ingineria proceselor chimice si biologice
-
Upload
elena-carja -
Category
Documents
-
view
242 -
download
0
Transcript of ingineria proceselor chimice si biologice
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
1/32
1
Universitatea TehnicGheorghe Asachi din IaiFacultatea de Inginerie Chimici Protecia Mediului
Departamentul Ingineria i Managementul Mediului
Ingineria proceselorchimice i biologice/1
Titular disciplin: Prof.univ.dr.ing. Maria Gavrilescu
Aplicaii: ef lucrri dr. biol. Camelia Smaranda
An universitar 2015-2016
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
2/32
2
Structura disciplinei:
- Curs
-Aplicaii
- lucrri de laborator
- aplicaii numerice
n conformitate cu planul de nvmnt al
celor 2 serii: III-IM; III-IMAN
http://www.ch.tuiasi.ro/041licenta.html
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
3/32
3
III-IM
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
4/32
4
III-IM
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
5/32
5
III-IMAN
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
6/32
6
III-IMAN
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
7/32
7
An III:
Domeniul : Ingineria Mediului
Specializarea: Ingineria i protecia mediului
n industrie
CURS: 3 ore/sptamn, 14 sptmni = 42 orecurs
Mod de lucru: 4 ore/sptmn, 10 sptmni (spt.2-11) + 2 ore n sptmna a 12-a
APLICAII: 3 ore/sptmn (6 ore la 2 sptmni)
K = 6
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
8/32
8
An III:Domeniul : Ingineriei Management
Specializarea: Inginerie economicn industria
chimici de materialeCURS: 3 ore/sptamn, 14 sptmni = 42 orecurs
Mod de lucru: 4 ore/sptmn, 10 sptmni (spt.2-11) + 2 ore n sptmna a 12-a
APLICAII: 2 ore/sptmn (4 ore la 2 sptmni)
K = 5
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
9/32
9
NOTA FINAL:
35% examen (n sesiunea ianuarie februarie 2012), din care10% activitatea la curs
35% teste n timpul semestrului (examen parial), din care10% activitatea la curs
(sptmna a 8-a: 19 noiembrie 2015)
30% aplicaii
- 15% activitate la orele de aplicaii
- 15% colocviu final la laborator
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
10/32
10
Examen parial:
An III 19 noiembrie 2015(cursurile din sptmnile 2 7)
Prezena tuturor studenilor este obligatorie,
fiind examen prevzut n programul depregtire, respectiv fia disciplinei
(se acord
credite)
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
11/32
11
Scopul cursului: instruirea studenilor pentru: analiza i sinteza
sistemelor chimice i biologice, aplicate n industrie iprotecia mediului, avnd ca obiective:
studiul principalelor tipuri de procese chimicei
biologice din ingineria chimic, biochimic, biologic
studiul problemele specifice analizei, sintezeiiproiectrii acestor procese, studiului modelelor de
sisteme ideale i reale, a proceselor care le conin
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
12/32
12
Coninutul cursului:
1.Introducere n ingineria proceselor chimice ibiologice
2. Procese chimice
3. Procese biologice
4. Aplicaii ale proceselor chimice ibiologice n ingineria chimic, ingineria imanagementul mediului
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
13/32
13
Aplicaii:
a. Lucrri de laborator:1. Prezentarea laboratorului de Ingineria proceselor chimice i biologice. Protecia
muncii. Noiuni fundamentale i problematic. Prezentarea specificului aplicaiilor.
Analiza noiunilor fundamentale pentru ingineria chimici ingineria mediului.
2. Studiul operaiei de adsorbie aplicatla decontaminarea unor eflueni apoi ceconin colorani
3. Reactoare unitare ideale. Aplicaii ale ecuaiilor de proiectare.
4. Aplicaii ale informaiilor obinute la analiza distribuiei timpilor de staionare lastudiul dispersiei n reactoarele specifice din ingineria chimici ingineriamediului.
5. Transferul de masal oxigenului n dispersii gaz-lichid ntr-un bioreactorpneumatic.
6. Modelarea empirica transferului de masgaz-lichid ntr-un bioreactor gaz-lift
7. Evaluarea final. Aprecierea i analiza rezultatelor.
b. Rezolvarea de probleme
i analize de studii decaz
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
14/32
14
1.IntroducereIngineria:
Aplicarea, cu anumite constrngeri, n anumite
condiii, a principiilor tiinifice la conceperea(sinteza), analiza, proiectarea, construcia (execuia)
i operarea (exploatarea) structurii echipamentelor
i sistemelor, a produselor, n folosul societii,pentru dezvoltarea durabil.
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
15/32
15
Analiza i sinteza sistemelor deproducie chimicse considera fi esena ingineriei chimice.
Sinteza:
Analiza:
Creerea unor realiti artificiale pe care natura nu le produce de lasine, menite sndeplineascanumite sarcini, n cele maieconomice condiii.
Rezultatul final al unui proces de sinteztehniceste o realitatematerial(de exemplu: o linie tehnologic).
Examinarea unui complex, a elementelor lui i a conexiunilordintre ele.
Analiza permite nelegerea unui sistem i a modului cumacesta funcioneaz.
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
16/32
16
Laborator Chimist
Proces tehnologiclaborator
Micropilot Inginer chimist
Proces tehnologicmicropilot
Pilot Inginer chimist
Proces tehnologic
pilot
Transpunerela scar
industrial
Proiectare
Execuie
Sistem industrial(chimic, biochimic
sau biologic, oricombinat
Exploatare ntreinereControl
Inginerchimis
t
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
17/32
17
Reaciechimic
Proces chimic
Reaciebiochimic
Proces biochimic
Reaciebiologic
Proces biologic
Tipuridereaciiaflatelabazaproceselor industriale
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
18/32
18
Reacia chimic:
Proces n care un set de specii chimice (molecule i elemente) setransformn alte specii chimice prin modificarea poziiei unorelectroni, cu formarea i ruperea unor legturi chimice ntre atomi.
Reacia biochimic:
Transformarea (reacia) chimicn care, un set de specii chimicese transformn alte specii chimice, de reguln interiorul unei
celule vii, mediate de enzime (care reprezintcatalizatoribiologici ce modificviteza i specificitatea reaciilor chimice dininteriorul celulelor vii).
Reacia biologic:Transformarea (reacia) biochimicnsoitde cretereai dezvoltarea masei celulare (biomasa)
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
19/32
19
Procesul chimic (biochimic, biologic)
Activitate la scarlaborator, pilot sau industrialn careprodusele sunt rezultatul unei reacii chimice(biochimice, biologice) desfuratn condiii bine
definite de transfer de impuls, masi cldur, pe bazaunei tehnologii, ntr-o instalaie chimic.
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
20/32
20
Ingineria proceselor chimice i
biologice n contextul dezvoltriidurabile
Dezvoltarea care asigurnevoileprezentului fra compromite ansageneraiilor viitoare de a-i asigura
satisfacerea propriilor nevoi.
1987, Raportul Bruntland (OUR COMMON FUTURE, Oxford University Press)
1987 The Brundtland Commission
Dezvoltarea
durabil:
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
21/32
21
Dezvoltarea durabil
Conceptul de dezvoltare durabil
desemneaztotalitatea formelor imetodelor de dezvoltare socio-economic, alcror fundament l reprezint, n primul rnd,
asigurarea unui echilibru ntre sistemele
socio-economice i elementele capitaluluinatural.
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
22/32
22
Componentele dezvoltrii durabile
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
23/32
23
Sistem durabil din punct de vedere economic
capabil sgenereze bunuri i servicii pe o bazcontinui solid, evitnddezechilibrele sectoriale extreme, care ar periclita sistemele de producie.
Sistem durabil din punctul de vedere al mediului nconjurtor
asigurmeninerea funciilor mediului i a unei baze de resurse stabil,prin utilizare raional, evitarea supraexploatrii resurselor regenerabile
i epuizarea celor neregenerabile.
Sistem durabil din punct de vedere social
asigurechitate, servicii sociale i de sntate adecvate, accesul la educaie,echitatea genurilor, responsabilitate i participare la viaa societii.
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
24/32
24
Rolul actual al inginerului ncontextul dezvoltrii durabile
Luarea de decizii pentru alegerea celor mai bunetehnologii bazate pe consideraii tehnice ieconomice, avnd ca obiectiv obinerea de beneficii
sociale (aspect economic) Utilizarea durabila resurselor materiale ienergetice ale Terrei (aspect de mediu)
Asigurarea unui impact favorabil al procesului dedezvoltare (existena locurilor de munc,distribuirea produsului muncii) (aspect social)
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
25/32
25
Ce (trebuie s) tie un inginer specializat nprocese chimice i biologiceChemical Engineer Curriculum
Operaii unitare Fenomene de transfer; Controlulprocesului
Chimie, Chimie fizic(termodinamici cineticchimic
ChimiaMatematica
Fenomene de transfer
Transferul de masTransferul de cldur
Mecanica fluidelor
(Transferul de impuls)
Ingineria reaciilor
Dinamica si controlul proceselor
Conceperea i proiectareaproceselor
Termodinamica
aplicata in inginerie
Laboratorul deoperaii unitare
Laboratorul
de chimie
fizic
Laboratorulde chimie
organica
Bilanuri de materiale i energie
Fizica
Termodinamica
(echilibrul fazelor)
Laboratorul de
microbiologie
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
26/32
26Mult succes n noul an universitar!
Bibliografie
1. Note de curs la disciplina Ingineria proceselor Chimice I Biologice, On line:
http://omicron.ch.tuiasi.ro/~mgav/2. Gavrilescu M., (1997), Bioreactoare Pneumatice, Editura Dosoftei, Iai.3. Gavrilescu M., Ungureanu F., Cojocaru C., Macoveanu M., (2005), Modelarea i
Simularea Proceselor n Ingineria Mediului, Editura EcoZone, Iai.4. Gavrilescu M., (2010), Producie IndustrialDurabil, Editura Politehnium, Iai.
5. Kolbe B., Kleiber M., Rarey J., (2012), Chemical Thermodynamics for ProcessSimulation, John Wiley & Sons, New York.
6. Petrescu S., MmligI., (1997), Ingineria proceselor chimice. Sisteme omogene,Editura Cermi, Iai.
7. Petrescu S., Balasanian I., MmligI., (1999), Ingineria proceselor chimice. Sistemeeterogene, Editura Gheorghe Asachi, Iai
8. Doble M., Kumar A., (2010), Green Chemistry and Engineering, Academic Press.9. Dunn I.J., Heinzle E., Ingham J., Prenosil J.E., (2003), Biological Reaction Engineering,
Principles, Applications and Modelling with PC Simulation, VCH Verlagsgesellschaft
GmbH, Weinheim-New York-Basel-Cambridge.
10. Richardson J.F., Peacock D.G., (2007), Chemical Engineering, vol. 3, Chemical and
Biochemical Reactors and Process Control, Elsevier.11. Roman R.V., Gavrilescu M., (1997), Fenomene de Transfer n Bioprocese, Editura
Dosoftei, Iasi.
12. Snape B.J., Dunn I.J., Ingham J., Prenosil J.P., (1995), Dynamics of Environmental
Bioprocesses. Modelling and Simulation, VCH-Verlagsgesellschaft, Weinheim.
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
27/32
27
2. Procese chimice
Ansambulproceselor elementare detransformarei transfercare se
desfoarn masa de reacie
Definiia procesului chimic:
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
28/32
28
Masa de reacie:
Reprezintansamblul de materiale rezultat din contactarea
fazelor reactante care se gsesc la un moment dat n reactor intre care au loc reacii chimice
Constituie ansamblul reactanilor, produilor de
reacie, a catalizatorilor i a substanelor inerte care seaflla un moment dat n reactor.
n funcie de numrul fazelor existente, masa de reacie poate fi:- omogen(monofazic)
- eterogen(bifazic, trifazic, polifazic)
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
29/32
29
Proces elementar:
Cel mai simplu proces care se manifestunitardin punct de vedere macroscopic i care este
caracterizat printr-un singur model cinetic.
Model cinetic definit de cinetica reaciilor care au loc ntr-unmicrodomeniu (cum ar fi suprafaa unui catalizator )
Microdomeniu: regiune de dimensiuni mici, care are o structurdistinctio funcie distinct
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
30/32
30
Mecanismul macrocinetic al procesului
chimic (mecanismul procesului chimic):
Ansamblul tuturor proceselor elementare, nordinea desfurrii lor
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
31/32
31
Procese elementare de transformare:
Implictransferul de fazi/sau reacia chimic
Exemple de procese elementare de transformare:
reacia chimic
dizolvarea adsorbia-desorbia vaporizarea-condensarea
formarea germenilor de cristalizare (nucleaia) transformarea alotropic topirea-solidificarea
-
7/24/2019 ingineria proceselor chimice si biologice
32/32
32
Procese elementare de transfer:
Fenomenele de transfer:1.Transferul de impuls
2.Transferul de cldur
3.Transferul de mas