Gospodarka energetyczna, wodna i ściekowa

Wykłady:

Charakterystyka gospodarki energetycznej w przemyśle spożywczym. Rodzaje energetyki i ich możliwości wykorzystania, wskaźniki i limity zużycia. Monitoring zużycia energii, wykresy obciążeń.

Czynniki wpływające na zużycie energii w poszczególnych branżach przemysłu spożywczego i ich analiza. Gospodarka paliwami, proces spalania. Bilans kotła parowego i obciążenia kotła.

Para wodna jako nośnik energii cieplnej, wskaźniki zużycia, instalacje do wytwarzania pary, wymienniki ciepła, zmiana parametrów pary grzejnej i jej optymalne wykorzystanie.

Gospodarka energią elektryczną, układy zasilania, stopnie zasilania i pewność zasilania, współczynnik mocy cos φ, biegi jałowe, ograniczniki biegu jałowego, zasady poprawy współczynnika mocy oraz oszczędnej gospodarki energią elektryczną, kompensacja mocy biernej, rodzaje kompensacji, charakterystyka energetyczna urządzenia, współczynnik jednoczesności, struktura zużycia energii elektrycznej.

Gospodarka chłodnicza i sprężonymi gazami, obiegi i urządzenia chłodnicze, obieg sprężarkowy, inne ośrodki chłodnicze i ich charakterystyka, suchy lód, ciekły azot.

Charakterystyka zasobów wody słodkiej w Polsce i na świecie. Ustawy i rozporządzenia dotyczące jakości wód. Ujęcia wodne, pozwolenia wodno-prawne.

Właściwości korozyjne i buforowe wody. Twardość wody, kamień kotłowy.

Procesy uzdatniania wód powierzchniowych i podziemnych, urządzenia do uzdatniania. Procesy separacji fazy stałej: kraty, sita, mikrosita, sedymentacja, flotacja, filtracja.

Koagulacja - przebieg procesu, koagulanty glinowe i żelazowe, dawki koagulantów. Flokulacja i metody strąceniowe.

Metody adsorpcji w uzdatnianiu wody, zastosowanie węgla aktywnego. Zastosowanie wymiany jonowej w technologii uzdatniania wody, wymieniacze jonowe, zmiękczanie wody, demineralizacja wody, odtlenianie wody. Procesy membranowe w uzdatnianiu wody (odwrócona osmoza, ultrafiltracja, mikrofiltracja, elektrodializa).

Woda przeznaczona do spożycia przez ludzi oraz przemysłu spożywczego - wskaźniki i wymagania. Zagrożenia wynikające z występowania w wodzie bakterii chorobotwórczych, wirusów, cyst i oocyst pierwotniaków. Bakteriologiczne kryteria oceny sanitarnej wody. Mikroorganizmy wskaźnikowe wody i metody ich oznaczania. Prawidłowe pobieranie prób wody do badań mikrobiologicznych.

Dezynfekcja wody. Metody dezynfekcji. Zastosowanie chloru i dwutlenku chloru. Mutagenność wody, własności toksyczne dwutlenku chloru i jego pochodnych. Ozonowanie wody. Zastosowanie promieniowania ultrafioletowego i ultradźwięków w procesach dezynfekcji.

Biologiczne metody uzdatniania wody, procesy biochemiczne wykorzystywane w uzdatnianiu wody (aerobowe utlenianie materii organicznej, nitryfikacji, denitryfikacja, biologiczne utlenianie żelaza i manganu). Stabilność biologiczna wody do picia. Wpływ organizmów wodnych na jakość ujmowanej wody.

Metody chemiczne i biologiczne oczyszczania ścieków - osad czynny i złoża biologiczne. Usuwanie metali ciężkich ze ścieków. Procesy biosorpcji i biotransformacji metali.

Ćwiczenia:

Paliwa – definicja, podział. Obliczanie teoretycznej i rzeczywistej ilości powietrza niezbędnego do spalania paliw.

Procesy energetyczne zachodzące w kotle parowym – bilans i sprawność kotła, straty przemian energii w kotle parowym. Przesyłanie ciepła – obliczanie strat.

