Detail předmětu

Konstrukce medicínských a biotechnologických zařízení

FCH-BC_KSAk. rok: 2025/2026

V rámci přednášek budou studenti informativně seznámeni s jednotlivými materiály používanými ke konstrukci strojů a zařízení pro malotonážní chemický průmysl, farmacii, biotechnologie a medicínská zařízení. Seznámí se s vlastnostmi materiálů, způsoby jejich zpracování, aby získaly požadované vlastnosti a jednotlivými způsoby jejich opracování, tvarování a spojování. Studenti se rovněž seznámí s postupy používanými při konstrukci strojů a zařízení, atesty, které jsou pro vybrané způsoby užití požadovány a způsoby jejich získávání. Seznámí se rovněž s principy údržby. Pozornost bude věnována i specifikám, vyžadovaným u strojů určených pro farmaceutickou výrobu (SVP, kvalifikace, validace apod.).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Garant předmětu

Ing. Dušan Vincour, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Vstupní znalosti

Základní znalosti z pružnosti a pevnost, mechaniky, nauky z materiálu a částí strojů.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Klasifikovaný zápočet je udělen na základě samostatné písemné přípravy (včetně jednoduchého výpočtu návrhové tloušťky stěny) a následující ústní rozpravy (kolokvia).

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače s konstrukční problematikou při navrhování a konstruování tlakových nádob a nádrží tak, aby je dovedl samostatně aplikovat. Slouží také k uvědomění si odlišnosti konstrukcí procesních zařízení oproti běžným konstrukcím především z důvodů větších nároků na bezpečnost.

Studenti se seznámí s jednotlivými materiály používanými ke konstrukci strojů a zařízení pro malotonážní chemický průmysl, farmacii, biotechnologie a medicínská zařízení. Seznámí se s vlastnostmi materiálů, způsoby jejich zpracování, aby získaly požadované vlastnosti a jednotlivými způsoby jejich opracování, tvarování a spojování. Studenti se rovněž seznámí s postupy používanými při konstrukci strojů a zařízení, atesty, které jsou pro vybrané způsoby užití požadovány a způsoby jejich získávání.

Základní literatura

Bailey, J, Ollis,D.: Biochemical engineering fundamentals, McGraw-Hill, 1977 (EN)
Johnson, A. T.: Biology for engineers. CRC Press, c2011, ISBN: 978-1-4200-7763-6 (EN)
Medek, J.: Hydraulické pochody, VUT Brno FSI, 2000 (CS)
Medek, J.: Mechanické pochody, VUT Brno FSI, 1998 (CS)
Moláček, M.: Konstrukce zpracovatelských strojů, VUT Brno FSI, 1989 (CS)
Street, L. J.: Introduction to biomedical engineering technology, CRC, London : Taylor & Francis, 2008, ISBN: 0849385334 (EN)
Uherek, J.:Biotechnologické linky, VUT Brno FSI, 1988 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPCP_CHMA bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dušan Vincour, Ph.D.

Osnova

1. Historie tlakových nádob a aparátů, příklady ze současné praxe. Základní typy technologických zařízení (nádoby, aparáty, reaktory, potrubní úseky, armatury).
2. Technické požadavky na konstrukci - normy (volba materiálů, technické, provozní, bezpečnostní a spolehlivostní faktory).
3. Navrhování technologických zařízení, základní postup návrhu (technologické, pevnostní, ekonomické a životnostní faktory).
4. Volba materiálu pro výrobu, jejich antikorozní ochrana a povrchové úpravy. Výroba hutního materiálu a jeho sortiment dle standardů.
5. Destruktivní zkoušky hutního materiálu.
6. Přehled spojování materiálů (svařování, lisování, šroubové spoje a jejich těsnění). Nejčastěji používané způsoby svařování, postupy a značení svarů na výkresech. Požadavky na těsnost dle legislativy.
7. Přehled vad ve svarech. Způsoby vzniku trhlin (horké, studené, lamelární a žíhací). Zkoušky svarových spojů.
8. Postup návrhu tloušťky stěn potrubí, nádob a aparátů zatížených vnitřním nebo vnějším přetlakem, teplotou, vlastní tíhou a vibracemi.
9. Degradační mechanismy působící na provozovaná zařízení (únava materiálu, vliv zvýšených teplot, vliv okolního prostředí-koroze).
10. Posuzování životnosti provozovaných zařízení na základě návrhu, konstrukce, způsobu výroby, působících mechanismů degradace a historie zatěžování.
11. Spolehlivost zařízení, posuzování rizik poruch a havárií.
12. Nedestruktivní kontroly používané při výrobě a provozu zařízení. (vizuální, ultrazvuková, prozářením, kapilární)
13. Provozování technologických zařízení (řízení provozu, údržba, kontroly, dohled, kvalifikace a související legislativní požadavky).