Detail předmětu

Bioinženýrství I

FCH-BCO_BIO1Ak. rok: 2011/2012

Studentům jsou prezentovány teoretické základy a principy funkce jednotlivých strojů a zařízení používaných v biotechnologiích. Jedná se zejména o fermentory a zařízení sloužící k vlastní fermentaci i fázi předcházející. Je probírána bilance systému, typy bioreaktorů a možnosti míchání v bioreaktorech, aerace a přenos hmoty, sterilizace bioreaktorového systému, kinetika enzymatických reakcí, charakteristiky toku fází, transportní buněčné pochody, mikrobiální kinetika a způsoby kultivace (vsádka, fed-batch a kontinuální systém). Studenti jsou rovněž seznámeni se zařízeními používanými pro separaci buněk a jejich desintegraci, dále se způsoby separace a čištění jednotlivých komponent metodami centrifugace, pomocí membránových procesů, srážení, destilace apod. Zvláštní pozornost je věnována průmyslovým chromatografickým separačním a čistícím postupům. Jsou probrány metody finálního zpracování produktu, jako je zahušťování, různé druhy sušení, lyofilizace apod. Studenti se seznámí s výhodami a nevýhodami jednotlivých zařízení a postupů ve vztahu k typu kultivovaných buněk. Vedle čistě biotechnologických postupů se studenti přehledně seznámí i se zařízením používaným pro farmaceutickou výrobu, jako jsou různá míchací zařízení, granulátory, zařízení na přípravu tablet a kapslí, zařízení na přípravu emulzí a zařízení pro finalizaci produktů do obalů (teoreticky i formou exkurze).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Výsledky učení předmětu

Znalosti základního matematického aparátu biotechnologických procesů, řešení a návrhy bioinženýrských operací a detailní poznání bioreaktorových systémů.

Prerekvizity

Biochemie, Chemické inženýrství

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Přednášky, semináře, samostané práce, projekty, diskuse.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet: prezenční studium - obhajoba projektu, aktivní účast na cvičeních, zápočtový test
kombinované studium - korespondenční úkoly, vypracování rešeršní studie, zápočtový test
Zkouška: písemná část (2 výpočetní úlohy, 10 úvahových úloh a 3 popisné teoretické úkoly)
ústní část (pohovor nad testem a souvislostmi)

Osnovy výuky

1. Bilance systému
2. Bioreaktor
3. Míchání v bioreaktorech
4. Aerace a přenos hmoty
5. Sterilizace bioreaktorového systému
6. Kinetika enzymatických reakcí
7. Kinetika inhibovaných enzymatických systémů
8. Charakteristiky toku fází
9. Transportní buněčné pochody
10. Mikrobiální kinetika
11. Vsádkový systém
12. Kontinuální systém
13. Přítokovaný systém

Učební cíle

Cílem kurzu je získat základní bioinženýrské poznatky umožňující řešit praktické bilanční průmyslové a laboratorní úkoly v oblasti fermentačních a enzymových technologií.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Přednáška - nepovinná
Prezenční studium - povinná účast na cvičeních
Kombinované studium - povinné dodržování termínů odevzdávání zadaných úkolů a prací

Základní literatura

F.Kaštánek: Bioinženýrství. Academia. 2001 (CS)
M. Rychtera, J. Páca: Bioinženýrství kvasných procesů, , 1985 (CS)

Doporučená literatura

H.J.Rehm, G.Reed: Biotechnology Vol.4-Measuring, Modelling and Control, , 0 (CS)
H.J.Rehm,G.Reed: Biiotechnology Vol.3-Process Control (CS)
J.E.Baily, D.F.Ollis: Biochemical Engineering Fundamentals, , 1986 (CS)
M. Moo-Young:: Comprehensive Biotechnology, Vol2, ,1985 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPCP_CHTP bakalářský

    obor BPCO_CHP , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    obor BPCO_BT , 3 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BKCP_CHTP bakalářský

    obor BKCO_PCH , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    obor BKCO_BT , 3 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BPCP_CHCHT bakalářský

    obor BPCO_CHMN , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Konzultace v kombinovaném studiu

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor