ingineria proceselor chimice şi...
TRANSCRIPT
1
Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din IaşiFacultatea de Inginerie Chimică şi Protecţia Mediului
Departamentul Ingineria şi Managementul Mediului
Ingineria proceselor chimice şi biologice/1
Titular disciplină: Prof.univ.dr.ing. Maria Gavrilescu
Aplicaţii: Asistent univ.dr. Camelia Smaranda
An universitar 2014-2015
2
Structura disciplinei:
- Curs
- Aplicaţii
- lucrări de laborator
- aplicaţii numerice
în conformitate cu planul de învăţământ al celor 2 serii: III-IM; III-IMA
3
III-IM
4
III-IMA
5
An III:Domeniul : Ingineria Mediului
Specializarea: Ingineria şi protecţia mediului în industrie
CURS: 3 ore/săptamână, 14 săptămâni = 42 ore curs
Mod de lucru: 4 ore/săptămână, 10 săptămâni (săpt. 1-10) + 2 ore în săptamâna a 11-a
APLICAŢII: 3 ore/săptămână (6 ore la 2 săptămani)
K = 6
6
An III:Domeniul : Inginerie şi Management
Specializarea: Inginerie economică în industria chimică şi de materiale
CURS: 3 ore/săptamână, 14 săptămâni = 42 ore curs
Mod de lucru: 4 ore/săptămână, 10 săptămâni(săpt. 1-10) + 2 ore în săptămâna a 11-a
APLICAŢII: 2 ore/săptămână (4 ore la 2 săptămâni)
K = 5
7
NOTA FINALĂ:
35% examen (în sesiunea ianuarie februarie 2012), din care 10% prezenţa la curs
35% teste în timpul semestrului (examen parţial, din care 10% prezenţa la curs
(21 noiembrie 2014)
30% aplicaţii
- 15% activitate la orele de aplicaţii
- 15% colocviu final la laborator
8
Examen parţial:
An III – 21 noiembrie 2014 (cursurile din săptămânile 1 – 5)
Prezenţa tuturor studenţilor este obligatorie, fiind examen prevăzut în programul de pregătire, respectiv fişa disciplinei (se
acordă credite)
9
Scopul cursului:• instruirea studenţilor pentru: analiza şi sinteza sistemelor chimice şi biologice, aplicate în industrie şi protecţia mediului, având ca obiective:
studiul principalelor tipuri de procese chimice şi biologice din ingineria şi managementul mediului
studiul problemele specifice analizei, sintezei şi proiectării acestor procese, studiului modelelor de sisteme ideale şi reale şi a proceselor care le conţin
10
Conţinutul cursului:
1.Introducere în ingineria proceselor chimice. Ingineria proceselor biologice
2. Procese chimice
3. Procese biologice
4. Aplicaţii ale proceselor chimice şi biologice în ingineria şi managementul mediului
11
Aplicaţii:
a. Lucrări de laborator:1. Prezentarea laboratorului de Ingineria proceselor chimice şi biologice. Protecţia
muncii. Noţiuni fundamentale şi problematică. Prezentarea specificului aplicaţiilor. Analiza noţiunilor fundamentale pentru ingineria chimică.
2. Studiul operaţei de adsorbţie aplicată la decontaminarea unor efluenţi apoşi ce conţin coloranţi
3. Reactoare unitare ideale. Aplicaţii ale ecuaţiilor de proiectare.
4. Aplicaţii ale informaţiilor obţinute la analiza distribuţiei timpilor de staţionare la studiul dispersiei în reactoarele specifice din ingineria mediului.
5. Transferul de masă al oxigenului în dispersii gaz-lichid într-un bioreactor pneumatic.
6. Modelarea empirică a transferului de masă gaz-lichid într-un bioreactor gaz-lift
7. Evaluarea finală. Aprecierea şi analiza rezultatelor.
b. Rezolvarea de probleme şi analize de studii de caz
12
1.IntroducereIngineria:
Aplicarea, cu anumite constrângeri, în anumite condiţii, a principiilor ştiinţifice la conceperea (sinteza), analiza, proiectarea, construcţia (execuţia) şi operarea (exploatarea) structurii echipamentelor şi sistemelor, a produselor, în folosul societăţii, pentru dezvoltarea durabilă.
13
Analiza şi sinteza sistemelor de producţie chimică se consideră a fi esenţa ingineriei chimice.
Sinteza:
Analiza:
Crearea unor realităţi artificiale pe care natura nu le produce de la sine, menite să îndeplinească anumite sarcini, în cele mai economice condiţii.
Rezultatul final al unui proces de sinteză tehnică este o realitate materială (de exemplu: o linie tehnologică).
