Reactor and Bioreactor Design

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav procesní a zpracovatelské techniky

Anotace:

Předmět patří do skupiny jednotkových operací a pochodů. Navazuje na hydraulické, difúzní a tepelné pochody, přenosové jevy a fyzikální chemii. Rozšiřuje znalosti o návrh zařízení, ve kterých dochází k přeměně hmoty chemickou a biochemickou reakcí. Vysvětluje základy chemické kinetiky homogenních i heterogenních a biochemických reakcí a návrh základních typů reaktorů a biorektorů. Dále seznamuje s neideálním chováním reaktorů a chováním soustav reaktorů. Využití znalostí je o oblasti chemického, farmaceutického a potravinářského průmyslu při návrhu zařízení, projektování linek a jejich optimalizaci a provozování.

Návrh vsádkových, průtočných míchaných a trubkových reaktorů a jejich kombinací. Aplikace pro klasické chemické výroby včetně katalytických reaktorů a polymerizátorů, rovněž pro potravinářské výroby. Rozšíření na výpočty bioreaktorů včetně enzymatických s aplikacemi pro farmaceutický, chemický, potravinářský průmysl a čištění odpadních vod. Základy bioinženýrství - kultivace mikroorganismů a jejich charakter, kinetika bioprocesů, sterilizace, fermentace, separace, desintegrace a izolace a čistění produktů.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Základní vztahy chemické kinetiky a chemických rovnováh.

2.Kinetika homogenních a heterogenních reakcí.

3.Vsádkové reaktory.

4.Reaktory s pístovým tokem.

5.Míchané průtočné reaktory.

6.Kaskády reaktorů a systémy reaktorů.

7.Výběr typu reaktoru a optimalizace reaktorů.

8.Neideálně míchané reaktory.

9.Typy reaktorů, jejich design.

10.Bioreaktory, základní pojmy, základní schéma procesu

11.Typy fermentorů.

12.Kinetika biochemických procesů.

13.Způsoby dodávání kyslíku pro růst mikroorganismů

14.Výpočty a návrh základních typů bioreaktorů.

Osnova cvičení:

1.Výpočet základních veličin.

2.Časový průběh jednoduchých i složitých chemických reakcí.

3.Vsádkové reaktory.

4.Průtočné reaktory.

5.Závislost reakční konstanty na teplotě.

6.Neizotermní reaktory, bilance tepla, Fourier-Kirchhoffova rovnice

7.Trubkové reaktory.

8.Dva neizotermní reaktory - s přepínáním toků.

9.Chaotické děje v reaktorech.

10.Simulace průtočného, ideálně míchaného reaktoru.

11.Samostatná semestrální práce

Podrobněji viz stránky předmětu na www.fs.cvut.cz/cz/u218. Výpočty převážne v MAPLu.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Ditl, P.: Chemické reaktory, skripta ČVUT a v nich doporučená literatura

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: