Opis predmeta
  • Definicija Bijele biotehnologije, ciljevi, obnovljivi i neobnovljivi resursi, podjela obnovljivih resursa (sirovina), stupnjevi obrade, bilance i održivost procesa, centralizirana i decentralizirana proizvodnja, osnovni kriteriji održivosti procesa (SPI)
  • Bioetanol kao gorivo, razlozi za primjenu biogoriva, Kyoto protokol, mogućnosti Hrvatske u proizvodnji bioetanola, bioetanol iz šećerne repe, lignoceluloznih sirovina i jeruzalemske artičoke (indeks efikasnosti, SPI i LCA tih procesa).
  • Bilance energije proizvodnji iz održivih sirovina, Bioetanol iz šećerane?; Bilanca sirovina, Energetska analiza procesa i moguća poboljšanja, Bioetanol i lignocelulozni kompleks, Bioetanol iz škroba (žitarica)?
  • Procjena životnog ciklusa (LCA), kategorije negativnog utjecaja na okolinu, ISO standardi i utjecaj na okoliš, faze LCA, alati za izvedbu i vrste LCA
  • Proizvodnja organskih kiselina (limunske, sukcinake, jabučne, vinske) iz obnovljih sirovina
  • Proizvodnja mliječne kiseline i polilaktata iz obnovljivih sirovina, usporedba kemijskih i biotehnoloških postupaka, podloge za proizvodnju i izolacija mliječne kiseline, Chargill-Dow proces za proizvodnju PLA
  • Biodizel, sirovine za biodizel, tehnološki postupak i sporedni proizvodi, biotehnološke konverzije sporednih proizvoda iz biodizela ( glicerinske faze i zasičenih masnih kiselina), Bilance mase i energije, SPI, LCA
  • Lignocelulozne sirovine i mogućnosti biotehnološke konverzije, Enzimske i mikrobiološke razgradnje LC kompleksa, LCA i SPI
  • Biotehnološka proizvodnja PHA/PHB iz obnovljivih sirovina, Alge i bijela biotehnologija, fototrofni i heterotrofni uzgoj algi, Proizvodnja goriva iz algi, LCA i SPI biotehnoloških procesa

ISHODI UČENJA

  • razlikovati prednosti i nedostatke primjene obnovljivih sirovina u biotehnološkoj proizvodnji
  • znati značaj ekološke i ekonomske održivosti biotehnološke proizvodnje biomase, biogoriva (biodisela, bioetanola, bioplina) i biokemikalija
  • provesti LCA analizu cijelog biotehnoloških procesa
  • izračunati SPI biotehnološkog procesa

Ovaj kolegij je namijenjen studentima diplomskog studija Bioprocesno inženjerstvo koji su na Prehrambeno-biotehnološkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu upisali izborni predmet Biotehnološka proizvodnja octa. Svrha je pružiti studentima pregledan materijal iz kojeg bi mogli spremati ispit i dobiti stručno znanje potrebno u vođenju pogona. Dodatno, gradivo  bi trebalo poslužiti kao svojevrsni kratki priručnik svima onima koje životni put nanese u proizvodnju octa. Kolegij je namijenjen prvenstveno za učenje i upoznavanje industrijskih tehnika i postupaka u proizvodnji octa. Pri tome je težište postavljeno na tehnološka rješenja koja se primjenjuju u srednjoeuropskom prostoru. No, kako su današnje tehnike proizvodnje razvijene iz postupaka koje smo koristili u prošlosti, radi lakšeg razumijevanja suvremenih tehnoloških postrojenja dat je kratak prikaz starijih zanatskih, tradicionalnih i starijih industrijskih načina proizvodnje. 

Kolegij obuhvaća dvije glavne cjeline i to edukacija u nutricionizmu i komunikacijske vještine u nutricionizmu. Cilj edukacije u nutricionizmu je poznavanje teorija učenja i modela za promjenu prehrambenog ponašanja te njihova primjena u svrhu kreiranja i provedbe nutricionističkog savjetovanja, edukacije ili intervencije u svim populacijskim skupinama. Cilj komunikacijskih vještina u nutricionizmu je osvještavanje i razumijevanje osnova uspješne komunikacije i usvajanje tehnika i vještina potrebnih za uspješnu komunikaciju s pojedincima, u grupi i s publikom u vidu nutricionističkog savjetovanja.

U uvodnom dijelu opisana je podjela i biogenetsko podrijetlo prirodnih spojeva kao produkata primarnog i sekundarnog metabolizma. U početnim poglavljima obrađuju se ugljikohidrati i lipidi u smislu proširenja enciklopedijskih znanja stečenih o tim temeljnim biomolekulama u preddiplomskom studiju. Posebna pozornost posvećena je sekundarnim metabolitima u sklopu sljedećih poglavlja: terpenoidi, alkaloidi, šikimati-lignani, polifenoli, prostaglandini, feromoni i flavonoidi. Prikazane su njihove biosinteze, biološko odnosno ekološko djelovanje i postupci razdjeljivanja/ identifikacije iz prirodnog materijala. Cilj modula: Proširiti i produbiti znanja o prirodnim spojevima stečenim na preddiplomskom studiju, te tako osigurati temelj za primjenu naučenog znanja u istraživačkom kontekstu.

Predavanja: Trendovi razvoja prehrambeno-procesnog inženjerstva. Obrada hrane serijom procesnih prepreka. Homeostaza mikroorganizama. Razvoj novih tehnika procesiranja hrane. Napredne toplinske tehnike. Toplinski procesi sa direktnom ili radijacijskom energijom. Dielektrično zagrijavanja – princip, primjena, oprema. Mikrovalno zagrijavanje - princip, primjena, oprema. Omsko zagrijavanje - princip, primjena, oprema. Infracrveno zagrijavanje - princip, primjena, oprema. Obrada hrane hladnim i toplim elektromagnetnim zračenjem. Procesiranje hrane pulsirajućim svjetlom – princip i oprema. Elektrotehnologije. Procesiranje hrane električnim poljem – princip, primjena i oprema. Oscilirajuće magnetsko polje - princip, primjena, oprema. Visokonaponsko električno pražnjenje (hladna plazma) – mogućnosti primjene. Napredni oksidacijski procesi u prehrambenoj industriji. Procesiranja hrane visokim hidrostatskim tlakom – princip, primjena i oprema. Procesiranje hrane ultrazvukom – princip, primjena i oprema. Procesiranje hrane subkritičnim i superkritičnim fluidima. Primjena novih tehnika pri obradi nuspoizvoda prehrambene industrije. Primjena 3D printanja u prehrambenoj industriji. Ambalažni materijali razvijeni za prehrambene proizvode obrađene novih tehnikama. Vježbe i seminari: Primjena elektro tehnologija (Plazma, PEP), obrada hrane ultrazvukom, obrada hrane pulsirajućim svjetlom, obrada hrane visokim tlakom, ekstrakcije superkritičnim CO2 i primjenom mikrovalnog zagrijavanja, 3D printanje hrane, određivanje antioksidativnog potencijala namirnica, određivanje slobodnih radikala u hrani nakon primjene različitih inovativnih tehnika, razvoj novih proizvoda primjenom inovativnih procesnih tehnika.

Kroz predmet naglasak se daje osnovama mjernih metoda koje se koriste u nutricionizmu i kontroli hrane . Svaki laboratorij ili pripremnica hrane prikuplja podatke u kontroliranim uvjetima. Eksperimentalna mjerenja (laboratorijska ili prikupljena iz upitnika) u području nutricionizma i kontrole hrane često predstavljaju podatke koji je nužno dodatno obraditi. Kolegij će se osvrnuti na tipove grešaka koje se prilikom mjerenja mogu dogoditi i kakav je njihov utjecaj na konačan rezultat te kako pravilno izbjeći krivu interpretaciju takvih rezultata. Također će se obrađivati mjereni podaci i osnovni statistički parametri, te će se dati osvrt na važnost analize mjernih pogrešaka i izbora mjerene metode i instrumenata. Obraditi će se mjerenja koja nisu neposredno vezana za računalo (npr. antropometrijska mjerenja: tjelesna visina, tjelesna masa, električna konduktivnost i impedancija (mjerenje masnog tkiva), te mjerni sustavi koji su računalom povezani sa mjernom instrumentacijom (npr. masa, tlak, temperatura, vlažnost, automatski FIA mjerni sustavi). Mjerni sustavi računalno povezani s mjernom instrumentacijom vrlo su važne u pripremnicama hrane, skladištima, distribuciji, proizvodnim jedinicama, te kontrolnim laboratorijima. Svi postupci i primjeri mjerenih metoda su popraćena s prikazima primjene u praksi.

