose), Polysaccharide(Stärke,Cellulose), Alkohole(Methanol,Ethanol), Carbonsäuren(Essigsäure), Fette(Sojaöl,Olivenöl), KW(auf Erdölbasis zur Produktion von single cell Proteinen wie Hefen)

Stickstoff-Quellen:
  • Anorganisch
  • NH4+- Salze, NH3 (Ammoniakwasser als pH-Stellmittel)
  • Organisch
  • Pepton/Trypton(hydrolisiertes pflanzlisches/tierisches Protein), Gelatine, Fischmehl,Casein,Hefeextrakt,Sojamehl

Phsophor-Quelle:
  • Phosphate PO4 3-

Schwefel-Quelle:
  • Sulfate SO4 2-
  • AS: Methionine (AS auch oft als C- und N-Quelle) 

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TESTE DEIN WISSEN
(26)
Erläutere die drei verschiedenen Medien zur Kultivierung 
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TESTE DEIN WISSEN
Komplexmedium:
  • keine Information über exakten Inhalt 
  • Vorteile: billiger, höhere Ausbeute, bessere Produktivität
  • Nachteile: Chargenabhängige Schwankungen der Inhaltsstoffe, nur unvollständige Angabe der Inhaltsstoffe, technische Probleme in der Fermentation durch Feststoffe oder Schaumbildung durch hohen Proteingehalt, Abtrennungen des Zielproteins von Medienproteinen (Aufarbeitung), Geruch, Farbe 

Definierte Medien:
  • Meidenbestandteile alle bekannt-> Reproduzierbarkeit der Rezeptur 
  • Rezeptur orientiert sich oft an MO-Zusammensetzung
  • C-Quellen, Salze, spezielle Zusätze, wie auch nicht-essentielle Komponenten zu Steigerung von Wachstum, Titer, Ausbeute, Produktion 

Minimalmedien:
  • Alle Medienbestandteile bekannt, nur minimal nötige Komponenten für das Wachstum 
  • Aufklärung von Stoffwechselwegen 
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TESTE DEIN WISSEN

(11) Welche 4 Schritte kennzeichnen den Ablauf einer Bioverfahrensentwicklung?

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

1. Auswahl eines biologischen Systems (Biokatalysator) Eduktà(biolog. System)à Produkt

2. Optimierung der Reaktionsbedingungen

3. Entwicklung und Optimierung des Fermentationsprozesses

4. Aufarbeitung (downstream processing)

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TESTE DEIN WISSEN

(13) Was sind Plattformchemikalien und Plattformorganismen? Geben Sie jeweils 1 Beispiel an. 


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Plattformchemikalien: Grundchemikalie hergestellt mit biotechnologischen Verfahren aus nachwachsenden Rohstoffen z.B. Ethanol

Plattformorganismen: Organismen (teils optimiert), die Plattformchemikalien (Z.B. Kraftstoffe) aus nachwachsenden Rohstoffen oder alternativen C-Quellen herstellen können, z.B. homofermentative Milchsäurebakterien (Lactobacillus spec.)      

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TESTE DEIN WISSEN

(14) Erläutern Sie den Begriff „Economics of scale“. 


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TESTE DEIN WISSEN
  • Relative Kosten sind geringer für die Produktion von Produkten in sehr großen Volumina, als würde man in sehr kleinen Volumina produzieren.

  • Je größer die Produktionsmenge, desto günstiger kann es auf dem Markt angeboten werden. 

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TESTE DEIN WISSEN

(15) Was ist der Unterschied zwischen Korrelation und Kausalität? Verdeutlichen Sie den Unterschied an einem beliebigen Alltagsbeispiel. 


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Korrelation: Zusammenhang zwischen zwei Variablen, ohne zu wissen welche von beiden Variablen die andere beeinflusst, sie sich gleichermaßen gegenseitig beeinflussen oder eine dritte Variable reinspielt.

  • Kausalität: klarer Ursache-Wirkungs-Zusammenhang


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TESTE DEIN WISSEN

(16) Was ist die Food-vs-Feed-Debatte und wie hängt die Bioökonomie damit zusammen? 


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Food-vs-Feed-Debatte ist die Nutzung von Lebensmittelrohstoffen als Edukte für die biotechnologischen Verfahren; dies ist fragwürdig, da diese auch als Lebensmittel genutzt werden könnten. Deshalb wurden Forschungen von „2nd generation feedstocks“, biogener Materialien wie Lignine betrieben, da diese nicht als Nahrungsmittel genutzt werden können. Hier spricht man von Bioökonomie. Vermeidung von „Lebensmittelverschwendung“

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TESTE DEIN WISSEN

(17) Beschreiben Sie kurz in Stichpunkten vergleichend die folgenden Prozessführungsstrategien: Batch, Fed-Batch, Repeated-Fed-Batch, Perfusion 


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Batch: Satzverfahren à alle Inhaltsstoffe für die Durchführung einer biologischen Stoffwandlung sind von Beginn an vorgelegt; Medium sterilisiert; gewünschte Substratmenge eingesetzt; pH-Wert eingestellt
  • Fed-Batch: Zulaufverfahren à im Gegensatz zum Batch sind nicht alle Medienbestandteile (z.B. Kohlenstoff) von Prozessbeginn im Reaktor, sondern werden über einen Zulauf als Funktion der Zeit dem Bioreaktor steril zugeführt, Vermeidung von unerwünschten Nebenprodukten bei zu hoher Substratkonzentration unterdrückt: Zellaktivität gezielt steuern
  • Repeated-Fed-Batch: Wiederholtes Zulaufverfahren à Für effiziente Nutzung von Zellen kann man den Reaktorinhalt am Ende eines Zulauf-Prozesses nicht vollständig entnehmen, sondern lässt ein Restgehalt im Bioreaktor, der dann als Inokulum für den nachfolgenden Prozess dient
  • Perfusion: kontinuierliches Verfahren, bei dem permanent oder periodisch in dem Maße Zellkulturlösung entnommen wird, wie frische Nährlösung zugegeben wird, wobei das Reaktorvolumen konstant bleibt und die Zellen im Reaktor verbleiben 
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TESTE DEIN WISSEN

(31) Was ist bei der Wachstumskurve von Mikroorganismen für den Übergang exponentielle Phase in die Übergangsphase verantwortlich? 


Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Reduktion der Wachstumsrate durch Nährstoffmangel (Sauerstoff und C-Quellen Reduktion), kritische Konzentration inhibitorischer Stoffwechselprodukte oder Veränderung der Umgebung durch Stoffwechselprodukte

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TESTE DEIN WISSEN

(40)

Erläutere die Desinfektion und Sterilisiation

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TESTE DEIN WISSEN

Desinfektion:

  • Reduktion der Keimzahl, sodass der Gegenstand keine Infektionsquelle mehr darstellt 


Sterilisation: 

  • Befreiung eines Gegenstands oder Mediums von lebenden Mikroorganismen, inkl. Sporen. Strenge Inaktivierung aller Keime = Entkeimung
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TESTE DEIN WISSEN

(44)

Vergleichen sie kontinuierliche und diskontinuierliche Dampfsterilisation 

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TESTE DEIN WISSEN

Vorteil kontinuierlich:

  • kürzere Sterilisationszyklen
  • bessere Energieausnutzung
  • geringere Inaktivierung thermolabiler Medienkomponenten 
  • einfacher Prozessführung 


Nachteil Wärmetauscher-Durchlauf -Sterilisator (kontinuierlich):

  • ungeeignet für stark konzentrierte Lösungen bzw. Lösungen mit Feststoffanteilen -> Anheftung/Verklebung der Wärmeaustauschfläche 


Nachteil Injektions-Durchlauf-Sterilisator (kontinuierlich):

  • Verdünnung des Mediums durch Dampf 
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Q:

(22)

Erläutere die Zusammensetzung von MO bezüglich Element und Spurenelement Zusammensetzung 

Aus welchem Polymer bestehen MO zum größten Teil?
A:
Makroelemente:
C 40-50%, O 20-30%, N 8-15 %, H 6-8 %, K/P/S >1 %, Na/Mg/Ca/Fe >0,1 %

