Inżynieria bioprocesowa

Student uzyskuje wiedzę z zakresu podstaw Inżynierii Bioprocedowej, w tym teorii transportu ciepła oraz masy. Następnie uczy się zastosowania obu teorii do wykładanych w przedmiocie procesów jednostkowych Inżynierii Bioprocesowej Student poznaje mechanizmy procesów bioinżynieryjnych oraz ich metody modelowania matematycznego oraz optymalnego prowadzenia.

Treści kształcenia

- Wymiana ciepła; przewodzenie ciepła, izolatory oraz przewodniki cieplne; konwekcja ciepła, wnikanie ciepła, przypadki wnikania ciepła, promieniowanie ciepła, , znaczenie ekranów, obliczanie strat ciepła aparatu do otoczenia; przenikanie ciepła, współczynnik przenikania ciepła, siła napędowa przenikania ciepła; niektóre przypadki nieustalonej wymiany ciepła; omówienie zasad projektowania wymiennika ciepła

Podstawy dyfuzyjnego ruchu masy; dyfuzja masy ustalona - I-sze prawo Ficka, rodzaje dyfuzji, siła napędowa dyfuzji, konwekcja masy, wnikanie masy, przypadki wnikania masy, przenikanie masy, współczynnik przenikania masy, zanik oporu wnikania w jednej z faz, siła napędowa przenikania masy.

Absorpcja; definicja procesu; statyka procesu, równowaga absorpcyjna, sposoby opisu oraz zobrazowania linii równowagi, kinetyka procesu, wnikanie i przenikanie masy w absorpcji, model matematyczny dynamiki pracy absorbera, bilans materiałowy absorpcji, wyprowadzenie równania linii ruchowej dla absorpcji współprądowej i przeciwprądowej, minimum cieczy zraszającej, określenie siły napędowej procesu absorpcji, chemisorpcja.

- Destylacja i rektyfikacja; definicja procesu destylacji i rektyfikacji, statyka procesu, równowaga destylacyjna dla układów dwuskładnikowych, sposoby opisu oraz zobrazowania linii równowagi - dla układów idealnych - prawo Raoulta, nieidealnych – odchylenia od prawa Raoulta, azeotropy; destylacja różniczkowa oraz równowagowa; kinetyka procesu rektyfikacji, wnikanie i przenikanie masy w destylacji, rektyfikacja okresowa i ciągła; bilans materiałowy i energetyczny kolumny rektyfikacyjnej, bilans materiałowy i energetyczny półki zasilanej, wyprowadzenie równań linii ruchowych, minimum oraz maksimum stopnia orosienia, określenie siły napędowej procesu rektyfikacji, sposoby wyznaczania powierzchni jednoczesnej wymiany ciepła i masy w tym za pomocą ilości stopni teoretycznych,

Ekstrakcja w układzie ciecz – ciecz; definicja procesu, statyka procesu, równowaga ekstrakcyjna, sposoby opisu oraz zobrazowania linii równowagi, ekstrakcja stopniowana współprądowa i przeciwprądowa, bilans materiałowy, minimum i maksimum masy ekstrahenta, sposoby rozwiązywania poszczególnych przypadków matematycznie i graficznie; ekstrakcja kolumnowa, kinetyka procesu, równania kinetyczne wnikania i przenikania masy w ekstrakcji, bilans materiałowy ekstrakcji, wyprowadzenie równania linii ruchowej dla ekstrakcji współprądowej i przeciwprądowej, wyznaczenie przebiegu linii ruchowej na wykresie – określenie siły napędowej procesu ekstrakcji,

Krystalizacja; definicja procesu, statyka procesu, równowaga krystalizacyjna,

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

T. Hobler - Ruch ciepła i wymienniki - WNT W-wa. - 1986

T. Hobler - Dyfuzyjny ruch masy i absorbery - WNT W-wa. - 1976

M. Serwiński - Zasady inżynierii chemicznej i procesowej - WNT W-wa. - 1982

Praca zbior. pod red. Z Ziółkowskiego - Procesy dyfuzyjne i termodynamiczne , cz. I; II; III - skrypt Pol. Wrocławskiej . - 1980

D. Antos, K.Kaczmarski, W. Piątkowski - Wymiana ciepła - Mat. Pom. Of. Wyd. PRz. - 2012

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

Praca zbiorowa pod red. R. Petrusa - Inżynieria Chemiczna Laboratorium - Of. Wyd. PRz.. - 1990

R. Zarzycki - Zadania rachunkowe z Inżynierii Chemicznej - PWN Łódź. - 1980

Praca zbiorowa pod red. J. Bandrowskiego i M. palicy - Materiały pomocnicze do ćwiczeń i projektów z Inzynierii chemicznej - Wyd. Pol. Śl.. - 2005

Z. Kawala; MM. Pająk; J. Szust 13 T. Kudra - Zbiór zadań z podstawowych procesów Inżynierii Chemicznej - skrypt Pol. Wrocławskiej cz.: II oraz III . - 1979

K.F.Pawłow; P.G. Romankow; A.A. Noskow - Przykłady i zadania z zakresu aparatury i inżynierii chemicznej - . -

T. Kudra (pod redakcją) - Zbiór zadań z podstaw teoretycznych inżynierii chemicznej i procesowej - WNT W-wa. - 1985

Literatura do samodzielnego studiowania

Z. Ziółkowski - Ekstrakcja w przemyśle chemicznym - WNT W-wa. - 1980

St. Bredsznajder - Własności gazów i cieczy - WNT W-wa. - 1962

Z. Rojkowski, J. Synowiec - Krystalizacja i krystalizatory - . -

R. Petrus, G. Aksielrud, J. Gumnicki, W. Piątkowski - Wymiana masy w układzie ciecz-ciało stałe - Of. Wyd. PRz. - 1988

Literatura uzupełniająca

Z. Kembłowski, St. Michałowski, Cz. Strumiłło, R. Zarzycki - Podstawy teoretyczne inżynierii chemicznej i procesowej” - WNT W-wa. - 1985

J. Bandrowski, L. Troniewski - Destylacja i rektyfikacja - PWN W-wa. - 1980