K-INFO
HU
EN
Login

Biopolymers

Biopolimerek
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
Subject name (Hungarian, English)
Biopolimerek
Biopolymers
Subject code BMEVEFAM212
Subject type
Training Level
Course types and hours (weekly/semester)
Course type lecture tutorial laboratory
hours (weekly) 2 0 1
type (linked/independent) derived course
Assessment type vizsga
Credits 4
Subject coordinator
Dr. Koczkáné Dr. Csiszár Emilia
Responsible department
Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
Faculty Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar
Subject website
Primary curriculum type
Direct prerequisites – Strong prerequisite none
Direct prerequisites – Weak prerequisite none
Direct prerequisites – Parallel prerequisite none
Direct prerequisites – Milestone prerequisite none
Direct prerequisites – Exclusion none

Objectives

Programme

Introduction

The importance, classification, general characteristics, most significant application areas and economic importance of biopolymers. Research trends in Hungary and abroad. The basics of carbohydrate chemistry.

(2 classes)

2.       Polysaccharides (plant based) I-II.

The cellulose macromolecule, its chemical structure, intra- and intermolecular interactions, fibrillar structure, crystallinity, accessibility. The most significant cellulose sources.

The structure and chemistry of wood. Cellulose production. Cellulose derivatives (cellulose esters, cellulose ethers). The chemical and biological degradation of cellulose. Hemicelluloses. Pectins.

(4 classes)

 

3.       Polysaccharides (plant based) III.

Starch. The chemical structure, characteristics and chemical reactions of starch. Starch sources. Starch derivatives. The most significant application areas. Starch based blends.

(2 classes)

4.       Polysaccharides (animal based)

Chitin. Chemical structure, availability, isolation. Physical and chemical characteristics, application areas (agriculture, industry, medicine)

Chitosan. Chemical structure, synthesis. Physical and chemical characteristics, application areas (agriculture, industry, horticulture, medicine).

(2 classes)

5.      Polyphenols

Lignins. The availability, biosynthesis and classification of lignins. The isolation, structure and reactions of lignins. The biodegradation of lignins. The characteristics of the lignin-holocellulose system, the chemistry of delignification.

The chemical structure and availability of tannins. Hydrolysable and condensed tannins. The interactions of tannins with macromolecules (carbohydrates, proteins, polysaccharides, enzymes).

(2 classes)

6.       Proteins (Polyamides)

The primary, secondary and tertiary structure of proteins. Animal and plant based proteins. Wool keratin. The morphology, chemical and physical characteristics of wool. Silk fibroin. Regenerated protein fibers. New application areas. Collagens and gelatins. Enzymes.

(2 classes)

7.       Polyesters (synthetic) I-II

The importance and chemical structure of linear polyesters. The most significant linear polyesters (poly(glycolic acid), poly(lactic acid), polycaprolactone), isomers, crystallization; the synthesis of poly(lactic acid), its physical ageing and macroscopic properties. The lectures mainly discuss the general characteristics of linear polyesters through the example of poly(lactic acid).

(4 classes)

8.       Polyesters (microbial)

The chemical structure, synthesis (fermentation, bioreactors) and characteristics of microbial polyesters (polyhydroxyalkanoates); the role of crystallinity and its modification; the most significant polyhydroxyalkanoates (poly(3-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxyvalerate), poly(3-hydroxyhexanoate)) and their copolymers.

(2 classes)

9.       Polyols, polyurethanes

Synthetic biodegradable polyols from natural sources (plant oils, carbohydrates, lignin), their chemical structure, reactions and industrial significance; the synthesis of polyurethanes based on the reaction of conventional isocyanates and natural based polyols.

(2 classes)

10.     The processing and application of biopolymers I-II.

Specific characteristics of the processing of biopolymers. The most significant application areas of biopolymers. Biopolymer based blends and composites.

(4 classes)

Biopolymers are polymers produced by living organisms (e.g. microorganisms or higher-order plants and animals) or synthesized from bio-based building blocks (e.g. acids, amino acids, carbohydrates, natural triglycerides) in a chemical process. The course provides an introduction to the most significant biopolymers, their chemical structure, properties and most important applications.

