Reaktor- og procesmodellering

2018/2019

Forudsætninger/Anbefalede forudsætninger for at deltage i modulet

Modulet bygger videre på viden opnået i Fysisk kemi og transportprocesser eller Grundlæggende organisk og fysisk kemi

Modulets indhold, forløb og pædagogik

  • Design- og balanceligninger for forskellige reaktortyper (batch, CSTR, PFR, fixed og fluidized bed)
  • Hastighedsudtryk for ikke-katalyserede irreversible og reversible reaktioner (Opg. til selvstudium)
  • Anvendelse af hastighedsudtryk og designligninger i reaktor- og processkalering, bl.a. ved integration af designligninger og numerisk integration af Levenspiel plots (Opg. til selvstudium)
  • Hastighedsudtryk for katalyserede reaktioner. Heterogen katalyse
  • Hastighedsudtryk for enzymatisk katalyserede reaktioner, homogen katalyse, Michaelis Mentens model, anvendelse af hastighedsudryk og designligninger i reaktor- og processkalering for katalyserede reaktioner
  • Autokatalytiske processer, biologiske batch-reaktioner og reaktorer, Monods vækstmodel
  • Numerisk modellering, Eulers metode
  • Numerisk modellering af proces. Del 1, vækst og omsætning af substrater i mikrobiel batch-kultur (egne data), simulering, RMSE (Opg. til selvstudium)
  • Kontinuerte bioprocesser, Monods kemostatmodel
  • Opblanding og massetransport mellem faser
  • Bestemmelse af massetransportkoefficienter
  • Varmebalancer og varmeudveksling
  • Numerisk modellering af proces. Del 2, ilt- og varmetransport i mikrobiel batch-kultur (egne data), numerisk instabilitet (Opg. til selvstudium)
  • Anden anvendelse af reaktor- og procesmodeller, fysiologisk baseret farmakokinetisk modellering

Læringsmål

Viden

Studerende, der gennemfører modulet

  • Skal kunne redegøre for forskellige reaktortyper anvendt i kemisk og bioteknologisk industri og i laboratoriet, samt kemiske, mikrobielle og enzymatiske produktions- og renseprocesser
  • Skal kunne redegøre for de vigtigste transportprocesser i reaktorer, massetransport mellem forskellige faser samt varmeudveksling
  • Skal kunne redegøre for hvorledes computerbasserede modeller anvendes til at analysere og simulere kemiske og biologiske processer

Færdigheder

  • Skal kunne analysere og opstille kinetiske og støkiometriske modeller for ideelle (homogene) kemiske og mikrobielle processer vha. balanceligninger, kinetiske udtryk samt elementar- og reduktionsgradsbalancer
  • Skal kunne bestemme centrale støkiometriske og kinetiske parametre til beskrivelse af kemiske og mikrobielle reaktioner (f.eks. omsætningsgrader, udbyttekoefficienter, specifikke reaktionshastigheder, enymaktiviteter m.v.) og transportprocesser i reaktorer (masse- og varmetransportkoefficienter) fra eksperimentelle data
  • Skal kunne anvende computer til at programmere og simulere kemiske, mikrobielle og enzymatiske processer vha. analytisk og numerisk modellering

Undervisningsform

Uddannelsen bygger på en kombination af faglige, problemorienterede og tværfaglige tilgange og tilrettelægges ud fra følgende arbejds- og evalueringsformer, der kombinerer færdigheder og faglig refleksion:

  • Forelæsninger
  • Klasseundervisning
  • Projektarbejde
  • Workshops
  • Opgaveløsning (individuelt og i grupper)
  • Lærerfeedback 

Omfang og forventet arbejdsindsats

150 timer

Eksamen

Prøver

Prøvens navnReaktor- og procesmodellering
Prøveform
Skriftlig eller mundtlig
ECTS5
Bedømmelsesform7-trins-skala
CensurIntern prøve
VurderingskriterierEr angivet i fællesbestemmelserne

Fakta om modulet

Engelsk titelReactor and Process Modelling
ModulkodeK-BT-B5-25
ModultypeKursus
Varighed1 semester
SemesterEfterår
ECTS5
UndervisningssprogDansk
TompladsJa
UndervisningsstedCampus Aalborg
Modulansvarlig

Organisation

StudienævnStudienævnet for Kemi, Miljø og Bioteknologi
InstitutInstitut for Kemi og Bioteknologi
FakultetDet Ingeniør- og Naturvidenskabelige Fakultet