Rodzaje obciążeń sieci elektrycznych. Pojęcie mocy w układach jedno- i trójfazowych. Współczynnik mocy – naturalne i sztuczne sposoby kompensacji mocy biernej. Biegi jałowe, ograniczniki biegów jałowych i sens ich instalowania, współczynnik jednoczesności i jego wyznaczanie.

Analiza fizyko-chemiczna wody i ścieków. Wskaźniki jakości wody. Oznaczanie barwy, mętności, zapachu, odczynu, konduktywności elektrolitycznej, kwasowości i zasadowości wody.

Oznaczanie twardości wody metodą wersenianową oraz analiza kamienia kotłowego.

Metody określenia zawartości tlenu w wodzie. Oznaczanie tlenu metodą Winklera.

Chemiczne i biochemiczne zapotrzebowanie na tlen. Oznaczanie utlenialności metodą Kubela w środowisku kwaśnym.

Oznaczanie zawartości chlorków metodą argentometrycznego miareczkowania (metoda Mohra).

Oznaczanie cynku metodą ditizonową.

Oznaczanie zawartości żelaza metodą z tiocyjanianem.

Autochtoniczna i allochtoniczna mikroflora wody. Udział drobnoustrojów w procesach samooczyszczenia zbiorników wodnych. Charakterystyka stref saprobowych wg systemu Kolkwitza i Marssona. Wykrywanie mikroorganizmów biorących udział w przemianach związków azotowych. Wykrywanie grzybów.

Sposoby pobierania prób wody do badań mikrobiologicznych. Bakteriologiczne kryteria oceny sanitarnej wody. Oznaczanie bakterii grupy coli i Enterococcus faecalis metodą filtrów membranowych. Oznaczenie ogólnej liczby mikroorganizmów psychro- i mezofilnych wody.

Obserwacje mikroskopowe mikroorganizmów osadu czynnego. Wyznaczanie indeksu objętościowego osadu czynnego.

Podstawowa:

1. Instrukcje do ćwiczeń - wysyłane uczestnikom poprzez USOSmail.

2. Nawrocki J.: Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne. PWN, Warszawa 2002.

3. Neryng A., Wojdalski J., Budny J., Krasowski E.: Energia i woda w przemyśle rolno-spożywczym. WNT, Warszawa 2002.

Uzupełniająca:

1. Klimiuk E., Łebkowska M.: Biotechnologia w ochronie środowiska. PWN, Warszawa 2004.

2. Ustawy dotyczące gospodarki wodnej.

Zna i rozumie:

rodzaje energii oraz paliw, procesy ich spalania, charakteryzuje parę wodną jako nośnik energii cieplnej oraz instalacje do wytwarzania pary, charakteryzuje gospodarkę energią elektryczną, biegi jałowe, współczynnik mocy, kompensację mocy biernej; zna obiegi chłodnicze oraz zasady racjonalnej gospodarki energią ciepłą, zimną i energią elektryczną.

światowe i krajowe zasoby wody słodkiej, zna ustawy i rozporządzenia dotyczące wód powierzchniowych, podziemnych i wody przeznaczonej do spożycia, opisuje właściwości wody, procesy jej uzdatniania, rodzaje twardości wody oraz skład kamienia kotłowego. Zna wymagania dotyczące wody dla gospodarki żywnościowej oraz zasady racjonalnej gospodarki wodnej.

zna metody dezynfekcji wody, procesy biochemiczne wykorzystywane w biologicznym uzdatnianiu wody, objaśnia biologiczne metody oczyszczania ścieków.

Potrafi:

wykonać obliczenia z zakresu energetyki w przemyśle spożywczym.

dokonać fizyko-chemicznych oraz mikrobiologicznych analiz wody i ścieków wybranymi metodami, zinterpretować uzyskane wyniki i odnieść do odpowiednich norm.

przeprowadzić doświadczenia pozwalające ocenić stan mikrobiologiczny i funkcjonowanie osadu czynnego.

Jest gotów do:

świadomego rozumienia znaczenia zawodowej odpowiedzialności za produkcję żywności oraz kształtowanie i stan środowiska naturalnego.

wykazania odpowiedzialności za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa

Egzamin w formie pisemnej; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 51% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania. Udział w ocenie końcowej z przedmiotu - 50%.

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

kolokwium zaliczeniowe z zakresu ćwiczeń (ocena pozytywna dla min. 51% punktów) - udział w ocenie końcowej modułu 50%