Detail předmětu

Bioinženýrství I

FCH-BC_BIO1Ak. rok: 2022/2023

V předmětu Bioinženýrství I posluchači získají poznatky jak se řeší bilance systému, jaké bioreaktory existují a naco slouží. Dále se dozví o míchání v bioreaktorech, aeraci a přenosu hmoty, o podmínkach sterilizace bioreaktorového systému. Předmět zabývá kinetikou enzymatických reakcí, charakteristikami toku fází, transportními buněčnými pochody, mikrobiální kinetikou a způsoby kultivací (vsádka, fed-batch a kontinuální systém).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav chemie potravin a biotechnologií (ÚCHPBT)

Výsledky učení předmětu

Výsledkem učení předmětu bude:
a) teoretická znalost základního bioinženýrského aparátu,
b) dovednost bilancovat procesy v bioreaktorech,
c) schopnost zpracovat bioinženýrské výsledky a aplikovat je na příkladech z praxe,
d) zisk přehledu o současném stavu vědy a výzkumu v oblasti bioinženýrství,
e) způsobilost aplikovat získané poznatky v jiných předmětech oboru a závěrečných studentských pracích.

Prerekvizity

Primární je znalost základního biochemického a mikrobiologického aparátu, zejména je stavěno na problematice enzymů, morfologie a fyziologie buněk. Vyžadována je též schopnost aplikace principů chemického inženýrství, zejména fyzikálního popisu jednotkových operací v reaktorech.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně, Cvičení - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

1. Zápočet: Na konci semestru posluchači absolvují písemný test z výpočtů. Podmínkou zápočtu je získání min. 50% bodů z testu a odprezentovaná jedna prezentace ve formě postru na vybrané téma.
2. Podmínky absolvování zkoušky: Pro absolvování zkoušky je nutné napsat písemku z teoretických znalostí aspoň na 50% bodů. Studenti, kteří dosáhli alespoň 50% budou absolvovat ústní zkoušku a do hodnocení se zahrne výsledek ústní zkoušky i písemky.
Klasifikace dle stupnice ECTS.

Osnovy výuky

      1. Úvod do bioinženýrství

      2. Bilance systému

      3. Bioreaktor

      4. Míchání v bioreaktorech

      5. Aerace a přenos hmoty

      6. Sterilizace bioreaktorového systému

      7. Kinetika enzymatických reakcí

      8. Kinetika inhibovaných enzymatických systémů

      9. Mikrobiální kinetika

      10. Vsádkový systém

      11. Kontinuální systém

      12. Přítokovaný systém

      13. Příklady z praxe

       

      Učební cíle

      Cílem předmětu Bioinženýrství I je osvojit si základní bioinženýrské poznatky o bioreaktorových systémech a pochopit kinetické principy bioprocesů v reaktorech. Posluchači získají schopnost 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

      Účast na přenáškách není povinná ale doporučuje se. V seminářích jsou probíranému modelové příklady výpočtů z přednášek - účast je povinná. Dále v seminářích si každý student na začátku roku vybere téma, ze seznamu který vytvoří garant předmětu, a připraví si na ni prezentaci ve formě postru. Prezentace budou probíhat postupně podle dohodnutého kalendáře během semestru.

      Základní literatura

      A. Kovalčík, Bioinženýrství I, e-learning, 2020, FCH, VUT v Brně (CS)
      F.Kaštánek: Bioinženýrství. Academia. Praha, ČR, 2001, ISBN : 8020007687 (CS)

      Doporučená literatura

      V. G. Gupta, A. Pandey, New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering: Microbial Secondary Metabolites Biochemistry and Applications, Elsevier, 2019, ISBN 9780444635044 (CS)

      Elearning

      eLearning: aktuální otevřený kurz

      Zařazení předmětu ve studijních plánech

      • Program BPCP_CHCHT bakalářský

        obor BPCO_CHMN , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

      • 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_CHTPO bakalářský

        specializace CHPL , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
        specializace PCH , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
        specializace BT , 3 ročník, zimní semestr, povinný

      • Program BKCP_CHTPO bakalářský

        specializace PCH , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
        specializace CHPL , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
        specializace BT , 3 ročník, zimní semestr, povinný

      • Program BPCP_CHMA bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

      Typ (způsob) výuky

       

      Přednáška

      26 hod., nepovinná

      Vyučující / Lektor

      prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.

      Cvičení

      26 hod., povinná

      Vyučující / Lektor

      Ing. Nicole Černeková
      prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.

      Elearning

      eLearning: aktuální otevřený kurz