Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S1)
Sylabus przedmiotu Inżynieria mikrosystemów:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Inżynieria mikrosystemów | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Elżbieta Gabruś <Elzbieta.Gabrus@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Dorota Downarowicz <Dorota.Downarowicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | 2 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawy materiałoznawstwa |
| W-2 | Elementy maszyn i urządzeń |
| W-3 | Procesy dynamiczne i aparaty |
| W-4 | Procesy cieplne i aparaty |
| W-5 | Procesy dyfuzyjne i aparaty |
| W-6 | Inżynieria reaktorów chemicznych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z problemami inżynierii chemicznej i procesowej wynikającymi ze zmniejszania skali urządzeń i aparatów. |
| C-2 | Zdobycie przez studenta umiejętności doboru odpowiednich mikrourządzeń i mikroaparatów w celu poprawy sprawności i wydajności typowych procesów inżynierii chemicznej. |
| C-3 | Zdobycie przez studenta umiejętności formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich związanych ze zmniejszoną skalą mikrosytemów. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Ćwiczenia audytoryjne obejmują obliczenia: zmian powierzchni właściwej brył przy przechodzeniu do skali mikro, wartości liczb podobieństwa, przepływu płynów w mikrokanałach, wymiany ciepła w mikrostrukturach, podobieństwa dynamicznego (skale sił bezwładności, ciężkości, prędkości, czasu, przepływu, ciśnienia) oraz problemy wymiany masy dla wybranych procesów jednostkowych inżynierii chemicznej i procesowej prowadzonych w zmniejszonej skali mikroaparatów. | 15 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Ćwiczenia laboratoryjne obejmują badania doświadczalne: własności materiałów mikroporowatych, przepływu w mikrokanałach (mikrofiltracja), wyznaczanie współczynników dyfuzji w mikroporach, zastosowania mikrourządzeń, mikroczujników, mikrozaworów, mikrodozowników, mikrodetektorów w operacjach jednostkowych inżynierii chemicznej (adsorpcja, suszenie, procesy membranowe) oraz w analityce chemicznej (chromatografia). | 15 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do inżynierii mikrosystemów | 2 |
| T-W-2 | Zmniejszanie skali: własności materiałów, procesy, urządzenia. | 3 |
| T-W-3 | Procesy transportowe w mikrosystemach | 4 |
| T-W-4 | Główne problemy mikrostruktur: przewodzenie ciepła przez ściankę, straty ciśnienia, korozja, fouling, dezaktywacja katalizatorów | 4 |
| T-W-5 | Wybrane operacje jednostkowe w skali mikro. | 3 |
| T-W-6 | Przepływy w mikrokanałach | 3 |
| T-W-7 | Równania bilansu w mikrosystemach. | 2 |
| T-W-8 | Przenoszenie pędu w przepływie jednofazowym | 2 |
| T-W-9 | Przenoszenie ciepła w mikrowymiennikach | 2 |
| T-W-10 | Mikroreaktory: wymiana ciepła i masy | 2 |
| T-W-11 | Mikrourządzenia wykonywane w metalu, polimerach, ceramice i szkle | 2 |
| T-W-12 | Przyszłe kierunki rozwoju inżynierii mikroprocesów | 1 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-A-2 | Przygotowanie do zaliczenia | 9 |
| A-A-3 | Konsultacje | 1 |
| A-A-4 | Przeprowadzenie zaliczenia | 2 |
| 27 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zaliczenia | 4 |
| A-L-3 | Przygotowanie sprawozdania | 4 |
| A-L-4 | Przeprowadzenie zaliczenia | 1 |
| 24 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Przygotowanie do egzaminu | 6 |
| A-W-3 | Przeprowadzenie egzaminu | 2 |
| 38 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca: wykład informacyjny |
| M-2 | Metoda praktyczna: ćwiczenia przedmiotowe |
| M-3 | Metoda praktyczna: ćwiczenia laboratoryjne |
| M-4 | Metoda aktywizująca: metoda przypadków |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne |
| S-3 | Ocena formująca: Ocena prezentacji |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_D02b_W01 Student posiada wiedzę teoretyczną dotyczącą nowoczesnych mikrosystemów stosowanych w kraju i na świecie w dziedzinie inżynierii chemicznej i procesowej, i w oparciu o posiadaną wiedzę potrafi dobrać i/lub zweryfikować rozwiązanie techniczne właściwe dla konkretnego problemu inżynierskiego. | ICHP_1A_W09, ICHP_1A_W12, ICHP_1A_W13 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-5, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-3, T-W-4, T-W-2, T-A-1 | M-1, M-2, M-4 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_D02b_U01 Student potrafi samodzielnie zgłębiać zagadnienia przedstawione na zajęciach korzystając ze źródeł informacji specjalistycznej związanej z inżynierią chemiczną i procesową oraz potrafi sformułować problem inżynierski i dobrać metody wspomagające jego rozwiązanie, potrafi wykonać badania doświadczalne i adekwatne obliczenia, a następnie przeprowadzić krytyczną analizę wyników. | ICHP_1A_U01, ICHP_1A_U07, ICHP_1A_U15 | — | — | C-3, C-2 | T-W-5, T-W-6, T-W-11, T-W-4, T-W-2, T-L-1, T-A-1 | M-2, M-3, M-4 | S-2, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_1A_D02b_K01 Student potrafi określić priorytety służące rozwiązaniu zadania na podstawie analizy istniejących związków pomiędzy aspektami technicznymi, środowiskowymi i społecznymi działalności inżynierskiej i ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane działania. | ICHP_1A_K02, ICHP_1A_K04 | — | — | C-3, C-2 | T-W-12, T-W-4, T-W-2, T-L-1, T-A-1 | M-2, M-3 | S-1, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_D02b_W01 Student posiada wiedzę teoretyczną dotyczącą nowoczesnych mikrosystemów stosowanych w kraju i na świecie w dziedzinie inżynierii chemicznej i procesowej, i w oparciu o posiadaną wiedzę potrafi dobrać i/lub zweryfikować rozwiązanie techniczne właściwe dla konkretnego problemu inżynierskiego. | 2,0 | Student nie opanował wiedzy podanej na wykładzie |
| 3,0 | Student opanował podstawy wiedzy podanej na wykładzie | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie, ale nie potrafi jej zinterpretować | |
| 4,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować | |
| 4,5 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi ją właściwie zinterpretować i wskazać zastosowanie poznanych mikrosystemów w procesach inżynierii chemicznej | |
| 5,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi analizować przydatność poznanych mikrosystemów dla potrzeb procesów inżynierii chemicznej i potrafi przeprowadzić dyskusję |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_D02b_U01 Student potrafi samodzielnie zgłębiać zagadnienia przedstawione na zajęciach korzystając ze źródeł informacji specjalistycznej związanej z inżynierią chemiczną i procesową oraz potrafi sformułować problem inżynierski i dobrać metody wspomagające jego rozwiązanie, potrafi wykonać badania doświadczalne i adekwatne obliczenia, a następnie przeprowadzić krytyczną analizę wyników. | 2,0 | Student nie potrafi zastosować wiedzy teoretycznej w zadaniach praktycznych |
| 3,0 | Student potrafi zastosować wiedzę teoretyczną do rozwiązywania podstawowych zadań praktycznych | |
| 3,5 | Student potrafi poprawnie wykorzystać wiedzę teoretyczną do rozwiązywania zadań praktycznych | |
| 4,0 | Student potrafi zastosować całą zdobytą wiedzę do rozwiązywania zadań praktycznych w zakresie inżynierii mikrosytemów | |
| 4,5 | Student potrafi znaleźć rozwiązanie zadań praktycznych w zakresie inżynierii mikrosytemów i przeprowadzić dyskusję o uzyskanych wynikach | |
| 5,0 | Student potrafi zastosować praktycznie zdobytą wiedzę w zakresie inżynierii mikrosystemów oraz przeprowadzić dyskusje wyników i uzasadnić dokonane wybory |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_D02b_K01 Student potrafi określić priorytety służące rozwiązaniu zadania na podstawie analizy istniejących związków pomiędzy aspektami technicznymi, środowiskowymi i społecznymi działalności inżynierskiej i ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane działania. | 2,0 | Student nie spełnia kryteriów dla oceny 3,0 |
| 3,0 | Student wykazuje ograniczoną samodzielność przy poszukiwaniu rozwiązań zadanego problemu | |
| 3,5 | Student jest otwarty na poszukiwanie narzędzi do rozwiązywania zadanego problemu ale wymaga przy tym znacznej pomocy | |
| 4,0 | Student jest otwarty na poszukiwanie efektywnych narzędzi do rozwiązywania zadanego problemu ale wymaga przy tym odpowiedniego ukierunkowania | |
| 4,5 | Student jest kreatywny w poszukiwaniu właściwych narzędzi do rozwiązywania zadanego problemu i wymaga przy tym tylko nieznacznej pomocy | |
| 5,0 | Student jest w pełni samodzielny i kreatywny w doborze właściwych narzędzi do rozwiązywania zadanego problemu |
Literatura podstawowa
- V. Hessel, H. Löwe, A. Müller, G. Kolb, Chemical Micro Process Engineering Processing and Plants, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA, Weinheim, 2005
- N. Kockmann (Volume Editor), Micro Process Engineering Fundamentals, Devices, Fabrication, and Applications, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2006
- V. Hessel, S. Hardt, H. Löwe, Chemical Micro Process Engineering Fundamentals, Modelling and Reactions, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2004
- N. Kockmann, Transport Phenomena in Micro Process Engineering, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2008
- H.S. Fogler, Essential of chemical reaction engineering, Prentice Hall International, Boston, 2018
Literatura dodatkowa
- T.S.Zhao, Micro FuelCells Principles and Applications, Elsevier Inc., London, 2009
- Y. Wang, J. D. Holladay, Microreactor Technology and Process Intensification, American Chemical Society, New York, 2005