Disciplina Curricular
Ciências e Tecnologias do Fabrico I CeTdFI
Mestrado Bolonha em Engenharia Farmacêutica - Despacho n.º 9070/2022 & Despacho n.º 10635-2023
Contextos
Grupo: Despacho n.º 9070/2022 & Despacho n.º 10635-2023 > 2º Ciclo > Componente Curricular
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Esta unidade curricular pretende apresentar aos alunos técnicas avançadas de monitorização, modelação e controlo de processos de fabrico bioquímicos / biotecnológicos. Inclui conceitos de modelação mecanística e empírica, juntamente com ferramentas de simulação de biossistemas dinâmicos com o objetivo principal de compreender os princípios de operação, supervisão, monitorização, diagnóstico e controlo de falhas. Os alunos aprenderão metodologias para reconciliação e análise de dados históricos de processo. Uma exposição abrangente a algoritmos de simulação de processos, ferramentas matemáticas multi-paramétricas (análise de dados quimiometria / análise multivariada) e técnicas de monitorização de processos estão entre as competências mais importantes obtidas pelos alunos deste curso.
Programa
-Estratégias de monitorização de processos de fabrico: on-line, off-line, on-line e in-line. -Ferramentas de simulação de bioprocessos. -Modelação de bioprocessos (mecanística e empírica). -Compreender erros analíticos. -Controlo de processo: desde controlo clássico ao por retroação (por exemplo, PID) e estratégias de controlo avançadas. -Elementos básicos de programação: algoritmos. Implementação e execução. -Ferramentas de avaliação da qualidade de processos de fabrico. -Abordagens estatísticas univariadas e multivariadas para análise exploratória de dados de processos. -Métodos empíricos de modelação e simulação: data-driven. -Métodos de análise de dados multivariados (por exemplo, PCA, LDA, PCR, PLS). -Conceitos de modelação não-linear empírica (redes neuronais / SVMs). -Princípios de reconciliação de dados. -Controlo estatístico de processo (univariado e multivariado): cartas de controle. -Deteção e diagnóstico de falhas em bioprocessos.
Métodos de ensino e avaliação
Um trabalho sobre modelação e simulação de bioprocessos será desenvolvido em sala de informática (2 alunos por grupo), utilizando software adequado para implementar um modelo de bioprocesso obtido de um artigo que os alunos escolhem na literatura. O projeto é apresentado aos estudantes no início do semestre e a sua execução é feita ao longo do mesmo incorporando os diferentes conteúdos que vão sendo ministrados. Utilização recorrente de sala de computadores. Os grupos são acompanhados pelos docentes havendo algumas aulas práticas destinadas exclusivamente ao acompanhamento da execução dos projetos pelos docentes. A avaliação é realizada através de uma apresentação final de 20 minutos, seguida de uma discussão aprofundada de cada grupo sobre os diferentes aspetos da tarefa. Tempo tutorial (duas vagas de 45 min por semana) para atender os alunos conforme necessário ao longo do semestre.