Inżynieria procesowa
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | T.5s.INPR.SI.TTZCX.T |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Inżynieria procesowa |
Jednostka: | Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
0 LUB
5.00
LUB
4.00
(w zależności od programu)
|
Język prowadzenia: | polski |
Skrócony opis: |
Przedmiot obejmuje najważniejsze zagadnienia z zakresu inżynierii procesowej uzupełnione informacjami dotyczącymi inżynierii reaktorowej i bioreaktorowej Po wprowadzeniu z zakresu bilansowania i reologii omawiane są przepływu płynów i przepływy przez złoża, ruch cząstek w płynach a następnie elementy wymiany energii cieplnej i masy W dalszej kolejności dokonywana jest charakterystyka ilościowa wybranych operacji i procesów jednostkowych. Są to filtracja, mieszanie, destylacja i rektyfikacja, suszenie oraz ekstrakcja. Ważną część treści przedmiotu stanowią informacje odnoszące się do reakcji enzymatycznych (stechiometria i kinetyka oraz do bioprzemian z udziałem mikroorganizmów (hodowla wgłębna okresowa i ciągła). |
Pełny opis: |
Treść kształcenia Podstawowe informacje o procesach i ich bilansowaniu (podział procesów, zmienne inten-sywne i ekstensywne, rodzaje bilansów, zasady sporządzania bilansu). Właściwości mechaniczne materiału biotechnologicznego (współczynnik ściśliwości, gęstość, właściwości reologiczne i ich charakterystyka, płyny niutonowskie i nieniutonowskie). Podstawy wymiany pędu (równanie ciągłości strugi i równanie Bernoulliego, charakterystyka geometryczna rurociągów, cząstek i złoża, opory przepływu przez rurociąg, moc pompy, opory przepływu przez złoże, ruch cząstek w płynach). Wybrane procesy mechaniczne (fluidyzacja, filtracja, sedymentacja, mieszanie i mieszalniki). Wymiana ciepła i wymienniki ( mechanizmy wymiany ciepła i ich opis, równanie projektowe wymiennika ciepła, przykłady wymienników ciepła, zagęszczanie roztworów w wyparkach). Wymiana masy (stężenia, równowaga fazowa, charakterystyka mechaniz-mów wymiany masy i ich opis). Wybrane procesy cieplno-dyfuzyjne (destylacja i rektyfikacja, gazy wilgotne i suszenie, ekstrakcja, krystalizacja). Elementy inżynierii reakcji chemicznych - enzymatycznych (stechiometria, równowaga chemiczna, krzywe kinetyczne, szybkość reakcji enzymatycznej, równanie kinetyczne i sposoby jego określenia, podstawowe układy reaktorowe). Elementy inżynierii bioreaktorowej (stechiometria wzrostu biomasy, stopnie redukcji, właściwa szybkość wzrostu, modele wzrostu modelowanie bioreaktorów pracujących okresowo i bio-reaktorów przepływowych). Przeliczanie jednostek. Zasady sporządzania bilansów masy. Obliczenia oporów przepływu płynów w rurociągach (równanie ciągłości i Bernoulliego, opory spowodowane tarciem wewnętrznym i oporami lokalnymi, moc pompy). Obliczenia projektowe wymiany ciepła (straty cieplne w rurociągach, wyznaczanie współczyn-ników wnikania ciepła, powierzchnia wymiany ciepła). Obliczenia projektowe dla procesu destylacji i rektyfikacji (równowaga ciecz-para, bilanse masy, stopień oddestylowania, minimalna liczba półek). Obliczenia projektowe dla procesu ekstrakcji w układzie ciecz-ciało stałe. Obliczenia procesowe dotyczące gazów wilgotnych i suszenia. Pomiar wybranych wielkości fizycznych i fizykochemicznych (ciśnienie statyczne i dynamiczne, wilgotność). Pomiar profilu prędkości w rurociągu w skali przemysłowej. Połączenie równoległe i szeregowe pomp. Charakterystyka i punkt pracy pompy. Przepływy przez złoża nieruchome i ruchome. Wymiennik ciepła. Współczynnik przenikania ciepła. Zmiana parametrów powietrza wilgotnego. Kolokwium zaliczeniowe |
Literatura: |
