Students will be able to:

Apply knowledge of basic subjects such as microbiology, biochemistry and chemical engineering to bioengineering area.

Propose a suitable type of cultivation and bioreactor for the desired product.

Design and implement a mass balance and basic process control.

Studenti budou umět:

Aplikovat znalosti ze základních předmětů jako jsou mikrobiologie, biochemie a chemické inženýrství na bioinženýrskou problematiku.

Navrhnout vhodný typ kultivace a bioreaktoru pro požadovaný produkt.

Navrhnout a provést bilanci hmoty a základní regulaci procesu.

Credit test; test and oral exam.

Zápočtový test, písemná a ústní zkouška.

Recommended:

• Comprehensive Biotechnology, Moo-Young M., 2019
• Biochemical Engineering and Biotechnology, Najafpour, G. D., 2015
• Biochemical Engineering: A Textbook for Engineers, Chemists and Biologists, Katoh S., Horiuchi J., & Yoshida F., 2015

Doporučená:

• Comprehensive Biotechnology, Moo-Young M., 2019
• Biochemical Engineering and Biotechnology, Najafpour, G. D., 2015
• Biochemical Engineering: A Textbook for Engineers, Chemists and Biologists, Katoh S., Horiuchi J., & Yoshida F., 2015

1. Structure of the biotechnological process in terms of unit operations. Engineering aspects of the use of intact cells and enzymes as producers.

2. Equipment and unit upstream operations – sterilization of liquid medium and bioreactor, SIP station, filtration and sterilization of gases. Parameters to describe the cultivation.

3. Batch cultivation – characteristics, mass balance, applications.

4. Fed-batch cultivation – characteristics, feed strategies, mass balance, applications.

5. Continuous cultivation – characteristics, process control methods, applications.

6. Continuous cultivation – mass balance, comparison with batch and fed-batch cultivation, process variations.

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

8. Mixing – types of mixing in biotechnology plants, specifics of bioreactor mixing.

9. Bioreactors – classification, design, application; pneumatically and mechanically stirred aerated bioreactors.

10. Bioreactors – photobioreactors, membrane bioreactors, tissue culture reactors, reactors for biotechnology in waste management and environment.

11. Measured and controlled variables in cell cultivation. Basics of bioprocess control – control circuit, types of controllers, variables in control.

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

13. Equipment and unit downstream operations – membrane separation technologies, extraction, precipitation, distillation, drying, stripping.

14. Methods of optimization and scale-up of bioprocesses.

1. Struktura biotechnologického procesu z hlediska jednotkových operací. Inženýrské aspekty využití intaktních buněk a enzymů jako producentů.

2. Zařízení a jednotkové přípravné operace – sterilace kapalného média a bioreaktoru, SIP stanice, filtrace a sterilace plynů. Parametry pro popis kultivace.

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

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

5. Kontinuální kultivace – charakteristika, způsoby řízení procesu, použití.

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

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

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

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

10. Bioreaktory – fotobioreaktory, membránové bioreaktory, reaktory pro tkáňové kultury, reaktory pro biotechnologie v odpadovém hospodářství a životním prostředí.

11. Měřené a regulované veličiny při kultivaci buněk. Základy regulace bioprocesů – regulační okruh, typy regulátorů, veličiny v regulaci.

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

13. Zařízení a jednotkové dokončovací operace – membránové separační technologie extrakce, srážení, destilace, sušení, stripování.

14. Metody optimalizace a zvětšování měřítka bioprocesů.

http://www.biotechlab.net/

https://e-learning.vscht.cz/course/view.php?id=60

http://uprt.vscht.cz/ucebnice/mb/index.htm

http://www.biotechlab.net/

Physical chemistry I

Biochemistry I

Fyzikální chemie I

Biochemie I