.

0 (hodnocen0 x )

(3) Půjčeno:3x 

BK

Vyd. 1.

Praha : Academia, 2001

334 s. : il.

ISBN 80-200-0768-7 (váz.)

Obsahuje ilustrace, grafy, předmluvu, rehstřík

Bibliografie: s. 324-330

Biotechnologie - učebnice vysokošk.

000009290

Obsah // Seznam vybraných symbolů a zkratek ... 10 // Předmluva ... 15 // 1 Vymezení oboru ... 17 // 2 Specifická problematika biotechnologií a bioinženýrství ... 20 // 2.1 Procesy tepelné a chemické konverze biomasy ... 20 // 2.2 Biokonverze a enzymaticky katalyzované reakce ... 24 // 2.2.1 Kontinuální uspořádání procesů spojených růstem koncentrace buněk 26 // 2.2.2 Vliv kyslíku ... 27 // 2.2.3 Vliv teploty ... 30 // 2.2.4 Vliv pH ... 31 // 2.2.5 Reologické chování biosystémů ... 31 // 2.2.6 Vliv střihových napětí ... 32 // 2.2.7 Vliv „paměti buněk“ ... 33 // 2.2.8 Imobilizace enzymů a buněk ... 34 // 2.3 Základní pojmy při kvantifikaci bioprocesu ... 35 // 2.4 Nesegregované a segregované informace ... 36 // 3 Inženýrská kinetika ... 37 // 3.1 Základy enzymové kinetiky ... 38 // 3.1.1 Odvození tvaru základní rovnice enzymové kinetiky pro homogenní systém 38 // 3.1.2 Katalytické působení enzymů ... 40 // 3.1.3 Reakce s jedním substrátem ... 41 // 3.1.4 Reakce se dvěma substráty ... 46 // 3.1.5 Inhibice reakčních rychlostí ... 48 // 3.2 Vliv transportních jevů na enzymovou kinetiku ... 54 // 3.2.1 Reakční rychlost v soustavách s imobilizovanými enzymy ... 55 // 3.3 Mikrobiální kinetika ... 65 // 3.3.1 Nestrukturované modely ... 66 // 3.3.1.1 Kinetika růstu koncentrace buněk ... 66 // 3.3.1.2 Inhibice růstu přebytkem substrátu ... 68 // 3.3.1.3 Inhibice růstu přebytkem produktu ... 69 // 3.3.1.4 Závislosti mezi růstem koncentrace buněk, spotřebou substrátu a tvorbou produktu ... 70 // 3.3.1.5 Kinetické modely pro tvorbu produktu ... 70 // 3.3.1.6 Určování parametrů formální mikrobiální kinetiky ... 73 // 3.3.2 Strukturované kinetické modely ... 74 // 3.3.3 Kinetika směsných kultur ... 75 // 4 Charakteristiky toku fází v zařízeních pro biotechnologie ... 78 // 4.1 Rozložení dob prodlení částic v reaktoru ... 80 //

4.2 Rozptyl rozložení dob prodlení ... 82 // 4.3 Výpočet konverze enzymaticky katalyzované reakce z údajů pokusu s označenou látkou ... 86 // 4.3.1 Lineární pochody ... 86 // 4.3.2 Nelineární kinetika ... 87 // 4.3.3 Ideálně míchaný průtočný reaktor ... 87 // 4.3.4 Reaktor s pístovým tokem ... 88 // 4.4 Modely neideálního toku ... 91 // 4.4.1 Model kaskády ideálních mísičů ... 92 // 4.4.2 Konverze v systému několika ideálních mísičů v sérii (kinetika Michaelise-Mentenové pro Km > s) ... 94 // 4.4.3 Disperzní model ... 96 // 4.4.4 Experimentální údaje o intenzitě promíchávání ... 99 // 4.4.4.1 Tok v trubkách ... 99 // 4.4.4.2 Axiální disperze kapalin tekoucích nepohyblivým a fluidním ložem částic ... 101 // 4.4.5 Enzymaticky katalyzovaná reakce a disperze ... 102 // 4.4.6 Kombinované modely ... 103 // 4.4.6.1 Určení mrtvých prostorů fermentoru z F-křivky ... 103 // 4.4.6.2 Zapojení ideální mísič-pístový tok a pístový tok-ideální mísič 105 // 5 Bioreaktory ... 106 // 5.1 Specifika enzymových a mikrobiálních reakcí při návrhu konstrukce reaktoru ... 108 // 5.2 Typy bioreaktorů ... 109 // 6 Kvantifikace mikrobiálního růstu ve fermentorech ... 112 // 6.1 Vsádkový fermentor ... 112 // 6.1.1 Základní látkové bilance složek ve vsádkovém reaktoru ... 112 // 6.1.2 Aproximativní modely růstové kinetiky ve vsádkovém reaktoru ... 118 // 6.2 Kontinuální fermentace ... 120 // 6.2.1 Látkové bilance kontinuální fermentace ... 121 // 6.3 Fermentace s řízeným nástřikem (fed-batch) ... 125 // 6.3.1 Matematický model ... 127 // 6.3.2 Kontinuální nástřik limitujícího substrátu (Fv = konst) ... 129 // 6.3.2.1 Aproximativní řešení pro Monodovu kinetiku ... 130 // 6.3.2.2 Vliv energie spotřebované na zachování metabolických funkcí na průběh koncentrací x а s ... 132 // 6.3.3 Řízená fermentace s exponenciálním nástřikem ... 133 //

