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#30380 / #4

Seit WiSe 2021/22

Deutsch

Regelungstechnisches Praktikum Biotechnologie (3 LP)

3

Knorn, Steffi

Benotet

Portfolioprüfung

Deutsch

Zugehörigkeit


Fakultät III

Institut für Prozess und Verfahrenstechnik

33351600 FG Regelungstechnik

MSc Energie- und Verfahrenstechnik

Kontakt


ER 2-1

Knorn, Steffi

knorn@tu-berlin.de

Lernergebnisse

Die Studierenden sollen am Beispiel einer Hefe-Kultivierung lernen, wie sie: 1) mit Black-Box-Methoden ein lineares, dynamisches Modell zur Reglerauslegung aufstellen können. 2) einen PID-Regler mit Tabellenverfahren auslegen können. 3) einen biotechnologischen Prozess modellieren und die zugehörigen Parameter schätzen können. 4) ein Biomodell in Matlab programmieren und simulieren können. 5) einen Zustandschätzer nutzen können, um nicht messbare Prozessgrößen (z.B. die Trockenbiomasse) anhand von Online-Messgrößen zu rekonstruieren. 6) allgemein Matlab zur Programmierung und Lösung von Aufgaben verwenden können. Die Veranstaltung vermittelt: 20 % Wissen & Verstehen, 10 % Analyse & Methodik, 20 % Recherche & Bewertung, 50 % Anwendung & Praxis

Lehrinhalte

Das Praktikum besteht aus zwei Teilen. Im ersten Teil soll ein Regler verbessert werden, der einen ausreichenden gelöst-Sauerstoffgehalt in einer Hefe-Kultivierung sicherstellen soll. Dazu wird mit Sprungversuchen eine Systembeschreibung gesucht, auf deren Grundlage ein Regler ausgelegt werden kann. Anschließend wird der Regler in einer Kultivierung mit einem 2-l-Fermenter getestet und die Ergebnisse mit Matlab ausgewertet. Im zweiten Teil wird ein Prozessmodell der Hefekultivierung gesucht, das für die Simulation und Planung von Versuchen in einem Bioreaktor verwendet werden kann. Die Studierenden sollen die Bilanzgleichungen des Modells selbstständig herleiten und eine Simulation in Matlab aufbauen. Die Modellparameter sollen ebenfalls in Matlab mit einer Parameterschätzung und anhand echter Messdaten bestimmt werden. Anschließend wird das aufgestellte Modell benutzt, um die Biotrockenmasse während Kultuvierung mit Hilfe eines Erweiterten Kalman Filter auf Grundlage des Basenverbrauchs zu schätzen.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Regelungstechnisches PraktikumPRWiSe/SoSede2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Regelungstechnisches Praktikum (PR):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit1.060.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung1.030.0h30.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 90.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 3 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Das Praktikum erfolgt in Kleingruppen von 3-4 Studierenden, wobei die Versuchsauswertung und Protokollierung selbständig durchgeführt werden. Die Versuchsdurchführung wird durch Tutoren und wissenschaftliche MitarbeiterInnen unterstützt, die auch die Protokolle kontrollieren und während der Phase der Protokollierung für inhaltliche Fragen zur Verfügung stehen.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Anmeldung zum Modul Grundlagen der Regelungstechnik für Biotechnolgie und Chemieingenieurwesen.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Deutsch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
mündliche Rücksprache30mündlich20
Protokoll70schriftlich15 Seiten

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 6: Fak III (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt66.0pt62.0pt58.0pt54.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Portfolioprüfung. Die Studenten fertigen eine Versuchsauswertung selbstständig in der Form eines Protokolls an. Dieses Protokoll geht zu 70% in die Note ein. Danach folgt eine Rücksprache zu dem Versuch und dem Protokoll. Diese mündliche Rücksprache geht zu 30 % in die Note ein.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 8.

Anmeldeformalitäten

Die Anmeldung zur Veranstaltung erfolgt am Fachgebiet.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
Skript kann im Sekretariat ER 2-1 gekauft werden.

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Biotechnologie (M. Sc.)116WiSe 2021/22SoSe 2025

Sonstiges

Keine Angabe