| |
|
Modelling, parameter estimation, optimisation and control of transport and reaction processes in bioreactors.
ŠTUMBAUER, Václav
With the significant potential of microalgae as a major biofuel source of the future, a considerable scientific attention is attracted towards the field of biotechnology and bioprocess engineering. Nevertheless the current photobioreactor (PBR) design methods are still too empirical. With this work I would like to promote the idea of designing a production system, such as a PBR, completely \emph{in silico}, thus allowing for the in silico optimization and optimal control determination. The thesis deals with the PBR modeling and simulation. It addresses two crucial issues in the current state-of-the-art PBR modeling. The first issue relevant to the deficiency of the currently available models - the incorrect or insufficient treatment of either the transport process modeling, the reaction modeling or the coupling between these two models. A correct treatment of both the transport and the reaction phenomena is proposed in the thesis - in the form of a unified modeling framework consisting of three interconnected parts - (i) the state system, (ii) the fluid-dynamic model and (iii) optimal control determination. The proposed model structure allows prediction of the PBR performance with respect to the modelled PBR size, geometry, operating conditions or a particular microalgae strain. The proposed unified modeling approach is applied to the case of the Couette-Taylor photobioreactor (CTBR) where it is used for the optimal control solution. The PBR represents a complex multiscale problem and especially in the case of the production scale systems, the associated computational costs are paramount. This is the second crucial issue addressed in the thesis. With respect to the computational complexity, the fluid dynamics simulation is the most costly part of the PBR simulation. To model the fluid flow with the classical CFD (Computational Fluid Dynamics) methods inside a production scale PBR leads to an enormous grid size. This usually requires a parallel implementation of the solver but in the parallelization of the classical methods lies another relevant issue - that of the amount of data the individual nodes must interchange with each other. The thesis addresses the performance relevant issues by proposing and evaluation alternative approaches to the fluid flow simulation. These approaches are more suitable to the parallel implementation than the classical methods because of their rather local character in comparison to the classical methods - namely the Lattice Boltzmann Method (LBM) for fluid flow, which is the primary focus of the thesis in this regard and alternatively also the discrete random walk based method (DRW). As the outcome of the thesis I have developed and validated a new Lagrangian general modeling approach to the transport and reaction processes in PBR - a framework based on the Lattice Boltzmann method (LBM) and the model of the Photosynthetic Factory (PSF) that models correctly the transport and reaction processes and their coupling. Further I have implemented a software prototype based on the proposed modeling approach and validated this prototype on the case of the Coutte-Taylor PBR. I have also demonstrated that the modeling approach has a significant potential from the computational costs point of view by implementing and validating the software prototype on the parallel architecture of CUDA (Compute Unified Device Architecture). The current parallel implementation is approximately 20 times faster than the unparallized one and decreases thus significantly the iteration cycle of the PBR design process.
|
|
Řízení mikroklimatu rostlin
Jelínek, Jan ; Neděla, René (vedoucí práce) ; Papežová, Stanislava (oponent)
Tato bakalářská práce pojednává o řízení mikroklimatu v uzavřeném boxu. Cílem bylo
navrhnout a realizovat program pro automatizované řízení mikroklimatu. Řízení bylo
zajištěno pomocí PLC (Programovatelný Logický Automat) v programu Mosaic. Zkušební
rostlina byla vybrána ředkvička k rychlení (Raphanous sativus L.). Po naprogramování řídicího
systému se podařilo dosáhnout optimálního mikroklimatu pro danou rostlinu. Systém se dá
snadno přenastavit, aby bylo možné pěstovat i jiné druhy rostlin. Zdravý růst rostliny značí
správné parametry mikroklimatu.
