Disciplina Curricular
Supervisão e Diagnóstico de Processos MCB
Mestrado Integrado em Engenharia Biológica - MEBiol 2006
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
A cadeira ensina: (1) métodos de monitorização avançada de bioprocessos, que permitem obter uma melhor caracterização destes sistemas a diferentes níveis (e.g., processos, células, vias metabólicas); (2) métodos de análise dos dados obtidos experimentalmente sobre esses sistemas biológicos; (3) métodos de síntese na forma de modelos matemáticos da informação obtida da análise dos sistemas; e (4) a partir da formulação matemática anterior, simular sistemas biológicos reais, estudar o seu funcionamento e realizar de modo dinâmico previsões e o seu controlo.
Programa
Definições. Monitorização (caracterização das fases biótica, líquida e gasosa). Quimiometria (análise exploratória de dados, classificação e análise de componentes principais). Tipos e classificação de modelos: modelos genéticos, de organismos de populações (simples e mistas); modelos com estrutura e segregação. Estabelecimento de Modelos Dinâmicos (bioquímicos e celulares). Consistência & Validação de Modelos (Boas Práticas de Modelação). Modelos Metabólicos: Análise de Fluxos Metabólicos & de Controlo Metabólico. Sistemas em estado estacionário (quimioestato) ou pseudo-estacionário (fed-batch) e sistemas dinâmicos (sistemas batch e sistemas oscilantes). Controlo de Processos Biológicos (I): controlo clássico (PID) da concentração residual de substratos em sistemas biológicos fed-batch. Controlo de Processos Biológicos (II): controlo avançado (inferencial, supervisão e diagnóstico de falhas); utilização de sensores inferenciais para estimação do estado de processos biológicos (p.ex., inferência on-line da concentração de biomassa).
Metodologia de avaliação
Aulas teóricas apoiadas em slides powerpoint sobre os tópicos do programa (50% do tempo de contacto). Grupos de trabalho (2-3 alunos) e realização de um trabalho de modelação e simulação com software. A avaliação é feita por trabalhos em grupos de 2 alunos. É feita uma apresentação sumária pelos alunos dos resultados obtidos, com uma discussão pública, sobre a sua execução. A nota final é o resultado do desempenho médio do grupo na execução do trabalho e respectiva apresentação e discussão. Durante o semestre os alunos têm 2 períodos semanais para tirar dúvidas com o docente.