Literatura podstawowa: P. Lewicki (praca zbiorowa), Inżynieria procesowa i aparatura przemysłu spożywczego, WNT, Warszawa 2005. R. Kramkowski, Inżynieria i aparatura przemysłu spożywczego, WARW, Wrocław 1997. P. Lewicki, D. Witrowa-Rajchert (praca zbiorowa), Inżynieria i aparatura przemysłu spożywczego, SGGW, Warszawa 2002. K. Szewczyk, Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych, OWPW, Warszawa 2005 Literatura uzupełniająca: S. Aiba, A Humphrey, N. Millis, Inżynieria biochemiczna, WNT, Warszawa 1977. M. Serwiński, Zasady inżynierii chemicznej i procesowej, WNT, Warszawa 1982. R. Koch, A. Kozioł, Dyfuzyjno-cieplny rozdział substancji, WNT, Warszawa 1994 |
Efekty uczenia się: |
Wiedza Zna podstawowe prawa fizyki i fizykochemii oraz umie zdefiniować wielkości fizykochemiczne (wraz z jednostkami) wykorzystywane w inżynierii procesowej do opisu procesów jednostkowych i zjawisk w przemyśle spożywczym i przemysłach pokrewnych. Zna właściwości mechaniczne, w tym właściwości reologiczne, materiału pochodzenia biologicznego oraz rozumie konsekwencje wynikające z różnych zachowań lepkościowych płynów będących w ruchu w instalacji przemysłowej. Zna najważniejsze procesy jednostkowe występujące w przemyśle spożywczym i w przemysłach pokrewnych, rozumie ich sens fizyczny oraz umie podać ich ilościowy opis. Zna wybrane zagadnienia z zakresu inżynierii reakcji enzymatycznych i bioprocesów dotyczące kinetyki i modelowania reaktorów i bio- reaktorów. Umiejętności Potrafi korzystać z dostępnych danych w tym pochodzących z cyfrowych baz danych z zakresu właściwości fizykochemicznych substancji pochodzenia nieorganicznego i organicznego. Potrafi sporządzić bilans masy i energii cieplnej dla wybranych procesów jednostkowych w przemyśle spożywczym i pokrewnych. Zna podstawowe równania i potrafi je wykorzystać w obliczeniach procesowych z uwzględnieniem jednostek wielkości fizykochemicznych. Umie przygotować dokumentację (sprawozdanie) wykonanego ćwiczenia laboratoryjnego i projektu. Kompetencje społeczne Potrafi pracować w zespole przy realizacji ćwiczenia laboratoryjnego i zadania projektowego |
Metody i kryteria oceniania: |
Na ocenę 2 Nie zna podstawowych praw fizyki i fizykochemii oraz nie umie zdefiniować i wielkości fizykochemicznych wyko-rzystywanych w inżynierii procesowej do opisu procesów jednostkowych i zjawisk Nie zna właściwości mechanicznych w tym właściwości reologicznych mater-iału pochodzenia biologicznego oraz nie rozumie ich wpływu na zachowanie się płynu będącego w ruchu Nie zna najważniejszych procesów jednostkowych występujących w przemyśle spożywczym i w przemys-łach pokrewnych oraz nie umie podać ich ilościowego opisu Nie zna wybranych zagadnień z zakresu inżynierii reakcji enzyma-tycznych i bioprocesów dotyczących kinetyki oraz modelowania reaktorów chemicznych i bioreaktorów Nie potrafi korzystać z dostępnych danych z zakresu właściwości fizykochemicznych substancji Nie potrafi sporządzić bilansu masy i energii cieplnej dla kilku wybranych procesów jednostkowych Nie zna podstawowych równań i nie potrafi ich wykorzystać w obliczeniach procesowych. Nie potrafi przeliczać jednostek wielkości fizykochemicznych Nie potrafi przygotować dokumentacji projektu lub jego elementów według zadanego wzorca Nie potrafi pracować w zespole Na ocenę 3 Zna niektóre prawa fizyki i fizykochemii (prawa dynamiki i termodynamiki, prawa hydrostatyki, prawa równowag fazowych) oraz wielkości fizykoche-miczne dotyczące wymiany pędu, ciepła i masy w powiązaniu z ich jednostkami w układzie SI Zna i rozumie znaczenie lepkości w opisie ruchu płynów oraz jej wpływ na opory przepływu Zna niektóre procesy jednostkowe występujące w przemyśle spożywczym i w przemysłach pokrewnych i umie podać ich pobieżny ilościowy opis Zna kilka podstawowych pojęć z zakre-su inżynierii reakcji enzymatycznych i bioprocesów (stechiometria, szybkość przemiany, równanie kinetyczne, równanie bilansu masy w reaktorze i bioreaktorze) Potrafi odczytać wybrane wartości liczbowe z danych tabelarycznych z interpolacją Zna ogólne zasady tworzenia bilansów ale potrafi je jedynie wykorzystać w bilansie masy całego układu dla warunków ustalonych (strumienie wlotowe i wylotowe) Potrafi wykonać proste obliczenia projektowe z wykorzystaniem jednego równania z danymi nie wymagającymi zmiany jednostek Potrafi przygotować elementy doku-mentacji projektu według zadanego wzorca Bierze udział w pracach zespołu, ale nie potrafi określić swojej roli w zespole i zaplanować w nim swojego udziału Na ocenę 4 Zna niektóre prawa fizyki i fizykochemii (prawa dynamiki i termodynamiki, prawa gazowe, prawa hydrostatyki, prawa przemian fazowych) oraz wielkości fizykochemiczne dotyczące wymiany pędu, ciepła i masy w powiązaniu z ich jednostkami w układzie SI i innych Zna właściwości mechaniczne, w tym właściwości reologiczne, materiału pochodzenia biologicznego oraz rozumie niektóre konsekwencje wynikające z różnych zachowań lepkościowych płynu będącego w ruchu (straty ciśnienia, istnienie granicy płynięcia, zmiana charakterystyki lepkościowej podczas ruchu) Zna i rozumie sens fizyczny niektórych procesów jednostkowych występujące w przemyśle spożywczym i w prze-mysłach pokrewnych i umie podać ich ilościowy opis Zna i rozumie większość omawianych w ramach wykładu pojęć i metodykę określania równań kinetycznych oraz modeli wzrostu biomasy Potrafi odczytać wybrane wartości liczbowe z wykresu w skali rzeczywistej i skorzystać z równań doświadczalnych Potrafi sporządzić bilans masy i energii cieplnej dla kilku wybranych procesów jednostkowych (przepływy, procesy z ruchem cząstek, zagęszczanie, destylacja i rektyfikacja, ekstrakcja, suszenie) Potrafi wykonać proste obliczenia projektowe z wykorzystaniem kilku równań z danymi wymagającymi zmiany jednostek Potrafi przygotować pełną dokumen-tacje projektu według zadanego wzorca z dodatkowymi własnymi elementami graficznymi Potrafi przyjmować różne role w trakcie pracy zespołowej Na ocenę 5 Zna podstawowe prawa fizyki i fizyko-chemii, rozumie ich sens fizyczny oraz umie zdefiniować wielkości fizykoche-miczne (wraz z jednostkami) wykorzys-tywane w inżynierii procesowej do opisu procesów jednostkowych i zjawisk w przemyśle spożywczym i przemysłach pokrewnych Zna właściwości mechaniczne, w tym właściwości reologiczne, materiału pochodzenia biologicznego oraz rozumie konsekwencje wynikające z różnych zachowań lepkościowych płynów będących w ruchu Zna najważniejsze procesy jednostko-we występujące w przemyśle spożyw-czym i w przemysłach pokrewnych, rozumie ich sens fizyczny (fizykoche-miczny) oraz umie podać ich opis ilościowy Umie połączyć zagadnienia z zakresu inżynierii procesowej i inżynierii procesów chemicznych i biochemicznych Potrafi odczytać wybrane wartości liczbowe z dowolnego wykresu i skorzystać z równań doświadczalnych Potrafi sporządzić bilans masy i energii cieplnej dla procesów jednostkowych z uwzględnieniem przemian chemicznych i bioprzemian Kojarzy zagadnienia z kilku obszarów inżynierii procesowej i potrafi je wykorzystać w projekcie procesowym Potrafi samodzielnie określić wymaganą postać dokumentacji, a następnie na tej podstawie w pełni udokumentować projekt Potrafi zarządzać pracą zespołu i koordynować jego działania. Potrafi skutecznie rozwiązywać spory i konflikty w trakcie pracy zespołowej |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/2021" (zakończony)
Okres: | 2020-10-01 - 2021-02-24 |
Przejdź do planu
PN CWL
WT ŚR WYK
CZ CWL
CWL
PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Anna Ptaszek | |
Prowadzący grup: | Urszula Goik, Michał Pancerz, Anna Ptaszek, Paweł Ptaszek | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.