Examinarea unui complex, a elementelor lui şi a conexiunilor dintre ele.
Permite înţelegerea unui sistem şi a modului cum acesta funcţionează
14
Laborator Chimist
Proces tehnologic laborator
Micropilot Inginer chimist
Proces tehnologic micropilot
Pilot Inginer chimist
Proces tehnologic pilot
Transpunere la scară
industrială
Proiectare
Execuţie
Sistem chimic industrial
Exploatare Întreţinere Control
Ingi
ner
ch
imis
t
15
Reacţie chimică
Proces chimic
Reacţie biochimică
Proces biochimic
Reacţie biologică
Proces biologic
16
Ingineria Ingineria proceselorproceselor chimicechimice șși i biologicebiologice îîn contextul dezvoltării n contextul dezvoltării
durabiledurabile
Dezvoltarea care asigură nevoile prezentului fără a compromite şansa generaţiilor viitoare de a-şi asigura satisfacerea propriilor nevoi.
1987, Raportul Bruntland (“OUR COMMON FUTURE”, Oxford University Press)
1987 The Brundtland Commission…
Dezvoltarea durabilă:
17
Dezvoltarea durabilă
Conceptul de dezvoltare durabilă
desemnează totalitatea formelor şi metodelor de dezvoltare socio-economică, al căror fundament îl reprezintă, în primul rând,
asigurarea unui echilibru între sistemele socio-economice şi elementele capitalului
natural.
18
Componentele dezvoltării durabile
19
Sistem durabil din punct de vedere economic
capabil să genereze bunuri şi servicii pe o bază continuă şi solidă, evitând dezechilibrele sectoriale extreme, care ar periclita sistemele de producţie.
Sistem durabil din punctul de vedere al mediului înconjurător
asigură menţinerea funcţiilor mediului şi a unei baze de resurse stabilă, prin utilizare raţională, evitarea supraexploatării resurselor regenerabile şi epuizarea celor neregenerabile.
Sistem durabil din punct de vedere social
asigură echitate, servicii sociale şi de sănătate adecvate, accesul la educaţie, echitatea genurilor, responsabilitate şi participare la viaţa societăţii.
20
1992 The Rio Earth Summit…
Agenda 21 - Action Plan/ “Blueprint for Sustainable Development”
(“Proiect pentru dezvoltare durabilă” 40 capitole, 300 pagini)
Capitolul 36: Promoting Education, Public Awareness and Training
(Promovarea educaţiei, conştientizarea publicului şi instruire)
Rio de Janeiro
Summitul Pământului de la Rio de Janeiro, Brazilia
21
2000 UN Millenium Summit
New York
MilleniumMilleniumDevelopmentDevelopment
GoalsGoals(MDG)2015
Asigurarea Asigurarea durabilitădurabilităţţii ii
mediului mediului îînconjurătornconjurător
22
2002 World Summit on SustainableDevelopment
Johanesburg
Ce este dezvoltarea durabilă?
23
1. Creşterea economică
Încurajarea dezvoltării responsabile, pe termen lung, cu condiţia ca nici o naţiune sau comunitate să nu fie neglijată.
24
2. Conservarea resurselor naturale şi protecţia mediului
Reducerea consumului de resurse
Stoparea poluării
Conservarea habitatelor naturale
25
3. Dezvoltarea socială
Locuri de muncă, alimente, educaţie, energie, grijă pentru sănătate, apă şi salubritate
Respect pentru diversitatea culturală şi socială şi dreptul la muncă
Toţi membrii societăţii trebuie să joace un rol în determinarea viitorului lor
26
Decada EducaţieiPentru Dezvoltare Durabilă
2005-2014
27
Teme cheie…
Producţie şi consum durabil
Managementul apei
Biodiversitatea
Conservare & Protecţie
28
Teme cheie(cont’d)…
Promovarea sănătăţii
Pace şi înţelegere mondială
Egalitatea sexelor
Drepturile omului
Diminuarea sărăciei
Dezvoltare economică pe
bază de durabilă
29
Pentru prima dată în România, Strategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilă a fost realizată de un Grup de Lucru constituit în baza HG nr.305/15.04.1994, care a asigurat reprezentarea tuturor partenerilor sociali, asistat de proiectul PNUD: ”Centrul Naţional pentru Dezvoltarea Durabilă” aflat sub egida Academiei Române.
Strategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilă
Elaborarea Strategiei Naţionale pentru Dezvoltare Durabilă(SNDD) a României într-o formă revizuită conform obiectivelorconvenite la nivel comunitar şi recomandărilor metodologice ale Comisiei Europene (C.E.) a fost stabilită prin HG nr. 1216/4.10.2007, publicată in Monitorul Oficial Nr. 737/31 octombrie 2007.
30
Strategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilă a României Orizonturi 2013–2020–2030
Guvernul României, întrunit în şedinţă la 12 noiembrie 2008, a dezbătut şi aprobat Strategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilă la orizontul anilor 2013–2020–2030.
Orizont 2013:Încorporarea organică a principiilor şi practicilor dezvoltării durabile în ansamblul programelor şi politicilor publice ale României;
Orizont 2020:Atingerea nivelului mediu actual al ţărilor Uniunii Europene la principalii indicatori ai dezvoltării durabile;
Orizont 2030:Apropierea semnificativă a României de nivelul mediu din acel an al ţărilor UE.
31
Obiectiv fundamental:
Creşterea bunăstării şi prosperităţii individuale şi a ansamblului social la nivel naţional, urmărind o dezvoltare economică în limitele de suport ale Capitalului Natural, într-un mod care să garanteze şi calitatea vieţii generaţiilor viitoare.
Obiectivele Strategiei Naţionale pentru Dezvoltare Durabilă
32
Asigurarea dezvoltării durabile , atât la scară globală cât şi la nivel european se bazează pe reducerea celor mai evidente decalaje care există astăzi în lume, şi anume decalajele tehnologice.
Educaţia, cercetarea – dezvoltarea şi inovarea trebuie să contribuie la distribuirea echitabilă a beneficiilor oferite de noile tehnologii, la îmbunătăţirea nivelului general al cunoştinţelor ştiinţifice şi a proceselor de generare, distribuire şi utilizare în comun a ştiinţei în folosul dezvoltării durabile.
Problemele dezvoltării durabile nu-şi pot găsi soluţii viabile fără fundamentarea ştiinţifică a unor repere normative şi fără selectarea, pe baze ştiintifice, a unor ţinte fezabile şi din punct de vedere tehnic/tehnologic.
Educaţia, cercetarea, dezvoltarea şi inovarea în contextul protecţiei mediului şi dezvoltării durabile
33
Rolul actual al inginerului în contextul dezvoltării durabile
• Luarea de decizii pentru alegerea “celor mai bune tehnologii” bazate pe consideraţii tehnice şi economice, având ca obiectiv obţinerea de beneficii sociale (aspect economic)
• Utilizarea durabilă a resurselor materiale şi energetice ale Terrei (aspect de mediu)
• Asigurarea unui impact favorabil al procesului de dezvoltare (existenţa locurilor de muncă, distribuirea produsului muncii) (aspect social)
34
Ce (trebuie să) știe un inginer specializat în procese chimice și biologice
Chemical Engineer Curriculum
ChimiaMatematica
Fenomene de transfer
Transferul de masăTransferul de căldură
Mecanica fluidelor (Transferul de impuls)
Ingineria reacțiilor
Dinamica si controlul proceselor
Conceperea și proiectarea proceselor
Termodnamicaaplicata in inginerie
Laboratorul de operații unitare
Laboratorul de chimie
fizică
Laboratorul de chimie organica
Bilanțuri de materiale și energie
Fizica
Termodinamica(echilibrul fazelor)
1st Paradigm –Operaţii unitare
2nd Paradigm – Fenomene de transfer; Controlul procesului
Chimie, Chimie fizică (termodinamică şi cinetică chimică
Laboratorul de microbiologie
35Mult succes în noul an universitar!
Bibliografie1. Note de curs la disciplina “Ingineria proceselor Chimice șI Biologice”, On line:
http://omicron.ch.tuiasi.ro/~mgav/2. Gavrilescu M., (1997), Bioreactoare Pneumatice, Editura Dosoftei, Iaşi.3. Gavrilescu M., Ungureanu F., Cojocaru C., Macoveanu M., (2005), Modelarea şi
Simularea Proceselor în Ingineria Mediului, Editura EcoZone, Iaşi. 4. Gavrilescu M., (2010), Producţie Industrială Durabilă, Editura Politehnium, Iaşi.5. Kolbe B., Kleiber M., Rarey J., (2012), Chemical Thermodynamics for Process
Simulation, John Wiley & Sons, New York.6. Petrescu S., Mămăligă I., (1997), Ingineria proceselor chimice. Sisteme omogene,
Editura Cermi, Iaşi.7. Petrescu S., Balasanian I., Mămăligă I., (1999), Ingineria proceselor chimice. Sisteme
eterogene, Editura Gheorghe Asachi, Iaşi8. 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 în 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.