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.

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

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

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

Lecture notes available at www.vscht.cz/uchi

Přednášky v elektronické podobě zveřejněné na www stránkách ústavu (www.vscht.cz/uchi)

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.

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, 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. Přenos kyslíku mezi plynnou a kapalnou fází.

13. Výběr bioreaktoru, zvětšování měřítka, provoz a řízení bioreaktorů. Modelování bioreaktorů.

14. Aerace, sterilizace.

Unit operations of Chemical Engineering I

Chemické inženýrství I