Learning outcomes

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Knowledge
Ismeri a legfontosabb természetes polimerek (pl. cellulóz, keményítő, kintin, lignin) előfordulását, kémiai szerkezetét, tulajdonságait és a kinyerésükre alkalmas legfontosabb technológiákat. Ismeri a biológiai építőelemekből kémiai úton előállított legfontosabb biopolimerek (pl. politejsav, polikaprolakton) kémiai szerkezetét, tulajdonságait és az előállításukra alkalmas technológiákat. Ismeri és példákon keresztül be tudja mutatni a biopolimerek legfontosabb felhasználási területeit. Ismeri a biopolimerek környezetre gyakorolt hatását és egyes biopolimerek (pl. politejsav) esetén a biodegradáció mechanizmusát. Ismeri a cellulózgyártás legfontosabb műveleteit és a technológiák legfontosabb paramétereit. Ismeri a politejsav előállítását.
Skills

No learning outcomes recorded.

Attitudes
Fontosnak tartja, hogy a megújuló forrásból származó és/vagy biodegradálható polimerek alkalmazása mérsékli a műanyagipar környeztre gyakorolt hatását.
Autonomy and responsibility
Fontosnak tartja a megújuló forrásból származó és/vagy biodegradálható polimerek alkalmazását a hagyományos kőolaj bázisú polimerek helyettesítésére.

Oktatási módszertan

lecture and individual literature review

Tanulástámogató anyagok

Online források
1.      Lecture notes handed out in every class; 2.      Mohanty, A.K., Misra., M., Drzal, L.T. eds.: Natural fibers, Biopolymers, and Biocomposites, CRC, Taylor & Francis, Boca Raton, FL (2005); 3.      Chiellini, E:, Gil, H., Braunegg, G., Buchert, J., Gatenholm, P., v.d. Zee, M. eds.: Biorelated Polymers, Sustainable Polymer Science and Technology, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York (2001); 4.      Yu, L. ed.: Biodegradable Polymer Blends and Composites from Renewable Resources, Wiley, Hoboken, New Jersey (2009); 5.      Auras, R., Lim, L-T., Selke, S.E.M., Tsuji, H. eds.: Poly(lactic acid) Synthesis, Structures, Properties, Processing, and Applications, Wiley, Hoboken, New Jersey (2010); 6.      Ek, M., Gellerstedt, G., Henriksson, G. eds.: Wood Chemistry and Biotechnology, de Gruyter, Berlin (2009)

Recommended preliminary knowledge for completing the subject

Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Organic chemistry, Chemistry and physics of plastics
General rules
Requirements: a.  In the semester: o Attending the lectures during term-time (recommended but not mandatory); o Literature review in a given topic; presenting the work at the end of the semester; b.   In the examination period: Written examination. Re-takes: repeated exam and new literature review, if necessary Consultations: Questions in class or anytime at the department.
Assessment methods
In-term assessments

No detailed assessments provided.

Weight of in-term assessments

No weights provided.

Exam-period assessments

No detailed assessments provided.

Weight of exam elements

No weights provided.

Grade calculation

No grade thresholds provided.

Attendance requirements

No attendance requirements provided.

Rules for retake and resubmission

Not provided.

Short description

Not provided.

Detailed description
Dr. Emília Csiszár, associate professor, Department of Physical Chemistry and Materials Science; Dr. Balázs Imre, senior lecturer, Department of Physical Chemistry and Materials Science
Recommended courses
attending the lectures and approximately 80 hours of individual work pro semester (study and literature analysis)
Workload to complete the subject

No workload breakdown provided.

Validity of subject requirements
Requirements valid from:
Requirements valid until:
Curriculum placement
Faculty Program Curriculum Curriculum type Primary
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve kötelezően választható nem
Default Faculty műanyag- és száltechnológiai mérnöki Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty Default Program Default Curriculum nem