inżynieria chemiczna i procesowa

Kierunki studiów - uczelnie - studia
inżynieria chemiczna i procesowa
studia techniczne, kierunek: INŻYNIERIA CHEMICZNA I PROCESOWA
ORAZ LISTĘ UCZELNI
ZOBACZ OPIS KIERUNKU
TREŚCI PROGRAMOWE PRZEDMIOTÓW
PODSTAWOWYCH - I st.
TREŚCI PROGRAMOWE PRZEDMIOTÓW PODSTAWOWYCH
Matematyka – 150 h
Elementy teorii zbiorów i logiki matematycznej. Ciągi i szeregi liczbowe. Algebra liniowa. Elementy rachunku
różniczkowego i całkowego. Geometria analityczna. Analiza wektorowa. Równania różniczkowe zwyczajne.
Zagadnienia optymalizacji. Elementy statystyki matematycznej. Podstawy metod numerycznych. Wybrane metody
analizy matematycznej, równania różniczkowe cząstkowe liniowe. Teoria funkcji zmiennej zespolonej, przekształcenia
Laplace’a. Podstawowy rachunku wariacyjnego.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
korzystania z metod matematycznych w inżynierii chemicznej i procesowej; opisu matematycznego procesów
fizycznych i chemicznych; konstruowania modeli matematycznych; rozwiązywania równań metodami analitycznymi i
numerycznymi.
Fizyka – 60 h
Podstawy mechaniki klasycznej (newtonowskiej). Elementy mechaniki relatywistycznej. Fale i zjawiska falowe.
Podstawy fizyki statystycznej. Podstawy termodynamiki fenomenologicznej. Elektryczność i magnetyzm. Elektronowe
właściwości materii, przewodnictwo elektryczne. Magnetyczne właściwości materii. Klasyczna teoria pola
elektromagnetycznego. Podstawy mechaniki kwantowej. Elementy fizyki atomu. Elementy fizyki ciała stałego. Fizyka
jądra atomowego i cząstek elementarnych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zjawisk fizycznych w przyrodzie i technice; pomiaru i wyznaczania podstawowych wielkości fizycznych.
Chemia – 150 h
Budowa materii. Układ okresowy pierwiastków. Podstawowe pojęcia i prawa chemii. Wiązania chemiczne. Podstawy
obliczeń stechiometrycznych. Roztwory. Elektrolity. Związki nieorganiczne – metody otrzymywania, właściwości.
Budowa, klasyfikacja i nazewnictwo związków organicznych. Główne typy reakcji z udziałem związków organicznych
– substytucja, addycja i eliminacja. Otrzymywanie i własności: węglowodorów, połączeń chloroorganicznych,
alkoholi, fenoli, kwasów organicznych, aldehydów, ketonów, amin, amidów, aminokwasów, kwasów tłuszczowych,
białek, cukrów, tłuszczów. Podstawy projektowania syntez organicznych. Rozwiązania równania Schrödingera dla
atomu wodoru i cząsteczki H2+. Metody obliczeniowe chemii kwantowej. Zastosowania chemii kwantowej do
optymalizacji geometrii i wyznaczania właściwości fizykochemicznych i charakterystyk energetycznych atomów i
cząsteczek. Podstawy termodynamiki statystycznej. Stany skupienia materii. Lepkość i napięcie powierzchniowe
cieczy. Elementy termodynamiki i kinetyki chemicznej. Podstawy katalizy homo- i heterogenicznej. Równowagi
fazowe. Zjawiska powierzchniowe. Przewodnictwo roztworów elektrolitów. Elektroliza. Ogniwa. Układy koloidalne.
