PředmětyPředměty(verze: 912)
Předmět, akademický rok 2022/2023
  
Separační procesy v biotechnologiích - N409028
Anglický název: Separation Methods in Biotechnologies
Zajišťuje: Ústav chemického inženýrství (409)
Fakulta: Fakulta chemicko-inženýrská
Platnost: od 2021
Semestr: zimní
Body: zimní s.:4
E-Kredity: zimní s.:4
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Z+Zk [HT]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Garant: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D.
Hasal Pavel prof. Ing. CSc.
Je záměnnost pro: M409004
Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace -
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (15.11.2012)
V rámci předmětu jsou probírány tradiční i moderní metody používané pro získávání biotechnologických produktů. Studenti jsou seznámeni s povahou biotechnologických produktů a typickou sekvencí separačních a purifikačních kroků vedoucích ke konečné formě produktů. V přednáškách jsou probírány jednotlivé separační operace včetně typických zařízení a matematického popisu procesů. V rámci cvičení studenti řeší pomocí výpočetní techniky úlohy, se kterými se mohou setkat v praxi při získávání biotechnologických produktů.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (15.11.2012)

Studenti budou umět:

Určit potřebnou sekvenci separačních kroků potřebných k získání takových biotechnologických produktů jako jsou cukry, proteiny, nukleové kyseliny, antibiotika, malé metabolity aj.

Popsat všechny probírané separační procesy pomocí matematicko-fyzikálního popisu.

Řešit praktické úlohy spojené se separací biotechnologických produktů.

Literatura -
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (15.11.2012)

Z Elektronické přednáškové a cvičební materiály, autor M. Přibyl.

D Harrison R.G., Todd P., Rudge S.R., Petrides D.P., Bioseparations science and engineering, Oxford UP, Oxford, 2002, 0-19-512340-9

D Ladisch M.R., Bioseparation processes, Wiley, New York, 2001, 0-471-24476-7

Studijní opory -
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (30.09.2013)

Nejsou.

Sylabus -
Poslední úprava: Šmídová Ludmila (16.12.2012)

1. Typické sekvence separačních kroků, přehled separačních metod v biotechnologiích, rozdělení biotechnologických produktů.

2. Buňka, složení, struktura, rozdělení. Metody dezintegrace buněk, chemické, mechanické.

3. Flokulace, flokulanty, elektrostatická interakce, elektrická dvojvrstva, Debyeova délka, vliv iontové síly, Schulze-Hardyho pravidlo.

4. Centrifugace, síly působící na usazovanou částici v odstředivém poli, rychlost a doba usazování izolované částice ve Stokesově oblasti, vliv koncentrace částic.

5. Membránové filtrační procesy, bilance, typy membránových modulů, typy membrán, uspořádání modulů, koncentrační polarizace, intenzita toku permeátu, polarizační modul, koeficient přestupu hmoty na straně retentátu, Darcyův zákon, výpočet plochy membrány.

6. Superkritická extrakce, fázový p-T diagram, kritické parametry, fyzikální a chemické vlastnosti superkritických tekutin (hustota, viskozita, rozpustnost a difuzivita látek, …).

7. Zařízení pro superkritickou extrakci, frakcionace, modely SC extrakce, matematický popis modelu volné difúze.

8. Adsorpce a chromatografie, adsorpční rovnováhy, adsorpce v promíchávaných zařízeních. Typy sorbentů, chromatografické metody, tlakové ztráty v chromatografii, HETP, retenční čas, rozlišení, eluce v gradientu.

9. Adsorpce v loži absorbentu, obecný model s axiální disperzí, model rovnovážný bez disperze, efektivní rychlost pohybu adsorbované látky kolonou.

10. Parametrizace rovnovážného modelu adsorpce bez axiální disperze, lineární rovnováha, desorpce s nelineární rovnováhou, šoková vlna.

11. Srážení proteinů, vliv elektrického náboje proteinu na jeho rozpustnost, vliv složení a iontové síly rozpouštědla, fáze srážení.

12. Rozložení velikosti částic sraženiny v CSTR, distribuční (frekvenční) funkce, rychlost růstu, metody srážení a zařízení pro srážení.

13. Krystalizace, nukleace, růst krystalů, transport hmoty při růstu krystalů. Kinetika krystalizace ve vsádkovém zařízení bez změny objemu, momenty frekvenční funkce, jejich výpočet a význam.

14. Lyofilizace, princip, zařízení použití, hnací síla, model zmenšujícího se jádra.

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Přibyl Michal prof. Ing. Ph.D. (30.09.2013)

Chemické inženýrství I

Matematika I

Fyzika I

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1,5 42
Příprava na zkoušku a její absolvování 1 28
Účast na seminářích 0,5 14
4 / 4 112 / 112
Hodnocení studenta
Forma Váha
Zkouškový test 50
Ústní zkouška 50

 
VŠCHT Praha