Your browser does not support JavaScript, or its support is disabled. Some features may not be available.
Biological Process Engineering - AB409009
Title:
Biological Process Engineering
Guaranteed by:
Department of Chemical Engineering (409)
Faculty:
Faculty of Chemical Engineering
Actual:
from 2021
Semester:
winter
Points:
winter s.:4
E-Credits:
winter s.:4
Examination process:
winter s.:
Hours per week, examination:
winter s.:2/1, C+Ex [HT]
Capacity:
unlimited / unlimited (unknown)
Min. number of students:
unlimited
Language:
English
Teaching methods:
full-time
Level:
For type:
Bachelor's
Note:
course can be enrolled in outside the study plan
This subject contains the following additional online materials
Annotation -
--- Czech English
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
The course provides basic overview of quantitative description of processes taking place in enzyme catalysis and in bioreactors. It builds on the principles of chemical engineering, notably on mass and energy balances with the use of kinetic relations for mass transfer and for the biochemical conversion. Student will learn about enzyme processes and bioprocesses but also about unit operations preceding or following the bioreaction.
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
Předmět podává studentům základní přehled o kvantitativním chemicko-inženýrském popisu procesů, které probíhají při enzymové katalýze a v bioreaktorech. Jsou k tomu využívány principy a metody chemického inženýrství, zejména bilancování hmotnosti a energie s využitím rychlostních vztahů pro přenos hmoty i pro vlastní biochemickou či biologickou přeměnu. Student bude obeznámen zejména s enzymovými procesy a bioprocesy, ale také s výčtem jednotkových operací, které jsou využívany k předzpracování vstupů a zpracování výstupů z bioreaktoru.
Aim of the course -
--- Czech English
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
Students will be able to:
apply chemical engineering methods to biological processes, i.e., make use of balances and kinetic equations,
describe kinetics of biochemical reactions and of biomass and microbial product formation,
describe quantitatively and design simple bioreactors - stirred batch bioreactor andchemostat.
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
Student bude umět:
Aplikovat chemicko-inženýrskou metodiku na biologické procesy, tj. aplikovat bilanční a kinetický popis.
Popsat kinetiku biochemických reakcí, růstu biomasy a tvorby buněčných produktů.
Kvantitativně popsat a navrhnout jednoduché bioreaktory - vsádkový promíchávaný reaktor a kontinmuální chemostat
Literature -
--- Czech English
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
R: Shuler M. L., Kargi F., Bioprocess Engineering. Basic Concepts, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2002, 0-13-081908-5
A: Doran P., Bioprocess Engineering Principles, Academic Press, 1995, New York, 9780122208553
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
Z: Shuler M. L., Kargi F., Bioprocess Engineering. Basic Concepts, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2002, 0-13-081908-5
D: Doran P., Bioprocess Engineering Principles, Academic Press, 1995, New York, 9780122208553
Learning resources -
--- Czech English
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
Lecture notes available at www.vscht.cz/uchi
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
Přednášky v elektronické podobě zveřejněné na www stránkách ústavu (www.vscht.cz/uchi)
Syllabus -
--- Czech English
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
1. Introduction to the studies. Engineering and biological access to problem solving (production penicillin).
2. Basic piece of knowledge from cellulate biology.
3. Enzymes: classification, molecular structure, common characteristics and characteristics of enzymes.
4. Enzyme system kinetics, kinetic models, determination of kinetic parameters.
5. Immobilization of enzymes and microbial cells, used techniques and methods.
6. Transport processes in systems with immobilize enzymes. Manufacturing of enzymes, application of enzymes.
7. Simulation of kinetics microbial growth and performance metabolites, stoichiometry.
8. Influence of cultural conditions on kinetics of growth microbial cells.
9. Cellular growth and performance metabolites in batch cultures.
10. Cellular growth and performance metabolites in continuous cultures.
11. Fermenters, selection cultural method, bath and continuous bioreactors.
12. Simulation of fermenters, immobilize microbial cell, fermentation solid - state. Transmission masses.
13. Scale-up criteria, running and drive bioreactors. Simulation of bioreactors.
14. Aeration, sterilization.
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
1. Úvod do studia.Inženýrský a biologický přístup k řešení problémů (výroba penicilinu).
2. Základní poznatky z buněčné biologie.
3. Enzymy: klasifikace, molekulární struktura, obecné charakteristiky a vlastnosti enzymů.
4. Enzymová kinetika, kinetické modely, určování kinetických parametrů.
5. Imobilizace enzymů a mikrobiálních buněk, používané techniky a metody.
6. Transportní procesy v systémech s imobilizovanými enzymy. Průmyslová výroba enzymů, aplikace enzymů.
7. Modelování kinetiky mikrobiálního růstu a produkce metabolitů, stechiometrie.
8. Vliv kultivačních podmínek na kinetiku růstu mikrobiálních buněk.
9. Buněčný růst a produkce metabolitů ve vsádkových kulturách.
10. Buněčný růst a produkce metabolitů v kontinuálních kulturách.
11. Fermentory, výběr kultivační metody, vsádkový a průtočný bioreaktor.
12. Modelování fermentorů, imobilizované mikrobiální buňky, fermentace v pevné fázi. Přenos hmoty.
13. Výběr bioreaktoru, zvětšování měřítka, provoz a řízení bioreaktorů. Modelování bioreaktorů.
14. Aerace, sterilizace.
Registration requirements -
--- Czech English
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
Unit operations of Chemical Engineering I
Last update: Kubová Petra Ing. (07.02.2018)
Chemické inženýrství I
Course completion requirements -
--- Czech English
Last update: Schreiber Igor prof. Ing. CSc. (30.05.2019)
Student must pass two tests in the course of semester (minimum 25 points out of 50 for each test).
Last update: Schreiber Igor prof. Ing. CSc. (30.05.2019)
Student musí absolvovat dva testy během semestru (minimálně 25 bodů z 50 z každého testu).
Teaching methods
Activity
Credits
Hours
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
