OKVIRNI SADRŽAJ PREDMETA/MODULA:
Uvod u pojmove: biokemijsko inženjerstvo, bioreakcijsko inženjerstvo, bioprocesno inženjerstvo, metaboličko inženjerstvo, genetsko inženjerstvo, bioseparacijski procesi. Integrirani biološki proces. Makrokinetika bioloških procesa. Inženjerstvo bioprocesa - koncept kritičnog vremena, relacije među parametrima, optimalizacijske sheme. Ekonomska analiza bioprocesa- komponente procjene koštanja: procesna shema, bilance tvari i energije, specifikacija opreme. Procjena koštanja kapitala. Procjena proizvodnih troškova. Koncept homogene i heterogene katalize. Biokatalizatori i biotransformacije. Strategija razvoja kontinuiranih procesa za provođenje biotransformacija. Optimiranje uvjeta provedbe biotransformacija - genetski algoritam i EVOP. Pregled industrijski značajnijih biotransformacijskih procesa. Razvoj i optimiranje procesa u enzimskom membranskom reaktoru i mikroreaktoru. Ekonomski i ekološki aspekti biotransformacijskih procesa. Matematičko modeliranje biotransformacijskih procesa. Nestrukturni i strukturni kinetički modeli rasta biomase, potrošnje supstrata i nastajanja produkta. Analiza metaboličkih tokova. Bilance ATP. Razvoj, optimiranje i modeliranje biotransformacija u sustavima s potpuno integriranom separacijom produkta.
OPIS METODA PROVOĐENJA NASTAVE
Metode provođenja nastave individualno prilagođene studentu: predavanja i/ili konzultacije
OPIS NAČIN IZVRŠAVANJA OBVEZA
Izrada samostalnog seminarskog rada povezanog s temom od znanstvenog ili stručnog interesa za studenta.
Ishodi učenja:
1. Postaviti plan pokusa i optimirati uvjete provedbe biotransformacijskih procesa korištenjem stohastičkih i statističkih metoda
2. Procijeniti kinetičke parametre biokemijske reakcije na temelju eksperimentalnih podataka
3. Razviti matematički model biotransformacijskih procesa za različite tipove bioreaktora
4. Proračunati potrošnju biokatalizatora i volumnu produktivnost za promatrani reakcijski sustav i različite tipove bioreaktora
5. Odabrati najpogodniji tip bioreaktora za promatrani reakcijski sustav temeljem rezultata pokusa i rezultata simulacija matematičkog modela procesa
6. Provesti ekonomsku i ekološku analizu biotransformacijskih procesa
Ishodi učenja na razini studija:
1. Sistematizirati znanja, vještine i kompetencije za razvoj procesa u kemijskom inženjerstvu
2. Vrjednovati vještine i metode eksperimentalnih i teorijskih istraživanja u kemijskom inženjerstvu
LITERATURA:
James E. Bailey, David F. Ollis. (1983). Biochemical Engineering Fundamentals. McGraw-Hill Education
|
Pristupačnost
