Overordnede kursusmål
En bioreaktor bruges typisk til produktion og rensning af vand, men
også til små økosystemer i modelstørrelsen. Bioreaktorer er derfor
vigtige både for forskningen og industrien. Det er målet at lave en
prototype dvs. bygge og designe en enhed, der kan (1) undersøge
flere parametre i en bioreaktor (f.eks. pH-værdien, ilt,
turbiditet, saltindhold, cellevækst mm.), (2) benytte disse
parametre til at regulere tilførslen af
[medium]/vand/næringsstoffer til bioreaktoren, og (3) forme den
endelige dyrkning. Målet er også at få erfaring med brugen af
forskellige eukaryoter så som alger, vandlopper og rejer.
Projekterne vil være tværfaglige and kræve tæt samarbejde i gruppen
for at lykkes. Derfor er det vigtigt at benytte projektplanlægning
og en strategisk arbejdsfordeling.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Beskrive og benytte designværktøjer som CAD, en
proportional-integral-differential kontol (PID), en programmerbar
indlejret styreenhed, et levende system, et fluidisk system og
sensor-systemer.
- Beskrive bæredygtige krav til et givent levende system f.eks.
iltning, næringsstoffer, niveauet af giftige forbindelser, lys
mm.
- Overføre kravene til et bæredygtigt og kontrollerende levende
system, så det bliver til en præcist specificeret anordning.
- Designe og bygge et fysisk system (en prototype), der kan
benyttes til at vedligeholde og analysere på et komplekst levende
system uden bruger-indgriben.
- Analysere data og bygge en matematisk model af bioreaktorens
ydeevne
- Lave en projektplan for et mangetrådet projekt udført af et
tværfagligt team
- Evaluere prototypens ydeevne
- Evaluere projektplanens virkeevne
- Evaluere sit teams præstation i forhold til projektets
mål
Kursusindhold
Et levende system og formålet med dets anvendelse definerer,
hvordan bioreaktorer bygges. Derfor skal der være en klar
beskrivelse af bioreaktorerne, det levende system samt hensigten
med disses anvendelse, før man påbegynder konstruktionen af
prototypen. I konstruktionen af prototypen skal man designe og
bygge undersystemer, som måler f.eks. ilt, turbiditet, antallet af
vandlopper, algernes densitet mm. Disse oplysninger udgør
grundlaget for, hvordan bioreaktoren kontrolleres som f.eks. ved
tilførsel af næringsstoffer og temperatur i overensstemmelse med
det levende system i bioreaktorens behov.
Det respektive undersystem vil herefter blive integreret i
anordningen. Det er et stort ønske at integrere et multi-parameter
sensor-system, da væksten af levende organismer afhænger af mange
faktorer (pH-værdi, temperatur and antallet af predatorer mm). Der
er dog stor frihed til at vælge mellem antallet af sensorer, og
hvordan data skal benyttes til at kontrollere systemet. De
studerende skal beslutte hvilke parametre, de vil bruge for at
vedligeholde det levende system og for at opnå formålet med
bioreaktoren på den mest effektivt. De studerende skal udforske
mulighederne for at fjernkontrollere og fjernmåle via webservere.
De studerende kommer til at arbejde i større grupper (op til 8
personer). Hver gruppe sammensættes ud fra de studerendes
respektive faglige profiler. Et kompetent hold har så bred en viden
som muligt for at kunne imødegå de tværfaglige udfordringer i
projektet. De studerende leder selv projektet, således at de lærer,
hvordan man arbejder i større teams, hvor hvert team består af
personer med forskellige ingeniør-mæssige profiler. Hvert team
bliver assisteret af en senior underviser, der vil guide dem i
forhold til management-delen af projektet.
Litteraturhenvisninger
Undervisningstimer, vejledninger, og lektionsnoter. Internettet vil
blive brugt som informationskilde.
Bemærkninger
De studerende skal medbringe en 64-bit computer til
programmeringsindlejrede systemer.
Sidst opdateret
09. maj, 2023