|
|
Logistický controlling a jeho postavení v řízení podniku
Šimáně, David ; Štůsek, Jaromír (vedoucí práce) ; Lenka, Lenka (oponent)
Diplomová práce se zabývá zhodnocením logistického controllingu jako podpory pro řízení logistického procesu ve Škoda Auto a. s. a návrhem řešení případové studie z prostředí controllingu logistiky této společnosti. První část práce vymezuje nezbytná teoretická východiska, kterými jsou řízení podniku, controlling a jeho úloha v podnikovém řízení, činnosti controllera či logistika a specifika logistického controllingu. Dále je také zahrnuto teoretické vymezení metody Make or Buy, pomocí které je řešena zmíněná případová studie. V praktické části jsou rozebrána specifika logistiky a logistického controllingu ve Škoda Auto se zaměřením na hlavní úkoly oddělení controllingu ve společnosti, mezi které patří plánování, kontrola, analýza odchylek, sledování a optimalizace nákladů, informování a reporting pro management logistiky či jiná oddělení. V závěru této části je představena a vyřešena případová studie, která je ilustrací optimalizace logistických nákladů, kterou zajišťuje logistický controlling. V návrhové části je provedeno zhodnocení praktického přínosu controllingu logistiky v rámci logistického procesu společnosti a následně jsou doporučeny návrhy na zefektivnění identifikovaných slabých stránek logistického controllingu.
|
|
Vyhodnocení erozní ohroženosti a návrh protierozních opatření ve vybraném katastrálním území
Janota, Petr ; Janků, Jaroslava (vedoucí práce) ; Karel, Karel (oponent)
Eroze je exogenní geomorfologický proces, který ovlivňuje utváření zemského povrchu už od vzniku pevné zemské kůry. Tato činnost, jež v přirozených podmínkách probíhala zvolna, z hlediska lidské generace nepozorovatelně, se v intenzivně využívané krajině výrazně zrychlila a přinesla řadu nepříznivých důsledků.
Cílem této práce bylo posoudit a vyhodnotit erozní ohroženost ve vybraném katastrálním území a v případě zjištění nadlimitního erozního ohrožení navrhnout odpovídající protierozní opatření, která zvýšenou erozi eliminují.
Zkoumáno bylo 77 erozně uzavřených celků, z nichž na 14 byla pomocí počítačového programu Atlas DMT modul EROZE, který využívá digitální model terénu spolu s údaji z databází BPEJ nebo LPIS, diagnostikována nadlimitní hodnota smyvu půdy. Jako základní protierozní opatření byla uvažována změna uplatňovaných klasických osevních postupů na osevní postupy využívající půdoochranné technologie. Po úpravě osevních postupů, které pozitivně ovlivní faktor ochranného vlivu vegetace, bylo modulem Atlas EROZE zjištěno 6 pozemků s nadlimitní hodnotou smyvu půdy. U těchto pozemků bylo navrženo použití technických protierozních opatření, např. průlehy, zatravnění údolnic ap. Na pozemcích, kde se vzhledem k jejich velikosti, tvaru nebo morfologii ukázala technická opatření jako nedostatečná nebo neefektivní bylo navrženo trvalé zatravnění.
V návrzích protierozních opatření je nutné skloubit maximální efektivitu opatření s podmínkou nenáročnosti a minimálního omezení uživatele pozemků. Při jejich tvorbě je třeba vycházet uživateli vstříc, jelikož záleží jen na něm, zda navržená organizační a agrotechnická opatření realizuje či nikoli. Zásadním problémem těchto opatření je skutečnost, že jejich realizace není zaštítěna legislativně. Vycházím z předpokladu, že čím přijatelnější, tedy méně omezující a nenáročná budou navržená opatření, tím pravděpodobněji budou uskutečněna. Jedním z důvodů, proč jsou i jednoduchá protierozní opatření zaváděna do praxe pomalu a obtížně je i fakt, že v ČR na většině zemědělské půdy hospodaří subjekty, které nejsou jejími vlastníky. Tato skutečnost výraznou měrou přispívá k tomu, že půda je chápána jen jako výrobní prostředek, který musí přinášet pouze maximální zisk. Ke zlepšení tohoto stavu může přispět také zavedení a důsledná kontrola standardů DZES.
|
|
Vliv termínu desikace řepky ozimé (Brassica napus) na výnos a kvalitu semen
Rajtmajer, Stanislav ; Bečka, David (vedoucí práce) ; Petr, Petr (oponent)
Řepka olejka je ve světě třetí nejvýznamnější olejninou (druhou semennou). V České republice je nejpěstovanější a nejvýznamnější olejninou. Řepka ozimá dosahuje asi 90 % sklizňové plochy všech olejnin v ČR. Stále diskutovanou součástí agrotechniky řepky ozimé, je desikace porostů řepky. Jaký použít přípravek, jakou dávku, jaký termín zvolit, zda vůbec desikovat či nikoliv. Výsledky této diplomové práce by mohly přispět k částečnému objasnění této složité problematiky.
Cílem diplomové práce je sledovat vliv odlišného termínu desikace řepky ozimé
glyfosátem na výnos a kvalitu semen.
Maloparcelkové pokusy pro zkoumání vlivu termínu desikace řepky ozimé byly založeny v letech 2013/2014 a 2014/2015 na pozemcích pokusné stanice České zemědělské univerzity, Fakulty agrobiologie potravinových a přírodních zdrojů v Červeném Újezdě.
V prvním pokusném roce 2013/2014 bylo založeno pět variant ve třech opakováních (včetně nedesikované kontroly). V roce 2014/2015 bylo založeno sedm variant ve čtyřech opakováních (včetně nedesikované kontroly). V prvním pokusném roce byl první termín desikace 16. 6. 2014, v druhém roce 8. 6. 2015. Následné termíny desikace byly s týdenním odstupem.
Odrůda řepky ozimé použitá pro pokusy byla hybridní odrůda Rohan. K desikaci byl použit přípravek Dominator s účinnou látkou glyphosate. Dávka 4 l/ha + 200 l H2O.
U všech vzorků obou pokusných let byl stanoven výnos, hmotnost tisíce semen a olejnatost. U desikovaných variant byly provedeny předsklizňové rozbory pro stanovení podílu sušiny v šešulích. Dále byla u všech sklizených vzorků provedena laboratorní zkouška klíčivosti semen (Stanovení energie klíčení) dle metodiky ISTA. Získané výsledky z pokusu klíčení byly statisticky vyhodnoceny metodou ANOVA analýzy variance. Rozdíly mezi průměrnými hodnotami byly hodnoceny Tukeyho testem, v počítačovém programu SAS na hladině významnosti p = 0,05.
Vliv termínu desikace řepky ozimé ovlivňuje kvalitu semen z pohledu hmotnosti tisíce semen i z pohledu olejnatosti. Příliš včasná desikace (46 až 39 dnů před sklizní) snížila HTS o 7 až 17 % a olejnatost o 2 až 4 % celkového průměru. Olejnatost je ze sledovaných znaků nejméně ovlivňována termínem desikace. Desikace v optimálním termínu (17 dnů před sklizní) zvýšila olejnatost o 1 až 6 %.
Vliv termínu desikace řepky ozimé také významně ovlivňuje výnos semen.
Příliš včasná desikace (46 až 39 dnů před sklizní) snížila výnos o 11 až 14 %. Nedesikovaná kontrola v obou letech dosáhla nejvyšších výnosů, zvýšení výnosu o 5 až 12 %. Desikace v optimálním termínu (17 dnů před sklizní) zvýšila výnos pokusů o 5 až 6 %.
