Účast na přednáškách je doporučená, není však kontrolována.

Cvičení je organizováno formou řešení skupinového úkolu pod vedením pedagoga. Konzultace skupinového úkolu probíhají pravidelně během semestru a jsou organizovány vedoucím úkolu (pedagogem) nebo mohou být vyžádány studenty.

Nedílnou součástí výuky je e-learningový výukový kurz rozdělený do bloků, v rámci kterých jsou studentům k dispozici materiály pro podporu učení, včetně elektronických učebnic, prezentací, přednášek a dalších doplňkových materiálů. Součástí e-learningu je vzorové řešení skupinového příkladu.

Účast na přednáškách je doporučená, není však kontrolována.

Cvičení je organizováno formou řešení skupinového úkolu pod vedením pedagoga. Konzultace skupinového úkolu probíhají pravidelně během semestru a jsou organizovány vedoucím úkolu (pedagogem) nebo mohou být vyžádány studenty.

Nedílnou součástí výuky je e-learningový výukový kurz rozdělený do bloků, v rámci kterých jsou studentům k dispozici materiály pro podporu učení, včetně elektronických učebnic, prezentací, přednášek a dalších doplňkových materiálů. Součástí e-learningu je vzorové řešení skupinového příkladu.

Povinná:

• Moo-Young, M. Comprehensive Biotechnology (2nd ed.). Amsterdam: Elsevier, 2011, s. ISBN 9780080885049.
• Mousdale, David M.. Biofuels, biotechnology, chemistry, and sustainable development. Boca Raton: CRC Press, 2008, https://vufind.techlib.cz/Record/000654223 s. ISBN 978-1-4200-5124-7.

Doporučená:

• Scragg, A. H.. Environmental biotechnology. Oxford: Oxford University, 2005, https://vufind.techlib.cz/Record/000962794 s. ISBN 0-19-926867-3.

Volitelná:

• W.J. Thieman, M.A. Palladino. Introduction to Biotechnology. dostupné z:
  

  https://archive.org/details/introduction-of-biotechnology-william-j.-thieman...-3rd-ed./page/11/mode/2up: Pearson, 2023, s. ISBN 1-292-02761.

Obligatory:

• Moo-Young, M. Comprehensive Biotechnology (2nd ed.). Amsterdam: Elsevier, 2011, s. ISBN 9780080885049.
• Mousdale, David M.. Biofuels, biotechnology, chemistry, and sustainable development. Boca Raton: CRC Press, 2008, https://vufind.techlib.cz/Record/000654223 s. ISBN 978-1-4200-5124-7.

Recommended:

• Scragg, A. H.. Environmental biotechnology. Oxford: Oxford University, 2005, https://vufind.techlib.cz/Record/000962794 s. ISBN 0-19-926867-3.

S novou látkou jsou studenti seznamováni prostřednictvím přednášek. Studenti jsou zároveň podněcováni k diskusi o tématech a k aktivnímu pokládání otázek.

Studenti jsou vedeni k tomu, aby pochopili návaznost jednotlivých jednotkových operací a dokázali popsat celé výrobní schema jednotlivých procesů. K tomu slouží zejména skupinový úkol, který zároveň vede studenty ke spolupráci.

Výuka je zpestřena prostřednictvím zvaných přednášek odborníků z praxe.

S novou látkou jsou studenti seznamováni prostřednictvím přednášek. Studenti jsou zároveň podněcováni k diskusi o tématech a k aktivnímu pokládání otázek.

Studenti jsou vedeni k tomu, aby pochopili návaznost jednotlivých jednotkových operací a dokázali popsat celé výrobní schema jednotlivých procesů. K tomu slouží zejména skupinový úkol, který zároveň vede studenty ke spolupráci.

Výuka je zpestřena prostřednictvím zvaných přednášek odborníků z praxe.

Ke zkoušce se lze přihlásit až po získání zápočtu. Zápočet je získán za aktivní podíl na řešení skupinového úkolu, odevzdáním protokolu vedoucímu úkolu a prezentací celého úkolu.

Zkoušení probíhá ústní formou a zahrnuje všechna témata probíraná na přednáškách.

The exam can only be taken after credit has been obtained. Credit is obtained for active participation in solving a group task, handing in a report to the task leader and presenting the whole task.

The examination is oral and covers all topics discussed in lectures.

1. Substráty pro biotechnologii

Tradiční substráty – potravinářské plodiny, substráty druhé a třetí generace – lignocelulózové materiály, potravinářské odpady, řasová biomasa, průmyslové odpady, zpracování plynů jako substrátů, silážování jako metoda skladování odpadů, které podléhají rychlému rozkladu

2. Koncept biorafinérie v biotechnologii, „next generation industrial biotechnology“ (NGIB)

Napodobení zpracování ropy při zpracování biomasy, NGIB koncept, vývoj mikrobiálního kmene pro NGIB, cyklické uspořádání technologie, recyklace vody, rekuperace tepla, oběhové hospodářství

3. Geneticky modifikované organismy a jejich využití v biotechnologiích (a zemědělství)

GM mikroorganismy a rostliny, legislativní pravidla, produkce rekombinantních proteinů a malých molekul pomocí GMM

4. Produkce průmyslových enzymů pomocí mikroorganismů

Mikrobní producenti enzymů, kultivační systémy (kultivace na pevném substrátu, submerzní kultivace)

5. Biotechnologická produkce biomasy I

Kvasinky (droždí a krmná biomasa), bakterie (probiotika), houby (quorn), fermentované sojové produkty (sojová omáčka, tempeh, miso..)

6. Biotechnologická produkce biomasy II

Jedlé houby, kultivace živočišných svalových buněk in vitro pro lidskou výživu

7. Pěstování řas pro různé využití

Spojení kultivace řas s produkcí CO2, fotobioreaktory, mikrořasy, pěstování makrořas (chaluh) v mořské akvakultuře

8. Produkce biopaliv pomocí mikroorganismů

Produkce ethanolu – tradiční versus dalších generací, produkce etanolu pomocí acetogenů, získání bezvodého etanolu; biobutanol a další mikrobiální paliva

9. Potravinářská produkce etanolu

Velejemný etanol a jeho produkce, pravé destiláty a likéry, různé suroviny, různé produkty

10. Kysané mléčné výrobky a sýry s využitím mikroorganismů

Mléčné výrobky, sýry

11. Mikrobiální produkce kyselin z obnovitelných surovin

Pro potravinářství – octová, mléčná, citronová

Pro průmyslové využití – mléčná (polymery), itakonová, glukonová

12. Mikrobiální produkce rozložitelných plastů

Polyhydroxyalkanoáty, využití houbového mycelia v obalových materiálech, další

13. Mikrobiální produkce aminokyselin

Aminokyseliny pro potravinářství, krmivářství a farmacii, tradiční a „next generation“ metody vývoje producentů, příklady produkce

14. Aerobní a anaerobní zpracování odpadů jako integrální část biotechnologického procesu Aerobní systémy, produkce bioplynu, biovodík, kompostování

1. Substrates for biotechnology

Traditional substrates - food crops, second- and third-generation substrates - lignocellulosic materials, food waste, algal biomass, industrial wastes, processing of gases as substrates, ensiling as a method of storing rapidly decomposing wastes

2. The concept of biorefinery in biotechnology, "next generation industrial biotechnology" (NGIB)

Mimicking oil processing in biomass processing, NGIB concept, development of a microbial strain for NGIB, cyclical arrangement of technology, water recycling, heat recovery, circular economy

3. Genetically modified organisms and their use in biotechnology (and agriculture)

GM microorganisms and plants, legislative rules, production of recombinant proteins and small molecules by GMMs

4. Production of industrial enzymes by microorganisms

Microbial enzyme producers, cultivation systems (solid substrate cultivation, submerged cultivation)

5. Biotechnological biomass production I

Yeasts (yeast and feed biomass), bacteria (probiotics), fungi (quorn), fermented soy products (soy sauce, tempeh, miso...)

6. Biotechnological biomass production II

Edible mushrooms, in vitro cultivation of animal muscle cells for human nutrition

7. Cultivation of algae for various applications

Combining algae cultivation with CO2 production, photobioreactors, microalgae, cultivation of macroalgae (seaweed) in marine aquaculture

8. Biofuel production using microorganisms

Ethanol production - traditional versus next generation, ethanol production using acetogens, obtaining anhydrous ethanol; biobutanol and other microbial fuels

9. Food ethanol production

Wholesale ethanol and its production, true distillates and liqueurs, different raw materials, different products

10. Fermented dairy products and cheese using microorganisms

Dairy products, cheese

11. Microbial acid production from renewable raw materials

For the food industry - acetic, lactic, citric

For industrial use - lactic (polymers), itaconic, gluconic

12. Microbial production of degradable plastics

Polyhydroxyalkanoates, use of fungal mycelium in packaging materials, others

13. Microbial production of amino acids

Amino acids for the food, feed and pharmaceutical industries, traditional and "next generation" methods of producer development, examples of production

14. Aerobic and anaerobic waste treatment as an integral part of the biotechnology process Aerobic systems, biogas production, biohydrogen, composting

Studenti budou umět:

• navrhnout jednoduchou technologickou variantu postupu výroby pro mikrobní produkty probírané v předmětu nebo produkty příbuzné.

• vybrat vhodný mikroorganismus a podle jeho vlastností navrhnout kultivační médium, kultivační podmínky včetně způsobu vedení procesu a návrhu metod izolace a purifikace produktu.

• vypočítat základní bioinženýrské parametry procesů.

• navrhnout potřebné aparáty, provést základní provozní bilanci a navrhnout zpracování odpadů.

• pracovat ve skupině na projektovém úkolu a prezentovat výsledné řešení

• diskutovat o vybraném procesu, pro který zpracují technologický návrh

Students will be able to:

• Design a simple technological variant of the production process for microbial products covered in the course or related products.

• Select a suitable microorganism and, based on its properties, design a culture medium, culture conditions, including the process management method and the design of product isolation and purification methods.

• calculate basic bioengineering parameters of processes.

• design the necessary equipment, perform a basic operational balance, and design waste treatment.

• work in a group on a project task and present the resulting solution

• discuss the selected process for which they will prepare a technological design

Vstupní požadavky v rozsahu učiva předmětu Mikrobiologie, Chemické inženýrství I, Biochemie vyučované v bakalářském SP na VŠCHT Praha

Entry requirements in the scope of the subject Microbiology, Chemical Engineering I, Biochemistry of the UCT Prague bachelor study program

Vstupní znalosti v oborech mikrobiologie, biochemie a chemické inženýrství v rozsahu bakalářského studia

Entry-level knowledge in microbiology, biochemistry, and chemical engineering at the bachelor's degree level