Detail předmětu
Bioinženýrství II
FCH-DCO_BI IIAk. rok: 2011/2012
Kurz Bioinženýrství II prohlubuje znalosti základů chemického inženýrství, Bioinženýrství I a je orientován jak na inženýrskou, tak i na biologickou podstatu procesů. Je založen na jednotkových operacích průmyslového biotechnologického procesu. Sestává z výukových jednotek: Charakteristika toku fází v bioreaktorech. Míchání v bioreaktorech. Aerace a přenos kyslíku v bioreaktorech. Průmyslové bioreaktory, Konstrukce bioreaktorů, konstrukční materiál. Pomocná zařízení. Doprava médií. Měření, regulace a řízení procesů. Aseptické bioreaktory. Fyziologický stav mikroorganismů. Buněčný transport, Kinetika enzymových reakcí. Stechiometrie růstu mikroorganismů. Kinetika mikrobiálního růstu a tvorby metabolitů. Matematické modely růstu mikroorganismů a tvorby produktů (+ přehled o optimalizačních metodách. Simulační jazyk PSI). Média, jejich příprava a sterilace. Sterilace vzduchu, Základní kultivační techniky: vsádková, fed-batch, kontinuální kultivace a zvláštní způsoby kultivace (povrchová kultivace, kultivace s recyklem buněk, kultivace na rozhraní hydrofilní a hydrofobní fáze, kultivace rostlinných a živočišných buněk, produkce látek pomocí imobilizovaných buněk). Separační techniky používané při izolaci produktů a výběr separační metody: Membránové separace. Elektroseparační procesy.Separace podle měrných hmotností. Chromatografické metody a výměna iontů. Adsorpce, Extrakce, Odpařování, Destilace, Dezintegrace. Metody izolace bílkovin (enzymů).
Jazyk výuky
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
2 Hmotnostní a energetické bilance, jednotkové operace chemických procesů
3 Základní znalosti z Bioinženýrství I
4 Řešení obyčejných diferenciálních rovnic, základní znalosti z analytické geometrie, statistiky a numerické matematiky.
5 Kinetice chemických procesů a řešení kinetických rovnic
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
1 Charakteristika toku fází v bioreaktorech. Míchání v bioreaktorech. Aerace a přenos kyslíku v bioreaktorech.
2 Průmyslové bioreaktory, Konstrukce bioreaktorů, konstrukční materiál. Pomocná zařízení. Doprava médií. Aseptické bioreaktory
3 Měření, regulace a řízení procesů..
4 Fyziologický stav mikroorganismů. Buněčný transport,
5 Kinetika enzymových reakcí.
6 Stechiometrie růstu mikroorganismů.
7 Kinetika mikrobiálního růstu a tvorby metabolitů.
8 Matematické modely růstu mikroorganismů a tvorby produktů
9 Přehled o optimalizačních metodách.
10 Simulační jazyk PSI).
11 Média, jejich příprava a sterilace. Sterilace vzduchu,
12 Základní kultivační techniky: vsádková, fed-batch, kontinuální kultivace a zvláštní způsoby kultivace (povrchová kultivace, kultivace s recyklem buněk, kultivace na rozhraní hydrofilní a hydrofobní fáze, kultivace rostlinných a živočišných buněk, produkce látek pomocí imobilizovaných buněk).
Letní semestr
1 Separační techniky používané při izolaci produktů a výběr separační metody.
2 Membránové separace. Membrány. Mikrofiltrace, ultrafiltrace, nanofiltrace, reverzní osmóza
3 Membránové separace. Membránové moduly, uspořádání membránového separačního procesu. Elektrodialýza. Pervaporace a permeace plynů. Membránová destilace. Dialýza.
4 Separace podle měrných hmotností.
5 Chromatografické metody a výměna iontů.
6 Adsorpce.
7 Extrakce.
8 Odpařování.
9 Destilace.
10 Dezintegrace.
11 Metody izolace bílkovin (enzymů).
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
M.Rychtera, J.Páca: Bioinženýrství kvasných procesů, 1985 (CS)
Doporučená literatura
H.J.Rehm, G.Reed: Biotechnology, Vol.4 (CS)
J.E.Baily, D.F.Ollis:Biochemical Engineering Fundamentals, 1986 (CS)
M.Moo-Young:Comprehensive Biotechnology, Vol.2, 1985 (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program DPCP_CHM doktorský
obor DPCO_CHM , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)
obor CKCO_CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DPCP_CHM doktorský
obor DPCO_CHM , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DKCP_CHM doktorský
obor DKCO_CHM , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
obor DKCO_CHM , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Konzultace v kombinovaném studiu
Vyučující / Lektor