Inżynieria bioprocesowa
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | B.4s.INB.SI.BBTSX |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Inżynieria bioprocesowa |
Jednostka: | Katedra Technologii Węglowodanów i Przetwórstwa Zbóż |
Grupy: |
Biotechnologia, 4 sem. stacjonarne, obowiązkowe |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Skrócony opis: |
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z opisem ilościowym procesów występującymi w przemyśle spożywczym, przemyśle farmaceutycznym, przemysłach pokrewnych i w ochronie środowiska. |
Pełny opis: |
Wykłady: - Podstawowe informacje o procesach i ich bilansowaniu (podział procesów, zmienne intensywne i ekstensywne, rodzaje bilansów, zasady sporządzania bilansu). - Właściwości mechaniczne materiału biologicznego (odkształcenie ścinające, naprężenie styczne, szybkość ścinania, płyny nieniutonowskie ich podział i charakterystyka. - Podstawy wymiany pędu, energii cieplnej i masy (przepływy płynów w rurociągach i złożach, ruch cząstek w płynach, podstawy transportu ciepła, podstawy transportu masy. - Wybrane procesy jednostkowe, mechaniczne (filtracja zawiesin i filtry, sedymentacja zawiesin i odstojniki, fluidyzacja, mieszanie i mieszalniki). - Wybrane procesy jednostkowe ( zatężanie roztworów i krystalizacja, destylacja molekularna, rektyfikacja, suszenie sublimacyjne, ekstrakcja w układzie ciecz – ciało stałe). - Stechiometria i kinetyka reakcji enzymatycznych (równowaga chemiczna, krzywe kinetyczne i sposoby ich wyznaczania, szybkość reakcji enzymatycznej, równanie kinetyczne i sposoby określenia jego postaci) modelowanie procesów enzymatycznych w różnych typach reaktorów izotermicznych i nieizotermicznych) - Elementy inżynierii bioreaktorowej (stechiometria wzrostu biomasy, stopnie redukcji, właściwa szybkość wzrostu, modele wzrostu, modelowanie bioreaktorów pracujących okresowo i bioreaktorów przepływowych) Ćwiczenia: - Przeliczanie jednostek. Zasady sporządzania bilansów masy. - Obliczenia oporów przepływu płynów w rurociągach (liczba Reynoldsa, współczynniki oporu, zmiana geometrii, opory lokalne). Moc pompy. - Obliczenia projektowe wymiany ciepła (straty cieplne w rurociągach, wyznaczanie współczynników wnikania ciepła, powierzchnia wymiany ciepła). - Obliczenia projektowe dla procesu ekstrakcji w układzie ciecz-ciało stałe. - Obliczenia procesowe dotyczące gazów wilgotnych i suszenia. - Stechiometria i kinetyka reakcji enzymatyczny. - Stechiometria i kinetyka wzrostu biomasy. - Bioreaktory przepływowe zbiornikowe - obliczenia procesowe. - Pomiar wybranych wielkości fizycznych i fizykochemicznych (ciśnienie statyczne i dynamiczne, wilgotność względna). - Pomiar profilu prędkości w rurociągu w skali przemysłowej. - Połączenie równoległe i szeregowe pomp. Charakterystyka i punkt pracy pompy. - Opory przy przepływie przez kolumnę z wypełnieniem nieruchomym. - Wymiennik ciepła. Współczynnik przenikania ciepła. - Zmiana parametrów powietrza wilgotnego. |
Literatura: |
Podstawowa: P. Lewicki (praca zbiorowa), Inżynieria procesowa i aparatura przemysłu spożywczego, WNT, Warszawa 2005. P. Lewicki, D. Witrowa-Rajchert, Inżynieria i aparatura przemysłu spożywczego, SGGW, Warszawa 2002. K. Szewczyk, Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych, OWPW, Warszawa 2005. Uzupełniająca: J. Bałdyga , M. Henczka , W. Podgórska. Obliczenia w inżynierii bioreaktorów OWPW, Warszawa 2012. S. Aiba, A Humphrey, N. Millis, Inżynieria biochemiczna, WNT, Warszawa 1977. |
Efekty uczenia się: |
WIEDZA - absolwent zna i rozumie: - właściwości mechaniczne, w tym właściwości reologiczne, materiału pochodzenia biologicznego oraz rozumie konsekwencje wynikające z różnych zachowań lepkościowych płynów będących w ruchu w instalacjach przemysłowych - podstawowe prawa fizyki i fizykochemii oraz umie zdefiniować wielkości fizykochemiczne (wraz z jednostkami) wykorzystywane w inżynierii bioprocesowej, zna najważniejsze procesy jednostkowe występujące w przemysłach związanych z biotechnologiami (przemysł spożywczy, przemysł farmaceutyczny, oczyszczalnie ścieków, przemysły pokrewne), rozumie ich sens fizyczny oraz umie podać ich ilościowy opis - wybrane zagadnienia z zakresu inżynierii reakcji enzymatycznych dotyczące stechiometrii, kinetyki (szybkość reakcji, równanie kinetyczne) oraz dotyczące modelowania różnych typów reaktorów chemicznych (okresowe, przepływowe zbiornikowe i rurowe, izotermiczne, nie-izotermiczne) - wybrane zagadnienia z zakresu inżynierii bioprocesów, dotyczące stechiometrii (współczynniki wydajności, stopnie redukcji), kinetyki (właściwa szybkość wzrostu, modele niestrukturalne i strukturalne) oraz dotyczące opisu wzrostu biomasy w różnych typach bioreaktorów UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi: - korzystać z dostępnych danych dotyczących właściwości fizykochemicznych substancji pochodzenia organicznego (biologicznego) - sporządzić bilans pędu (sił) masy i energii cieplnej różnych procesów jednostkowych w przemysłach związanych z biotechnologiami (przemysł spożywczy, przemysł farmaceutyczny, oczyszczalnie ścieków, przemysły pokrewne) - potrafi wykorzystać podstawowe równania w obliczeniach procesowych z uwzględnieniem jednostek wielkości fizykochemicznych - przygotować dokumentację (sprawozdanie) wykonanego ćwiczenia laboratoryjnego i projektu KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do: - współpracy w ramach małego zespołu |
Metody i kryteria oceniania: |
Wykłady: test jednokrotnego wyboru, kilka zadań tekstowych (70%) Ćwiczenia: kolokwia, sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych, projekty (30%) |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.