Otázky k ústní zkoušce z předmětu "Potravinářské inženýrství a bioinženýrství" (N409001)
pro akademický rok 2013/2014

1. Tekutiny a jejich vlastnosti. Síly působící v tekutinách, deformace tekutin. Tečné napětí, rychlost smykové deformace. Rheogramy, newtonské a nenewtonské tekutiny. Mocninový model. Zdánlivá viskozita. Pseudoplastické, dilatantní a binghamské kapaliny.

2. Proudění nenewtonských kapalin potrubím, charakter toku, tlaková ztráta při proudění nenewtonských kapalin. Míchání nenewtonských kapalin, smyková rychlost a příkon míchadla.

3. Disperzní systémy, jejich typy a charakterizace (rozdělení velikosti částic, střední velikost, rozptyl). Metody pro dělení dispersních soustav. Odstřeďování a odstředivky – usazovací rychlost v odstředivém poli, doba usazování v bubnové a trubkové odstředivce, výkonnost odstředivek.

4. Mikrofiltrace, ultrafiltrace a nanofiltrace. Princip membránových filtračních procesů, používané membrány – jejich charakteristiky, rejekční faktor, propustnost membrán. Aplikační formy membrán, membránové moduly. Způsoby provedení membránových filtrací.

5. Bilancování membránových filtračních procesů. Koncentrační polarizace při membránových filtracích, vliv na průběh procesu, polarizační modul, popis koncentrační polarizace, vliv přestupu hmoty.

6. Intenzita objemového toku filtrátu při membránových filtracích, hydraulické odpory při membránových filtracích. Určení propustnosti (permeability) a potřebné plochy filtrační membrány.

7. Sdílení tepla prouděním a vedením. Fourierův zákon, tepelná vodivost. Bilance enthalpie při vedení tepla v pevném materiálu - Fourierova rovnice.

8. Jednosměrné ustálené vedení tepla. Přestup tepla, popis, kriteriální rovnice pro přestup tepla, způsoby ohřevu a chlazení v míchacích nádobách.

9. Sdílení tepla sáláním. Princip, Stefanův-Boltzmanův zákon, Stefanova-Boltzmanova konstanta, emisivita a absorptivita povrchů. Výměna tepla sáláním mezi malým tělesem a izotermním okolím. Určení teploty povrchu ozařovaného, resp. vyzařujícího povrchu. Princip mikrovlnného a indukčního ohřevu.

10. Sdílení hmoty – molekulární difuse, 1. Fickův zákon, difusivita. Mezifázové sdílení hmoty, intenzita toku složky, hybná síla, odpor proti sdílení hmoty. Sdílení hmoty mezi pevnou fází a kapalinou, mezi dvěma kapalinami a mezi plynem a kapalinou, koeficienty přestupu a prostupu hmoty.

11. Objemový součinitel přestupu hmoty při sdílení hmoty mezi plynem a kapalinou a určení jeho hodnoty. Transport kyslíku při aerobních procesech, rychlost spotřeby kyslíku, rozpustnost kyslíku v kapalinách, rovnováha, určování koncentrace rozpuštěného kyslíku.

12. Adsorpce – princip a použití, adsorbenty, vazba mezi adsorbátem a adsorbentem, rovnováha při adsorpci – adsorpční izotermy.

13. Izotermní adsorpce v promíchávaném stupni a opakovaná adsorpce ve dvou stupních.

14. Membránové separační procesy – princip a použití. Typy membrán a jejich vlastnosti, membránové moduly. Permeabilita, selektivita a rejekční faktor membrány, retenční faktor membránového modulu. Bilancování membránových procesů.

15. Koncentrační polarizace membrán, kvalitativní a kvantitativní popis polarizace, polarizační modul, vliv polarizace na membránové procesy.

16. Kinetika membránových separačních procesů, hybné síly, odpor proti transportu hmoty v membránách. Určení potřebné velikosti plochy membrány.

17. Plynová permeace (membránová separace plynů) – princip a popis. Pervaporace– princip a popis.

18. Reversní osmóza – princip a popis. Dialýza – princip a popis, uspořádání dialyzačních zařízení.

19. Bioreaktory a enzymové reaktory – dělení. Enzymové reakce – kinetika Michaelise a Mentenové, závislost rychlosti enzymové reakce na teplotě, tepelná denaturace enzymů, aktivační energie, poločas enzymové aktivity.

20. Růst mikrobiálních buněk, rychlost růstu, specifická růstová rychlost. Monodova rovnice, stechiometrické parametry růstu buněk a produkce mikrobiálních produktů. Produkce tepla při růstu buněk. Závislost růstové rychlosti na teplotě.

21. Růst mikroorganismů ve vsádkových systémech. Růstová křivka a její fáze. Bilance biomasy, bilance substrátu, logistická rovnice.

22. Růst mikroorganismů v průtočných systémech. Chemostat a jeho matematický popis – bilance biomasy a limitujícího substrátu. Zřeďovací rychlost. Vymytí biomasy, produktivita chemostatu. Kaskády chemostatů.