Kinetika biotehnoloških procesa

ECTS bodovi:
5

Studij:
doktorski

Šifra predmeta:
165662

Opis predmeta

SADRŽAJ PREDMETA

Izučavanje kinetike rasta mikroorganizama, trošenja supstrata, sinteze produkta, utjecaj fizikalno-kemijskih uvjeta na brzinu staničnih reakcija za industrijske biotehnološke procese. Osnovne makrokinetičke veličine u bioprocesima. Kinetika supstrat neovisnog rasta, kinetika limitiranog rasta s različitim supstratima, kinetika sinteze produkata mikrobnog metabolizma, inhibicija produktima metabolitima, kinetika rasta mikroorganizama u prisustvu više supstrata, kinetika rasta mješovitih populacija, kinetika micelijskog i peletnog rasta, te rasta mikrobnog biofilma.Razlike između formalno-kinetičkog i metaboličko-strukturnog pristupa biotehnološkim procesima, posebno u heterogenim uvjetima okoline. Tijekom seminara studenti će iz eksperimentalnih rezultata grafički i računski određivati kinetičke parametre nekataliziranih i kataliziranih reakcija, jednostavnih i kompleksnih enzimskih reakcija, kinetičke parametre rasta, potrošnje supstrata, endogenog metabolizma i odumiranja mikrobnih stanica. Također studenti će savladavati metode oređivanja kinetičkih parametara utjecaja pH-vrijednosti i temperature na bioprocese, posebno na sinteze proizvoda u heterogenim i homogenim uvjetima okoline, određivati kinetičke karakteristike mješovitih populacija te rasta na više supstrata.

ISHODI UČENJA

  1. Predstaviti i međusobno usporediti kinetičke modele rasta  mikroorganizma na jednom i više limitirajućih supstrata, te modele uz prisustvo inhibicije rasta supstratom i produktom.
  2. Definirati heterogene bioprocese, objasniti osnovne kinetičke modele rasta mikroorgnizama i potrošnje supstrata za ovaj tip bioprocesa, te procijeniti učinak vanjskog i unutarnjeg prijenosa mase na ukupnu brzinu potrošnje supstrata.
  3. Objasniti razliku između formalno –kinetičkih i strukturiranih matematičkih modela rasta mikroorganizma i navesti mogućnosti njihove primjene u bioprocesima.
  4. Primijeniti teorijska i praktična znanja u planiranju uzgoja mikroorganizma, te analizi i interpretaciji dobivenih podatka u cilju poboljšanja postojećeg ili planiranju novog bioprocesa.

Nastava

Predavanja: 20 sati

Seminar: 10 sati

Opis načina izvršavanja obveza:

Seminarski rad i usmeni ispit

Literatura

Red.

br.

Naziv
1. A. Moser, Bioprocess Technology, Kinetics and Reactors, Springer Verlag, New York, Wien, 1988.
2. A. Cornish-Bowden, Fundamentals of Enzyme Kinetics, Portland Press, London, 1995
3. K.M. Plowman, Enzyme Kinetics, McGraw-Hill, Book Company, New York, 1972.

Dopunska literatura

Red.

br.

Naziv
1. Biotechnology, (H.J. Rehm and G. Reed, eds.), Vol. 2, (vol. ed. H. Brauer), A. Moser: (Ch. 11-17) 173-349, VCH Weinheim, 1985.
2. A. Cornish-Bowden, Fundamentals of Enzyme Kinetics, Portland Press, London, 1995
3. M. Chaplin and C. Bucke, Enzyme Technology, Cambridge University Press, Cambridge, 1990
4. A. G. Marangoni, Enzyme Kinetics: A Modern Approach , Wiley, NewYork, 2004