Students will be able to:

Suggest a simple technological variant for a given microbial production discussed in the course. It virtually means to select a suitable microorganism and according to its properties to suggest inocculation/cultivation medium, incl. its chemical composition and finally to present an idea about the whole process course (i.e. time dependences of substrate, product concentrations). On the basis of a qualified process analysis to propose an optimal variant of cultivation technique. From measured data the student is able to calculate the basic bioengineering parameters. Integral part of any solution are the key balances of raw material, air, water, nutrients, ancillary materials and all kinds of wastes. Integral solutions cover also proposal of equipment and a simple transfer from the laboratory to pilot or industrial scales.

Studenti budou umět:

navrhnout jednoduchou technologickou variantu pro mikrobní produkty probírané v předmětu. To představuje vybrat vhodný mikroorganismus a podle jeho vlastností navrhnout médium, včetně výpočtu jeho složení, a na základě znalostí o procese si udělat představu o průběhu kultivace (tj. závislosti jednotlivých koncentrací při vsádkovém procese) a na základě rozboru navrhnout optimální variantu kultivační techniky, Z naměřených bude umět vypočítat základní bioinženýrské parametry. Nedílnou součástí jednoduchého technologického řešení bude i návrh potřebných aparátů (laboratoř, poloprovoz, provoz), základní provozní bilance a zpracování odpadů. Orientačně dovede vypočítat i tepelnou bilanci při bioprocesu.

Obligatory:

• Biotechnology applications in beverage production, Cantarelli, C., Lanzarini, G., 1989
• Microbial biotechnology, Yeoman, Kay, Fahnert, Beatrix, Lea-Smith, David, Clarke, Tom
• Modern industrial microbiology and biotechnology, Okafor, Nduka, 2007
• Biofuels production, Babu, Vikash, Thapliyal, Ashish, Patel, Girijesh Kumar, 2014

Recommended:

• Good microbes in medicine, food production, biotechnology, bioremediation and agriculture, Bruijn, F. J. de, Smidt, Hauke, Cocolin, Luca, Sauer, Michael, Dowling, David, Thomashow, Linda

Povinná:

• Přehled tradičních potravinářských výrob, technologie potravin, Kadlec, Pavel, Melzoch, Karel, Voldřich, Michal, 2012
• Lihovarství, drožďařství a vinařství., Rychtera, Mojmír, Uher, Jiří, Páca, Jan, 1987
• Modern industrial microbiology and biotechnology, Okafor, Nduka, 2007

Doporučená:

• Procesy a zařízení potravinářských a biotechnologických výrob, Kadlec, Pavel, Melzoch, Karel, Voldřich, Michal, 2012
• Microbial biotechnology, Yeoman, Kay, Fahnert, Beatrix, Lea-Smith, David, Clarke, Tom
• Biotechnology in the generation of biofuels, Rodriguez-Torres, Maria del Pilar, Martinez-Alonso, Claudia

Syllabus

1. Selected microbial technologies in the Food Industry. Structure of biotechnological process

2. Cultivation and production media. Basic raw materials and their processing for further technological exploitation

3. Technology of baker´s yeasts; production of microbial biomass for its exploitation in food, pharmaceutical, chemical industries and in agriculture

4. Mushroom cultivation, Agaricus and Pleurotus.

5. Industrial production of ethanol (for food, pharmaceutical, chemical industries and for production of fuels). Selection of raw materials and their pretreatment. Selection of microorganisms. Fermentation process

6. Isolation of ethanol from fermentation broth. Distillation, refining and dehydrating of ethanol. Biethanol - ethanol for fuels

7. Production of alcoholic beverages, raw materials. Production of distilled liquors. Quality profiles and quality assessment of fermentation of alcohol and alcoholic beverages

8. Production of alcoholic beverages via the cold processing. Legislation relating to production of ethanol and alcoholic beverages in the Czech Republic

9. Microbial production of solvents (butanol, acetone), production of glycerol

10. Microbial production of organic acids. Production of vinegar, citric and gluconic acids

11. Microbial production of lactic acid. Production of other organic acids via biotechnological process

12. Microbial production of amino acids

13. Organic waste processing. Wastes from biotechnological processing and from agriculture. Biogas production.

14. Hygiene standards, cleaning and sanitation in the biotechnological plants. Legislation, regulations and policies in food and biotechnological industries

1. Mikrobiální technologie v potravinářském průmyslu. Struktura biotechnologického procesu.

2. Kultivační a produkční média. Základní suroviny a jejich zpracování pro další technologické využití

3. Technologie pekařského droždí a výroba mikrobiální biomasy pro využití v potravinářském, farmaceutickém, chemickém průmyslu a v zemědělství

4. Pěstování jedlých hub - příklad žampion, hlíva.

5. Průmyslová výroba ethanolu (pro potravinářský, farmaceutický, chemický průmysl a pro výrobu paliv). Výběr surovin. Fermentace.

6. Izolace ethanolu z fermentačních médií. Rafinace a odvodňování. Bioethanol.

7. Výroba lihovin. Suroviny. Výroba destilátů. Jakostní znaky a hodnocení lihu a lihovin.

8. Výroba lihovin studenou cestou. Zákony ČR vztahující se k výrobě lihu a lihovin.

9. Mikrobní výroba rozpouštědel (butanolu, acetonu); možnosti výroby glycerolu.

10. Mikrobní výroba organických kyselin. Výroba octa. Výroba kyseliny citronové a glukonové

11. Výroba kyseliny mléčné. Možnosti výroby dalších organických kyselin

12. Mikrobní výroba aminokyselin

13. Zpracování odpadů z biotechnologických výrob; výroba bioplynu.

14. Hygiena potravinářských a biotechnologických provozů. Legislativní předpisy.

https://e-learning.vscht.cz/course/view.php?id=463

https://e-learning.vscht.cz/course/view.php?id=463

Microbiology, Chemical engineering

Mikrobiologie, chemické inženýrství