Podstawy spektroskopii. Problemy oznaczalności i wykrywalności pierwiastków. Jakościowa i ilościowa analiza
pierwiastków i związków chemicznych. Przygotowywanie prób do analiz. Metody analizy pierwiastkowej. Analiza
związków chemicznych i jonów. Zasady opracowywania wyników, ocena błędu, czułość oznaczenia. Podstawy analizy
technicznej: ocena jakości surowców i produktów, regulacje prawne i normy.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
klasyfikacji pierwiastków, związków chemicznych i wiązań chemicznych; wykorzystywania obliczeń bazujących na
stechiometrii; oceny reaktywności związków nieorganicznych; syntezy związków nieorganicznych; klasyfikacji
związków organicznych; określania właściwości i reaktywności połączeń organicznych na podstawie ich budowy;
strona 1 / 5
Kierunki studiów - uczelnie - studia
inżynieria chemiczna i procesowa
syntezy i oczyszczania związków organicznych; pomiaru i wyznaczania podstawowych wielkości fizykochemicznych;
opisu relacji między wielkościami fizykochemicznymi; opisu szybkości przebiegu przemian chemicznych; pobierania i
przygotowania prób do analiz; doboru metod analitycznych; wykonywania analiz jakościowych i ilościowych związków
nieorganicznych; korzystania z technik analizy instrumentalnej; opracowywania wyników analiz; interpretacji wyników
obliczeń uzyskanych metodami chemii komputerowej.
KIERUNKOWYCH - I st.
TREŚCI PROGRAMOWE PRZEDMIOTÓW KIERUNKOWYCH – 600 h
Przenoszenie i bilansowanie masy, pędu i energii
Zasady bilansowania masy, składników i energii w warunkach stacjonarnych i niestacjonarnych. Zasady
termodynamiki, bilanse energii i entropii w układach zamkniętych i otwartych. Przemiany i obiegi termodynamiczne.
Własności gazów, cieczy i ciał stałych. Roztwory rzeczywiste. Równowagi chemiczne i fazowe w układach
wieloskładnikowych. Termodynamika procesów nieodwracalnych. Technika cieplna i gospodarka cieplna. Pojęcie
ośrodka ciągłego. Naprężenia w ośrodkach ciągłych. Równania ciągłości masy i bilansu pędu. Elementy statyki płynów
– napór statyczny na powierzchnie zanurzone, siła wyporu. Kinematyka płynów – w ujęciu Eulera i Lagrange’a.
Dynamika płynu doskonałego – równanie Bernoulliego. Dynamika płynu rzeczywistego – naprężenia lepkie, równanie
Naviera-Stokesa. Przepływ laminarny i turbulentny. Podobieństwo przepływów. Elementy teorii warstwy granicznej.
Opory przepływu płynów w rurociągach, kanałach otwartych i kolumnach wypełnionych. Zasady projektowania
rurociągów, dobór pomp. Ciecze nienewtonowskie – elementy reologii. Przepływ układów wielofazowych. Metody
obliczania przepływów burzliwych i ściśliwych. Mieszanie cieczy. Rodzaje ruchu ciepła. Przewodzenie, wnikanie i
przenikanie ciepła, promieniowanie cieplne. Opory cieplne. Pole i gradient temperatury. Równanie różniczkowe
przewodzenia ciepła. Ruch ciepła w warunkach ustalonych i nieustalonych. Mechanizm wnikania ciepła. Równanie
energii. Wnikanie ciepła w warunkach zewnętrznych (opływy ciał) i wewnętrznych (przepływ w rurach). Ruch ciepła
przy zmianie stanu skupienia – wrzenie i kondensacja. Wymienniki ciepła, obliczanie powierzchni wymiany ciepła.
Podstawy przenoszenia masy. Zjawisko dyfuzji w gazach i cieczach w warunkach ustalonych i nieustalonych.
Przenoszenie masy w układach rozproszonych. Wnikanie masy a przenikanie masy. Procesy absorpcji gazów w
cieczach. Przenoszenie masy z reakcją chemiczną w układach heterogenicznych płyn-płyn i płyn-ciało stałe. Analogie
przenoszenia masy, pędu i energii.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia podstaw fizycznych i chemicznych podstawowych operacji i procesów inżynierii chemicznej i
procesowej; sporządzania bilansów termodynamicznych; analizy przemian i obiegów termodynamicznych; obliczania
własności czystych substancji i ich mieszanin; obliczania złożonych równowag fazowych i chemicznych; sporządzania
bilansów masy, składnika i energii, z uwzględnieniem zjawisk przenoszenia pędu, energii i masy – również w
przypadku biegnącej jednocześnie reakcji chemicznej – w warunkach stacjonarnych i niestacjonarnych.
Operacje i procesy jednostkowe
Transport i magazynowanie materiałów ziarnistych, cieczy i gazów. Klasyfikacja materiałów ziarnistych.
Rozdrabnianie. Aglomeracja i agregacja proszków, pyłów i zawiesin. Mieszanie cieczy. Mieszanie materiałów
ziarnistych. Fluidyzacja, sedymentacja, odpylanie, filtracja cieczy, odpylanie gazów. Atomizacja cieczy. Urządzenia i
aparaty do rozdzielenia układów wielofazowych. Procesy zatężania, destylacji, rektyfikacji, absorpcji, adsorpcji,
ekstrakcji, ługowania, krystalizacji, suszenia materiałów. Wykorzystanie zależności opisujących równowagi i kinetykę
procesów przenoszenia i przemian fizykochemicznych. Bilansowanie wymienników masy typu kolumna absorpcyjna,
kolumna rektyfikacyjna. Obliczenia dla procesów destylacji. Stosowane aparaty – kotły, kondensatory, rozdzielacze.
Absorbery wypełnione i półkowe. Procesy ekstrakcyjne i sposoby prowadzenia ekstrakcji. Krystalizatory –
podstawowe obliczenia. Suszarki i suszenie materiałów stałych. Aparaty wyparne – rozwiązania konstrukcyjne,
obliczenia. Klimatyzacja powietrza, nawilżanie powietrza. Chłodzenie wody w chłodnicach kominowych.
Termodynamika i kinetyka reakcji chemicznych i biochemicznych. Podstawowe typy reaktorów chemicznych –
okresowe i przepływowe z idealnym mieszaniem, z przepływem tłokowym, z przepływem nieidealnym. Bilans masy
strona 2 / 5
Kierunki studiów - uczelnie - studia
inżynieria chemiczna i procesowa
reaktorów idealnych – pracujących w sposób okresowy, ciągły i półciągły. Bilans energetyczny reaktorów idealnych –
reaktor adiabatyczny i izotermiczny. Stan stacjonarny i niestacjonarny pracy reaktora chemicznego. Reaktory
heterogeniczne gaz-ciecz i gaz-ciało stałe z uwzględnieniem wpływu wymiany masy na szybkość przebiegu reakcji
chemicznych. Modele heterogenicznych reaktorów katalitycznych. Przykłady aparatów-reaktorów chemicznych w
procesach technologicznych – syntezy amoniaku i metanolu, produkcji farmaceutyków. Analiza bezpieczeństwa pracy
reaktorów chemicznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystania wiedzy fizykochemicznej i matematycznej w inżynierii chemicznej i procesowej; obliczania i
modelowania podstawowych operacji fizycznych inżynierii chemicznej i procesowej oraz przebiegu procesów
chemicznych i biochemicznych w reaktorach.
Maszyny i aparaty przemysłu chemicznego
Statyka. Wytrzymałość materiałów. Podstawy mechaniki ciała stałego. Siły występujące w ciałach stałych – opis stanu
naprężenia. Mechanika elementów konstrukcyjnych. Elementy maszyn i urządzeń – połączenia, elementy napędów,
armatura, typowe elementy aparatów chemicznych. Budowa wewnętrzna ciał stałych. Elementy krystalografii.
Klasyfikacja i właściwości materiałów inżynierskich: metali, ceramiki, tworzyw sztucznych, szkła, kompozytów.