Termín desikace řepky ozimé, také významně ovlivňuje vitalitu semen, kde velmi
snižuje energii klíčení v prvních klíčních dnech. Termín desikace však neovlivňuje celkovou klíčivost semen. Příliš včasná desikace (46 až 39 dnů před sklizní) snížila EK2 o 12 až 40 %, EK3 snížila o 4 až 24 %, EK4 o 3 až 4 % a prodloužila MGT o 7 až 15 %. V prvním pokusném roce byla nejvitálnější varianta nedesikovaná kontrola (EK2 = 50,4 %, EK3 = 91,3 %, EK4 = 97,9 %). V druhém pokusném roce byla nejvitálnější semena z optimálního termínu desikace,
(6. Termín, 17 dnů před sklizní) EK2 = 68,9 %, EK3 = 98,2 %, EK4 = 100 %. Vzorky semen z roku 2014/15 měly celkově vyšší vitalitu semen, než vzorky z roku 2013/14, tato celková horší vitalita je zřejmě dána rok starým, přeskladněným osivem.
Z výsledků dvouletého pokusu vyplývá, že termín desikace má vliv na kvalitu semen, výnos semen i na vitalitu semen. Předsklizňovými rozbory byl stanoven optimální podíl sušiny šešulí u desikovaných vzorků na hodnoty 40 až 50 %. Jako nejvhodnější technologie se jeví desikace v optimálním termínu (17 dní před sklizní) a agrotechnika bez desikování porostu. Jako nejméně vhodná technologie se jeví velmi časná desikace (46 až 30 dnů před sklizní).
První vědecká hypotéza: Předčasná desikace řepky snižuje výnos semen, olejnatost a HTS. Ano, tato hypotéza se potvrdila.
Druhá vědecká hypotéza: Desikace provedená ve správném termínu neovlivňuje
kvalitu semen (olejnatost a HTS). Ano, tato hypotéza se potvrdila.
|
|
Kontrola implementace webové analytiky
Kocourek, Tomáš ; Šimek, Pavel (vedoucí práce) ; Ladislav, Ladislav (oponent)
Diplomová práce je zaměřena na problematiku kontroly správnosti webové analytiky Adobe Analytics. Manuální kontrola je časově náročná činnost, proto weboví analytici hledají způsoby vedoucí k jejímu zrychlení a automatizaci. Zvolený problém byl vyřešen napsáním VBA makra v prostředí MS Excel. Makro kontroluje reporty, které se do Excelu nahrávají z analytické databáze pomocí doplňku Adobe Report Builder. Teoretická část je zaměřena na vysvětlení role webové analytiky v online marketingu a souvisejících pojmů. Praktická část nejprve uvádí požadavky kladené na makro v Excelu a následně interpretuje všechny funkce a procedury vytvořeného programu. Práce také obsahuje konfiguraci konkurenčního prostředí systému Observepoint, jenž bude v poslední části práce srovnáván s vytvořeným makrem. Vytvořené řešení v Excelu umožňuje rychlé ověření správnosti webové analytiky s přehledně seřazenými výsledky, a tím nahrazuje předchozí manuální kontrolu.
|
|
Drobní zemní savci jako indikátor obnovy území po těžbě uhlí na Sokolovsku
Červená, Lucie ; Kouba, Marek (vedoucí práce) ; Markéta, Markéta (oponent)
Cílem diplomové práce bylo popsat diverzitu drobných zemních savců na vybraných biotopech Velké podkrušnohorské výsypky a v jejím blízkém okolí. Během let 2013-2015 se uskutečnilo sedm odchytů v jarním a podzimním období na dvaceti sedmi lokalitách biotopů: mokřady, louky, borové lesy, doubravy a sukcesní lesy. Pro odchyty byla vybrána metoda standardních linií za využití sklapovacích pastí. Získaná data byla statisticky vyhodnocena v programu R, kde se porovnával Shannon-Wienerův index diverzity a abundance na jednotlivých lokalitách. Byly vždy vybrány tři lokality od stejného typu na území výsypky a tři lokality stejného typu biotopu mimo výsypku (lokality kontrolní). Celkově bylo odchyceno sedm set devadesát jedinců deseti druhů: bělozubka bělobřichá (Crocidura leucodon), bělozubka šedá (Crocidura suaveolens), hraboš polní (Microtus arvalis), hraboš mokřadní (Microtus agrestis), myš západoevropská (Mus