Účast na přednáškách a cvičeních je předpokladem pro získání zápočtu.

Nedílnou součástí výuky je e-learning výukový kurz rozdělený do bloků s komplexními podklady učiva včetně pomocných materiálů a psaných návodů a videonávodů pro používané softwarové nástroje.

Konzultace jsou poskytovány na vyžádání.

Attendance lectures and exercises is a prerequisite for obtaining credit.

An integral part of the teaching is an e-learning course divided into blocks with comprehensive course materials, including supporting materials and written and video tutorials for the software tools used.

Consultations are provided upon request.

Doporučená:

• Moo-Young M.. Comprehensive Biotechnology. : Elsevier, 2019, s. ISBN 9780444640475 .
• Doran P. M.. Bioprocess Engineering Principles. London: Academic, 1995, s. ISBN 9780122208553 .
• Dunn I.J. et al. Biological Reaction Engineering. : Wiley-VCH, 2003, s. ISBN 9783527307593 .
• Najafpour G.D.. Biochemical Engineering and Biotechnology. : Elsevier, 2007, s. ISBN 9780444528452.

Recommended:

• Moo-Young M.. Comprehensive Biotechnology. : Elsevier, 2019, s. ISBN 9780444640475.
• Doran P. M.. Bioprocess Engineering Principles. London: Academic, 1995, s. ISBN 9780122208553 .
• Dunn I. J. et al.. Biological Reaction Engineering. : Wiley-VCH, 2003, s. ISBN 9783527307593 .
• Najafpour G. D.. Biochemical Engineering and Biotechnology. : Elsevier, 2007, s. ISBN 9780444528452.

Přednášky s praktickými případy a odvozováním matematických vztahů a inženýrských řešení s důrazem na pochopení komplexnosti a nutnosti syntézy dříve a nově nabytých znalostí a dovedností.

Cvičení se společně řešenými příklady, na které navazují individuálně řešené příklady s pomocí softwarových nástrojů v PC učebně. Studenti aplikují teoretické znalosti z přednášek v rámci řešení postupně se rozvíjeních a na sebe navazujících příkladů ve finále komplexně pokrývajících celou strukturu bioprocesu od plánovaní experimentů po modelování a simulaci.

Lectures with practical cases and derivation of mathematical relationships and engineered solutions with an emphasis on understanding the complexity and the necessity of synthesizing previously and newly acquired knowledge and skills.

Exercises with jointly solved case studies, which are followed by individually solved case studies using software tools in the PC classroom. Students apply theoretical knowledge from lectures in the solution of gradually developing and interconnected partial case studies in the final covering the entire structure of the bioprocess from experiment planning to modeling and simulation.

Zkouška je založena na ústní formě. Skupina studentů prezentuje vyřešené zadání komplexní bioinženýrské úlohy následované diskuzí.

Podmínkou udělení zápočtu je aktivní účast na přednáškách a cvičeních. Student může vynechat maximálně dvě přednášky a cvičení bez omluvy. S relevantní omluvou nad 60 % účasti lze zápočet získat za standardní protokol a obhajobu projektu v týmu. S relevantní omluvou pod 60 % účasti lze zápočet získat pouze za samostatný protokol a obhajobu.

Výsledná známka je dána váženým průměrem dvou hodnot získaných při ústní zkoušce: 1. skupinová prezentace vyřešeného individuálního projektu (váha 33 %) a 2. individuální diskuze se studentem (váha 64 %).

The exam is based on an oral form. A team of students presents a solved case study of a complex bioengineering task followed by a discussion.

The condition for granting credit is active participation in lectures and seminars. A student may miss a maximum of two lectures and exercises without an excuse. With a relevant excuse of over 60% participation, credit can be obtained for the standard protocol and defense of the project in a team. With a relevant excuse of under 60% participation, credit can only be obtained for an individual protocol and defense.

The final grade is given by the weighted average of two values obtained during the oral exam: 1. team presentation of the solved individual project (weight 33%) and 2. individual discussion with the student (weight 64%).

01. Úvod a rozbor kroků k dosažení průmyslové realizace bioprocesů

02. Statistické zpracování bioinženýrských dat – program Statistica, popisná statistika

03. Statistické zpracování bioinženýrských dat – testování hypotéz

04. Plánování experimentů

05. Plánování a vyhodnocení experimentů v mikroměřítku

06. Plánování a vyhodnocení experimentů v Erlenmeyerových baňkách, scale-up

07. Plánování a vyhodnocení experimentů v bioreaktoru, scale-up

08. Plánování a vyhodnocení experimentů ve čtvrtprovozním reaktoru, scale-up a scale-down

09. Matlab a Simulink jako pokročilé nástroje pro modelování a simulaci bioinženýrských dat

10. Hmotový model bioprocesu a simulace

11. Hmotový model přestupu kyslíku a simulace

12. Model přestupu tepla a simulace

13. AI v biotechnologických a bioinženýrských aplikacích

14. Prezentace skupinových projektů

01. Introduction and analysis of steps to achieve industrial implementation

02. Statistical processing of bioengineering data – Statistica program, descriptive statistics

03. Statistical processing of bioengineering data – hypothesis testing

04. Desing of experiments

05. Desing and evaluation of microscale experiments

06. Desing and evaluation of experiments in Erlenmeyer flasks, scale-up

07. Desing and evaluation of experiments in bioreactor, scale-up

08. Desing and evaluation of experiments in pilot bioreactor, scale-up and scale-down

09. Matlab and Simulink as advanced tools for modelling and simulation of bioengineering data

10. Mass model of bioprocess and simulation

11. Mass model of oxygen transfer and simulation

12. Heat transfer model and simulation

13. AI in biotechnology and bioengineering applications

14. Presentation of group projects

Po absolvování tohoto předmětu budou studenti schopni analyzovat a plánovat experimenty pro získání bioinženýrských dat, optimalizovat a statisticky vyhodnocovat bioinženýrská data pro různá měřítka bioprocesů pomocí programu Statistica, modelovat a simulovat bioprocesy (hmotová a entalpická bilance) za pomocí programu MATLAB a navrhnout vhodný výrobní proces k dosažení průmyslové realizace bioprocesů.

After completing this course, students will be able to analyze and design experiments to obtain bioengineering data, optimize and statistically evaluate bioengineering data for different scales of bioprocesses using Statistica software, model and simulate bioprocesses (mass and heat balance) using MATLAB, design a suitable production process to achieve industrial implementation of bioprocesses.

Vstupní požadavky v rozsahu učiva předmětu Chemické inženýrství A nebo Chemické inženýrství I a Biochemie A nebo Biochemie 1 a Bioinženýrství I.

Entrance requirements within the scope of the curriculum of the subjects Chemical Engineering A or Chemical Engineering I and Biochemistry A or Biochemistry I and Bioengineering I.