6.3.4 Optimalizace nástřiku ... 134 // 6.4 Jevy spojené s praktickou realizací mikrobiálního růstu ... 134 // 6.4.1 Vliv makrokinetických parametrů na interpretaci kinetických dat růstu buněk ... 139 // 6.5 Biologický testovací systém ... 143 // 6.6 Vliv parametrů toku na kinetiku mikrobiálního růstu ... 145 // 6.6.1 Dva ideálně míchané fermentory v sérii ... 146 // 6.6.2 Srovnání produktivity jednostupňové a dvoustupňové kultivace ... 148 // 6.6.3 Pístový tok v trubkovém reaktoru ... 150 // 6.6.4 Ideálně míchaný reaktor s recyklem ... 151 // 6.6.5 Fermentace v trubkovém reaktoru s recyklem ... 154 // 7 Mezifázový přestup látky v bioreaktorech ... 156 // 8 Fermentory s pneumatickým promícháváním ... 162 // 8.1 Fermentory bez nucené cirkulace fází ... 164 // 8.1.1 Probublávané reaktory prosté ... 164 // 8.1.2 Probublávané reaktory s vnitřními vestavbami ... 165 // 8.1.3 Fermentory s přirozenou cirkulací ... 166 // 8.1.4 Kombinované patrové fermentory ... 169 // 8.2 Fermentory s nucenou cirkulací kapaliny ... 170 // 8.2.1 Ejektorové rozdělovače plynu ... 170 // 8.3 Hydrodynamické parametry proplyňovaných vrstev kapalin v reaktorech s pneumatickým promícháváním ... 171 // 8.3.1 Definice probublávané vrstvy ... 172 // 8.3.2 Režimy proplyněné vrstvy ... 173 // 8.3.3 Velikost bublin ... 176 // 8.3.3.1 Homogenní režim probublávání ... 176 // 8.3.3.2 Rozvinutý turbulentní režim probublávání ... 178 // 8.3.3.3 Průměr ekvivalentní bubliny ... 179 // 8.3.4 Energie disipovaná v probublávaných vrstvách ... 181 // 8.3.5 Mezerovitost vrstvy ... 182 // 8.3.5.1 Homogenní režim probublávání ... 184 // 8.3.5.2 Turbulentní režim probublávání ... 185 // 8.3.6 Objemový koeficient přestupu látky ... 185 // 8.3.7 Vliv přítomnosti povrchově aktivních látek na кь ... 187 // 8.3.8 Axiální promíchávání fází ... 189 //

8.3.8.1 Axiální promíchávání kapaliny ... 189 // 8.3.8.2 Axiální promíchávání plynu ... 190 // 8.3.9 Rovnoměrně probublávané vrstvy kapaliny ... 190 // 8.4 Výpočet hydrodynamických parametrů reaktorů s přirozenou cirkulací ... 191 // 8.4.1 Rychlost kapaliny v reaktoru ... 192 // 8.4.2 Mezerovitost v proplyňované sekci reaktorů s přirozenou cirkulací ... 195 // 8.4.3 Objemový koeficient přestupu látky ... 198 // 8.4.4 Doba míchání ... 200 // 8.4.5 Chlazení reaktoru ... 200 // 9 Fermentory s mechanickým mícháním ... 203 // 9.1 Základní hydrodynamické režimy při dispergaci plynu ve fermentorech ... 203 // 9.1.1 Homogenizační účinky míchadel ... 205 // 9.1.2 Výběr míchadel podle příkonu energie ... 206 // 9.1.3 Dispergační účinek míchadel ... 208 // 9.2 Zvětšování měřítka míchaných fermentorů ... 210 // 9.3 Návrhové parametry mechanicky míchaných fermentorů ... 211 // 9.4 Typy míchadel užívaných ve fermentorech ... 212 // 9.5 Rcologické vlastnosti fermentačních kapalin ... 212 // 9.6 Vliv zvýšené viskozity kapaliny na parametry míchání ... 216 // 9.6.1 Vzdálenost míchadel ... 216 // 9.6.2 Příkon míchadel ... 217 // 9.7 Problematika vlivu střihových napětí ve fermentacích ... 217 // 10 Fermentory pro anaerobní procesy ... 220 // 10.1 Methanogeneze ... 221 // 10.2 Mikrobiální kinetika anaerobního procesu ... 221 // 10.3 Koncepce návrhu reaktoru ... 226 // 10.3.1 Reaktory se zakotveným filmem biomasy ... 227 // 10.4 Látková bilance reaktoru ... 228 // 10.4.1 Vsádkový reaktor, biomasa volně rozptýlená v reaktoru, Monodova neinhibiční kinetika ... 228 // 10.4.2 Kontinuální reaktor, model s difuzním biofilmem, ustálený stav bez náběhové periody ... 229 // 10.4.3 Kontinuální fermentor, inhibiční kinetika ... 230 // 10.5 Volba pístového toku nebo ideálního mísiče ... 231 // 11 Bioreaktory 2. generace ... 236 //

11.1 Reaktory s imobilizovanými enzymy nebo buňkami ... 236 // 11.1.1 Typy reaktorů s imobilizovanými enzymy (buňkami) a jejich aplikace . 237 // 11.1.1.1 Reaktor s plněnou vrstvou biokatalyzátoru ... 237 // 11.1.1.2 Ideálně míchaný průtočný reaktor ... 240 // 11.1.1.3 Fluidní reaktory ... 240 // 11.1.2 Volba typu reaktoru ... 242 // 11.1.3 Matematické modelování reaktorů s imobilizovanými enzymy a buňkami ... 244 // 11.1.3.1 Enzymové reaktory ... 244 // 11.1.3.2 Reaktory s imobilizovanými živými buňkami ... 249 // 11.1.3.3 Praktické úvahy o bioreaktorech s imobilizovanými enzymy a buňkami ... 252 // 11.2 Membránové bioreaktory ... 252 // 11.2.1 Matematické modelování enzymových membránových reaktorů ... 256 // 11.2.1.1 Difuzní reaktor ... 256 // 11.2.1.2 Reaktor s recyklem ... 261 // 11.2.1.3 Reaktor s tokem přes podložku do vlákna ... 262 // 12 Netradiční separační metody v biotechnologiích ... 264 // 12.1 Membránové separace ... 264 // 12.1.1 Klasifikace membránových procesů ... 265 // 12.1.2 Transportní mechanismus ... 266 // 12.1.3 Hlavní membránové procesy ... 269 // 12.1.3.1 Membránové procesy v gradientu tlaku ... 269 // 12.1.3.2 Procesy v gradientu elektrického potenciálu ... 273 // 12.1.3.3 Membránové procesy v gradientu chemického potenciálu ... 276 // 12.1.3.4 Technika kapalných membrán - pertrakce ... 277 // 12.1.3.5 Permeace plynú ... 279 // 12.1.3.6 Pervaporace ... 280 // 12.1.4 Uspořádání membránových separátorú v praxi ... 280 // 12.2 Separace pomocí afinitní a iontoměničové chromatografie ... 283 // 12.3 Extrakce zkapalněnými a nadkritickými plyny ... 286 // 13 Speciální problematika bioreaktorú ... 289 // 13.1 Cena ... 289 // 13.2 Tvar reaktorů a zvláštnosti fermentačního procesu ... 290 // 13.2.1 Míchací zařízení ... 291 // 13.2.2 Provzdušňování ... 292 // 13.2.3 Přestup tepla ... 293 // 13.2.4 Odpěňování ... 293 //

13.2.4.1 Mechanické odpěňování ... 293 // 13.3 Sterilizace ... 294 // 13.3.1 Sterilizace bioreaktorú ... 294 // 13.3.2 Sterilizace vzduchu ... 295 // 13.3.2.1 Sterilizace vzduchu filtrací ... 296 // 14 Základy počítačového řízení fermentačních procesů ... 302 // 14.1 Strategie volby měřicích systémů a modelování fermentace ... 302 // 14.1.1 Měřicí systém pro fermentační procesy ... 303 // 14.2 Příklady použití počítačů při optimalizaci fermentačního a možnosti jeho řízení ... 308 // 14.2.1 Použití počítače к řízení fermentačního procesu v reálném čase ... 310 // 14.2.2 Počítačové řízené vsádkové fermentace ... 314 // 14.3 Problematika měření stavových veličin ... 314 // 14.4 Měření a monitorování fermentorů on-line ... 317 // Literatura ... 324 // Rejstřík ... 331 //