Slide background

Τεχνική Χημικών & Βιοχημικών Διεργασιών

1. ΓΕΝΙΚΑ

ΣχολήΜηχανικών Περιβάλλοντος
Επίπεδο ΣπουδώνΠροπτυχιακό
Κωδικός μαθήματοςΜΠ 317Εξάμηνο Σπουδών5ο
Είδος μαθήματοςΥποχρεωτικό
Αυτοτελείς Διδακτικές ΔραστηριότητεςΕβδομαδιαίες Ώρες ΔιδασκαλίαςΠιστωτικές Μονάδες
Διαλέξεις και Εργαστηριακές Ασκήσεις5
Θ=3, Α=1, Ε=4/4
5
Τύπος ΜαθήματοςΕπιστημονικής Περιοχής
Προαπαιτούμενα Μαθήματα 
Γλώσσα Διδασκαλίας και εξετάσεωνΕλληνική
Το Μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές ERASMUSΝαι
Ηλεκτρονική Σελίδα Μαθήματος (URL)https//www.eclass.tuc.gr/courses/MHPER172/

 

2. MΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο φοιτητής/τρια θα πρέπει να:

  1. Έχει αντίληψη των βασικών αρχών της κινητικής χημικών αντιδράσεων.
  2. Έχει κατανοήσει την έννοια του ρυθμού των χημικών αντιδράσεων.
  3. Έχει κατανοήσει τη λειτουργία των βασικών τύπων ισοθερμοκρασιακών ομογενών αντιδραστήρων (batch, CSTR, PFR).
  4. Έχει κατανοήσει τη λειτουργία αντιδραστήρων συνεχούς ροής (CSTR) σε σειρά και αντιδραστήρων με ανακύκλωση.
  5. Έχει ευχέρεια στην ανάλυση κινητικών δεδομένων από αντιδραστήρες.
  6. Έχει αντίληψη των βασικών αρχών της κατάλυσης και των χαρακτηριστικών των καταλυτών.
  7. Έχει κατανοήσει τις βασικές αρχές των αντιδράσεων ελευθέρων ενζύμων και της κινητικής Michaelis-Menten.
  8. Έχει αντίληψη των παραμέτρων παρεμπόδισης ενζυματικών αντιδράσεων
  9. Έχει ευχέρεια στην ανάλυση μαθηματικών μοντέλων ανάπτυξης μικροοργανισμών.
  10. Έχει κατανοήσει τη λειτουργία των βασικών τύπων βιοαντιδραστήρων (batch, fed-batch, CSTR).

Οι δεξιότητες που αναμένεται να αναπτύξει ο φοιτητής/τρια με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος είναι:

  1. Ικανότητα ανάλυσης προβλημάτων χημικής κινητικής (προσδιορισμός κινητικής σταθεράς, τάξης και ενέργειας ενεργοποίησης αντίδρασης).
  2. Ικανότητα ανάλυσης και σχεδιασμού των βασικών τύπων των ομογενών ιδανικών αντιδραστήρων.
  3. Ικανότητα κατανόησης των βασικών αρχών και εφαρμογών της ετερογενούς κατάλυσης.
  4. Ικανότητα ανάλυσης προβλημάτων κινητικής ενζυματικών αντιδράσεων.
  5. Ικανότητα ανάπτυξης μαθηματικών μοντέλων που σχετίζονται με την ανάπτυξη μικροοργανισμών.
  6. Ικανότητα ανάλυσης και σχεδιασμού των βασικών τύπων βιοαντιδραστήρων (batch, fed-batch, CSTR).
  7. Ικανότητα προσδιορισμού των βέλτιστων συνθηκών λειτουργίας αντιδραστήρων που σχετίζονται με χημικές και βιοχημικές διεργασίες.
 
Γενικές Ικανότητες
 
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Σχεδιασμός και Διαχείριση Έργων
 

3. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

 
  1. Στοιχειομετρία και κινητική χημικών αντιδράσεων.
  2. Η εξίσωση του Arrhenius.
  3. Σχεδιασμός ισοθερμοκρασιακών ομογενών αντιδραστήρων (batch, CSTR, PFR).
  4. Αντιδραστήρες CSTR σε σειρά.
  5. Αντιδραστήρες με ανακύκλωση.
  6. Ανάλυση κινητικών δεδομένων από αντιδραστήρες.
  7. Κατάλυση και χημικοί καταλύτες.
  8. Αντιδράσεις ελευθέρων ενζύμων.
  9. Κινητική Michaelis-Menten. Προσδιορισμός κινητικών παραμέτρων.
  10. Παρεμπόδιση ενζυματικών αντιδράσεων.
  11. Μαθηματικά μοντέλα ανάπτυξης μικροοργανισμών (μιας μεταβλητής, με περιορισμό υποστρώματος, συντήρησης και ενδογενούς μεταβολισμού). Σχεδιασμός βιοαντιδραστήρων (batch, fed-batch, CSTR).
  12. Κινητική αποστείρωσης.
  13. Αερισμός και ανάδευση βιοαντιδραστήρων.
  14. Προσδιορισμός βέλτιστων συνθηκών λειτουργίας.
  15. Εφαρμογές.
 

4. ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ - ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

Τρόπος ΠαράδοσηςΣτην αίθουσα διδασκαλίας και στο εργαστήριο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και ΕπικοινωνιώνΥποστήριξη εκπαιδευτικής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class
Οργάνωση ΔιδασκαλίαςΔραστηριότηταΦόρτος Εργασίας Εξαμήνου (ώρες)
- Διαλέξεις39
- Φροντιστήριο13
- Εργαστηριακές Ασκήσεις16
- Εκπόνηση προαιρετικής μελέτης (δύο projects)10
- Αυτοτελής Μελέτη47
Σύνολο Μαθήματος125
Αξιολόγηση Φοιτητών

Ι. Γραπτή τελική εξέταση (75%) που περιλαμβάνει:

  • Επίλυση προβλημάτων

ΙΙ. Εργαστηριακές ασκήσεις (25%)

ΙΙ. Εκπόνηση προαιρετικής μελέτης (10% επιπλέον)

5. ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΙΟΓΡΑΦΙΑ

 
  • J.M. Smith, ‘Μηχανική Χημικών Διεργασιών’, 3η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα (μετάφραση Τσιακάρα).
  • ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΒΙΟΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ – Βασικές Έννοιες, Πανεπιστημιακές εκδόσεις ΕΜΠ (2005) «Bioprocess Engineering – Basic Concepts», M.L. Shuler & F. Kargi, Prentice Hall (1992).
 

6. ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ

Υπεύθυνος/η μαθήματος:Καθηγητής Ν. Καλογεράκης (Μέλος ΔΕΠ - ΜΗΠΕΡ), Επίκουρη Καθηγήτρια Π. Παναγιωτοπούλου (Μέλος ΔΕΠ - ΜΗΠΕΡ)
Διδασκαλία μαθήματος:Καθηγητής Ν. Καλογεράκης (Μέλος ΔΕΠ - ΜΗΠΕΡ), Επίκουρη Καθηγήτρια Π. Παναγιωτοπούλου (Μέλος ΔΕΠ - ΜΗΠΕΡ)
Φροντιστηριακές ασκήσεις:Καθηγητής Ν. Καλογεράκης (Μέλος ΔΕΠ - ΜΗΠΕΡ), Επίκουρη Καθηγήτρια Π. Παναγιωτοπούλου (Μέλος ΔΕΠ - ΜΗΠΕΡ)
Εργαστηριακές ασκήσεις:Α. Παντίδου (Μέλος ΕΤΕΠ - ΜΗΠΕΡ), Ρ. Σαρίκα (Μέλος ΕΔΙΠ - ΜΗΠΕΡ)