Detail předmětu

Technologie zpracování biopolymerů a přírodních surovin

FCH-MC_BPSAk. rok: 2024/2025

V důsledku globálních změn a problémů s odpadem, které se hromadí v přírodě i ve městech, roste poptávka po „bio“ produktech v různých aplikacích, včetně kosmetiky, farmacie, medicíny a potravinářství. Tento předmět reaguje na tento trend směrem k udržitelné ekonomice a zdravému životnímu prostředí i společnosti.

Předmět se zaměřuje na biopolymery, jejich původ, vlastnosti a použitelnost. Diskutovány budou následující témata:

  • Úvod do polymerů, biopolymerů a biodegradovatelných polymerů: Základní pojmy a klasifikace.
  • Klasifikace a vlastnosti (bio)polymerů: Struktura, molekulární hmotnost, krystalinita a termické chování.
  • Zdroje, izolace a modifikace biopolymerů: Metody získávání biopolymerů z biomasy, mořského ekosystému a rostlin.
  • Význam nebiodegradovatelných bioplastů: Mechanismy biodegradace a klasifikace bioplastů.
  • Metody zpracování polymerů/biopolymerů: Míchání, lisování, extruze a zpracování vstřikovacím lisem.
  • Aplikace biopolymerů v kosmetice a výrobcích osobní hygieny: Složení, příprava, testování a označování kosmetických prostředků.
  • Aplikace biopolymerů v medicíně a farmacii: Použití biopolymerů v různých lékařských a farmaceutických aplikacích.
  • Aplikace biopolymerů v potravinářství: Využití biopolymerů v potravinářském průmyslu.
  • Cirkulární ekonomika a LCA posouzení životního cyklu výrobků a služeb: Význam a možnosti cirkulární ekonomiky.
  • Budoucí perspektivy pro využití biopolymerů a přírodních látek: Recycling, upcycling a biodegradace.

Předmět také zahrnuje praktická cvičení, kde budou studenti pracovat na videoprezentacích a diskutovat o různých tématech. Účast na cvičeních je povinná a hodnocení bude zahrnovat aktivní účast, mini-testy a videoprezentace.

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav chemie potravin a biotechnologií (ÚCHPBT)

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

1. Zápočet: Studenti získají body za videoprezentaci na vybrané téma a za výsledky z průbežných testů. Garant předmětu poskytne na začátku semestru seznam témat, ze kterých si studenti vyberou dle svého uvážení. Videoprezentaci budou studenti dělat ve skupině po dvou osobách. Účast na cvičeních je povinná. Studenti by měli získat minimálně 6 bodů, přičemž minimálně 3 body musí být za prezentaci a 3 body za průběžné testy. Maximální počet bodů  které je možné získat je 10 bodů (5 za prezentaci a 5 za testy. 

2. Podmínky absolvování zkoušky: Zkouška se absolvuje po dosažení zápočtu. Pro absolvování zkoušky je nutné napsat písemku z teoretických znalostí týkajících se probíraných a odpřednášených témat na kurzu minimálně na 50 % bodů. Studenti, kteří dosáhli alespoň 50 %, budou absolvovat ústní zkoušku a do hodnocení se zahrne výsledek ústní zkoušky i písemky. Klasifikace bude dle stupnice ECTS.

Účast na přednáškách není povinná, ale doporučuje se. Účast na cvičeních je povinná. 

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům přehled o biopolymerech, jejich struktuře, vlastnostech, technologiích jejich získávání a možnostech použití v kosmetice. První sekce bude věnovaná vlastnostem a izolacím biopolymerů, druhá sekce bude zaměřena na kosmetické přípravky s obsahem biopolymerů, jejich složení, technice příprav a testování kvality. Třetí sekce bude zaměřena na charakterizaci, použití a stabilitu obalových materiálů pro kosmetiku na bázi biopolymerů.

Základní literatura

A. Ausperger, Technologie zpracování plastů, https://publi.cz/books/183/Impresum.html, ISBN 978-80-88058-77-9, distribuce publi.cz; 2016
 (CS)
P. Mokrejš, Aplikace přírodních polymerů, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2008, ISBN 978-80-7318-674-6 (CS)
V. Ducháček, POLYMERY: Výroba, vlastnosti, zpracování, použití, VŠCHT Praha (3. vydání, 2011), ISBN 978-80-7080-788-0 (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_CHPL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program NKCP_CHPL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.
Ing. Helena Hudečková, Ph.D.

Osnova

V důsledku globálních změn, problémů s odpadem, které se hromadí v přírodě i ve městech, výskyt vyšší citlivosti a vznikajících alergií na různé produkty zvyšuje poptávku po „bio“ produktech v různých aplikacích nevyjímajíc kosmetiku, farmacii, medicínu a potraviny. Tento předmět reaguje na tento nový trend směrem k realizaci budoucnosti s udržitelnou ekonomikou a životním prostředím ale i zdravím jedinců a společnosti. Diskutovány budou biopolymery, jejich původ, vlastnosti a použitelnost pro přípravu kosmetických prostředků i typy balení kosmetických prostředků a potravinářských obalů. Bude diskutováno složení, příprava, testování a označování jednotlivých typů kosmetických prostředků. Dále se bude tento předmět věnovat možnostem použití biopolymerů v medicíně a farmacii. Rovněž bude zvážena stabilita a „bio“ degradace biopolymerů a přípravků, které je obsahují. Nakonec budou shrnuty perspektivy širšího použití biopolymerů a přírodních látek.
Kurz poskytuje znalosti základů polymerní chemie se zaměřením na biopolymery. Student se naučí klasifikaci biopolymerů, jejich základní vlastnosti, možnosti zpracování a použití. Cílem předmětu je, aby student porozuměl rozdílu mezi syntetickými polymery a biopolymery a výsledným možnostem použití a aplikace.

Témata přednášek:
1. Úvod do biopolymerů (definice biopolymerů, klasifikace biopolymerů, typy a chemická struktura)
2. Zpracování biopolymerů a přírodních látek
3. Vlastnosti biopolymerů derivovaných z rostlin (polysacharidy, přírodní kaučuk, lignin)
4. Vlastnosti bakteriálních biopolymerů a polymerů získanvaných z mikroorganizmú a zvířat (polyhydroxyalkanoáty, kolagen, elastin, chitin, kyselina hyaluronová)
5. Aplikace biopolymerů v medicíně
6. Aplikace v kosmetice a výrobcích osobní hygieny (výroba, označování, skladování a testovaní sterility produktů)
7. Použití biopolymerů pro výrobu čistících mýdel, odličovacích prostředků, peelingů a transdermálních náplasti
8. Aplikace biopolymerů ve farmacii
9. Příprava, charakterizace a použití různých polymerních směsí a kompozitů na bázi biopolymerů pro obaly v kosmetice.
10. Aplikace biopolymerů v potravinářství
11. Vliv biopolymerů na životní prostředí
12. Legislativa a omezení u přírodních surovin pro kosmetiku
13. Budoucí perspektivy pro využití biopolymerů a přírodních látek

Konzultace v kombinovaném studiu

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Helena Hudečková, Ph.D.
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz