Inżynieria bioprocesowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu:	6.15-IP
Kod Erasmus / ISCED:	13.4 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0511) Biologia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu:	Inżynieria bioprocesowa
Jednostka:	Wydział Przyrodniczo-Techniczny
Grupy:
Punkty ECTS i inne:	(brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS: roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS; tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h; 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się; tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS; nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta. zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia:	polski
Skrócony opis:	• opanowanie podstawowych wiadomości z mechaniki płynów • opanowanie podstawowych wiadomości z procesów transportu energii cieplnej • opanowanie podstawowych wiadomości z procesów transportu masy
Pełny opis:	A. Problematyka wykładu 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 cie-czy 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 za-mkniętych – straty ciśnienia wskutek tarcia (równanie Darcy’ego – Weisbacha) i oporów miejscowych. Obliczanie strat ci-śnienia. Przepływy w przewodach wentylacyjnych. Pomiar prędkości płynu za pomocą rurki Pitota, Prandtla, zwężki pomia-rowej. Przepływy w kanałach otwartych, opływ ciał. Mechanizmy transportu energii cieplnej: przewodzenie, konwekcja, wni-kanie, promieniowanie. Przewodzenie ciepła w warunkach ustalonych przez ściankę płaską i cylindryczną. Wyznaczanie strat ciepła, izolacja cieplna. Przykłady obliczeniowe. Podstawy ruchu ciepła przez wnikanie w przepływach wymuszonych – licz-by i równania kryterialne. Podstawy ruchu ciepła przez wnikanie w przepływach niewymuszonych – liczby i równania kryte-rialne. Transport energii cieplnej przez promieniowanie, działanie ekranów. Elementy obliczania wymienników ciepła: bilans cieplny współ- i przeciwprądowego wymiennika, średni moduł napędowy procesu itp. Typowe rozwiązania przemysłowych aparatów do prowadzenia bioprocesów w warunkach izotermicznych. 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 wymuszonych – liczby kryterialne i równania kryterialne. 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. Pod-stawy obliczeń wymienników masy. Bilans masy absorbera współ- i przeciwprądowego, absorbera barbotażowego i kolumny półkowej. Średnia siła napędowa procesu, obliczenie powierzchni wymiany masy. B. Problematyka konwersatorium Obliczanie właściwości fizycznych płynów. Obliczanie parcia cieczy na powierzchnie ścian. Obliczanie prędkości i ciśnienia płynu w przewodach o zmiennym przekroju. Obliczanie oporów przepływu płynu w instalacji. Obliczanie ciepła przewodzo-nego w ścianach płaskich i cylindrycznych i rozkładów temperatur w ścianach. Obliczanie współczynników wnikania ciepła w przepływach wymuszonych i niewymuszonych. Obliczanie wymiennika ciepła płaszczowo- rurowego. Obliczanie współ-czynników wnikania masy w przepływach wymuszonych i niewymuszonych. Obliczanie wymiennika masy (skruber). C. Problematyka laboratorium Zajęcia wprowadzające. Omówienie tematyki ćwiczeń oraz formy zaliczenia. Analiza wzoru sprawozdania. Omówienie błę-dów pomiaru. Pomiar gęstości cieczy. Pomiar lepkości. Pomiar napięcia powierzchniowego. Pomiar oporów przepływu pły-nów w przewodach. Cechowanie rotametru. Wyznaczanie współczynnika wydatku. Pomiar czasu opróżniania zbiornika przy stałej wartości zasilania. Pomiar natężenia przepływu cieczy za pomocą kryzy ISA i rurki Prandtla . Doświadczenie Reynold-sa . Badanie procesu sedymentacji.
