- Nazwa przedmiotu:
- Inżynieria układów koloidalnych
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab. inż. Jakub Gac, profesor uczelni
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inzynieria Chemiczna i Procesowa
- Grupa przedmiotów:
- obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1070-ICIPN-MSP-103
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30
2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 6
3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 12
4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 5
Sumaryczny nakład pracy studenta 53
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- -
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- -
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt15h
- Lekcje komputerowe15h
- Wymagania wstępne:
- 1. Matematyka (równania różniczkowe), Kinetyka Procesowa.
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- 1. Uzyskanie ogólnej wiedzy na temat mechanizmów i modeli generacji sił powierzchniowych, problemów stabilizacji i destabilizacji koloidów oraz mechanizmów i modeli koagulacji.
2. Umiejętności łączenia procesów powierzchniowych z elementami mechaniki płynów, co pozwoli na włączaniu efektów hydrodynamicznych do problemów wytwarzania i przetwarzania emulsji i zawiesin z wykorzystaniem bilansu populacji.
3. Umiejętności modelowania oddziaływań ciecz-ciecz (od układów micelarnych po emulsje ciecz-ciecz), w tym koalescencji i rozpadu kropel.
- Treści kształcenia:
- Wykład
1. Wprowadzenie: podstawowe informacje o właściwościach koloidów (definicje, dlaczego ważna jest chemia powierzchni, problem stabilności termodynamicznej, stabilizacja kinetyczna, elektrostatyczna i steryczna).
2. Wytwarzania cząstek koloidalnych poprzez strącanie i rozdrabnianie (opis procesów, zarodkowanie, wzrost, elementy bilansu populacji, aspekty praktyczne).
3. Właściwości elektryczne i chemia powierzchni międzyfazowych (teoria Gouya-Chapmana, teoria DLVO, model Sterna, więcej o stabilizacji koloidów, kinetyka koagulacji i hetero-koagulacji, zastosowanie bilansu populacji, aspekty praktyczne). .
4. Układy amfifilowe (surfaktanty) i powierzchnie międzyfazowe ciecz-ciecz: molekuły amfifilowe, samoorganizacja, micele jonowe i niejonowe, specyficzne struktury (np. ciekłe kryształy) makro i mikroemulsje, wytwarzanie i stabilność, wykorzystanie bilansu populacji, aplikacje.
5. Polimery: oddziaływania polimer-surfaktant i polimer-powierzchnia
- Metody oceny:
- 1. kolokwium
2. praca domowa
3. dyskusja
4. seminarium
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. M. Elimelech, J. Gregory, X. Jia, R. A. Williams, Particle deposition and aggregation. Measurements, Modeling and Simulations. Butterworth-Heinemann, 1995.
2. R. J. Stokes, D.F. Evans, Fundamentals of Interfacial Engineering, Wiley, New York, USA, 1997.
3. Handbook of Industrial Crystallization, Edited by Allan S.Myerson, Cambridge University Press , 2019.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- Wykład:
Przedmiot jest realizowany w części w formie wykładu (15 godzin), na którym obecność nie jest obowiązkowa.
Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyniku końcowego sprawdzianu, którego termin oraz termin poprawkowy są wyznaczane w sesji letniej.
Na sprawdzianie studenci mogą posiadać jedynie klasyczne kalkulatory oraz wydruki materiałów dostarczone przez prowadzącego.
Ćwiczenia projektowe:
Przedmiot jest realizowany w części w formie wykładu (15 godzin), na którym obecność nie jest obowiązkowa.
Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyniku końcowego sprawdzianu, którego termin oraz termin poprawkowy są wyznaczane w sesji letniej.
Na sprawdzianie studenci mogą posiadać jedynie klasyczne kalkulatory oraz wydruki materiałów dostarczone przez prowadzącego.
Oceny projektu (możliwe 20 punktów, zaliczenie daje co najmniej 11) i sprawdzianu części wykładowej (10 punktów, zaliczenie daje co najmniej 6 punktów) składają się na ocenę końcową według następującej skali:
(17,0 – 18,0) 3,0
(19,0 – 21,0) 3,5
(22,0 - 24,0) 4,0
(25,0 – 27,0) 4,5
(28,0 – 30,0) 5,0
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W1
- Ma wiedzę z inżynierii chemicznej przydatną do zrozumienia zjawisk i procesów dotyczących układów koloidalnych.
Weryfikacja: kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_W01, K2_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U1
- Potrafi modelować wytwarzanie zawiesin i emulsji koloidalnych o założonych właściwościach z wykorzystaniem bilansu populacji.
Weryfikacja: kolokwium, praca dyplomowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
- Charakterystyka U2
- Posiada umiejętność korzystania ze źródeł literaturowych oraz zasobów internetowych opracowywanego tematu.
Weryfikacja: kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_U01, K2_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o, I.P7S_UU
- Charakterystyka U3
- Ma przygotowanie niezbędne do pracy w środowisku przemysłowym i kierowania zespołami, potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne funkcje.
Weryfikacja: kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UO, P7U_U
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka KS1
- Potrafi myśleć i działać samodzielnie.
Weryfikacja: kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_K01, K2_K02, K2_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_K, I.P7S_KK, I.P6S_KR, P6U_K, I.P6S_KK, I.P6S_KO