Students will be able to:

Define the structure of biotechnological process

Undersand the bioprocesses from engineering perspective

Describe the separation processes as a unit operation

Describe the function and role separation processes in biotechnology

Define the fundamental principles of separation processes

Integrate the separation processes into biotechnology

Select suitable separation process with regard to the requirements for quality and purity of the product

Choose the sequence of separation processes, particularly in the isolation, purification and finishing of the product

Optimize the separation processes in the up-stream and down-stream processing

Clasify separation techniques in terms of efficiency and economy

As part of the exercise, students will prepare and present a case study on a topic from the area of separation processes, for which they will receive credit.

Studenti budou umět:

• strukturu biotechnologického procesu

• rozšíří si znalosti o inženýrském pohledu na bioprocesy

• separační procesy jako jednotkové operace

• funkce a role separačních procesů v biotechnologiích

• principy základních separačních procesů

• začlenění separačních procesů do biotechnologií

• volba vhodného separačního procesu s ohledem na požadavky na kvalitu a čistotu produktu

• sekvence separačních procesů, zejména ve fázi izolace, purifikace a finální úpravy produktu

• optimalizace separačních procesů v tzv. up-stream a down-stream processingu

• základní orientace v separačních technikách z pohledu efektivity a ekonomiky

V rámci cvičení studenti zpracují a odprezentují případovou studii na téma z oblasti separačních procesů, za kterou získají zápočet.

R: Wang W. K. (2001): Membrane Separations in Biotechnology. 2. vyd., Marcel Dekker, Inc., New York, Basel. ISBN: 0-8247-0248-4

R: Fellows P. J. (2009): Food Processing Technology, Principles and Practice. 3. vyd., Woodhead Publishing Ltd, Cambridge a CRC Press, Boca Raton. ISBN: 978-1-84569-216-2

R: Harrison R. G., Todd P., Rudge S. R., Petrides D. P. (2003): Bioseparations Science and Engineering. Oxford University Press, New York,Oxford. ISBN: 0-19-512340-9.

A: Kadlec P., Melzoch K., Voldřich M. (2011): Procesy a zařízení potravinářských a biotechnologických výrob. KEY Publishing s.r.o., Ostrava. ISBN: 978-80-7418-086-6

A: Palatý Z. (2012): Membránové procesy. Vydavatelství VŠCHT Praha, ISBN: 978-80-7080-808-5

Z: Wang W. K. (2001): Membrane Separations in Biotechnology. 2. vyd., Marcel Dekker, Inc., New York, Basel. ISBN: 0-8247-0248-4

Z: Fellows P. J. (2009): Food Processing Technology, Principles and Practice. 3. vyd., Woodhead Publishing Ltd, Cambridge a CRC Press, Boca Raton. ISBN: 978-1-84569-216-2

Z: Harrison R. G., Todd P., Rudge S. R., Petrides D. P. (2003): Bioseparations Science and Engineering. Oxford University Press, New York,Oxford. ISBN: 0-19-512340-9.

D: Kadlec P., Melzoch K., Voldřich M. (2011): Procesy a zařízení potravinářských a biotechnologických výrob. KEY Publishing s.r.o., Ostrava. ISBN: 978-80-7418-086-6

D: Palatý Z. (2012): Membránové procesy. Vydavatelství VŠCHT Praha, ISBN: 978-80-7080-808-5

a řada elektronických knih dostupných v doméně VŠCHT Praha na adrese http://knihovna.vscht.cz/?q=e-knihy

http://eso.vscht.cz

http://knihovna.vscht.cz/?q=e-knihy (e-books available in the domain of ICT Prague)

http://eso.vscht.cz

http://knihovna.vscht.cz/?q=e-knihy (elektronické knihy dostupné v doméně VŠCHT Praha)

1. Biotechnological process as sequence of unit operations - from substrate to product

2. Selection of useful separation process - properties of separated materials and bioproducts

3. Separation processes based on different particle size. Membrane processes, membranes, modules - basic characteristics

4. Filtration, microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmosis

5. Membrane distillation, pervaporation, gas permeation

6. Electromigration processes - electrophoresis

7. Elektrodialysis, membrane electrolysis

8. Liquid membranes, pertraction, reactive membranes

9. Supercritical extraction. Two-phase water extraction. Extraction of biopolymers

10. Preparative chromatography - principles, stationary phases and arrangement. Adsorption chromatography. Molecular sieve chromatography

11. Ion-exchange chromatography

12. Hydrophobic interaction chromatography, reverse phase chromatography, affinity chromatography - biospecific interactions

13. Integrated processes. Membrane bioreactors. Industrial applications.

14. How to choose effective separation and purification sequence - strategy and economy

1. Biotechnologická výroba jako sekvence operací - od substrátu k produktu

2. Charakter separovaných materiálů a bioproduktů a jejich vlastnosti. Volba separačního procesu

3. Membránové procesy, membrány, moduly - základní charakteristiky

4. Mikrofiltrace, ultrafiltrace, nanofiltrace, reverzní osmóza

5. Membránová destilace, pervaporace, permeace plynů a par

6. Elektrodialýza, membránová elektrolýza

7. Kapalné membrány, pertrakce, reaktivní membrány

8. Elektromigrační procesy, elektroforetické metody

9. Extrakce superkritickými kapalinami, vodné dvoufázové systémy, extrakce biopolymérů,

10. Preparativní chromatografické metody - princip, nosiče a uspořádání; adsorpční chromatografie, chromatografie na molekulárních sítech

11. Chromatografie na iontoměničích

12. Chromatografie s hydrofóbní interakcí, chromatografie na reverzní fázi, afinitní chromatografie - biospecifické interakce

13. Integrace bioprocesu s up- a down-stream" technikami. Membránové bioreaktory. Průmyslové aplikace.

14. Strategie a ekonomika při volbě separační techniky a purifikační sekvence

Basic knowledge of physical chemistry, chemical engineering, biochemistry, microbiology, bioengineering, food and biochemical technologies, ...

Základní znalosti z fyzikální chemie, chemického inženýrství, biochemie, mikrobiologie, bioinženýrství, potravinářských a biochemických technologií, ...

Microbiology, Biochemistry, Physical chemistry, Chemical engineering, Bioengineering, Food and Biochemical Technology

mikrobiologie, biochemie, fyzikální chemie, chemického inženýrství, bioinženýrství, potravinářské a biochemické technologie