Credit for attending lectures and exercises (at least 60%).

1-hour exam written test (rated at least 50%).

Zápočet za účast na přednáškách a cvičeních (alespoň 60%)

1-hodinový písemný zkouškový test (hodnoceno minimálně 50 %).

Recommended:

• Moo-Young M.. Comprehensive Biotechnology. : Elsevier, 2019, s. ISBN 9780444640475.
• Katoh S., Horiuchi J., & Yoshida F.. Biochemical Engineering: A Textbook for Engineers, Chemists and Biologists. : Wiley-VCH, 2015, s. ISBN 9783527338047 .
• Meyer H.-P., & Schmidhalter D. . Industrial Scale Suspension Culture of Living Cells. : Wiley-VCH, 2014, s. ISBN 978-3-527-68335-2.

Doporučená:

• Moo-Young M.. Comprehensive Biotechnology. : Elsevier, 2019, s. ISBN 9780444640475.
• Katoh S., Horiuchi J., & Yoshida F.. Biochemical Engineering: A Textbook for Engineers, Chemists and Biologists. : Wiley-VCH, 2015, s. ISBN 9783527338047.
• Meyer H.-P., Schmidhalter D.. Industrial Scale Suspension Culture of Living Cells. : Wiley-VCH, 2014, s. ISBN 978-3-527-68335-2 .

1. Introduction to the subject. Structure of the biotechnological process in terms of unit operations.

2. Engineering aspects of the use of intact cells and enzymes. Overview of products.

3. Parameters for describing of cell cultivation. Process yield and productivity. Overview of cultivation methods.

4. Equipment and unit operations for upstream operations - sterilization of liquid medium and bioreactor, SIP station, filtration and sterilization of gases.

5. Batch cultivation - characteristics, mass balance, use.

6. Fed-batch cultivation - characteristics, feeding strategy, mass balance, use.

7. Semi-continuous and continuous cultivation - characteristics, process control methods, use.

8. Continuous cultivation - mass balance, comparison with batch cultivations, process modifications.

9. Aeration and oxygen transfer – implementation of aeration, mechanism of oxygen transfer, mass balance.

10. Mixing – types of mixing in biotechnology, specifics of mixing in bioreactors.

11. Bioreactors – classification, design, use; pneumatically and mechanically stirred aerated bioreactors.

12. Bioreactors – specific types: photobioreactors, membrane bioreactors, reactors for tissue cultures, reactors for biotechnology in waste management and the environment.

13. Measured and controlled parameters in cell cultivation. Control of bioprocesses – control loops, types of controllers, control variables.

14. Equipment and unit operations for downstream operations – cleaning, CIP station, conventional separation technology, cell disintegration, membrane separation.

1. Úvod do předmětu. Struktura biotechnologického procesu z hlediska jednotkových operací.

2. Inženýrské aspekty využití intaktních buněk a enzymů. Typy produktů.

3. Parametry pro popis kultivace buněk. Výtěžnost a produktivita procesů. Přehled typů kultivací.

4. Zařízení a jednotkové přípravné operace – sterilace kapalného média a bioreaktoru, SIP stanice, filtrace a sterilace plynů.

5. Vsádková kultivace – charakteristika, hmotová bilance, použití.

6. Vsádková kultivace s postupným živením – charakteristika, strategie přítokování média, hmotová bilance, použití.

7. Semikontinuální a kontinuální kultivace – charakteristika, způsoby řízení procesu, použití.

8. Kontinuální kultivace – hmotová bilance, porovnání se vsádkovými kultivacemi, varianty procesu.

9. Aerace a přestup kyslíku – realizace aerace, mechanismus přestupu kyslíku, hmotová bilance.

10. Míchání – typy míchání v biotechnologických provozech, specifika míchání bioreaktorů.

11. Bioreaktory – rozdělení, konstrukce, použití; pneumaticky a mechanicky míchané aerované bioreaktory.

12. Bioreaktory – specifické typy: fotobioreaktory, membránové bioreaktory, reaktory pro tkáňové kultury, reaktory pro biotechnologie v odpadovém hospodářství a životním prostředí.

13. Měřené a regulované veličiny při kultivaci buněk. Regulace bioprocesů – regulační okruh, typy regulátorů, veličiny v regulaci.

14. Zařízení a jednotkové dokončovací operace – čištění, CIP stanice konvenční separační technologie, dezintegrace buněk, membránové separační technologie.

https://e-learning.vscht.cz/course/view.php?id=455

https://e-learning.vscht.cz/course/view.php?id=455

Students will be able to:

Understand the biological, chemical and engineering processes in the biotechnology industry

Describe and evaluate basic biocatalytic processes.

Quantitatively evaluate experimental data of processes catalyzed by biological elements and to carry out heat and mass balances of biotechnological processes.

Design mixing and aeration equipment of bioreactors.

Studenti budou umět:

Orientovat se v biologických, chemických a inženýrských procesech v biotechnologickém průmyslu

Popsat a hodnotit základní biokatalytické procesy.

Kvantitativně vyhodnotit experimentální data z procesů katalyzovaných biologickým činitelem a bilancovat biotechnologické procesy.

Navrhnout míchací a aerační zařízení bioreaktorů.