Inżynieria bioprocesowa
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 6.15.BTI-IPS |
Kod Erasmus / ISCED: |
13.1
|
Nazwa przedmiotu: | Inżynieria bioprocesowa |
Jednostka: | Instytut Inżynierii Środowiska i Biotechnologii |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
2.00
LUB
5.00
(zmienne w czasie)
|
Język prowadzenia: | polski |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowe |
Tryb prowadzenia: | Realizowany w sali |
Literatura uzupełniająca: | Zarzycki R. i in.; Wprowadzenie do inżynierii i ochrony środowiska, t.2, WNT, W-wa,2007 Szuler M.L., Kargi F.: Bioprocess Engineering .Basic Concepts, Prentice Hall, N.Y., 1992 1.Szewczyk K.: Bilansowanie i kinetyka procesów biochemicznych, Wyd. Pol. Warszawskiej, 1993 2.Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2009. 3.Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1992. 4.Gryboś R., Podstawy mechaniki płynów. Część I i II. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998. 5.Zieliński A., Wybrane zagadnienia z mechaniki płynów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2011. |
Skrócony opis: |
C1 opanowanie podstawowych wiadomości z mechaniki płynów C2 opanowanie podstawowych wiadomości z procesów transportu energii cieplnej C3 opanowanie podstawowych wiadomości z procesów transportu masy C4 umiejętność zaprojektowania bioprocesu od strony technologicznej (bilanse masowe, cieplne, stopnie konwersji substratów, wydajność produktów) C5 umiejętność doboru typu reaktora i określenia podstawowych parametrów jego pracy |
Pełny opis: |
Właściwości fizyczne płynów: gęstość, lepkość (płyny newtonowskie i nienewtonowskie), napięcie powierzchniowe. Sposoby obliczania tych parametrów dla czystych substancji i mieszanin (wpływ temperatury i ciśnienia). Statyka płynów; parcie cieczy na powierzchnie ścian i ciała zanurzone – wypór hydrostatyczny, przykłady rachunkowe Kinematyka i dynamika płynów doskonałych; równanie ciągłości przepływu, równanie Bernoullego, przykłady zastosowań obu równań. Dynamika płynów rzeczywistych; podobieństwo zjawisk przepływowych, przepływy laminarne i turbulentne. Przepływy w przewodach zamkniętych – straty ciśnienia wskutek tarcia (równanie Darcy’ego – Weisbacha) i oporów miejscowych. Obliczanie strat ciśnienia. Mechanizmy transportu energii cieplnej: przewodzenie, konwekcja, wnikanie, promieniowanie. Przewodzenie ciepła w warunkach ustalonych przez ściankę płaską i cylindryczną. Podstawy ruchu ciepła przez wnikanie w przepływach wymuszonych – liczby i równania kryterialne. Systematyka dyfuzyjnego ruchu masy. Ustalony ruch masy przez dyfuzje, przepadki szczególne dyfuzji w fazie gazowej i ciekłej – dyfuzja przez inert, dyfuzja dwukierunkowa równomolowa. Wnikanie masy w przepływach nie-wymuszonych – liczby kryterialne i równania kryterialne. Przenikanie masy. Absorpcja fizyczna gazów. Równowaga absorpcyjna. – prawo Henry’ego. Charakterystyka podstawowych aparatów do procesów absorpcyjnych. Podstawy obliczeń wymienników masy. Bilans masy absorbera współ- i przeciwprądowego, absorbera barbotażowego i kolumny półkowej. Średnia siła napędowa procesu, obliczenie powierzchni wymiany masy. Stechiometria wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów; współczynniki wydajności, iloraz oddechowy, stopień redukcji składnika Bilans masy i ciepła wzrostu mikroorganizmów. Przemiana podstawowa a bilans tlenowego i beztlenowego wzrostu mikroorganizmów. Kinetyka reakcji enzymatycznych. Inhibicja kompetycyjna i niekompetycyjna. Sposoby wyznaczania stałych kinetycznych reakcji enzymatycznych Kinetyka wzrostu mikroorganizmów i formowania produktów. Wzrost w obecności inhibitorów Pomiary, kontrola i sterowanie procesami biotechnologicznymi Reaktory stosowane w biotechnologii i ich bilanse masowe i energetyczne |
Literatura: |
