Математическое моделирование биотехнологических процессов и систем 181-542

Семинар 1. Построение математических моделей гидродинамических объектов. РИС, смеситель, узел. Рецикл, байпас.

Лекция 1. Основные положения математического моделирования. Виды моделей, виды математических моделей. Построение гидродинамических моделей. Режим идеального смешения, режим идеального вытеснения. Построение модели РИВ.

Семинар 2. Построение математических моделей систем с несколькими компонентами. Проверочная работа 1.

Лекция 2. Построение математических моделей тепловых процессов. Конвективный и кондуктивный теплоперенос. Теплоёмкость при постоянном давлении и постоянном объёме. Основные положения химической термодинамики. Принцип Ле-Шателье.

Семинар 3. Построение математических моделей систем с несколькими компонентами и с учётом теплопереноса и химической реакции. Проверочная работа 2.

Лекция 3. Основные положения моделирования процессов роста биомассы. X, S, P. Удельная скорость роста. Уравнение Моно.  

SEIR

Учебные материалы по курсу:

Тема 1: построение математических моделей гидродинамических объектов

Тема 2: построение математических моделей тепловых процессов

Тема 3: Химический реактор ИВ с рубашкой

Вопросы к зачету:

1. Требования, предъявляемые к математическим моделям. Этапы построения моделей. Особенности построения моделей при проведении активного и пассивного эксперимента.
2. Сравнительная характеристика основных методов построения моделей при проведении активного и пассивного эксперимента.
3. Методика составления балансовых уравнений для объекта с сосредоточенными и распределенными координатами.
4. Построение модели гидродинамической модели, содержащей элементы идеального смешения и идеального вытеснения с байпасом и циркуляцией.
5. Диффузионная и ячеечная модели. Примеры их использования.
6. Модель химического реактора с мешалкой и рубашкой.
7. Основные модели роста биомассы, биосинтеза продукта, отмирания биомассы.
8. Моделирование процесса стерилизации питательных сред.
9. Моделирование роста биомассы при одном лимитирующем субстрате.
10. Моделирование процесса роста биомассы, многосубстратные модели.
11. Моделирование ферментативной кинетики.
12. Моделирование процесса накопления первичных и вторичных метаболитов. Учёт ингибирования.
13. Приведение математических моделей биотехнологических процессов к линейному виду.
14. Модели распространения инфекционных заболеваний.

Задачи:

1. Модель хим реактора с рециклом

2. Модель химического реактора с байпасом

3. Модель анаробной ферментации с отъемом/доливом

4. Модель периодического аэробного процесса