Politechnika Wrocławska WYDZIAŁ CHEMICZNY Zał. nr 4 do ZW 33/01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów *niepotrzebne usunąć Inżynieria procesów biotechnologicznych Biotechnology process engineering Inżynieria Chemiczna i Procesowa II stopień, stacjonarna obowiązkowy ICC0300 NIE Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 30 30 10 60 egzamin zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 4 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) *niepotrzebne usunąć 1 1 1
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Zaliczony kurs "Reaktory Chemiczne" C1 C C3 C4 C5 CELE PRZEDMIOTU Poznanie pojęć związanych z reakcją enzymatyczną i przemianą mikrobiologiczną. Poznanie rodzaju klas enzymów, systematyki mikroorganizmów. Poznanie opisu kinetyki reakcji enzymatycznych i przemian mikrobiologicznych. Zapoznanie się z bilansowaniem przemian enzymatycznych i mikrobiologicznych. Uzyskanie wiedzy na temat zastosowań wybranych klas enzymów, szczepów bakteryjnych i grzybów. Przedstawienie opisu matematycznego poszczególnych typów bioreaktorów. Poznanie zasad doboru. PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 - zna podstawowe pojęcia dotyczące mikroorganizmów, ich budowy, funkcjonowania PEK_W0 - zna podstawowe pojęcia dotyczące enzymów i katalizy enzymatycznej PEK_W03 - zna doświadczalne metody opracowywania równania kinetycznego PEK_W04 - zna podstawowe typy bioreaktorów, ich opis i właściwości PEK_W05 - zna podstawowe technologie oparte na katalizie enzymatycznej i przemianach mikrobiologicznych Z zakresu umiejętności: PEK_U01 potrafi sterylnie przeprowadzić hodowlę bakterii i grzybów na podłożu stałym i płynnym PEK_U0 - umie przeprowadzić eksperymenty w celu pozyskania danych do wyznaczenia równania kinetycznego, współczynników stechiometrycznych PEK_U03 potrafi komputerowo opracować wyniki zebrane w trakcie hodowli mikroorganizmów PEK_U04 potrafi przeprowadzić immobilizację enzymów w żelu alginianowym PEK_U05 potrafi przeprowadzić eksperymenty w celu wyznaczenia stałych równania kinetycznego reakcji enzymatycznej oraz równania inaktywacji PEK_U06 potrafi komputerowo opracować wyniki zebrane w trakcie katalizy enzymatycznej PEK_U07 potrafi zaprojektować proces w bioreaktorze ciągłym Z zakresu kompetencji społecznych:
Wy1 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Wprowadzenie w mikrobiologię. Zapoznanie się z podstawowymi pojęciami, systematyką mikroorganizmów, budową ich komórki. Liczba godzin Wy Sposoby hodowli mikroorganizmów na podłożu stałym i płynnym. Hodowla okresowa. Fazy wzrostu. Wy3 Kinetyka wzrostu mikroorganizmów. Równanie Monoda, równania z inhibicją. Metody wyznaczania stałych. Wy4 Reaktory okresowe i ciągłe do hodowli mikroorganizmów. Wy5 Membranowy bioreaktor mikrobiologiczny. Wy6 Podstawowe technologie z wykorzystaniem mikroorganizmów. Wy7 Wprowadzenie w katalizę enzymatyczną. Klasy enzymów. Wy8 Równanie Michaelisa-Menten, metody wyznaczania stałych. Równania z inhibicją substratową i produktową. Wy9 Inaktywacja enzymów. Równania opisujące to zjawisko. Immobilizacja enzymów metody, właściwości uzyskanych Wy10 preparatów. Reaktory okresowe i ciągłe z enzymami w formie natywnej i im Wy11 mobilizowanej. Wy1 Reaktory z membraną katalityczną z przepływem konwekcyjnym. Wy13 Reaktory z membraną katalityczną z przepływem dyfuzyjnym. Wy14 Podstawowe technologie enzymatyczne. Wy15 Zasady projektowania procesów biotechnologicznych. Suma godzin 30 Forma zajęć - laboratorium Liczba godzin L1 Wprowadzenie do zajęć. Zapoznanie się z warunkami sterylnej pracy z mikroorganizmami. L Posiewy bakteryjne i grzybowe na podłożach stałych. 4 Oznaczania ilości komórek metodą rozcieńczeń. Przygotowanie krzywej na pomiar stężenia komórek. L3 Hodowla okresowa w bioreaktorze mikrobiologicznym. 4 Wyznaczanie stałych równania kinetycznego przemiany 4 L4 mikrobiologicznej, współczynników stechiometrycznych (zajęcia komputerowe). L5 Reaktor enzymatyczny. Wyznaczenie szybkości reakcji. 4 L6 Immobilizacja enzymu w żelu alginianowym. Wyznaczenie 4 szybkości reakcji. L7 Wyznaczenie kinetyki inaktywacji enzymu natywnego i im 4 mobilizowanego. L8 Wyznaczenie stałych równania kinetycznego przemiany 4 3
enzymatycznej. Wyznaczenie stałych inaktywacji. Suma godzin 30 N1 N N3 N4 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE Wykład problemowy Wykonanie doświadczenia z opracowaniem uzyskanych wyników Konsultacje OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca Numer Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru)) przedmiotowego efektu kształcenia P1 (wykład) PEK_W01-W05 egzamin P (laboratorium) PEK_U01-U07 Wejściówka (50%) + praca za laboratorium (5%) + sprawozdanie (5%) ocena,0 jeżeli P < 14,5 pkt. 3,0 jeżeli P= 14,5 18,0 pkt. 3,5 jeżeli P = 18,5 1,5 pkt. 4,0 jeżeli P = 0 pkt. 4,5 jeżeli P =,5-4,5 pkt. 5,0 jeżeli P = 5-7 pkt. 5,5 jeżeli P = 7,5-30 pkt. LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] S. Aiba: Inżynieria biochemiczna, WNT 1977 [] A. Trusek-Hołownia: Membrane Bioreactors - Models for Bioprocess Design, Desalination Publications, 011 [3] J. Bałdyga: Obliczenia w inżynierii bioreaktorów, Oficyna Wydawnicza Pol. Warszawskiej, 1996 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] J.E. Bailey, D.F/ Ollis: Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw-Hill, 1986 [] S. Ledakowicz: Inżynieria biochemiczna, WNT, Warszawa 011 4
OPIEKUN PRZEDMIOTU (Tytuł, Imię, Nazwisko, adres e-mail) dr hab. inż. Anna Trusek-Hołownia, Prof. PWr. anna.trusek-holownia@pwr.wroc.pl MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU INŻYNIERIA BIOREAKTORÓW Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU BIOTECHNOLOGIA Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne (wiedza) PEK_W01 PEK_W0 PEK_W03 PEK_W04 PEK_W05 SAic1_W01 C1,C Wy1-Wy N1, N3 SAic1_W01 SAic1_W01 SAic1_W01 SAic1_W01 C1,C C C5 C4 Wy7, Wy8, Wy10 Wy3, Wy8, Wy9, Wy4, Wy5, Wy11, Wy1, Wy13 Wy6, Wy14, Wy15 N1, N3 N1, N3 N1, N3 N1, N3 PEK_W06 SAic1_W01 PEK_W07 SAic1_W01 (umiejętności) PEK_U01 SAic1_U01 C1 L1 N PEK_U0 SAic1_U01 C1 L, L4 N PEK_U03 SAic1_U01 C L3 N PEK_U04 SAic1_U01 C3 L6 N PEK_U05 SAic1_U01 C L5, L7, L8 N PEK_U06 SAic1_U01 C L5, L7, L8 N PEK_U07 SAic1_U01 C5 L1-L8 N (kompetencje społeczne) PEK_K01 PEK_K0 ** - wpisać symbole kierunkowych / specjalnościowych efektów kształcenia - odpowiednie symbole z tabel powyżej W kolumnie należy wykazać powiązanie pomiędzy efektem przedmiotowym, a efektami kierunkowymi. Na naszym wydziale do każdego kursu jest sformułowany jeden efekt kierunkowy i jego symbol wystarczy podać w drugiej kolumnie (wpisałem na niebiesko). Jeżeli kurs jest w planie kilku kierunków (np. Chemia ogólna), to podaje się odpowiednie symbole dla wszystkich tych kierunków. W Twoim przypadku jest to przedmiot tylko dla Biotechnologii, a więc wystarczy po jednym symbolu. W kolumnie 4 raczej nie należy mieszać efektów PEK_Wxx z PEK_Uxx. Z zasady te pierwsze uzyskuje się poprzez wykład, a te drugie poprzez pozostałe formy (c, l, p, s) Zał. nr 4 do ZW 33/01 5
Politechnika Wrocławska WYDZIAŁ CHEMICZNY KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów *niepotrzebne usunąć Inżynieria procesów zintegrowanych Integrated processes engineering Inżynieria chemiczna i procesowa Inżynieria chemiczna II stopień, stacjonarna obowiązkowy ICC0304 NIE Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 30 30 10 60 egzamin zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 4 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) *niepotrzebne usunąć 1 1 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Znajomość procesów jednostkowych występujących w inżynierii chemicznej i procesowej C1 C CELE PRZEDMIOTU Poznanie korzyści wynikających z integracji procesów jednostkowych Poznanie zasad i metod integracji procesów 6
C3 Zapoznanie sie z warunkami integracji procesów PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 zna zasady i metody integracji procesów PEK_W0 _ ma wiedzę na temat korzyści wynikających z integracji procesów PEK_W03 _ zna typowe rozwiązania procesów zintegrowanych Z zakresu umiejętności: PEK_U01 umie przedstawić i opisać matematycznie proces zintegrowany PEK_U0 _ potrafi uzasadnić celowość integracji procesów PEK_U03 _ potrafi wykazać techniczno-ekonomiczne zalety integracji procesów PEK_U04 _ umie wykorzystać standardowe procesy zintegrowane Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_K01 PEK_K0 Wy1 Wy TREŚCI PROGRAMOWE Liczba Forma zajęć - wykład godzin Obszar zastosowań jednostkowych procesów dynamicznych ze wskazaniem ich zalet ich wad Obszar zastosowań jednostkowych procesów dyfuzyjnych ze wskazaniem ich zalet ich wad Wy3 Kryteria oceny procesów jednostkowych Wy4 Idea integracji procesów jednostkowych Czyste technologie. Wykorzystanie składników strumieni Wy5 odpadowych Wy6 Zagęszczanie roztworów Integracja procesów dyfuzyjnych. Produkty wysokiej czystości Wy7 Wy8 Integracja reakcji chemicznej z procesem absorpcji Wy9 Integracja reakcji chemicznej z procesem ekstrakcji Wy10 Integracja reakcji chemicznej z procesem destylacji Wy11 Reaktor membranowy z separacją katalizatora Wy1 Reaktor membranowy z separacja reagentów Wy13 Membrana katalityczna 7
Wy14 Wspomaganie biologicznego oczyszczania ścieków przemysłowych Wy15 Przykład obliczeniowy wybranego procesu zintegrowanego Suma godzin 30 Forma zajęć - projekt Liczba godzin Pr1 Samodzielne wykonanie projektu wytypowanego procesu zintegrowanego, zawierającego: - obliczenia bilansowe - obliczenia kinetyczne - dobór aparatów i ich gabarytów 9 - dobór aparatury kontrolno-pomiarowej - sporządzenie schematów - wykazanie korzyści danego procesu zintegrowanego Pr Przedstawienie opracowanego projektu na forum grupy, dyskusja 1 Suma godzin 30 N1 N N3 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE Wykład problemowy Projekt wykonywany samodzielnie przy wykorzystaniu znanych technik projektowania Konsultacje OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca Numer Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru)) przedmiotowego efektu kształcenia P1 PEK_W01 - W03 egzamin P PEK_U01 - U04 ocena przedstawionej dokumentacji projektowej 8
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] R. Koch, A. Noworyta: Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej, WNT 1995 [] A. Burghardt, G. Bartelmus: Inżynieria reaktorów chemicznych, PWN 001 [3] Z. Ziołkowski: Destylacja i rektyfikacja w przemyśle chemicznym, WNT 1978 [4] Z. Ziołkowski: Ekstrakcja w przemyśle chemicznym, WNT 1980 [5] A. Selecki, L. Gradoń: Podstawowe procesy przemysłu chemicznego, WNT 1985 [6] A. Selecki, R. Gawroński: Podstawy projektowania wybranych procesów rozdzielania mieszanin, WNT 199 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] M. Dziubiński i in.:zbiór zadań z podstaw teoretycznych inżynierii chemicznej i procesowej, WNT 1985 [] J. A. Howell, A. Noworyta, eds; Towards hybrid membrane and biotechnology solutions for Polish environmental problems, Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, 1995 OPIEKUN PRZEDMIOTU (Tytuł, Imię, Nazwisko, adres e-mail) Prof. dr hab. inż. Andrzej Noworyta, andrzej.noworyta@pwr.wroc.pl MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU INŻYNIERIA PROCESÓ ZINTEGROWANYCH Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU INŻYNIERIA CHEMICZNA I PROCESOWA Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne (wiedza) SAic1_W08 C, C3 Wy1 - Wy15 N1 PEK_W01 PEK_W0 SAic1_W08 C1 Wy1 - Wy15 N1 PEK_W03 SAic1_W08 C, C3 Wy1 - Wy15 N1 (umiejętności) SAic1_U08 C P1 N, N4 PEK_U01 PEK_U0 SAic1_U08 C1 P1 N, N4 PEK_U03 SAic1_U08 C1, C3 P1, P N, N4 PEK_U04 SAic1_U08 C P1 N, N4 (kompetencje społeczne) PEK_K01 PEK_K0 9
** - wpisać symbole kierunkowych / specjalnościowych efektów kształcenia - odpowiednie symbole z tabel powyżej Politechnika Wrocławska WYDZIAŁ CHEMICZNY Zał. nr 4 do ZW 33/01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów Krystalizacja przemysłowa Industrial crystallization Inżynieria chemiczna i procesowa II stopień, stacjonarna wybieralny ICC00006 NIE Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 30 60 Zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 1 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI. Inżynieria chemiczna 3. Inżynieria procesowa 4. Technologia chemiczna 10
CELE PRZEDMIOTU C1 Zapoznanie studentów z teorią i praktyką procesów krystalizacji masowej z roztworów wprowadzenie ogólne. Zapoznanie z właściwościami roztworów, przesyceniem roztworów, metastabilnością. C Uzyskanie podstawowej wiedzy o sposobach wytwarzania przesycenia, wyznaczaniu układu równowagowego, szerokości obszaru metastabilnego. C3 Zapoznanie studentów z podstawowymi procesami krystalizacji ciągłej i okresowej przez chłodzenie przeponowe, odparowanie części rozpuszczalnika pod zmniejszonym ciśnieniem, odparowanie rozpuszczalnika (procesy wyparne). C4 Uzyskanie podstawowej wiedzy o procesach krystalizacji z reakcją chemiczną, w tym o procesach precypitacji. C5 Zapoznanie studentów z hydrodynamiką zawiesiny, z kinetyką zarodkowania i wzrostu kryształów, modelami kinetycznymi, sposobami wyznaczania parametrów kinetycznych procesu krystalizacji. C6 Zapoznanie studentów z analizą rozkładu rozmiarów kryształów produktu parametrami rozkładu, jednorodnością, kształtem, czystością chemiczną oraz z bilansem populacji kryształów. C7 Uzyskanie podstawowej wiedzy o rozwiązaniach aparatów do krystalizacji, ich konstrukcji i eksploatacji oraz poznanie procedur projektowania krystalizatorów. C8 Zapoznanie studentów z pomiarami, kontrolą i sterowaniem procesami krystalizacji. PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 ma podstawowe wiadomości o roztworach, ich właściwościach, rozpuszczalności, przesyceniu, metastabilności, PEK_W0 zna sposoby wytwarzania przesycenia, układu równowagowego, szerokości obszaru metastabilnego, PEK_W03 ma wiedzę o sposobach prowadzenia krystalizacji masowej z roztworów przez chłodzenie przeponowe, adiabatyczne odparowanie części rozpuszczalnika pod zmniejszonym ciśnieniem, odparowanie rozpuszczalnika, z reakcją chemiczną realizowanych w sposób okresowy lub ciągły, PEK_W04 ma podstawowe wiadomości o hydrodynamice zawiesiny, o kinetyce zarodkowania i wzrostu kryształów, potrafi wyznaczyć parametry kinetyczne, PEK_W05 potrafi scharakteryzować jakość produktu krystalicznego rozkład rozmiarów kryształów, wyznaczyć parametry tego rozkładu, określić jednorodność i kształt kryształów, czystość chemiczną, aglomerację i agregację kryształów, efekty ścierania i łamania się kryształów, PEK_W06 zna typowe rozwiązania konstrukcyjne krystalizatorów i procedury ich projektowania, ma wiedzę w oprzyrządowaniu, kontroli i sterowaniu procesami krystalizacji. 11
TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć wykład Liczba godzin Pojęcia podstawowe w krystalizacji masowej z roztworów. Wy1 Rozpuszczanie i właściwości roztworów, rozpuszczalność, przesycenie, roztwory stabilne, labilne i metastabilne. Wy Sposoby wytwarzania przesycenia. Układ równowagowy. Szerokość obszaru metastabilnego. Wy3 Sposoby prowadzenia krystalizacji masowej z roztworów: przez chłodzenie przeponowe, z adiabatycznym odparowaniem części rozpuszczalnika pod zmniejszonym ciśnieniem. Wy4 Procesy wyparne. Procesy krystalizacji z reakcją chemiczną. Precypitacja. Wy5 Sposoby pomiaru i obliczania przesycenia w procesach krystalizacji okresowej i ciągłej. Wy6 Hydrodynamika zawiesiny. Mieszanie i cyrkulacja zawiesiny. Klasyfikacja hydrauliczna. Wy7 Zarodkowanie kryształów. Teoria i praktyka. Zarodkowanie homogeniczne, heterogeniczne, wtórne. Szybkość zarodkowania. Wzrost kryształów. Teoria i praktyka. Modele wzrostu. Szybkość Wy8 wzrostu kryształów. Wy9 Procesy towarzyszące krystalizacji. Aglomeracja i agregacja kryształów. Ścieranie i łamanie się kryształów. Zarastanie aparatury i urządzeń. Wy10 Wpływ składu chemicznego roztworu, obecności i stężenia zanieczyszczeń, parametrów procesu na składowe procesu krystalizacji i wynik procesu. Wy11 Produkt. Jakość produktu. Rozkład rozmiarów kryształów. Charakterystyka kryształów. Czystość chemiczna. Wy1 Bilans populacji kryształów produktu. Wy13 Krystalizatory. Klasyfikacja. Rozwiązania konstrukcyjne. Eksploatacja. Wy14 Projektowanie krystalizatorów. Procedury projektowania. Przykładowy projekt krystalizatora. Oprzyrządowanie kontrolno pomiarowe krystalizatorów. Wy15 Regulacja i sterowanie procesami krystalizacji i aparaturą. Instalacja do krystalizacji masowej z roztworów. Suma godzin 30 N1 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE Wykład z prezentacją multimedialną. 1
OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru)) Numer przedmiotowego efektu kształcenia Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia P (wykład) PEK_W01 PEK_W06 Zaliczenie na ocenę LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [4] P. Synowiec., Krystalizacja przemysłowa z roztworu, WNT, Warszawa, 008. [5] Z. Rojkowski, J. Synowiec, Krystalizacja i krystalizatory, WNT, Warszawa, 1991. [6] J.W. Mullin, Crystallization, Butterworth Heinemann, Oxford, 1993. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [3] A. Mersmann ed., Crystallization Technology Handbook, Mercel Dekker, N.Y., 1994. [4] A.S. Mayerson, Handbook of industrial crystallization, Butterworth Heinemann, Boston, 1993. Prof. dr hab. inż. Andrzej Matynia, OPIEKUN PRZEDMIOTU (Tytuł, Imię, Nazwisko, adres e-mail) andrzej.matynia@pwr.wroc.pl MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Krystalizacja przemysłowa Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria chemiczna i procesowa Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne (wiedza) PEK_W01 Kurs wybieralny C1 Wy1 N1 PEK_W0 Kurs wybieralny C Wy N1 PEK_W03 Kurs wybieralny C3, C4 Wy3 Wy5 N1 PEK_W04 Kurs wybieralny C5 Wy6 Wy8 N1 PEK_W05 Kurs wybieralny C6 Wy9 Wy1 N1 PEK_W06 Kurs wybieralny C7, C8 Wy13 Wy15 N1 Politechnika Wrocławska WYDZIAŁ CHEMICZNY Zał. nr 4 do ZW 33/01 13
Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów *niepotrzebne usunąć Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia KARTA PRZEDMIOTU Matematyczne modelowanie procesów Mathematical modeling of processes Inżynieria chemiczna i procesowa Inżynieria chemiczna II stopień, stacjonarna obowiązkowy ICC03006 NIE Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 30 30 10 60 egzamin zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 4 w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 1 1 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Znajomość matematyki w zakresie algebry oraz rachunku różniczkowego i całkowego. Znajomość podstaw chemii fizycznej i termodynamiki procesowej. C1 C CELE PRZEDMIOTU Zapoznanie studentów z metodami matematycznymi stosowanymi w opisie procesów fizycznych i chemicznych. Przekazanie studentom umiejętności rozwiązywania różnego rodzaju problemów matematycznych związanych z inżynierią chemiczną za pomocą nowoczesnych metod i narzędzi komputerowych. 14
PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 rozumie zasady i istotę modelowania matematycznego, PEK_W0 zna metody modelowania właściwości różnych substancji i ich mieszanin za pomocą równań stanu, PEK_W03 zna i rozumie metodę modelowania równowag fazowych za pomocą równań stanu, PEK_W04 zna i rozumie metodę modelowania równowag za pomocą matematycznego opisu nadmiarowej entalpii swobodnej, PEK_W05 zna najważniejsze modele empiryczne, teoretyczne i mieszane prowadzące do matematycznego opisu nadmiarowej entalpii swobodnej, PEK_W06 zna i rozumie najważniejsze metody modelowania różnych procesów za pomocą zwyczajnych i cząstkowych równań różniczkowych. Z zakresu umiejętności: PEK_U01 potrafi rozwiązywać równania i układy równań liczbowych za pomocą nowoczesnych narzędzi komputerowych, PEK_U0 potrafi za pomocą narzędzi komputerowych wyznaczać parametry równań stanu substancji czystych na podstawie ograniczonego zbioru danych eksperymentalnych, PEK_U03 potrafi za pomocą narzędzi komputerowych wyznaczać parametry reguł mieszania na podstawie ograniczonego zbioru danych eksperymentalnych, PEK_U04 potrafi za pomocą narzędzi komputerowych wyznaczać parametry równowagowych modeli nadmiarowych na podstawie ograniczonego zbioru równowagowych danych eksperymentalnych. PEK_U05 potrafi za pomocą narzędzi komputerowych rozwiązywać równania różniczkowe modelujące różne procesy. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć wykład Liczba godzin Wy1 Wprowadzenie. Istota i klasyfikacja modelowania matematycznego. Modelowanie właściwości substancji czystych za pomocą równań Wy stanu. Wy3 Równania stanu typu van der Waalsa Wy4 Modelowanie właściwości mieszanin za pomocą równań stanu. Reguły mieszania. Matematyczne modelowanie równowag fazowych za pomocą Wy5 równań stanu i pojęcia fugatywności składnika. Wy6 Modelowanie równowag fazowych za pomocą nadmiarowej entalpii swobodnej i pojęcia współczynnika aktywności. Wy7 Klasyfikacja modeli nadmiarowych. Modele empiryczne i teoretyczne. Wy8 Modele mieszane. 4 Wy9 Modelowanie różniczkowe za pomocą równań zwyczajnych I i II rzędu. 6 15
Wy10 Modelowanie różniczkowe za pomocą równań cząstkowych 6 Suma godzin 30 Forma zajęć - laboratorium Ćw1 Sposób prowadzenia i zaliczenia ćwiczeń. Stosowane narzędzia. Rozwiązywanie równań algebraicznych 4 tego stopnia za pomocą Ćw narzędzi komputerowych. Numeryczne rozwiązywanie równań z 1 niewiadomą za pomocą Ćw3 narzędzi komputerowych. Ćw4 Numeryczne rozwiązywanie równań układów równań liczbowych za pomocą narzędzi komputerowych. Wyznaczanie współczynników wirialnych izotermy krytycznej metodą Ćw5 najmniejszych kwadratów. Ćw6 Wyznaczanie parametrów izotermy krytycznej dla równania 3 go stopnia. 4 Ćw7 Wyznaczanie parametrów różnych równań stanu. 6 Ćw8 Wyznaczanie parametrów różnych modeli nadmiarowych 6 Ćw9 Wyznaczanie parametrów dla modeli różniczkowych. 4 Liczba godzin Suma godzin 30 N1 N STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE wykład z prezentacją multimedialną rozwiązywanie problemów za pomocą narzędzi komputerowych OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P Numer przedmiotowego Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia podsumowująca (na koniec semestru)) efektu kształcenia P (wykład) PEK_W01 egzamin końcowy PEK_W06 P (laboratorium) PEK_U01 PEK_U05 Średnia z ocen raportów z poszczególnych ćwiczeń 16
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [7] A. Kozioł, materiały wykładowe, Internet (adres podany na wykładzie) [8] D. M. Himmelblau, Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering, Prentice- Hall Inc. Englewood Clifs 198. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [5] H. Orbey, S. I. Sandler, Modeling Vapor Liquid Equilibria, Cambridge University Press, Cambridge, 1998 [6] R.G. Rice, D. D. Do, Applied Mathematics and Modeling for Chemical Engineers, J. Wiley & Sons, Inc., New York 1995. OPIEKUN PRZEDMIOTU (Tytuł, Imię, Nazwisko, adres e-mail) Prof.dr hab. inż. Antoni Kozioł, antoni.koziol@pwr.wroc.pl MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Matematyczne modelowanie procesów Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU inżynieria chemiczna i procesowa SPECJALNOŚĆ inżynieria chemiczna Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne (wiedza) PEK_W01 SAic_W04 C1 Wy1 N1 PEK_W0 SAic_W04 C1 Wy Wy4 N1 PEK_W03 SAic_W04 C1 Wy5 N1 PEK_W04 SAic_W04 C1 Wy6 N1 PEK_W05 SAic_W04 C1 Wy7 Wy9 N1 PEK_W06 SAic_W04 C1 Wy10 N1 (umiejętności) SAic_U04 C Ćw1 Ćw4 N PEK_U01 PEK_U0 SAic_U04 C Ćw5, Ćw6 N PEK_U03 SAic_U04 C Ćw7 N PEK_U04 SAic_U04 C Ćw8 N PEK_U05 SAic_U04 C Ćw9 N ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia - odpowiednie symbole z tabel powyżej Zał. nr 4 do ZW 33/01 17
Politechnika Wrocławska WYDZIAŁ CHEMICZNY Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów *niepotrzebne usunąć Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia KARTA PRZEDMIOTU Matematyka stosowana w inżynierii chemicznej Applied mathematics in chemical engineering Inżynieria chemiczna i procesowa Inżynieria chemiczna II stopień, stacjonarna obowiązkowy ICC03004 NIE Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 30 30 10 60 egzamin zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 4 w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 1 1 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI Znajomość matematyki w zakresie algebry oraz rachunku różniczkowego i całkowego C1 C CELE PRZEDMIOTU Zapoznanie studentów z metodami matematycznymi stosowanymi w projektowaniu i analizie różnych procesów fizycznych i chemicznych. Przekazanie studentom umiejętności rozwiązywania różnego rodzaju problemów matematycznych związanych z inżynierią chemiczną. 18
PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 zna analityczne i numeryczne metody rozwiązywania równań liczbowych PEK_W0 zna elementy analizy pól skalarnych i wektorowych, PEK_W03 zna i rozumie matematyczne metody opracowywania eksperymentów, w szczególności metodę najmniejszych kwadratów, PEK_W04 zna elementy algebry i analizy zespolonej PEK_W05 zna i rozumie pojęcie i własności przekształcenia całkowego Laplace a, PEK_W06 zna definicje i zastosowanie funkcji specjalnych, PEK_W07 zna podstawy algebry liniowej i analizy funkcjonalnej, PEK_W08 posiada podstawowe wiadomości na temat równań różnicowych. Z zakresu umiejętności: PEK_U01 potrafi rozwiązywać równania i układy równań liczbowych metodami analitycznymi i numerycznymi, PEK_U0 potrafi stosować różne rodzaje układów współrzędnych (kartezjański, cylindryczny i sferyczny) w zagadnieniach związanych z polami skalarnymi i wektorowymi, PEK_U03 potrafi obliczać parametry modelowe na podstawie danych eksperymentalnych za pomocą metody najmniejszych kwadratów, PEK_U04 potrafi operować algebraicznie i analitycznie na liczbach zespolonych, PEK_U05 potrafi znajdować transformaty Laplace a różnych funkcji rzeczywistych oraz oryginały różnych funkcji zespolonych. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Liczba godzin Wy1 Podstawowe pojęcia matematyczne - przypomnienie. Wy Analityczne metody rozwiązywania równań algebraicznych Numeryczne metody rozwiązywania równań oraz układów równań Wy3 liczbowych Wy4 Elementy analizy pól skalarnych i wektorowych. Wy5 Matematyczne metody opracowywania wyników eksperymentalnych. Metoda najmniejszych kwadratów Wy6 Analiza statystyczna liczbowych wyników eksperymentalnych. Wy7 Elementy algebry i analizy zespolonej. Wy8 Różniczkowanie i całkowanie funkcji zespolonych. Wy9 Szeregi Laurenta. Punkty osobliwe funkcji zespolonych. Wy10 Transformaty całkowe. Transformata Laplace a 4 Wy11 Funkcje specjalne. Wy1 Podstawowe pojęcia algebry liniowej i analizy funkcjonalnej. 4 Wy13 Równania różnicowe Suma godzin 30 19
Forma zajęć - ćwiczenia Ćw1 Sposób prowadzenia i zaliczenia ćwiczeń. Stosowane narzędzia. Ćw Rozwiązywanie równań algebraicznych go, 3 go i 4 tego stopnia. 4 Ćw3 Numeryczne rozwiązywanie równań i układów równań liczbowych. 4 Ćw4 Obliczanie parametrów modelowych metodą najmniejszych kwadratów. Ćw5 Przeliczanie układów współrzędnych. Obliczanie podstawowych operatorów pól skalarnych i wektorowych Ćw6 Kolokwium I. Rozwiązywanie zadań i problemów związanych z algebrą i analizą Ćw7 zespoloną. 6 Ćw8 Znajdowanie transformat i oryginałów przekształcenia Laplace a 4 Ćw8 Kolokwium II. Ćw9 Kolokwium zaliczeniowe Suma godzin 30 Liczba godzin N1 N STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE wykład z prezentacją multimedialną rozwiązywanie zadań OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P Numer przedmiotowego Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia podsumowująca (na koniec semestru)) efektu kształcenia P (wykład) PEK_W01 egzamin końcowy PEK_W08 F1 (ćwiczenia) PEK_U01 kolokwium cząstkowe I (maks. 100 pkt.) PEK_U03 F (ćwiczenia) PEK_U04 kolokwium cząstkowe II (maks. 100 pkt.) PEK_U05 F3 (ćwiczenia) PEK_U01 PEK_U05 F4 (ćwiczenia) PEK_U01 PEK_U05 P (ćwiczenia) = 3,0 jeżeli (F1 + F + F3 + F4) = 100 10 pkt. 3,5 jeżeli (F1 + F + F3 + F4) = 11 140 pkt. 4,0 jeżeli (F1 + F + F3 + F4) = 141 160 pkt. 4,5 jeżeli (F1 + F + F3 + F4) = 161 180 pkt. 5,0 jeżeli (F1 + F + F3 + F4) = 181 00 pkt. 5,5 jeżeli (F1 + F + F3 + F4) = 01 pkt. dodatkowa punktacja za aktywność na ćwiczeniach (maks. 0 pkt. za jednorazową aktywność) ujemna punktacja za nieusprawiedliwioną nieobecność lub spóźnienie (maks. minus 10 pkt. za jednorazową nieobecność) 0
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [9] A. Kozioł, materiały wykładowe, Internet (adres podany na wykładzie) [10] T. Traczyk, M. Mączyński, Matematyka stosowana w inżynierii chemicznej, WNT, Warszawa, 1970 [11] E. Kreyszig, Advanced Engineering Mathematics, J. Wiley & Sons, New York 1993 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [7] T. Zalewski, Metody algebry liniowej w inżynierii procesowej, WNT, Warszawa, 1991 [8] K. A. Stroud, Advanced Engineering Mathematics, Industrial Press, New York 003 OPIEKUN PRZEDMIOTU (Tytuł, Imię, Nazwisko, adres e-mail) Prof.dr hab. inż. Antoni Kozioł, antoni.koziol@pwr.wroc.pl MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Matematyka stosowana w inżynierii chemicznej Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU inżynieria chemiczna i procesowa Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne (wiedza) PEK_W01 KAic_W01 C1 Wy1 Wy3 N1 PEK_W0 KAic_W01 C1 Wy4 N1 PEK_W03 KAic_W01 C1 Wy5, Wy6 N1 PEK_W04 KAic_W01 C1 Wy7 Wy9 N1 PEK_W05 KAic_W01 C1 Wy10 N1 PEK_W06 KAic_W01 C1 Wy11 N1 PEK_W07 KAic_W01 C1 Wy1 N1 PEK_W08 KAic_W01 C1 Wy13 N1 (umiejętności) KAic_U01 C Ćw1,Ćw N PEK_U01 PEK_U0 KAic_U01 C Ćw3 N PEK_U03 KAic_U01 C Ćw4 N PEK_U04 KAic_U01 C Ćw5 N PEK_U05 KAic_U01 C Ćw6 N ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia - odpowiednie symbole z tabel powyżej 1
Politechnika Wrocławska WYDZIAŁ CHEMICZNY Zał. nr 4 do ZW 33/01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów *niepotrzebne usunąć Optymalizacja procesów Optimization of processes Inżynieria chemiczna i procesowa Inżynieria chemiczna II stopień, stacjonarna obowiązkowy ICP03007 NIE Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 30 30 egzamin zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 3 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) *niepotrzebne usunąć 1 1 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 5. Znajomość elementarnej matematyki 6. 7.
C1 C C3 CELE PRZEDMIOTU Zapoznanie studentów z podstawową optymalizacji. Poznanie podstawowych metod stosowanych w procesach optymalizacyjnych Uzyskanie podstawowej wiedzy z zakresu obliczeń optymalizacyjnych PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 zna podstawowe pojęcia i metody optymalizacji PEK_W0 zna podstawowe zasady programowania Z zakresu umiejętności: PEK_U01 potrafi samodzielnie rozwiązywać zagadnienie optymalizacyjne PEK_U0- potrafi korzystać z programów komputerowych z zakresu optymalizacji Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_K01 potrafi wykorzystać metody optymalizacji do projektowania procesów jednostkowych PEK_K0- potrafi zaproponować ulepszenie istniejących rozwiązań technicznych TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Liczba godzin Wy1 Czym jest optymalizacja. Definicja podstawowych pojęć stosowanych w optymalizacji, rodzaje procesów, kryteria 1 optymalizacji, optymalizacja a ekonomika. Wy Istotne cechy problemów optymalizacyjnych. Cechy procesu, model matematyczny procesu, klasyfikacja modeli, budowa modelu 1 matematycznego. Wy3 Generalna procedura rozwiązywania zagadnień optymalizacyjnych. Podstawowa procedura optymalizacyjna, 1 poszukiwanie cech obietku optymalizacyjnego Wy4 Tworzenie funkcji obiektu. Identyfikacja obiektu, pojęcie czarnej skrzynki, metody optymalizacyjne, funkcja celu 1 Wy5 Badania ciągłości funkcji. Ekstrema funkcji, funkcja unimodalna, metody poszukiwania ekstremum funkcji, 1 Wy6 Bezpośrednie metody poszukiwania ekstremum funkcji. Metody oparte na eliminacji przedziału funkcji, metoda złotego podziału, metoda, metoda Fibanacciego 1 Wy7 Metody Simplex i Powella. Założenia metody Simplex, rodzaje 1 3
Wy8 Wy9 Wy10 Wy11 Wy1 Wy13 Wy14 Wy15 simpleksu, Pośrednie metody poszukiwań. Metody gradientowe i bezgradientowe, metoda oparta na interpolacji, 1 Metody Newtona i quasi-newtona. Podstawy metody Newtona, korzyści płynące z zastosowania metody Newtona, metoda pseudo- 1 Newtona, metoda siecznej Optymalizacja bez ograniczeń funkcji wielu zmiennych. Metody z wyliczeniem pochodnych, metoda Hooka-Jeevesa, metoda Gaussa- 1 Seidela Optymalizacja z ograniczeniami. Wyznaczanie ekstremum funkcji z ograniczeniami, ekstremum warunkowe, mnożnik Lagrange a, 1 Funkcja kary. Koncepcja funkcji kary, wewnętrzna funkcja kary, zewnętrzna funkcja kary, metoda funkcji barierowej 1 Programowanie liniowe. Obszary dopuszczalności, metoda graficzna, metoda simpleks w programowaniu liniowym 1 Optymalizacja wielokryterialna. Diagram Hassego, graf skierowany, podejście paretowskie, metoda kryteriów ważonych 1 Sztuczna sieć neuronów. Podstawy sztucznej inteligencji, metody niedeterministyczne, czynnik losowy, metoda Monte Carlo 1 Suma godzin 15 Ćw1 Ćw Ćw3 Ćw4.. Forma zajęć - ćwiczenia Suma godzin Liczba godzin La1 La La3 La4 Forma zajęć - laboratorium Suma godzin Liczba godzin Pr1 Pr Pr3 Pr4 Forma zajęć - projekt Liczba godzin 4
Suma godzin Forma zajęć - seminarium Liczba godzin Badania funkcji jednej zmiennej.określenie ekstremów funkcji, Se1 wyznaczanie dziedziny funkcji i punktów przecięcia z osiami, badanie pierwszej pochodnej funkcji-monotoniczność funkcji, wyznaczanie lokalnych ekstremów funkcji Se Rachunek macierzowy. Operacje elementarne i rząd macierzy, macierze odwrotne, macierz transponowana Se3 Elementy rachunku wektorowego. Wektory n-wymiarowe, iloczyn wektorowy, działania na wektorach, wektor odwrotny Funkcje dwóch i wielu zmiennych. Wyznaczanie ekstremów Se4 funkcji dwóch zmiennych, wypukłość i punkt przegięcia, optymalizacja funkcji wielu zmiennych z ograniczeniami Se5 Numeryczne metody optymalizacji funkcji jednej zmiennej. Metoda Newtona, metoda złotego podziału, metoda Fibonaciego Metody optymalizacji kwadratowej i sześciennej. Aproksymacja Se6 kwadratowa, algorytm Powella, aproksymacja trzeciego rzędu, zadania i obliczenia Bezwarunkowe ekstremum funkcji wielu zmiennych. Metody Se7 bezwarunkowe, gradient funkcji wielu zmiennych, macierz Hesse, metody poszukiwania ekstremum funkcji wielu zmiennych, simpleks, procedura simpleksu Metody poszukiwania Hooke a Jeewesa. Opis metody H-J, Se8 algorytm H-J, przykłady rozwiązań zadań z zastosowaniem metody H-J Metoda kierunków sprzężonych Powella. Twierdzenia dotyczące Se9 metody kierunków sprzężonych, przekształcenie funkcji kwadratowej, kierunki sprzężone, algorytm kierunków sprzężonych Powella Metody gradientowe. Optymalizacja statyczna, metoda gradientu Se10 prostego, metoda Cauchy ego, metoda najszybszego spadku, przykłady i zadania Metoda Newtona i gradientów sprzężonych. Metoda Newtona, Se11 algorytm Newtona, zmodyfikowana metoda Newtona, algorytm Fletchera-Reevesa (F-R) Ekstremum funkcji z ograniczeniami. Ekstremum funkcji z Se1 ograniczeniami, pojęcie ogólne, mnożnik Lagrange a, metoda Kuhna-Tuckera Se13 Metoda funkcji kary. Funkcja kary- podstawy teoretyczne, kara zewnętrzna, kara wewnętrzna, przykłady i zadania Programowanie liniowe podstawy. Funkcje liniowe, Se14 programowanie liniowe, metoda simpleksu w programowaniu liniowym Se15 Kolokwium zaliczeniowe Suma godzin 30 5
N1 N N3 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE wykład z prezentacją multimedialną rozwiązywanie zadań praca domowa studenta OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P Numer przedmiotowego Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia podsumowująca (na koniec semestru)) efektu kształcenia F1 Wykład Wy1-Wy15 Egzamin F Seminarium Se1 Se14 Sprawdzian pisemny F3 P LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] A.Stachurski, A.P.Wierzbicki, Podstawy optymalizacji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 001Warszawa. [13] J.Kusiak, A.Danielewska-Tutecka, P.Oprocha, Optymalizacja Wybrane metody z przykładami zastosowań, Wydawnictwo Naukowe PWN 009. [14] T.F.Edgar, D.M.Himmelblau, Optimization of Chemical Procsses, McGraw-Hill International Editions, New York 1988. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [9] A.Ostanin, Metody i algorytmy optymalizacji, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 003. [10] A.Ostanin, Metody I, algorytmy optymalizacji [11] Krzysztof Amborski, Podstawy metod optymalizacji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 009 OPIEKUN PRZEDMIOTU (Tytuł, Imię, Nazwisko, adres e-mail) Prof. dr hab. Zygmunt Sadowski Zygmunt.sadowski@pwr.wroc.pl MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Optymalizacja procesów Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria chemiczna i procesowa 6
I SPECJALNOŚCI.. Przedmiotowy efekt kształcenia Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne (wiedza) PEK_W01 C1,C,C3 Wy1-Wy15 N1 PEK_W0 C1,C,C3 Se1-Se14 N N3 (umiejętności) PEK_U01 PEK_U0 (kompetencje społeczne) PEK_K01 PEK_K0 ** - wpisać symbole kierunkowych / specjalnościowych efektów kształcenia - odpowiednie symbole z tabel powyżej Politechnika Wrocławska WYDZIAŁ CHEMICZNY Zał. nr 4 do ZW 33/01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów *niepotrzebne usunąć Paliwa odnawialne Renewable fuels Inżynieria Chemiczna i Procesowa Inżynieria chemiczna II stopień, stacjonarna wybieralny TCC00005 NIE Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład 30 60 egzamin Ćwiczenia Laboratoriu m Projekt Seminarium 7
Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym 1 bezpośredniego kontaktu (BK) *niepotrzebne usunąć WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 8. Podstawy chemii nieorganicznej i organicznej 9. Podstawy technologii chemicznej C1 C C3 C4 CELE PRZEDMIOTU Zapoznanie studentów z technologiami otrzymywania paliw konwencjonalnych i alternatywnych. Zapoznanie studentów z technologiami produkcji biopaliw. Zapoznanie studentów z technologiami produkcji paliw odnawialnych (innych niż biopaliwa). Zapoznanie studentów z kryteriami wprowadzania paliw odnawialnych. PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 ma wiedzę z zakresu technologii paliw nieodnawialnych PEK_W0 ma wiedzę z zakresu technologii paliw alternatywnych PEK_W03 ma wiedzę o technologii wytwarzania paliw odnawialnych z biomasy PEK_W04 ma wiedzę o technologii wytwarzania paliw odnawialnych ze źródeł innych niż biomasa Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_K01 ma świadomość wpływu na środowisko stosowania paliw nieodnawialnych i nieodnawialnych TREŚCI PROGRAMOWE 8
Forma zajęć - wykład Liczba godzin Wy1 Pojęcia podstawowe. Podstawowe źródła i rodzaje energii. Wy Paliwa konwencjonalne. Paliwa ciekłe. Otrzymywanie i właściwości. Ropa naftowa. Wy3 Paliwa konwencjonalne. Paliwa gazowe i stałe. Otrzymywanie i właściwości. Gaz ziemny i węgiel. Wy4 Paliwa alternatywne. Zgazowanie. Reforming parowy. Wy5 Paliwa alternatywne. Wodór. Ogniwa paliwowe. Wy6 Paliwa alternatywne. Paliwa z odpadów. Wy7 Paliwa odnawialne. Biokomponenty i biopaliwa. Otrzymywanie i właściwości. Wy8 Przetwórstwo biomasy. Technologie energetycznego wykorzystania biomasy. Wy9 Przetwórstwo biomasy. Technologia BTL. Wy10 Paliwa odnawialne (inne niż biopaliwa) z niemineralnych źródeł energii. Wiatr. Wy11 Paliwa odnawialne (inne niż biopaliwa) z niemineralnych źródeł energii. Słońce. Wy1 Paliwa odnawialne (inne niż biopaliwa) z niemineralnych źródeł energii. Woda. Wy13 Paliwa odnawialne (inne niż biopaliwa) z niemineralnych źródeł energii. Źródła geotermiczne. Wy14 Oszczędzanie energii. Ekonomika uzyskania energii. Wy15 Egzamin Suma godzin 30 N1 N STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE wykład z prezentacją multimedialną konsultacje OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), Numer przedmiotowego Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia P podsumowująca (na koniec semestru)) efektu kształcenia P (wykład) PEK_W01 PEK_W04 PEK_K01 egzamin końcowy 9
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [15] A. Podsiadło, Paliwa, oleje i smary w ekologicznej eksploatacji, WNT, Warszawa, 00 [16] G. Jarzębska, Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne, WNT, Warszawa, 007 [17] M. Lewandowski, Proekologiczne źródła energii odnawialnej, WNT, Warszawa 00 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] G. Boyle, Renewable Energy: Power for a Sustainable Future, OUP, The Open University, Oxford 004 [13] D. Nowak-Woźny, M. Mazur, Some aspects of renewable energy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 011 OPIEKUN PRZEDMIOTU (Tytuł, Imię, Nazwisko, adres e-mail) dr inż. hab. Aleksandra Masalska, aleksandra.masalska@pwr.wroc.pl dr inż. Karolina Jaroszewska, karolina.jaroszewska@pwr.wroc.pl MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Paliwa odnawialne Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Chemiczna i Procesowa Przedmiotowy efekt kształcenia (wiedza) PEK_W01 PEK_W0 PEK_W03 PEK_W04 (kompetencje społeczne) PEK_K01 Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu C1 C1 C C3 Treści programowe Wy1, Wy, Wy3 Wy4, Wy5, Wy6 Wy7, Wy8, Wy9 Wy10, Wy11, Wy1, Wy13 Narzędzia dydaktyczne N1, N N1, N N1, N N1, N C4 Wy14 N1, N ** - wpisać symbole kierunkowych / specjalnościowych efektów kształcenia - odpowiednie symbole z tabel powyżej Politechnika Wrocławska Zał. nr 4 do ZW 33/01 30
WYDZIAŁ CHEMICZNY KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów *niepotrzebne usunąć 4l ( ECTS) Praca dyplomowa I Graduate laboratory I wszystkie kierunki Wydziału Chemicznego II stopień, stacjonarna obowiązkowy CHC0000 NIE Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 60 10 zaliczenie na ocenę Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 4 w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 4 WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 10. Wiedza teoretyczna i praktyczna niezbędna dla studiowanego kierunku studiów Potrafi przeprowadzić rozeznanie literaturowe z zakresie konkretnego problemu naukowo-badawczego. Zna podstawy planowania i przeprowadzania badań naukowych. C1 C C3 C4 CELE PRZEDMIOTU Zapoznanie z podstawową metodologią pracy naukowej Nabycie umiejętności korzystania z literatury naukowej i innych źródeł wiedzy. Nauczenie selekcjonowania i porządkowania wiedzy pod kątem konkretnego tematu. Poszerzenie wiedzy w specjalistycznym zakresie w ramach studiowanego kierunku 31
PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 zna rodzaje źródeł wiedzy naukowej i fachowej, PEK_W0 ma pogłębioną wiedzę w zakresie tematu pracy dyplomowej. Z zakresu umiejętności: PEK_U01 potrafi gromadzić i weryfikować informacje przydatne do poznania określonego zagadnienia, PEK_U0 potrafi łączyć i uogólniać informacje pochodzące z różnych źródeł, PEK_U03 potrafi w sposób syntetyczny i krytyczny opracować zgromadzone informacje, La 1-15 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - laboratorium Liczba godzin Indywidualna praca studenta według harmonogramu uzgodnionego 60 z Opiekunem pracy dyplomowej. Suma godzin 60 N1 konsultacje STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny (F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru)) Numer przedmiotowego efektu kształcenia Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia P PEK_W01 PEK_W0 PEK_U01 PEK_U03 ocena ilości i jakości wyników pracy studenta LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA Literatura naukowa i fachowa wskazana przez Opiekuna przedmiotu i/lub znaleziona przez studenta. OPIEKUN PRZEDMIOTU (Tytuł, Imię, Nazwisko, adres e-mail) Opiekunowie poszczególnych kursów Praca dyplomowa I Przygotowanie karty: Prof.dr hab. inż. Piotr Drożdżewski, piotr.drozdzewski@pwr.wroc.pl 3
MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Praca dyplomowa I Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU (wszystkie kierunki Wydziału Chemicznego) Przedmiotowy efekt kształcenia (wiedza) PEK_W01 PEK_W0 (umiejętności) PEK_U01 PEK_U0 PEK_U03 Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** KAbt_U0, KAch_U05, KAic_U0, KAim_U06, KAtc_U09 KAbt_U0, KAch_U05, KAic_U0, KAim_U06, KAtc_U09 KAbt_U0, KAch_U05, KAic_U0, KAim_U06, KAtc_U09 KAbt_U0, KAch_U05, KAic_U0, KAim_U06, KAtc_U09 KAbt_U0, KAch_U05, KAic_U0, KAim_U06, KAtc_U09 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne C La1-La15 N1 C4 La1-La15 N1 C1, C La1-La15 N1 C1, C3 La1-La15 N1 C1, C3 La1-La15 N1 ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia - odpowiednie symbole z tabel powyżej Politechnika Wrocławska WYDZIAŁ CHEMICZNY Zał. nr 4 do ZW 33/01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim Nazwa w języku angielskim Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Specjalność (jeśli dotyczy): Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów *niepotrzebne usunąć Praca dyplomowa II Graduate laboratory II wszystkie kierunki Wydziału Chemicznego II stopień, stacjonarna obowiązkowy CHC00004 NIE Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Dla grupy kursów Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 5 300 zaliczenie na ocenę 33
zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 10 w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom 10 o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom 7,5 wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 11. Wiedza teoretyczna i praktyczna niezbędna dla studiowanego kierunku studiów C1 C C3 C4 C5 CELE PRZEDMIOTU Zapoznanie z podstawową metodologią pracy naukowej Zdobycie umiejętności planowania, przeprowadzania i opracowywania wyników eksperymentów naukowych Poszerzenie wiedzy w specjalistycznym zakresie w ramach studiowanego kierunku Zainspirowanie studenta do wytyczania kierunków swojego dalszego rozwoju i stałego samokształcenia się. Pogłębienie umiejętności tworzenia pisemnego opracowania prezentującego dotychczasowy stan wiedzy oraz własne osiągnięcia w zakresie tematu pracy dyplomowej. PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 zna rodzaje źródeł wiedzy naukowej i fachowej, PEK_W0 ma wiedzę teoretyczną i praktyczną niezbędną do wykonania pracy dyplomowej, Z zakresu umiejętności: PEK_U01 potrafi przeprowadzić eksperymenty / wykonać projekt /stworzyć oprogramowanie oraz opracować wyniki i wyciągnąć wnioski ze swoich dokonań, PEK_U0 potrafi przygotować pisemne opracowanie na temat wybranego zagadnienia naukowego i własnego wkładu do tego zagadnienia, PEK_U03 potrafi wyszukiwać nowe i rozwijać swoje dotychczasowe zainteresowania i umiejętności. La 1-15 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - laboratorium Liczba godzin Indywidualna praca studenta według harmonogramu uzgodnionego 60 z Opiekunem pracy dyplomowej. Suma godzin 60 34