Процеси та апарати біохімічної інженерії
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія
Код дисципліни: 6.162.00.O.025
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Хімічна інженерія
Лектор: Гнатів З.Я.
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
Інтегральна компетентність (ІНТ):
Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов у біотехнології та біоінженерії, або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів біотехнології та біоінженерії.
загальні компетентності:
ЗК10. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань у галузі біотехнології та біоінженерії.
спеціальні компетентності:
ФК9. Здатність обирати і використовувати відповідне обладнання, інструменти та методи для реалізації та контролю процесів та виробництв біотехнологічних продуктів різного призначення.
ФК10. Здатність складати технологічні схеми виробництв біотехнологічних продуктів різного призначення.
ФК.11. Здатність складати апаратурні схеми виробництв біотехнологічних продуктів різного призначення.
Результати навчання: Результати навчання відповідно до освітньої програми, методи навчання і викладання, методи оцінювання досягнення результатів навчання
У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
1. Вміти застосовувати сучасні математичні методи для розв’язання практичних задач, пов’язаних з дослідженням і проектуванням біотехнологічних процесів. Використовувати знання фізики для аналізу біотехнологічних процесів.
2. Базуючись на знаннях про закономірності механічних, гідромеханічних, тепло- та масообмінних процесів та основні конструкторські особливості, вміти обирати відповідне устаткування у процесі проектування виробництв біотехнологічних продуктів різного призначення для забезпечення їх максимальної ефективності.
3. Базуючись на знаннях, одержаних під час практики на підприємствах та установах, вміти здійснювати продуктовий розрахунок і розрахунок технологічного обладнання.
4. Вміти складати матеріальний баланс на один цикл виробничого процесу, специфікацію обладнання та карту постадійного контролю з наведенням контрольних точок виробництва.
5. Вміти здійснювати обґрунтування та вибір відповідного технологічного обладнання і графічно зображувати технологічний процес відповідно до вимог нормативних документів з використанням знань, одержаних під час практичної підготовки.
6. Вміти використовувати системи автоматизованого проектування для розробки технологічної та апаратурної схеми біотехнологічних виробництв.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Фізика
Математика
Фізична хімія
Механіка
Короткий зміст навчальної програми: Класифікація основних процесів біотехнологічних виробництв. Основні закони, яким підпорядковані біотехнологічні процеси. Загальні принципи аналізу та розрахунку процесів і апаратів. Основи раціональної побудови апаратів. Методи інтенсифікації процесів біотехнологічних виробництв. Основи гідравліки. Гідродинаміка. Характеристики руху рідин. Переміщення рідин та газів. Насоси. Загальні відомості. Класифікація. Основні параметри насосів. Механічні та гідромеханічні процеси. Теплові процеси. Методи поширення тепла в просторі. Теплові баланси. Передача тепла теплопровідністю, тепловим випромінюванням. Конвективний теплообмін. Теплопередача. Масообмінні процеси. Рівновага при масопередачі. Швидкість масопередачі. рушійна сила. Масопередача з твердою фазою. Сушіння. Основні параметри вологого повітря. I-x діаграма вологого повітря. Рівновага при сушінні. Матеріальний і тепловий баланс сушіння. Визначення параметрів повітря і тепла на сушіння.
Опис: Вступ. Предмет та завдання курсу. Класифікація основних процесів хімічних виробництв. Класифікація основного обладнання, яке використовується у біотехнологічних виробництвах.
Основи гідравліки. Гідростатика, гідродинаміка. Теорії подібності. Рівняння Бернуллі.
Рух рідини через нерухомі пористі шари. Гідродинаміка твердого тіла. Дослідження режиму псевдозрідження.
Розділення неоднорідних систем. Осадження. Фільтрація. Центрифугування. Перемішування.
Методи поширення тепла в просторі. Тепловіддача. Теплопередача. Процеси нагрівання, охолодження та конденсації. Стаціонарний та нестаціонарний теплообмін. Класифікація та вибір типу теплообмінної апаратури. Випарювання. Загальні відомості. Принцип розрахунку випарних апаратів. Основні конструкції випарних апаратів.
Загальні закономірності масообмінних процесів. Швидкість, рушійна сила масопередачі. Масопередача з твердою фазою. Основні закономірності процесу абсорбції. Будова абсорбційних апаратів.
Процеси розділення. Теоретичні основи процесу простої перегонки та ректифікації.
Теоретичні основи рідинної екстракції. Будова екстракторів, що використовуються у біотехнологічній промисловості.
Застосування процесу адсорбції у біотехнологічному виробництві.
Методи та критерії оцінювання: • письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування (30%)
• підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, езамен ): письмово-усна форма (70%)
Критерії оцінювання результатів навчання:
Максимальна оцінка в балах
Поточний контроль (ПК) Екзаменаційний контроль Разом за дисципліну
захист лабораторних робіт Разом за ПК Письмова компонента Усна компонента
30 30 60 10 100
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Основна література
1. Ханик Я.М., Дубинін А.І., Атаманюк В.М., Станіславчук О.В. Процеси та апарати хімічних технологій. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2005. – 192 с.
2. Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты химической технологии. – М.: Колос, 1997. – 551 с.
3. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии». Ленинградское объединение, «Химия», 1976
4. Е.Н. Плановский, П.И. Николаев. Основные процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. 3-е изд. М.: «Химия», 1987, 540 с.
Додаткова література
1. И.Л. Иоффе. Проектирование процессов и аппаратов в химической технологии. Л.: «Химия», 1991, 352 с.
2. К.А. Калунянц, Л.И. Голгер, В.Е. Балашов. Оборудование микробиологических производств. М., 1987.
3. А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский, Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры, М.-Л. Машггиз, 1963. - 470 с.
4. Г.А. Никитин. Биохимические основы микробиологических производств. Киев. «Вища школа». 1981
5. . Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по курсовому проектированию / Под редакцией Ю.И. Дытнерского, М.: Химия, 1991. - 496 с.
6. Лабораторный практикум по процессам и апаратам пищевых производств. Под. ред. А.С. Гинзбурга. 3-е изд., М.: Агропромиздат, 1990, 256 с.
7. Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии. Под. ред. Романкова П.Г., 5-е изд. Ленинград «Химия», 1979, 250 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).