Код: 320045

Назва:

Процеси і апарати мембраних технологій

Анотація: Процеси і апарати мембранних технологій - це навчальний предмет, який вивчає загальне знайомство з основними типами мембранних процесів та їх практичне застосування в різних галузях виробництва та промисловості. Значна частина часу даного предмету приділяється розгляду особливостей та методів використання мембранних процесів і технологій у харчовій, фармацевтичній та хімічній галузях досліджень та виробництва. Знайомство принципових особливостей та методів використання мембранних процесів тісно пов'язане з будовою дослідних та промислових мембранних модулів та апаратів, їх практичним використанням для вирішення технологічних завдань та забезпечення високої якості отриманої продукції. Особлива увага при вивченні даного предмету приділяється проблемам водоочистки та водопідготовки, застосуванню мембранних процесів для забезпечення високих екологічних вимог і стандартів стосовно контролю викидів забруднень у відкриті водойми та підземні водоносні горизонти. При вивченні даного курсу в студентів формуються міцні знання стосовно практичного застосування мембранних технологій для очищення води, повітря та промислових газів в хімічній та металообробній промисловісті, фармацевтиці, біотехнології, харчовій промисловості тощо.

Тип дисципліни: вибірковий

Рік навчання: 2

Семестр: 3

Кількість кредитів: 4,5

Форма контролю: залік

Викладач(і): д.н., професор Бурбан А.Ф.

Результати навчання: У результаті вивчення дисципліни студенти повинні:
- знати головні поняття, термінологію та методи застосування мембранних технологій ;
- сформувати уявлення про теоретичні та практичні особливості всіх основних мембранних процесів та напрямів їх практичного застосування;
- знати будову та принципові характеристики основних видів мембранних апаратів, модулів та установок, вміти розраховувати та прогнозувати характеристики мембранних процесів;
- засвоїти загальні принципи та закономірності зв'язку між будовою мембранних модулів та апаратів особливостями їх застосування, поєднання різних мембранних процесів для забезпечення їх тривалого застосування;
- знати основні способи та методи забезпечення стабільної високо продуктивної роботи мембранного обладнання, методів промивки та регенерації мембранних апаратів;
- вміти аналізувати відповідність природи та технологічних характеристик мембран із обробкою розчинів речовин різного походження та хімічної будови;
- аналізувати шляхи хімічних перетворень, що можуть відбуватись на мембранах та в мембранних установках в залежності від хімічних та гідродинамічних умов роботи мембранних апаратів;
- засвоїти правила роботи у лабораторії, оволодіти навиками досліджень та роботи з різними типами мембранних апаратів та установок, навчитися планувати проведення експерименту та аналізувати його результати;



Спосіб навчання: аудиторний

Необхідні обовязкові попередні й супутні модулі: загальна та неорганічна хімія, аналітична хімія, органічна хімія, колоїдна хімія

Зміст дисципліни: 1.Мембранне розділення, основні принципи. 2. Рушійні сили мембранних процесів. 3. Основні типи мембран та їх хімічні та структурні характеристики. 4. Характеристика пористих та непористих мембран, їх застосування в різних мембранних модулях. 5. Стійкість мембран та обладнання до різних середових. 6. Основні типи полімерів та неорганічних речовин для отримання мембран. 7. Типи мембранних модулів: плоскі (плоскорамні), спіральні, трубчаті, порожнинно-волоконні, капілярні. 8. Відповідність модулів різної будови до мембранних процесів та природи мембран. 9. Основні принципи роботи мембранних модулів та схеми потоків. 10. Трубчаті та керамічні мембрани та модулі як інноваційний напрям мембранної технології. 11. Баромембранні процеси та модулі для них. 12. Мікрофільтрація, картріджні модулі, плоскі модулі, трубчаті модулі. 13. Ультрафільтрація, рулонні, трубчані та плоскорамні модулі та системи. 14. Нанофільтрація та модулі для забезпечення нанофільтраційних процесів: рулонні, порожнинно-волоконні та дискомодульні системи. 15. Зворотний осмос та модулі для забезпечення ЗО процесів. Порожнинноволоконні, дискомодульні системи. Рулонні елементи. 16. Мембранні процеси, як функція розмінір пор мембрани та розмірів та характеристик розчинних речовин. 17. Дифузні мембранні процеси. 18. Діаліз, як мембранний процес на непористих мембранах. Природа процесу та особливості обладнання. 19. Електродіаліз. Особливості процесу та будови обладнання. 20. Гемодіаліз та гемофільтрація, особливості організації процесу та обладнання. 21. Мембранне газорозділення. Особливості процесу та будова мембранних модулів та установок. 22. Мембранна дистиляція. Особливості процесу, обладнання та підтримання температури. 23. Види типів мембранно-дистиляційних процесів. 24. Первапоряція. Особливості процесу та будови мембранних модулів. 25. Мембранні контактори, особливості будови та напрями застосування.


Рекомендована література: Основна:
1. Брик М.Т. Енциклопедія мембран. Т. 1, 2. - Київ, Видавничий дім "Києво-Могилянська академія", 2006.
2. Брык М.Т., Голубев В.Н., Чагаровский А.П. Мембранная технология в пищевой промышленности. - Киев, "Урожай", 1991.
3. Брык М.Т., Цапюк Е.А., Греков К.Б., Денисова Н.Е., Полоцкий А.Е. Применение мембран для создания систем кругового водопотребления. - М.: Химия, 1990.
4. Брык М.Т., Цапюк Е.А. Ультрафильтрация. - Киев: Наук. думка, 1989. -288с.
5. Мулдер М. Введение в мембранную технологию. - М.: Мир, 1999. - 513с.
6. Брок Т. Мембранная фильтрация - М.: Мир, 1987. -464с.
7. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. - М.:Химия, 1978. - 251с.
8. Дытнерский Ю.И., Брыков В.П., Каграманов Г.Г. Мембранное разделение газов. - М.: Химия, 1991.
9. Хванг С.Т., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения. - М.: Химия, 1981. - 463с.
10. Технологические процессы с применением мембран / Под ред. Р. Лейси, С. Леэба. - М.: Мир, 1976. - 380с.
11. Schafer A.I., Fane A.G., Waite, Thomas D. Nanofiltration: Principles and Applications / Elseiver Ltd., 2004. - 560 p.
12. Michaels A.S. Ultrafiltration: an adolescent technology // Chem. Technol. - 1981. - N 1. - P. 36 - 43.
13. Sourirajan S. The science of reverse osmosis: mechanisms, membranes, transport andapplications // Pure and Appl. Chem. - 1978. - 50, №7. - P.593- 615.
14. Michaels A.S. New separation technique for CPI // Chem. Eng. Progr. - 1968 - 64, N 1. - P. 31- 43.
15. Loeb S., Sourirajan S. Sea water demineralisation by means of an osmotic membranes // Adv. Chem. Ser. - 1963. - N 38. -P. 116- 132.

Додаткова:
1. Дубяга В.П., Перепечкин Л.П., Каталевский Е.Е. Полимерные мембраны. - М.: Химия, l981. - 232с.
2. Начинкин О. И. Полимерные микрофильтры. - М. : Химия, 1985. - 216с.
3. Промышленное применение мембран / Меас Р. // Chem. Eng.-1987. - №422. - p.38 - 40.
4. Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах. М.: Наука. 1996. С. 392.
5. Котык А., Яначек А. Мембранный транспорт. М.: Мир. 1980. С. 341.
6. Нечаев Н.Н., Березкин В.В., Виленский А.И. и др. Асимметричные трековые мембраны // Крит. технол. Мембраны. 2000. № 6, с. 17-25.
7. Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. М.: Химия. 1980. С. 232.
8. Тимашев С.Ф. Физикохимия мембранных процессов. М.: Химия. 1988. С. 240.


Форми та методи навчання: загальна кількість годин - 135 год.; аудиторні години -46 год.; лекції - 24 год.; лабораторно-практичні заняття - 22 год.; самостійна робота - 89 год.)

Методи й критерії оцінювання: Рейтингове оцінювання за 100-бальною системою: поточний контроль - 70 балів (виступи на семінарах, тематичні і підсумкові тести, підготовка і виконання практичних робіт); підсумковий контроль - 30 балів (залік)

Мова навчання: українська