Definicije, klasifikacija i podjela ambalaže (osnovna, s aspekta: otpada, rukovanja, vrste materijala). Funkcije i značaj pakiranja. Materijali (drvo, staklo, metal, papir, plastika, složeni ambalažni materijali, biorazgradljiva i jestiva ambalaža). Proizvodnja materijala. Metode prerade (injekcijsko prešanje, puhanje, lijevanje, ekstruzija, kalendiranje, istezanje folija, duboko izvlačenje, spajanje; izrada dvodijelnih i trodijelnih limenki; izrada staklenki, plastenki). Strojevi za omatanje i pakiranje. Ambalažni oblici: omoti, vreće i vrećice, kutije, sanduci, bačve, kante, boce, limenke, staklenke, plastenke, tube, čaše. Čepovi i zatvarači. Sustavi pakiranja prema vrsti proizvoda. Metode pakiranja hrane: aseptičko pakiranje, vakuum pakiranje, pakiranje u kontroliranoj/modificiranoj atmosferi, aktivna i inteligentna ambalaža, ambalaža za mikrovalne pećnice (susceptori). Interakcija hrana-ambalaža (korozija, migracija, propusnost na plinove i vodenu paru). Rukovanje i transport. Vrste transporta. Skladišta. Zakonska regulativa (RH, EU) materijala koji dolaze u dodir s hranom. Ambalaža i okoliš (ambalažni otpad i reciklaža).

Cilj predmeta je stjecanje temeljnih znanja i vještina, kao i sposobnost rješavanja problema dobivanja biološki aktivnih spojeva važnih u farmaceutici, biotehnologiji, prehrambenoj industriji, poljoprivredi. 

Predmet uključuje razmatranje osnovnih pojmova u području stereokemije, te različite metode razdvajanja racemata. Definicija i podjela lipaza (mikrobne i fungalne) te njihova primjena u stereoselektivnim sintezama optički čistih spojeva. Korištenje kiralnih sintona u sintezi biološki aktivnih ili industrijski važnih spojeva. Računanje enantiomernog i dijasteromernog viška. Primjena i određivanje parametara efikasnosti kiralnih kolona za HPLC i GC. Vježbe i seminari bi uključivali dobivanje optički čistih alkohola i diola iz prokiralnih ili meso- ili racemičnih početnih spojeva te priprava optički aktivnih polihidroksi-spojeva.

PREDAVANJA:

Definicija novog proizvoda.  Proizvodni program.  Kvaliteta proizvoda. Funkcionalnost proizvoda. Marka i ambalaža proizvoda. Imidž proizvoda. Faze životnog ciklusa proizvoda. Faza stvaranja ideje o proizvodu. Faza uvođenja proizvoda na tržište. Faza rasta proizvoda. Faza zrelosti proizvoda. Iznalaženje novih područja primjene proizvoda. Faza starenja i odumiranja proizvoda. Planiranje proizvoda - brainstorming ili tehnika skupnog mišljenja. Osnove za razvoj novih proizvoda. Usavršavanje postojećih proizvoda.  Benchmarking.  Vrste benchmarkinga (opći, funkcionalni, natjecateljski i interni). Pokazatelji uspješnosti provedenog benchmarkinga. Metodologija procesa inovacija. Faze razvoja novih proizvoda.  Faza stvaranja ideje o proizvodu. Faza razvoja proizvoda. Interna i eksterna evaluacija. Razvoj ambalaže. Razvoj proizvodnog procesa. Ispitivanje trajnosti proizvoda. Ispitivanje tržišta. Marketing i komercijalizacija novog proizvoda. Što čini razlika između gubitnika i dobitnika tijekom razvoja novih prehrambenih proizvoda. Intelektualno vlasništvo i osnove modernog patentnog sustava.

SEMINARI:

Projekt razvoja novog proizvoda prema razvojnim fazama.  Ulazni zahtjevi sa hodogramom planiranih aktivnosti. Definiranje vrste proizvoda. Definiranje tehnološkog procesa. Priprema dizajna ambalaže. Laboratorijske probe te definiranje receptura i normativa. Industrijska proba. Priprema za propagandne aktivnosti. Kalkulacije. Proizvodačke specifikacije. Prva proizvodnja i planovi proizvodnje. Izvješća sa degustacija. Marketinška obrada tržišta. Potrebne izmjene u recepturi, tehnologiji, na temelju izvješća sa degustacija.