Literatura:	Literatura wymagana do ostatecznego zaliczenia zajęć (zdania egzaminu): A.1. wykorzystywana podczas zajęć • Welty J.R., Wicks Ch.E., Wilson R.,E.,Rorrer G.L.; Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, 4th ed., J. Wiley & Sons, Inc., N.Y., 2001 • Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N.; Transport Phenomena, J. Wiley & Sons, Inc., N.Y., 2002. • Zarzycki R.; Wymiana ciepła i ruch masy w inżynierii środowiska, WNT, W-wa,2010 • Kmieć A.; Procesy cieplne i aparaty, Oficyna wydawnicza Pol. Wrocławskiej, Wrocław, 2005 • Bartelmus G., Janecki D., Kos M.; Inżynieria procesowa-laboratorium, UO, Opole, 1999 A.2. studiowana samodzielnie przez studenta • Zarzycki R.; Wymiana ciepła i ruch masy w inżynierii środowiska, WNT, W-wa,2010 • Kmieć A.; Procesy cieplne i aparaty, Oficyna wydawnicza Pol. Wrocławskiej, Wrocław, 2005 • Bartelmus G., Janecki D., Kos M.; Inżynieria procesowa-laboratorium, UO, Opole, 1999 B. Literatura uzupełniająca • Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, War-szawa 1992.
Efekty uczenia się:	Wiedza W1 objaśnia i rozumie zjawiska i procesy rządzące przepływem płynów W2 objaśnia i rozumie zjawiska i procesy rządzące przepływem ciepła i masy W3 zna podstawowe techniki i narzędzia stosowane przy rozwiązywaniu zadań z inżynierii bioprocesowej Umiejętności U1 umiejętność obliczenia i zmierzenia własności fizycznych czystych substancji i mieszanin U2 umiejętność obliczenia i zmierzenia ciśnienia i prędkości płynu w przewodzie o dowolnym kształcie, parcia płynu na ściany i dno zbiorników U3 umiejętność obliczenia i zmierzenia oporów przepływu płynu w instalacji U4 umiejętność wyznaczenia ilości energii przewodzonej przez ściankę oraz doboru izolacji cieplnej U5 umiejętność obliczenia ilości energii przekazywanej drogą promieniowania i zastosowania ekranów U6 umiejętność obliczenia ilości energii transportowanej przez płyn w przepływie laminarnym i burzliwym U7 umiejętność doboru typu i obliczenia prostego wymiennika ciepła U8 umiejętność obliczenia ilości masy transportowanej drogą dyfuzji U9 umiejętność obliczenia ilości masy transportowanej przez płyn w przepływie laminarnym i burzliwym U10 umiejętność doboru typu wymiennika masy, obliczenia i zmierzenia podstawowych parametrów operacyjnych (natężenia przepływu płynów, opory przepływu płynów przez wypełnienie, ilość cieczy zawieszonej na wypełnieniu, powierzchnia wymiany masy, typ i wielkość wypełnienia itp.) U11 umiejętność doboru pompy do potrzeb instalacji U12 prezentuje, objaśnia wyniki i wyciąga wnioski z doświadczeń Kompetencje społeczne (postawy) K1 potrafi pracować indywidualnie i w zespole
Metody i kryteria oceniania:	Podstawowe kryteria W: ocena wiedzy i umiejętności wykazanych na egzaminie pisemnym sprawdzający założone cele i efekty kształcenia K: ocena umiejętności wykorzystania zdobytej wiedzy podczas rozwią-zywania zadań na konwersatorium (końcowa ocena wynika z ocen cząstkowych i kolokwium podsumowującego) L: ocena przygotowania studenta do poszczególnych zajęć laboratoryj-nych oraz ocena umiejętności związanych z realizacją ćwiczeń laborato-ryjnych – ocena sprawozdania przygotowywanego częściowo w trakcie zajęć, a częściowo po ich zakończeniu; ocena ta obejmuje także umie-jętność pracy w zespole Ocena z poszczególnych form zajęć ustalana jest w oparciu o ilość uzyskanych punktów: • ocena dostateczna od 50% ogólnej liczby punktów, • ocena dobra od 70% ogólnej liczby punktów, • ocena bardzo dobra od 90% ogólnej liczby punktów.

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Opolski.