Inżynieria bioprocesowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu:	6.15.BTM-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:	Instytut Inżynierii Środowiska i Biotechnologii
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:	Celem przedmiotu jest: opanowanie podstawowych wiadomości z mechaniki płynów, opanowanie podstawowych wiadomości z procesów transportu energii cieplnej, opanowanie podstawowych wiadomości z procesów transportu masy.
Pełny opis:	Zakres tematyczny wykładów: 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. Przepływy w przewodach wentylacyjnych. Pomiar prędkości płynu za pomocą rurki Pitota, Prandtla, zwężki pomiarowej. Przepływy w kanałach otwartych, opływ ciał. Mechanizmy transportu energii cieplnej: przewodzenie, konwekcja, wnikanie, 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 – liczby i równania kryterialne. Podstawy ruchu ciepła przez wnikanie w przepływach niewymuszonych – liczby i równania kryterialne. 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. Podstawy obliczeń wymienników masy. Bilans masy absorbera współ- i przeciwprądowego, absorbera barbotażowego i kolumny półkowej. Średnia siła napędowa procesu, obliczenie powierzchni wymiany masy. Zakres tematyczny laboratorium: Zajęcia wprowadzające. Omówienie tematyki ćwiczeń oraz formy zaliczenia. Analiza wzoru sprawozdania. Omówienie błędów pomiaru. Pomiar gęstości cieczy. Pomiar lepkości Pomiar napięcia powierzchniowego. Pomiar oporów przepływu płynów 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 Reynoldsa Badanie procesu sedymentacji.
Literatura:	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 Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2009. Zarzycki R.; Wymiana ciepła i ruch masy w inżynierii środowiska, WNT, W-wa,2010 Bartelmus G., Janecki D., Kos M., Inżynieria procesowa - laboratorium. Wydawnictwo Uniwersytetu Opolskiego, Opole 1999. Kabza Z., Kostyrko K., Metrologia przepływów, gęstości i lepkości. Wydawnictwo WSI, Opole 1995. Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1992. Gryboś R., Podstawy mechaniki płynów. Część I i II. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998. Zieliński A., Wybrane zagadnienia z mechaniki płynów. Oficyna Wydawnicza Politecjniki Wrocławskiej, Wrocław 2011. Kmieć A.; Procesy cieplne i aparaty, Oficyna wydawnicza Pol. Wrocławskiej, Wrocław, 2005
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 Zna podstawowe techniki i narzędzia stosowane przy rozwiązywaniu zadań z inżynierii bioprocesowej EKU1 Umiejętność obliczenia i zmierzenia własności fizycznych czystych substancji i mieszanin EKU2 Umiejętność obliczenia i zmierzenia ciśnienia i prędkości płynu w przewodzie o dowolnym kształcie, parcia płynu na ściany i dno zbiorników EKU3 Umiejętność obliczenia i zmierzenia oporów przepływu płynu w instalacji EKU4 Umiejętność doboru typu i obliczenia prostego wymiennika ciepła EKU5 Umiejętność doboru typu wymiennika masy, obliczenia i zmierzenia podstawowych parametrów operacyjnych EKU6 Umiejętność doboru pompy do potrzeb instalacji EKU7 Prezentuje, objaśnia wyniki i wyciąga wnioski z doświadczeń EKK1 Potrafi pracować indywidualnie i w zespole
Metody i kryteria oceniania:	Ocena formująca: OF1 Ocena pracy przy rozwiązywaniu zadań OF2 Ocena umiejętności interpretacji otrzymywanych wyników - sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego, odpowiedź ustna OF3 Ocena umiejętności korzystania z tablic, wykresów i nomogramów Ocena podsumowująca: OP1 ocena wiedzy i umiejętności wykazanych na egzaminie pisemnym sprawdzający założone cele i efekty kształcenia OP2 ocena przygotowania studenta do poszczególnych zajęć laboratoryjnych oraz ocena umiejętności związanych z realizacją ćwiczeń laboratoryjnych – ocena sprawozdania przygotowywanego częściowo w trakcie zajęć, a częściowo po ich zakończeniu; ocena ta obejmuje także umiejętność pracy w zespole Warunki zaliczenia przedmiotu: Wykład. Egzamin - próg zaliczeniowy 50%, 50% oceny końcowej. Kolokwium z zadań sprawdzający przyswojenie wiedzy z wykładów - próg zaliczeniowy 50%, 50% oceny końcowej. Laboratorium. Zaliczenie z oceną. Wykonanie praktyczne ćwiczeń laboratoryjnych i przygotowanie sprawozdań - na zaliczenie bez ocen, pozytywne zaliczenie warunek otrzymania oceny końcowej. Zaliczenie teoretyczne ćwiczeń, 2 kolokwia - próg zaliczeniowy 50%, 100% oceny końcowej.

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.