1. Ledakowicz S.: Inżynieria biochemiczna, WNT, 2011 2. Zarzycki R.; Wymiana ciepła i ruch masy w inżynierii środowiska, WNT, W-wa,2010 3. Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N.; Transport Phenomena, J. Wiley & Sons, Inc., N.Y., 2002 4. Bartelmus G., Janecki D., Kos M., Inżynieria procesowa - laboratorium. Wydawnictwo Uniwersytetu Opolskiego, Opole 1999. |
Efekty uczenia się: |
EKW1 Objaśnia i rozumie zjawiska i procesy rządzące przepływem płynów. EKW2 Objaśnia i rozumie zjawiska i procesy rządzące przepływem ciepła i masy. EKW3 Objaśnia i rozumie specyfikę bioprocesów, rodzaje hodowli, rodzaje bioreaktorów, znaczenie kontroli parametrów procesu. EKU1 Umiejętność obliczania składu mieszaniny reakcyjnej dla dowolnego stopnia przemiany oraz ustalania współczynników stechiometrycznych równania wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów. EKK1 umiejętność pracy w grupie. EKK2 student jest odpowiedzialny za wyniki pracy zespołu. |
Metody i kryteria oceniania: |
Zaliczenie z oceną. Próg zaliczeniowy 50%, 100% oceny końcowej. EKW1 ndst.-objaśnia i nie rozumie zjawisk i praw rządzących przepływem płynów; dst-częściowo objaśnia i rozumie niektóre zjawiska i prawa rządzące przepływem płynów; db.- objaśnia i rozumie zjawiska i prawa rządzące przepływem płynów; bdb.- szczegółowo objaśnia i rozumie wszystkie zjawiska i prawa rządzące przepływem płynów. EKW2 ndst.- objaśnia i nie rozumie zjawisk i praw rządzących przepływem ciepła i masy; dst.- częściowo objaśnia i rozumie niektóre zjawiska i prawa rządzące przepływem ciepła i masy; db.- objaśnia i rozumie zjawiska i prawa rządzące przepływem ciepła i masy; bdb.- szczegółowo objaśnia i rozumie wszystkie zjawiska i prawa rządzące przepływem ciepła i masy EKW3 ndst.- student nie zna: specyfiki bioprocesów, rodzajów hodowli, podstawowych rodzajów bioreaktorów, znaczenia kontroli parametrów procesu; dst.- student zna częściowo specyfikę bioprocesów, potrafi tylko wymienić rodzaje hodowli i podstawowe rodzaje bioreaktorów, słabo wyjaśnia znaczenie kontroli parametrów procesu.db.- student zna specyfikę bioprocesów, rodzaje hodowli, podstawowe rodzaje bioreaktorów, znaczenie kontroli parametrów procesu; bdb.- student zna specyfikę bioprocesów, potrafi porównać rodzaje hodowli, zna rodzaje bioreaktorów i ich budowę, w pełni rozumie znaczenie kontroli parametrów procesu. EKU1 ndst.- student nie potrafi obliczyć składu mieszaniny reakcyjnej dla żadnego stopnia przemiany oraz nie potrafi ustalić współczynników stechiometrycznych równania wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów; dst.- student potrafi obliczyć skład mieszaniny reakcyjnej dla jednego stopnia przemiany lub napisać równania pozwalające wyznaczyć współczynniki stechiometryczne równania wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów; db.- student potrafi obliczyć skład mieszaniny reakcyjnej dla jednego stopnia przemiany oraz ustalić współczynniki stechiometryczne równania wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów; bdb.- student potrafi obliczyć skład mieszaniny reakcyjnej dla dowolnego stopnia przemiany oraz ustalić współczynniki stechiometryczne równania wzrostu mikroorganizmów i tworzenia produktów. |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/2024" (zakończony)
Okres: | 2024-03-01 - 2024-09-30 |
Przejdź do planu
PN WT WYK
ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Daniel Janecki | |
Prowadzący grup: | Daniel Janecki | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/2025" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2025-03-01 - 2025-09-30 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Konwersatorium, 10 godzin
Laboratorium, 20 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Daniel Janecki | |
Prowadzący grup: | Daniel Janecki, Jerzy Pogrzeba | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Opolski.