domesticus), myšice křovinná (Apodemus sylvaticus), myšice lesní (Apodemus flavicollis), norník rudý (Myodes glareolus), rejsek malý (Sorex araneus) a rejsek obecný (Sorex minutus). Největší diverzitu (šest druhů) vykazovaly shodně čtyři mokřadní lokality, přičemž tři ze čtyř mokřadů zastupovaly území výsypky. Nejvyšší abundance byla zaznamenána na luční lokalitě Matyáš, která se nacházela na území výsypky. Při celkovém zhodnocení abundance a diverzity na základě Shannon-Wienerova indexu společenstev drobných savců bylo potvrzeno, že se lokality na výsypce neliší od kontrolních lokalit v blízkosti výsypky. Při porovnání abundance a diverzity společenstev drobných savců po jednotlivých biotopech se biotopy na výsypce oproti kontrolním lokalitám nelišily. Jedinou výjimkou byla abundance u celkových dat lesů, kde byla rovnost abundancí u lesního biotopu na výsypce a kontrolních lokalitách zamítnuta, z důvodu vyšší abundance na kontrolních lokalitách. Dále byly porovnávány sukcesní lesy s lokalitami lesního biotopu vytvořených technickou rekultivací na výsypce. V porovnání sukcesních a borových lesů vzniklých technickou rekultivací byla rovná diverzita těchto lokalit, ale vyšší abundance na sukcesních lesích. U porovnání sukcesních lesů s technicky rekultivovanými doubravami nebyla potvrzena shodná diverzita ani abundance, jelikož sukcesní lesy vykazovaly v obou případech vyšší hodnoty.
|
|
Differences in CO2 Extraction of Vegetable Oils, Essential Oils, and Minor Components from Plants
Sovová, Helena
Significant progress in understanding the phenomena that control supercritical fluid extraction from plants was made in the last years and is reflected in the literature. Combination of chemical engineering approach and botanical knowledge has appeared to be fruitful for the choice of extraction model and even for the prediction of extraction kinetics. This contribution refers to the papers utilizing knowledge of plant microstructure and location of extracted substances together with extraction equilibrium and attempts to specify the differences among extraction kinetics of vegetable oils, essential oils, and other substances. The most abundant substances like vegetable oils in seeds can be regarded in first approximation as non-interacting with plant matrix, in contrast to the minor components whose equilibrium concentration in CO2 is affected by their adsorption on matrix and often also by co-extracted substances.
Plný tet: SKMBT_C22012102414100 -  PDF
Plný text: content.csg - PDF
|
|
Automatizace pěstebního procesu z hlediska programového řízení teploty a vlhkosti vzduchu
Beneš, Vojtěch ; Papežová, Stanislava (vedoucí práce) ; Neděla, René (oponent)
Tato diplomová práce se v teoretické části zabývá popisem jednotlivých typů senzorů pro měření teploty a vlhkosti vzduchu (plynů). Tyto senzory jsou rozděleny dle fyzikální-ho principu fungování, jsou uvedeny jejich vlastnosti jako rozsah měření, stálost, přesnost měření a případně další vlastnosti důležité pro hodnocení vhodnosti těchto senzorů pro účely této práce.
Praktická část diplomové práce se zabývá návrhem a vlastní realizací celého zařízení automatizovaného skleníku s automatickým řízením teploty a vlhkosti. Rozebírá vhodnost použitých materiálů a typů senzorů, zabývá se softwarovým řešením pro řízení teploty a vlhkosti ve skleníku včetně možnosti požadované hodnoty teploty a vlhkosti měnit dle požadavků uživatele. Celý systém je popsán včetně jeho funkce a získané naměřené výsledky zhodnoceny vzhledem k proměnlivosti vnějšího prostředí a schopností systému udržet požadované hodnoty teploty a vlhkosti.
|
host ::
