科目名[英文名]
バイオプロセス工学   [Bio-Process Engineering]
区分	工学部専門科目等	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	3～4	開講時期	後学期
授業形態	後学期	時間割番号	023411
責任教員 [ローマ字表記]
細見 正明   [HOSOMI Masaaki]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

生物化学的な機能を利用して有用物質の生産を行ったり、システムを構築する場合、必要となる生物化学、微生物の増殖や酵素反応の速度論を解説する。さらに、様々なバイオリアクターの事例を紹介すると共に、バイオリアクターの操作や設計に必要な基礎事項を講述する。

到達基準

バイオインダストリで採用されている様々なバイオプロセスとともにそこで活躍している微生物や酵素などを理解する。酵素反応やバイオリアクターの運転操作にかかわる数式を導出できるようにする。さらにバイオリアクター設計に必要なパラメータを理解する。

授業内容

第1週　ガイダンス、バイオテクノロジー概論 第2週　生物化学の基礎(復習)：高分子と細胞機能、及び代謝機能 第3週　酵素反応の速度論：生体触媒を利用した物質生産において最適化を図るための基礎となる酵素反応速度について、その定量的取り扱いを解説する。 第4〜5週　微生物の増殖、代謝、動力学：微生物の増殖や物質の代謝について、化学的組成を考慮して物質の代謝過程を生物化学量論式で表現する方法を説明すると共に、エネルギーを基準とした収率因子の定義、微生物の増殖における動力学を解説する。 第6週　バイオプロセス：生体内の酵素反応、あるいはその総合として発現される生物の機能を利用したプロセスであることを説明し、アミノ酸発酵やメタン発酵を例として醗酵プロセスでの微生物代謝の工学的取扱いについて説明する。 第7週　バイオリアクターの分類と特徴：種々のバイオリアクターについて、その特徴や定量的取扱を述べる。 第8週　固定化生体触媒リアクター：固定化生体触媒を用いるバイオリアクターの概要と反応性能に及ぼす諸因子を説明する。 第9週　発酵槽における工学的操作：微生物の回分培養、半回分培養、連続培養プロセスについて、それらの特徴を紹介すると共にプロセスの操作パラメーターを説明する。 第10週　バイオリアクターの排水処理への応用：排水処理における種々の生物学的単位プロセスを紹介し、プロセスの操作パラメーターや物質の流れを解説する。 第11週　バイオプロダクトの分離と精製：生物化学反応を利用して物質を生産した際に必要とされるプロダクトの分離操作の特徴や原理を説明する。 第12週　汚染土壌や地下水の浄化手法としてのバイオレメディエーション：生物を利用した汚染土壌や地下水の浄化プロセスについて、最新の事例を紹介しながら、今後の展望や課題を述べる。 このほかに、中間試験と期末試験を行う。

履修条件・関連項目

テキスト・教科書

海野肇他「生物化学工学」講談社さいえんてふぃく 合葉修一他「生物化学工学　第２版」東京大学出版会

参考書

J.Nicklin, ほか　（訳：高木ら）　微生物学キーノート　Springer ヴォート　基礎生化学　第2版　（訳：田宮ら）　　東京化学同人

成績評価の方法

基本的には、中間試験及び期末試験の成績で評価する。なお、適宜行う小テストや課題レポートも加味する。

教員から一言

キーワード

微生物，細胞，代謝，酵素反応，バイオリアクター

オフィスアワー

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

語学学習科目

更新日付

2018/06/29 9:24:15