Mikro-/Spurenelemente:
  • essentiell für Wachstum, jedoch nicht für alle MO unter den selben Bedingungen nötig
In Summe < 0,01 % 
Cu, Mn, Moo, Zn, Co, Ni, V, B, Cl, Se, Si, W, Al, Cr, as, Sn, I

Polymer: Proteine und RNA
Da Proteinbiosynthese Energieintensiv —> groß eMnegen ATP benötigt 

Q:

(24)

Nenne die Verbindungen und Quellen für:
C-Energiequelle, [H]-Donatoren
Stickstoff-Quellen
Phosphor-Quellen
Schwefel-Quellen


A:
C-Energiequellen, [H]- Donatoren:
  • organische Verbindungen
  • Monosaccharide(Glucose), Disaccharide(Maltose,Lactose,Saccharose), Polysaccharide(Stärke,Cellulose), Alkohole(Methanol,Ethanol), Carbonsäuren(Essigsäure), Fette(Sojaöl,Olivenöl), KW(auf Erdölbasis zur Produktion von single cell Proteinen wie Hefen)

Stickstoff-Quellen:
  • Anorganisch
  • NH4+- Salze, NH3 (Ammoniakwasser als pH-Stellmittel)
  • Organisch
  • Pepton/Trypton(hydrolisiertes pflanzlisches/tierisches Protein), Gelatine, Fischmehl,Casein,Hefeextrakt,Sojamehl

Phsophor-Quelle:
  • Phosphate PO4 3-

Schwefel-Quelle:
  • Sulfate SO4 2-
  • AS: Methionine (AS auch oft als C- und N-Quelle) 

Q:
(26)
Erläutere die drei verschiedenen Medien zur Kultivierung 
A:
Komplexmedium:
  • keine Information über exakten Inhalt 
  • Vorteile: billiger, höhere Ausbeute, bessere Produktivität
  • Nachteile: Chargenabhängige Schwankungen der Inhaltsstoffe, nur unvollständige Angabe der Inhaltsstoffe, technische Probleme in der Fermentation durch Feststoffe oder Schaumbildung durch hohen Proteingehalt, Abtrennungen des Zielproteins von Medienproteinen (Aufarbeitung), Geruch, Farbe 

Definierte Medien:
  • Meidenbestandteile alle bekannt-> Reproduzierbarkeit der Rezeptur 
  • Rezeptur orientiert sich oft an MO-Zusammensetzung
  • C-Quellen, Salze, spezielle Zusätze, wie auch nicht-essentielle Komponenten zu Steigerung von Wachstum, Titer, Ausbeute, Produktion 

Minimalmedien:
  • Alle Medienbestandteile bekannt, nur minimal nötige Komponenten für das Wachstum 
  • Aufklärung von Stoffwechselwegen 
Q:

(11) Welche 4 Schritte kennzeichnen den Ablauf einer Bioverfahrensentwicklung?

A:

1. Auswahl eines biologischen Systems (Biokatalysator) Eduktà(biolog. System)à Produkt

2. Optimierung der Reaktionsbedingungen

3. Entwicklung und Optimierung des Fermentationsprozesses

4. Aufarbeitung (downstream processing)

Q:

(13) Was sind Plattformchemikalien und Plattformorganismen? Geben Sie jeweils 1 Beispiel an. 


A:

Plattformchemikalien: Grundchemikalie hergestellt mit biotechnologischen Verfahren aus nachwachsenden Rohstoffen z.B. Ethanol

Plattformorganismen: Organismen (teils optimiert), die Plattformchemikalien (Z.B. Kraftstoffe) aus nachwachsenden Rohstoffen oder alternativen C-Quellen herstellen können, z.B. homofermentative Milchsäurebakterien (Lactobacillus spec.)      

Mehr Karteikarten anzeigen
Q:

(14) Erläutern Sie den Begriff „Economics of scale“. 


A:
  • Relative Kosten sind geringer für die Produktion von Produkten in sehr großen Volumina, als würde man in sehr kleinen Volumina produzieren.

  • Je größer die Produktionsmenge, desto günstiger kann es auf dem Markt angeboten werden. 

