ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2018/2019 / Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej / Technologia chemiczna (S2) / Inorganic Chemical Technology / Sylabus przedmiotu - Modelowanie procesów przemysłu chemicznego

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Technologia chemiczna (S2)
specjalność: Inorganic Chemical Technology

Sylabus przedmiotu Modelowanie procesów przemysłu chemicznego:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Technologia chemiczna
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	nauki techniczne, studia inżynierskie
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Modelowanie procesów przemysłu chemicznego
Specjalność	przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca	Katedra Fizykochemii Nanomateriałów
Nauczyciel odpowiedzialny	Ryszard Kaleńczuk <Ryszard.Kalenczuk@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane)	3,0	ECTS (formy)	3,0
Forma zaliczenia	egzamin	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	2	15	1,0	0,62	egzamin
laboratoria	L	2	15	2,0	0,38	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Matematyka I i II
W-2	Fizyka
W-3	Podstawy informatyki
W-4	Chemia fizyczna I

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Celem przedmiotu jest uzyskanie wiedzy przez Student z zakresu modelowania procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
C-2	Celem przedmiotu jest ukształtowanie umiejętności Studenta w zakresie opracowywanie własnych modeli dla procesów technologii chemicznej.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.	2
T-L-2	Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.	4
T-L-3	Estymacja parametrów w równaniach nieliniowych. Ekstremum lokalne, czy globalne. Próba poszukiwania odpowiedzi. Modelowanie pracy reaktora rurowego. Pisanie własnego programu modelującego do zadanych typów reakcji.	4
T-L-4	Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie	5
		15
wykłady
T-W-1	Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.	2
T-W-2	Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.	5
T-W-3	Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.	2
T-W-4	Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.	2
T-W-5	Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.	4
		15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-L-2	Przygotowanie do laboratoriów na podstawie wykładów i dostępnej literatury	15
A-L-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	20
A-L-4	Konsultacje u prowadzącego zajęcia	10
		60
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Zapoznanie się z dostępną literaturą	5
A-W-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	7
A-W-4	Konsultacje u prowadzącego zajecia	3
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
M-2	Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
S-2	Ocena formująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań z użyciem komputera
S-3	Ocena podsumowująca: Egzamin

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
TCH_2A_C04_W01 Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.	TCH_2A_W02, TCH_2A_W06	—	—	C-1	T-W-5, T-W-3, T-W-1, T-W-4, T-W-2, T-L-3, T-L-1, T-L-2, T-L-4	M-1, M-2	S-3, S-2, S-1

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
TCH_2A_C04_U01 Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej. Potrafi również zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze do prowadzenia procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość.	TCH_2A_U18, TCH_2A_U19, TCH_2A_U20	—	—	C-2	T-L-3, T-L-1, T-L-2, T-L-4	M-2	S-2, S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
TCH_2A_C04_W01 Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.	2,0	Student nie opanował lub opanował w stopniu niewystarczającym, wiedzy z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
	3,0	Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 60 %.
	3,5	Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 70 %.
	4,0	Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 80 %.
	4,5	Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 90 %.
	5,0	Student w pełni opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
TCH_2A_C04_U01 Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej. Potrafi również zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze do prowadzenia procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość.	2,0	Student nie potrafi zaproponować własnego modelu dla procesów technologii chemicznej. Nie potrafi również, zaprojektować ani wykonać stanowiska badawczego dla procesów technologicznych ani ocenić jego poprawność i jakość.
	3,0	Student potrafi w stopniu dostatecznym zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 60 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	3,5	Student potrafi w stopniu większym, niż dostateczny, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 70 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	4,0	Student potrafi w stopniu dobrym zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 80 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	4,5	Student potrafi w stopniu większym, niż dobry, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 90 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	5,0	Student potrafi w stopniu bardzo dobrym, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 100 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.

Literatura podstawowa

J. Legras, Praktyczne metody analizy numerycznej, WNT, Warszawa, 1974
J. Czermiński, A. Iwasiewicz, Z. Paszek, A. Sikorski, Metody statystyczne w doświadczalnictwie chemicznym, PWN, Warszawa, 1974
R.J. Kaleńczuk, Podstawy Informatyki dla chemików technologów, Szczecin, 1993
R.J. Kaleńczuk, Podstawy flowsheetingu – materiały do wykładu, Politechnika Szczecińska, Szczecin, 2002

Literatura dodatkowa

V.V. Nalimov, V.A. Cernova, Statystyczne metody planowania doświadczeń ekstremalnych, WNT, Warszawa, 1967
N.R. Draper, H. Smith, Analiza regresji stosowana, PWN, Warszawa, 1973
-, Opis producenta wybranego programu statystycznego, 2011

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.	2
T-L-2	Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.	4
T-L-3	Estymacja parametrów w równaniach nieliniowych. Ekstremum lokalne, czy globalne. Próba poszukiwania odpowiedzi. Modelowanie pracy reaktora rurowego. Pisanie własnego programu modelującego do zadanych typów reakcji.	4
T-L-4	Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie	5
		15

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.	2
T-W-2	Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.	5
T-W-3	Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.	2
T-W-4	Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.	2
T-W-5	Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.	4
		15

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-L-2	Przygotowanie do laboratoriów na podstawie wykładów i dostępnej literatury	15
A-L-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	20
A-L-4	Konsultacje u prowadzącego zajęcia	10
		60

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Zapoznanie się z dostępną literaturą	5
A-W-3	Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu	7
A-W-4	Konsultacje u prowadzącego zajecia	3
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	TCH_2A_C04_W01	Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	TCH_2A_W02	ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów chemicznych, analizy termodynamicznej, obliczeń kinetycznych procesów chemicznych, a także optymalizacji
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	TCH_2A_W06	ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną w zakresie technologii nieorganicznej, organicznej, polimerów i analityki chemicznej
Cel przedmiotu	C-1	Celem przedmiotu jest uzyskanie wiedzy przez Student z zakresu modelowania procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
Treści programowe	T-W-5	Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.
	T-W-3	Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.
	T-W-1	Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.
	T-W-4	Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.
	T-W-2	Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.
	T-L-3	Estymacja parametrów w równaniach nieliniowych. Ekstremum lokalne, czy globalne. Próba poszukiwania odpowiedzi. Modelowanie pracy reaktora rurowego. Pisanie własnego programu modelującego do zadanych typów reakcji.
	T-L-1	Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.
	T-L-2	Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.
	T-L-4	Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie
Metody nauczania	M-1	Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
Sposób oceny	S-3	Ocena podsumowująca: Egzamin
	S-2	Ocena formująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań z użyciem komputera
	S-1	Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie opanował lub opanował w stopniu niewystarczającym, wiedzy z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
	3,0	Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 60 %.
	3,5	Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 70 %.
	4,0	Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 80 %.
	4,5	Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 90 %.
	5,0	Student w pełni opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	TCH_2A_C04_U01	Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej. Potrafi również zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze do prowadzenia procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	TCH_2A_U18	potrafi zaprojektować i wykonać w skali laboratoryjnej i ułamkowo-technicznej stanowisko badawcze do realizacji zadania inżynierskiego w zakresie ukończonej specjalności
	TCH_2A_U19	potrafi ocenić poprawność i jakość istniejących stanowisk badawczych również pod względem bezpieczeństwa pracy, zwłaszcza w zakresie ukończonej specjalności
	TCH_2A_U20	potrafi dokonać analizy ekonomicznej podejmowanych działań inżynierskich
Cel przedmiotu	C-2	Celem przedmiotu jest ukształtowanie umiejętności Studenta w zakresie opracowywanie własnych modeli dla procesów technologii chemicznej.
Treści programowe	T-L-3	Estymacja parametrów w równaniach nieliniowych. Ekstremum lokalne, czy globalne. Próba poszukiwania odpowiedzi. Modelowanie pracy reaktora rurowego. Pisanie własnego programu modelującego do zadanych typów reakcji.
	T-L-1	Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.
	T-L-2	Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.
	T-L-4	Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
Sposób oceny	S-2	Ocena formująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań z użyciem komputera
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie potrafi zaproponować własnego modelu dla procesów technologii chemicznej. Nie potrafi również, zaprojektować ani wykonać stanowiska badawczego dla procesów technologicznych ani ocenić jego poprawność i jakość.
	3,0	Student potrafi w stopniu dostatecznym zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 60 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	3,5	Student potrafi w stopniu większym, niż dostateczny, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 70 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	4,0	Student potrafi w stopniu dobrym zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 80 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	4,5	Student potrafi w stopniu większym, niż dobry, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 90 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
	5,0	Student potrafi w stopniu bardzo dobrym, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 100 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.