Opis predmeta
- biokemijska inženirska analiza in modeliranje;
- bioprocesna kinetika: rast mikroorganizmov (Monod, rast na več substratih, inhibicija,…), kinetika encimskih reakcij (Michaelis-Menten,…);
- snovne in energijske bilance: reakcijski in separacijski bioprocesi; entalpijske spremembe;
- osnove dinamike tekočin: idealni in neidealni tokovni modeli, napoved 3D hitrostnih profilov eno- in večfaznih sistemov;
- osnove numerične analize: reševanje navadnih diferencialnih enačb: analitična metoda, Eulerjeva metoda, Rungejeva trapezna metoda, Runge-Kutta-klasična metoda četrtega reda, sistem navadnih diferencialnih enačb, numerično integriranje; numerično reševanje parcialnih diferencialnih enačb: eksplicitna in implicitna metoda končnih razlik, analitična in numerična rešitev Laplaceove enačbe;
- zapis in reševanje ohranitvenih enačb;
- razvoj 2D in 3D matematičnih modelov, ki vključujejo tok tekočin in reakcijsko-difuzijske člene;
- uporaba računalniških orodij (npr.: Mathematica, Comsol, Matlab);
- izbrani primeri modeliranja bioprocesov (encimska reakcija z raztopljenim katalizatorjem v eno- ali dvofaznem sistemu; biotransformacija v mikroreaktorju s pritrjenimi encimi ali celicami; šaržni in kontinuirni proces biotransformacije progesterona z imobilizirano biomaso; modeliranje biološke čistilne naprave,…).
Predmet učimo na programih
Cilji in kompetence
pridobitev ali poglobitev znanja za samostojno delo na področju raziskav bioprocesov in njihovega teoretičnega opisa, ter načrtovanje in optimizacija bioprocesnih sistemov, s poudarkom na okolju in človeku sprejemljivejših tehnologijah.
Metode poučevanja in učenja
Predavanja, seminarji, delo na projektih.
Predvideni študijski rezultati
kandidata usposobiti za izvedbo omenjenih raziskav, rezultati katerih bodo predstavljali pomembne prispevke temeljni ali aplikativni znanosti na področju biotehniških znanosti.
Temeljni viri in literatura
- I. Plazl, M. Lakner, Uvod v modeliranje procesov, Založba FKKT, Univerza v Ljubljani, Ljubljana, 2004, 230 str.
- J. Nielsen, J.Villadsen, Bioreaction Engineering Principles, Plenum Press, New York, 1994.
- M-L.Shuler, F. Kargi, Bioprocess Engineering: Basic Concepts, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, 2002.
Tekoča znanstvena periodika / Current scientific periodicals.
Bodi na tekočem
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Tržaška cesta 25, 1000 Ljubljana