Q:

(15) Was ist der Unterschied zwischen Korrelation und Kausalität? Verdeutlichen Sie den Unterschied an einem beliebigen Alltagsbeispiel. 


A:
  • Korrelation: Zusammenhang zwischen zwei Variablen, ohne zu wissen welche von beiden Variablen die andere beeinflusst, sie sich gleichermaßen gegenseitig beeinflussen oder eine dritte Variable reinspielt.

  • Kausalität: klarer Ursache-Wirkungs-Zusammenhang


Q:

(16) Was ist die Food-vs-Feed-Debatte und wie hängt die Bioökonomie damit zusammen? 


A:

Food-vs-Feed-Debatte ist die Nutzung von Lebensmittelrohstoffen als Edukte für die biotechnologischen Verfahren; dies ist fragwürdig, da diese auch als Lebensmittel genutzt werden könnten. Deshalb wurden Forschungen von „2nd generation feedstocks“, biogener Materialien wie Lignine betrieben, da diese nicht als Nahrungsmittel genutzt werden können. Hier spricht man von Bioökonomie. Vermeidung von „Lebensmittelverschwendung“

Q:

(17) Beschreiben Sie kurz in Stichpunkten vergleichend die folgenden Prozessführungsstrategien: Batch, Fed-Batch, Repeated-Fed-Batch, Perfusion 


A:
  • Batch: Satzverfahren à alle Inhaltsstoffe für die Durchführung einer biologischen Stoffwandlung sind von Beginn an vorgelegt; Medium sterilisiert; gewünschte Substratmenge eingesetzt; pH-Wert eingestellt
  • Fed-Batch: Zulaufverfahren à im Gegensatz zum Batch sind nicht alle Medienbestandteile (z.B. Kohlenstoff) von Prozessbeginn im Reaktor, sondern werden über einen Zulauf als Funktion der Zeit dem Bioreaktor steril zugeführt, Vermeidung von unerwünschten Nebenprodukten bei zu hoher Substratkonzentration unterdrückt: Zellaktivität gezielt steuern
  • Repeated-Fed-Batch: Wiederholtes Zulaufverfahren à Für effiziente Nutzung von Zellen kann man den Reaktorinhalt am Ende eines Zulauf-Prozesses nicht vollständig entnehmen, sondern lässt ein Restgehalt im Bioreaktor, der dann als Inokulum für den nachfolgenden Prozess dient
  • Perfusion: kontinuierliches Verfahren, bei dem permanent oder periodisch in dem Maße Zellkulturlösung entnommen wird, wie frische Nährlösung zugegeben wird, wobei das Reaktorvolumen konstant bleibt und die Zellen im Reaktor verbleiben 
Q:

(31) Was ist bei der Wachstumskurve von Mikroorganismen für den Übergang exponentielle Phase in die Übergangsphase verantwortlich? 


A:

Reduktion der Wachstumsrate durch Nährstoffmangel (Sauerstoff und C-Quellen Reduktion), kritische Konzentration inhibitorischer Stoffwechselprodukte oder Veränderung der Umgebung durch Stoffwechselprodukte

Q:

(40)

Erläutere die Desinfektion und Sterilisiation

A:

Desinfektion:

  • Reduktion der Keimzahl, sodass der Gegenstand keine Infektionsquelle mehr darstellt 


Sterilisation: 

  • Befreiung eines Gegenstands oder Mediums von lebenden Mikroorganismen, inkl. Sporen. Strenge Inaktivierung aller Keime = Entkeimung
Q:

(44)

Vergleichen sie kontinuierliche und diskontinuierliche Dampfsterilisation 

A:

Vorteil kontinuierlich:

  • kürzere Sterilisationszyklen
  • bessere Energieausnutzung
  • geringere Inaktivierung thermolabiler Medienkomponenten 
  • einfacher Prozessführung 


Nachteil Wärmetauscher-Durchlauf -Sterilisator (kontinuierlich):

  • ungeeignet für stark konzentrierte Lösungen bzw. Lösungen mit Feststoffanteilen -> Anheftung/Verklebung der Wärmeaustauschfläche 


Nachteil Injektions-Durchlauf-Sterilisator (kontinuierlich):

  • Verdünnung des Mediums durch Dampf 
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