Odkształcenie plastyczne metali. Zgniot i rekrystalizacja. Wady materiałowe. Związek między budową wewnętrzną,
stanem równowagi i właściwościami stopów. Naprężenia cieplne i strukturalne. Obróbka powierzchniowa. Korozja.
Metody doboru tworzyw konstrukcyjnych, pokryć i zabezpieczeń przeciwkorozyjnych oraz materiałów odpornych na
wysoką temperaturę i ciśnienie. Dobór i projektowanie aparatury oraz instalacji przemysłowych. Analiza kosztów
aparaturowych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
doboru aparatury przemysłu chemicznego i przemysłów pokrewnych; doboru materiałów, konstrukcji i
zabezpieczenia antykorozyjnego aparatury przemysłu chemicznego.
Grafika inżynierska
Rzutowanie prostokątne i aksonometryczne. Wymiarowanie. Uproszczenia rysunkowe. Rysunki wykonawcze i
złożeniowe. Elementy aparatury chemicznej. Grafika komputerowa (CAD – Computer Aided Design).
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
sporządzania i odczytywania rysunków technicznych; korzystania z grafiki komputerowej.
Informatyka i programowanie
Programowanie strukturalne w jednym z języków wyższego poziomu. Narzędzia programowania. Techniki
numeryczne. Numeryczne rozwiązywanie problemów obliczeniowych inżynierii chemicznej i procesowej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
programowania strukturalnego; numerycznego rozwiązywania problemów obliczeniowych inżynierii chemicznej i
procesowej.
Elektrotechnika i elektronika
Analiza obwodów prądu stałego i przemiennego. Pomiary elektryczne. Elektromechaniczne przetwarzanie energii.
Charakterystyka i zastosowanie maszyn elektrycznych. Elektroenergetyka. Wytwarzanie i przesyłanie energii
elektrycznej. Przemysłowe urządzenia elektryczne. Przyrządy pomiarowe. Podstawy techniki analogowej i cyfrowej.
Elementy i przyrządy elektroniczne. Zasilacze i stabilizatory. Sterowniki prądu przemiennego. Elementy techniki
mikroprocesorowej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
strona 3 / 5
Kierunki studiów - uczelnie - studia
inżynieria chemiczna i procesowa
analizy obwodów elektrycznych; korzystania z urządzeń elektrycznych i elektronicznych; wykonywania pomiarów
wielkości fizycznych metodami elektrycznymi.
Podstawy automatyki i miernictwo przemysłowe
Zasady pomiarów technicznych. Przyrządy pomiarowe. Czujniki pomiarowe. Przetworniki pomiarowe i karty
normalizujące. Przemysłowe systemy kontrolno-pomiarowe. Sprzężenie zwrotne – układy regulacji i sterowania.
Schematy blokowe. Podstawowe człony dynamiczne. Regulacja i regulatory. Elementy wykonawcze. Stabilność i
jakość sterowania. Dobór regulatorów. Przykłady układów regulacji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
doboru przyrządów do prowadzenia pomiarów przemysłowych; interpretacji wyników pomiarów; korzystania z
układów regulacji do sterowania obiektami.
Inżynieria środowiska
Podstawy ekologii. Zanieczyszczenia – przemiany, oddziaływanie na środowisko. Zagrożenia względem hydrosfery,
atmosfery i litosfery. Systemy kontroli i monitoringu środowiska przemysłowego. Metody usuwania zanieczyszczeń z
powietrza i gazów odlotowych. Metody oczyszczania ścieków i unieszkodliwiania zanieczyszczeń stałych. Zagrożenia
przemysłowe – metody ochrony i przeciwdziałania. Ocena ryzyka środowiskowego i ryzyka przemysłowego. Systemy
zarządzania bezpieczeństwem i środowiskiem. Koncepcja technologii zrównoważonych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
postępowania zgodnego z wymogami ekologii; korzystania z metod monitoringu i ochrony środowiska;
wykorzystania metod inżynierii chemicznej i procesowej w ochronie środowiska.
Technologia chemiczna
Technologie przetwarzania materii. Surowce i nośniki energii. Zasady technologiczne. Metody powiększania skali.
Schematy technologiczne. Elementy analizy kosztów. Przykłady technologii tradycyjnych i technologii nowych
materiałów. Odnawialne źródła energii. Koncepcja chemii zrównoważonej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
oceny możliwości realizacji procesu w skali przemysłowej; doboru surowców; stosowania technologii
bezodpadowych; oceny możliwości zagospodarowania odpadów.
Podstawy inżynierii produktu
Relacje między projektowaniem produktu a projektowaniem procesowym. Elementy oceny jakości produktu,
marketingu i logistyki.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
doboru surowców i metod wytwarzania na podstawie znajomości pożądanych cech produktu i kryteriów jakie winien
on spełniać – z uwzględnieniem uwarunkowań prawnych i rynkowych.
KIERUNKOWYCH - II st.
TREŚCI PROGRAMOWE PRZEDMIOTÓW KIERUNKOWYCH – 180 h
Dynamika procesowa
Podstawy dynamiki układów liniowych i nieliniowych inżynierii chemicznej. Zasady sterowania analogowego i
cyfrowego obiektami liniowymi i nieliniowymi. Tworzenie modeli dynamicznych procesów. Badanie dynamiki metodą
wymuszenie-odpowiedź. Analiza częstotliwościowa. Stabilność układów liniowych i nieliniowych. Podstawy
dynamiczne bezpieczeństwa procesowego.
strona 4 / 5
Kierunki studiów - uczelnie - studia
inżynieria chemiczna i procesowa
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
prowadzenia analizy dynamiki obiektów typowych dla inżynierii chemicznej i procesowej; oceny bezpieczeństwa
procesowego.
Optymalizacja procesowa
Metody analityczne i numeryczne poszukiwania ekstremum funkcji. Zastosowania optymalizacji w inżynierii
chemicznej i procesowej – optymalizacja statyczna, programowanie dynamiczne, wykorzystanie rachunku
wariacyjnego, zasada maksimum dla przypadku ciągłego i dyskretnego.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystania metod optymalizacji do obliczeń procesów inżynierii chemicznej i procesowej; wykonywania obliczeń
dotyczących ekonomiki procesów.
Projektowanie systemów procesowych
Zasady projektowania przemysłowego – analiza, zadania, projekt procesowy. Wykorzystanie komputerowych technik
projektowania i symulacji do projektowania aparatów i systemów. Struktury i własności wielkich systemów
procesowych. Zasady syntezy systemów. Metody syntezy optymalnych podsystemów wymiany ciepła i struktur
separacyjnych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania procesowego aparatów i systemów; korzystania z technik komputerowych; korzystania z zasad
integracji i intensyfikacji procesowej; wykonania pełnego projektu procesowego z uwzględnieniem zasad integracji i
intensyfikacji procesowej.
PRAKTYKI
Praktyki powinny trwać nie krócej niż 8 tygodni. Zasady i formę odbywania praktyk ustala jednostka uczelni
prowadząca kształcenie.
INNE WYMAGANIA
Programy nauczania powinny:
- przewidywać zajęcia z zakresu
wychowania fizycznego – 60 h,
języków obcych – 120 h,
technologii informacyjnej – 30 h,
- zawierać treści humanistyczne w wymiarze nie mniejszym niż 60 h,
- przewidywać zajęcia z zakresu ochrony własności intelektualnej oraz bezpieczeństwa pracy i ergonomii.
- zawierać nie mniej niż 50% treści technicznych (zgodnie z rozporządzeniem ministra właściwego do spraw
szkolnictwa wyższego w sprawie rodzaju dyplomów i tytułów zawodowych oraz wzorów dyplomów wydawanych
przez uczelnie). Za ostatnie uznaje się treści z zakresu grupy treści kierunkowych.
strona 5 / 5