Σκοπός του μαθήματος είναι η εκπαίδευση στα αντικείμενα της ανάλυσης, του σχεδιασμού, του ελέγχου και της βελτιστοποίησης βιοδιεργασιών. Στο μάθημα χρησιμοποιούνται τα βασικά εργαλεία της χημικής μηχανικής στο σχεδιασμό και στη λειτουργία βιοαντιδραστήρων κυττάρων και ενζύμων.
Αντικείμενο του μαθήματος είναι η μετατροπή της πρωτογενούς ενέργειας σε ενέργεια τελικής χρήσης από συμβατικές και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας με χρήση φυσικών και χημικών διεργασιών. Περιλαμβάνονται οι ενότητες: Πρωτογενής ενέργεια - Ενέργεια τελικής χρήσης. Συμβατικές πηγές ενέργειας. Ανανεώσιμες μορφές ενέργειας. Μετατροπή ενέργειας. Εναλλακτικές μορφές ενέργειας - Αποθήκευση ενέργειας.
Σκοπός του μαθήματος είναι: Η ανάλυση και η σύνθεση των φυσικών και χημικών φαινομένων που θα οδηγήσουν στην προσομοίωση και τον σχεδιασμό ετερογενών καταλυτικών χημικών αντιδραστήρων. Περιλαμβάνονται οι ενότητες: Ετερογενής κατάλυση και κινητική. Ετερογενείς καταλυτικοί αντιδραστήρες. Μη ιδανική ροή σε αντιδρώντα συστήματα.
Περιγραφή της έννοιας της αυτόματης ρύθμισης με ανατροφοδότηση σε απλά συστήματα διεργασιών και τον διαχωρισμό των μεταβλητών σε μεταβλητές εκ χειρισμού, ρυθμιζόμενες μεταβλητές και μεταβλητές φορτίου.
Διαδικασία μετατροπής των διαφορικών εξισώσεων που μοντελοποιούν τη δυναμική ενός συστήματος σε συναρτήσεις μεταφοράς. Δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στη γραμμικοποίηση μη γραμμικών διαφορικών εξισώσεων.
Διάγραμμα βαθμίδων κλειστού βρόχου και αναπτύσσονται συναρτήσεις μεταφοράς που περιγράφουν στο διάγραμμα αυτό δυναμικές σχέσεις ανάμεσα σε μεταβλητές.
Δυναμική συστημάτων 1ης, 2ης και μεγαλύτερης τάξης και περιγράφονται προδιαγραφές απόδοσης συστημάτων ελέγχου.
Δομή συστημάτων ρύθμισης τύπου PID και μια σειρά από μεθοδολογίες για τη βαθμονόμηση αυτών των ρυθμιστών (Ziegler-Nichols, Cohen-Coon, Half Rule, μέθοδος λάμδα, Internal Model Control, μέθοδοι που βασίζονται σε κριτήρια βελτιστοποίσης). Προσομοιώνεται η δυναμική συμπεριφορά του συστήματος κλειστού βρόχου μετά την εφαρμογή ρυθμιστών PID.
Μέθοδος της συχνοτικής απόκρισης και κατασκευή των διαγραμμάτων Bode και Nyquist. Εξηγείται η έννοια της ασυμπτωτικής ευστάθειας και παρουσιάζονται μέθοδοι διερεύνησης και ανάλυσης ευστάθειας (μέθοδοι Routh, Hurwitz, Nyquist).
Εισαγωγή σε θέματα εύρωστου ελέγχου με τον ορισμό των περιθωρίων φάσης και ενίσχυσης και το σχεδιασμό συστημάτων ρύθμισης με ελάχιστες απαιτήσεις ως προς τα περιθώρια αυτά.
Μέθοδος συστοιχίας για τη βελτίωση της ικανότητας απόρριψης διαταραχών