|
Vyučující
|
-
Filip Jaroslav, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Stručná sumarizace základů procesního inženýrství a bioinženýrství. Jednotkové části procesů, materiálové a energetické bilance. 2. Úvod do automatizovaných systémů řízení (ASŘ) (bio)technologických procesů, úloha algoritmizace a modelování. 3. Základní matematické nástroje ASŘ. Informace, signály v ASŘ. 4. Bioprocesy z hlediska automatizace. 5. Snímače, převodníky a detektory pro ASŘ biotechnologických procesů - off line. 6. Detektory a převodníky a biosenzory pro online monitorování bioprocesů. 7. Matematické modelování bioprocesů. 8. Matematické modelování průmyslových biotechnologických produkcí. 9. Monitorovací a řídící platformy pro rekombinantní biokatalyzátory. 10. Modelování a řízení "scale-down" bioprocesů. 11. Multivariabilní a nelineární vyhodnocení dat z monitorování biotechnologických procesů. 12. Modelování na molekulární úrovni. 13. "Quality by Design" přístup k biotechnologickým procesům. 14. Příklady aplikací učiva na konkrétní příklady z environmentální a biotechnologické oblasti.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž)
- Účast na výuce
- 28 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 10 hodin za semestr
- Příprava na zápočet
- 10 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 12 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Znalost základních matematických nástrojů a operací |
| Znalost základních matematických nástrojů a operací |
| Znalost principů procesů relevantních pro environmentální inženýrství (srážení, filtrace) |
| Znalost principů procesů relevantních pro environmentální inženýrství (srážení, filtrace) |
| Znalosti environmentální a analytické chemie |
| Znalosti environmentální a analytické chemie |
| Hlavní principy mikrobiologie a biotechnologií |
| Hlavní principy mikrobiologie a biotechnologií |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Rutinně používat základní matematické nástroje a operace |
| Rutinně používat základní matematické nástroje a operace |
| Popis a návrh základních procesů relevantních pro environmentální inženýrství (srážení, filtrace...) |
| Popis a návrh základních procesů relevantních pro environmentální inženýrství (srážení, filtrace...) |
| Využít znalosti z analytické a environmentální chemie pro navrhování systémů řízení procesů |
| Využít znalosti z analytické a environmentální chemie pro navrhování systémů řízení procesů |
| Využít znalosti z mikrobiologie a biotechnologie pro navrhování systémů řízení procesů |
| Využít znalosti z mikrobiologie a biotechnologie pro navrhování systémů řízení procesů |
| Vyhledávání relevantních informací ve vědeckých databázích |
| Vyhledávání relevantních informací ve vědeckých databázích |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Základní koncepty teorie systémů a procesů a materiálových a energetických bilancí |
| Základní koncepty teorie systémů a procesů a materiálových a energetických bilancí |
| Základní principy a mechanismy řízení systémů, včetně základů modelování systémů a signálů v řízení systémů |
| Základní principy a mechanismy řízení systémů, včetně základů modelování systémů a signálů v řízení systémů |
| Principy standardních a pokročilých metod měření hlavních veličin pro řízení procesů |
| Principy standardních a pokročilých metod měření hlavních veličin pro řízení procesů |
| Specifika různých typů bioprocesů z hlediska jejich automatizovaného řízení |
| Specifika různých typů bioprocesů z hlediska jejich automatizovaného řízení |
| Konkrétní aplikace řízení typických environmentálních (bio)procesů |
| Konkrétní aplikace řízení typických environmentálních (bio)procesů |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Navrhnout blokové schéma a materiálové a energetické bilance jednoduchého procesu |
| Navrhnout blokové schéma a materiálové a energetické bilance jednoduchého procesu |
| Navrhnout hlavní komponenty systému řízení jednoduchého (bio)procesu |
| Navrhnout hlavní komponenty systému řízení jednoduchého (bio)procesu |
| Vyhledat komerčně dostupné nebo navrhnout nové měřicí přístroje pro řízení zadaného (bio)procesu |
| Vyhledat komerčně dostupné nebo navrhnout nové měřicí přístroje pro řízení zadaného (bio)procesu |
| Navrhnout komplexní mikrofluidní systém vč. systému jeho řízení |
| Navrhnout komplexní mikrofluidní systém vč. systému jeho řízení |
| Základní orientace v pokročilých metodách analýzy, zpracování dat či řízení na molekulární úrovni v environmentálních procesech |
| Základní orientace v pokročilých metodách analýzy, zpracování dat či řízení na molekulární úrovni v environmentálních procesech |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Monologická (výklad, přednáška, instruktáž) |
| Monologická (výklad, přednáška, instruktáž) |
| Metody práce s textem (učebnicí, knihou) |
| Metody práce s textem (učebnicí, knihou) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Individuální práce studentů |
| Individuální práce studentů |
| Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming) |
| Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming) |
| Demonstrace |
| Demonstrace |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška (písemná část + ústní část) |
| Kombinovaná zkouška (písemná část + ústní část) |
| Známkou |
| Známkou |
|
Doporučená literatura
|
-
DERCO, J. a kol. Modelovanie procesov ochrany zložiek životného prostredia. Učebný text.. Bratislava FCHPT STU, 2013.
-
DOSTÁL, P., GAZDOŠ, F. Řízení technologických procesů. Zlín: UTB, 2006. ISBN 8073184656.
-
GARZINOVÁ, R. Prvky řídicích systémů.. Ostrava: VŠB-TU, 2012. ISBN 978802482581.
-
HŘEBÍČEK, J., POSPÍŠIL, Z., URBÁNEK, J. Úvod do matematického modelování s využitím Maple. 1. vyd.. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2010. ISBN 9788072046911.
-
HŘEBÍČEK, J., ŠKRDLA, M. Úvod do matematického modelování. Dostupné online.
-
KHANDAN, N. (Ed.). Modeling Tools for Environmental Engineers and Scientists.. CRC Press, Ltd., 2002. ISBN 1-566769957.
-
MANDENIUS, C.F., THITCHENER-HOOKER, N.J. (Eds.). Measurement, Monitoring, Modelling and Control of Bioprocesses. Springer Verlag, 2013. ISBN 9783642368370.
-
RAO, S.S. (Ed.). Engineering Optimization: Theory and Practice. 4th Ed.. Hoboken: John Wiley and Sons, Inc.,, 2009. ISBN 9780470183526.
-
SONNLEITNER, B.E. (Ed.). Bioanalysis and Biosensors for Bioprocess Monitoring.. Springer, 2013. ISBN 9783662156384.
-
WICHTERLE, K., VEČEŘ, M. Základy procesního inženýrství. VŠB TU, 2012. ISBN 9788024825809.
|