Biological Reaction Engineering

Deutsch. Die Dynamik biotechnologischer Produktionsprozesse ist äußerst komplex. Ziel des Buches ist es, diese Vorgänge durch systematische Modellbildung und Computersimulation verständlich und durchschaubar zu machen. Es werden ohne viel mathematisches Rüstzeug Grundprinzipien erklärt und anhand von zahlreichen praxisrelevanten Beispielen alle wichtigen Aspekte der Bioverfahrenstechnik ausführlich beschrieben. Modellierte biologische Systeme reichen vom einzelnen Enzym bis zu ganzen metabolischen Netzwerken und Multi-Organismen Systemen. Die kinetischen Modelle werden mit Reaktormodellen kombiniert, was oft mit verschiedenen Konfigurationen von Zu- und Abläufen und Stofftransportprozessen kombiniert ist. In vielen Beispielen werden Regelung und Optimierung der Prozesse behandelt. Die Simulationsbeispiele reichen von theoretischen Schulbeispielen bis zu aktuellen Forschungsarbeiten. Die verwendete Simulationssprache Berkeley Madonna erlaubt nach einer sehr kurzen Einarbeitung ein schnelles interaktives Üben. Der Leser kann die vorgegebenen Beispiele beliebig verändern, um sie seinem Problemfall anzupassen. Die langjährige Lehrerfahrung der Autoren an Hochschulen und Weiterbildungskursen spiegelt sich in dem Buch wider und macht es geeignet für alle Biochemiker, Biotechnologen, Bioingenieure und Verfahrenstechniker, die an Modellierung und Simulation interessiert sind. Die eingesetzte Software Berkeley Madonna für Mac und PC kann direkt von der Berkeley Madonna Webseite bezogen werden: www. berkeleymadonna. com Zusätzliches Online Material, d. h. Programme für alle Simulationsbeispiele, eine kurze Beschreibung der Verwendung der eingesetzten Simulationssoftware Berkeley Madonna und Lösungen von Übungsaufgaben kann als Zusatzmaterial (Zip-Datei) direkt von dieser Webseite heruntergeladen werden. Alle Beispiele können auch mit der kostenlosen Demo-Version von Berkeley Madonna benützt werden. Für Käufer des Buches ist Berkeley Madonna zu einem reduzierten Preis erhältlich. Hinweise dazu gibt es im Anhang des Buches. Englisch. This book explains modeling and simulation of the dynamics of biological processes in a readily comprehensible manner, using the unique combination of simplified fundamental theory and direct hands-on computer simulation. Biological systems modeled range from single enzymes to metabolic and multi-organism systems. The models for the kinetics are combined with the models of the reactors, which often include flow configuration and mass transfer aspects. In these many examples, bioreactor control and the optimization of their operation is also of interest. Simulation examples start from most simple ones reaching into recent research examples. The mathematics is kept to a minimum, and yet the numerous examples illustrate almost every aspect of biological engineering science, with each one described in detail, including the model equations. The example programs are written in the modern, user-friendly simulation language Berkeley Madonna. Madonna solves models comprising many ordinary differential equations using very simple programming. Data may be included for curve fitting, and sensitivity or multiple runs may be performed. The results can be viewed simultaneously on multiple-graph windows or by using overlays. The examples can be varied to fit any real situation, and the suggested exercises provide practical guidance. The extensive teaching and research experience of the authors is reflected in this well-balanced presentation, which is suitable for every biochemist, biologist, bioengineer and chemical engineer interested in modeling and simulation. The applied software Berkeley Madonna for Mac and PC is available from the Berkeley Madonna website: www. berkeleymadonna. com By choosing Supplementary Material from this WILEY-VCH webpage, a Zip file can be downloaded. This contains all simulation example programs for the book, solutions of modeling exercises and a short description to using Berkeley Madonna. Buyers of the book can buy the full Berkeley Madonna software at a reduced cost, as described in the appendix of the book.