Master's Thesis

Heater design for BARF food

Final Thesis 2.51 MB Appendix 5.63 MB

Author of thesis: Bc. Jan Komorous

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D.

Reviewer: Ing. Aleš Kraml

Abstract:

This master's thesis deals with the comprehensive development of an innovative device for the gentle heating of BARF (Biologically Appropriate Raw Food) for dogs. The main motivation was to construct a safe and user-friendly system capable of heating deep-frozen raw meat to an ideal serving temperature without the risk of nutrient degradation or hygienic compromise. The thesis covers the entire process from the initial concept, through mechanical and electronic design, to the implementation of control algorithms on a microcontroller platform. A major contribution is the development and integration of an original mathematical model that simulates complex thermodynamic processes inside the device, including the complex phase change of the food. By employing numerical methods and an adaptive computational step, the system can predict the minimum required heating time. This contactless approach completely eliminates the need to insert temperature probes into the heated food, thereby ensuring maximum hygiene. The heating process itself is optimized by a two-stage control algorithm that guarantees rapid food preparation while strictly adhering to temperature limits. The result of the thesis is a tested and fully functional prototype, which represents an efficient alternative to conventional thawing methods that are unsuitable for raw meat.

Keywords:

BARF heater, thermodynamic model, phase change, heating prediction, two-stage control, PI controller, microcontroller, contactless measurement.

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Při obhajobě student nejprve prezentoval svoji diplomovou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky: Jaká je cena zařízení? Je možné odložit start ohřevu? Obhajoba byla komisí hodnocena jako výborná.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechatronics (N-MET-P)

Composition of Committee

RNDr. Vladimír Opluštil (předseda)
doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jiří Krejsa, Ph.D. (člen)
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Bastl, Ph.D. (člen)
Ing. Peter Zavadinka, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D.

Diplomová práce pana Jana Komorouse se zabývá návrhem ohřívače pro BARF stravu. Rozsah i struktura diplomové práce je zvolena vhodně a poskytuje čtenáři jasnou a srozumitelnou představu o jednotlivých krocích realizace ohřívače pro BARF stravu. Student přistupoval k řešení své práce zodpovědně a s vysokým nasazením, což se odráží ve výsledném produktu, který dosahuje vysoké technické úrovně. Výsledný ohřívač BARF stravy je připraven ke každodennímu používání a splňuje veškeré požadavky, které na něj byly kladeny. Oceňuji zejména jeho praktičnost s pohledu používání a intuitivní ovládání. Zvláště oceňuji využití matematického modelování tepelných procesů při fázových změnách skupenství, které student úspěšně aplikoval při návrhu matematického modelu procesu ohřívání BARF stravy. Na základě vytvořeného modelu navrhl vhodnou metodu pro rychlou predikci doby ohřevu a její následné využití při řízení procesu přípravy BARF stravy. Diplomovou práci doporučuji k obhajobě a navrhuji její hodnocení stupněm A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Aleš Kraml

Předložená diplomová práce Jana Komorouse se zabývá návrhem a realizací prototypu ohřívače BARF stravy pro psy. První část práce je věnována rešerši použitelných metod ohřevu, dostupných materiálů a způsobů měření teploty s ohledem na nízkou náročnost údržby a maximální hygienickou bezpečnost. Autor se dále odkazuje na platné normy pro práci s potravinami a na jejich zákaldě definuje požadavky na konstrukci zařízení a nepřípustné stavy procesu ohřívání potravy. Na zákaldě provedené rešerše a definovaných požadavků přechází k návrhu a realizaci mechanické konstrukce zařízení, použité senzoriky a řídicí elektroniky. V části věnované tepelnému modelování zařízení oceňuji zvládnutí netriviálního modelování proměnlivého tepelného odporu a latentního tepla, což představuje důležitou část řešeného problému. Výsledkem práce je funkční a otestované zařízení splňující zadané požadavky na vysoké úrovni. Z práce je patrná značná pozornost věnovaná řešení jednotlivých částí návrhu i realizace. Text práce je logicky členěn a vhodně doplněn o obrázky, které zvyšují přehlednost textu. Oceňuji také vytvořený manuál, který je součástí přílohy práce. S přihlédnutím k výše uvedenému doporučuji práci k obhajobě s hodnocením výborně/A. 
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Jaká by byla orientační cena zařízení při malosériové výrobě a lze použité komponenty v případě jejich nedostupnosti nahradit bez zásadních úprav zařízení jako celku?
  2. Je v návrhu ošetřena situace, kdy ohřáté maso není obsluhou včas vyjmuto ze zařízení a systém zůstává v režimu udržování teploty?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová