Inżynieria i aparatura przemysłu spożywczego

Wykłady

Tematyka zajęć:

Podstawowe informacje o procesach i ich bilanso-waniu (podział procesów, zmienne intensywne i ekstensywne, rodzaje bilansów, zasady sporządza-nia bilansu).

Właściwości reologiczne materiału biotechnolog-gicznego (płyny niutonowskie i nieniutonowskie).

Podstawy wymiany pędu (równanie ciągłości strugi i równanie Bernoulliego, opory przepływu przez rurociągi i przez złoże, ruch cząstek w płynach).

Wybrane procesy mechaniczne (rozdrabnianie i urządzenia do rozdrabniania, filtracja i filtry, sedymentacja i osadniki, 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 mechanizmów wymiany masy i ich opis).

Wybrane procesy cieplno-dyfuzyjne (destylacja i urządzenia do destylacji, rektyfikacja i kolumny rektyfikacyjne, gazy wilgotne, suszenie i suszarki, ekstrakcja i ekstraktory).

Elementy inżynierii reakcji chemicznych - enzymatycznych (stechiometria, badanie kinetyki reakcji enzymatycznych, różne typy inhibicji).

Elementy inżynierii bioreaktorowej (stechiometria wzrostu biomasy, stopnie redukcji, właściwa szybkość wzrostu, modele wzrostu, modelowanie bioreaktorów pracujących okresowo i bioreaktorów przepływowych).

Ćwiczenia projektowe i laboratoryjne

Tematyka zajęć:

Przeliczanie jednostek. Zasady sporządzania bilansów masy i energii.

Obliczenia oporów przepływu płynów w rurociągach (równanie ciągłości strugi, równanie Bernoulliego, liczba Reynoldsa, współczynniki oporu, zmiana geometrii, opory lokalne). Moc pompy

Obliczenia projektowe dotyczące wymiany ciepła (straty cieplne w rurociągach, wyznaczanie współczynników wnikania ciepła, powierzchnia wymiany ciepła wymiennika, projekt wyparki).

Obliczenia projektowe dla procesu destylacji i rektyfikacji ( bilans masy destylacji prostej i równowagowej, bilans masy i energii kolumny rektyfikacyjnej, wyznaczanie wartości powrotu, liczba półek).

Obliczenia projektowe dla procesu ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz i ciecz-ciało stałe (bilans masy, wykres trójkątny Gibbsa, ekstrakcja współprądowa i przeciwprądowa).

Obliczenia procesowe dotyczące gazów wilgotnych i suszenia (parametry mechaniczne i cieplne powietrza wilgotnego, wykresy suszarnicze, bilans masowy i cieplny suszenia).

Pomiar wybranych wielkości fizycznych i fizykochemicznych (ciśnienie statyczne i dynamiczne, wilgotność względna i bezwzględna).

Pomiar profilu prędkości w rurociągu w skali przemysłowej (rura Prandtla, prędkość miejscowa, prędkość średnia).

Badania pracy pomp. Połączenie równoległe i szeregowe pomp. Charakterystyka i punkt pracy pompy.

Opory przepływu przez złoża nieruchome (charakterystyka geometryczna cząstki i złoża, spadek ciśnienia w złożu).

Budowa nagrzewnicy powietrza. Bilans ciepła. Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła

Nawilżanie powietrza. Atmosfera kontrolowana. Zmiana parametrów powietrza wilgotnego

Podstawowa

1. P. Lewicki (praca zbiorowa), Inżynieria procesowa i aparatura przemysłu spożywczego, WNT, Warszawa 2005.

2. P. Lewicki, D. Witrowa-Rajchert (praca zbiorowa), Inżynieria i aparatura przemysłu spożywczego, SGGW, Warszawa 2002

Uzupełniająca

1. R. Kramkowski, Inżynieria procesowa i aparatura przemysłu spożywczego, WARW, Wrocław 1997.

2. K. Szewczyk, Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych, OWPW, Warszawa 2005.

WIEDZA - absolwent zna i rozumie:

Zna podstawowe prawa fizyki i fizykochemii oraz umie zdefiniować wielkości fizykochemiczne (wraz z jednostkami) wykorzystywane 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 i powiązaną z nimi aparaturę przemysłową, 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 bioreaktorów

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

Potrafi korzystać z dostępnych danych w tym pochodzących z cyfrowych baz danych z zakresu właściwości fizykochemicznych substancji pochodzenia nieorganicznego i organicznego.

Potrafi sporządzić bilans pędu (sił) masy i energii cieplnej dla różnych procesów jednostkowych w przemyśle spożywczym i pokrewnych.

Zna podstawowe równania i potrafi je wykorzystać w obliczeniach procesowych i w projektowaniu aparatury przemysłowej z uwzględnieniem prawidłowych jednostek wielkości fizykochemicznych.

Umie przygotować dokumentację (sprawozdanie) wykonanego ćwiczenia laboratoryjnego i projektu.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do:

INZP_K1 Wykazuje zdolność do pracy w zespole przyjmując różne role. Umiejętnie zarządza czasem

Wykłady

Test jednokrotnego wyboru (14-16 pytań) oraz kilka zadań projektowych (6 – 8) (ocena pozytywna - 50% + 1 pkt), udział w ocenie końcowej modułu 60%

Ćwiczenia projektowe i laboratoryjne

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

- 4 pisemnych sprawozdań z ćwiczeń - udział w ocenie końcowej modułu 20%,

- 2 pisemnych sprawdzianów z ćwiczeń (zadania otwarte) - udział w ocenie końcowej modułu 20%,

Zaliczenie od 50% punktów.