Matematyka – 120 h
Elementy teorii zbiorów i logiki matematycznej. Ciągi i szeregi liczbowe. Podstawowe właściwości funkcji jednej i wielu zmiennych. Funkcje elementarne. Równania i układy równań. Elementy rachunku różniczkowego i całkowego. Równania różniczkowe zwyczajne i cząstkowe. Elementy geometrii analitycznej. Elementy analizy wektorowej. Zagadnienia optymalizacji. Statystyka matematyczna. Podstawy metod numerycznych. Wybrane metody analizy numerycznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
posługiwania się metodami matematycznymi w opisie zjawisk fizycznych i procesów chemicznych; technologicznego wykorzystania metod matematycznych.
Fizyka – 60 h
Mechanika, kinematyka i dynamika ruchu postępowego, obrotowego i drgającego. Maszyny proste. Równowaga ciał sztywnych. Grawitacja. Statyka i dynamika płynów. Elementy termodynamiki. Fale w ośrodkach sprężystych – fale dźwiękowe. Elementy optyki falowej i akustyki. Elektryczne i magnetyczne właściwości materii. Fale elektromagnetyczne. Fizyka jądrowa – promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Elementy fizyki półprzewodników. Podstawy mechaniki kwantowej i termodynamiki statystycznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zjawisk i procesów fizycznych występujących w technologii chemicznej; pomiaru i określania wielkości fizycznych; wykorzystania praw przyrody w technice.
Chemia – 240 h
Podstawowe pojęcia i prawa chemii. Budowa atomu i cząsteczki. Układ okresowy pierwiastków. Wiązania chemiczne. Nazewnictwo związków chemicznych. Reakcje chemiczne – stechiometria. Kwasy, zasady i sole – budowa, właściwości. Związki nieorganiczne – budowa, klasyfikacja, właściwości. Związki koordynacyjne. Podstawowe grupy związków organicznych – budowa, właściwości, występowanie. Elementy stereochemii – izomeria. Reaktywność związków organicznych – mechanizmy reakcji addycji, substytucji, eliminacji. Metody otrzymywania związków organicznych. Związki metaloorganiczne. Pobieranie i przygotowywanie prób do analiz. Podstawy analizy jakościowej i ilościowej. Rozdzielanie i identyfikacja wybranych jonów w roztworach – analiza grawimetryczna i wolumetryczna. Metody spektralne, elektrochemiczne, chromatograficzne, dyfraktometryczne i termoanalityczne w analizie chemicznej. Standaryzacja i ocena wiarygodności metod analitycznych. Elementy termodynamiki chemicznej, termochemia. Kinetyka chemiczna. Właściwości fazy gazowej, ciekłej i stałej. Roztwory. Procesy sorpcji – termodynamika i kinetyka. Elektrochemia – potencjał elektrody, ogniwa, elektroliza. Elementy chemii koloidów. Elementy chemii kwantowej. Podstawy spektroskopii molekularnej – elektronowej, oscylacyjnej i magnetycznego rezonansu jądrowego. Samoorganizacja materii.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
posługiwania się nazewnictwem chemicznym; opisu okresowych właściwości i reaktywności pierwiastków; syntezy i określania właściwości podstawowych związków nieorganicznych i organicznych; opisu zachowania i reaktywności związków nieorganicznych i organicznych; identyfikacji wybranych związków nieorganicznych i organicznych; analizy strukturalnej związków organicznych; posługiwania się podstawowymi technikami laboratoryjnymi syntezy, oczyszczania i potwierdzania tożsamości związków chemicznych; modelowania syntez związków organicznych; stosowania wybranych metod i procedur analitycznych do jakościowego i ilościowego oznaczania związków chemicznych; dokonywania oceny statystycznej i wiarygodności wyników analiz; pomiaru oraz określania podstawowych właściwości fizykochemicznych związków; oceny zachowania i reaktywności związków chemicznych w relacji do ich budowy; korzystania z metod fizykochemicznych w technologii chemicznej.
Elektrotechnika i elektronika – 30 h
Maszyny elektryczne, silniki elektryczne. Transformatory. Instalacje elektryczne. Miernictwo elektryczne. Obwody elektryczne prądu stałego i przemiennego. Struktura i projektowanie napędu elektrycznego. Elementy półprzewodnikowe. Generatory drgań elektrycznych. Prostowniki i układy zasilające. Układy elektroniczne – pomiarowe i napędowe. Elementy techniki mikroprocesorowej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia i opisu działania podstawowych maszyn elektrycznych, sprzętu pomiarowego i układów kontrolno-pomiarowych; stosowania elektrycznych układów napędowych i elektronicznych układów sterowania.
Technologia chemiczna
Surowce energetyczne i nośniki energii. Surowce pierwotne – węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny, rudy metali, minerały. Surowce roślinne i zwierzęce. Surowce poużytkowe. Wzbogacanie, oczyszczanie, rozdzielanie i płytkie uszlachetnianie surowców. Przetwarzanie surowców pierwotnych we wtórne. Skojarzona gospodarka surowcami. Proces chemiczno-technologiczny a reakcja chemiczna. Rozwój metody technologicznej – koncepcja chemiczna, koncepcja technologiczna, projekt procesowy. Zasady technologiczne. Analiza stechiometryczna, termodynamiczna i kinetyczna procesu technologicznego. Bilans masowy i cieplny procesu. Schematy technologiczne. Typy reaktorów chemicznych. Podstawowe procesy jednostkowe w technologii chemicznej: periodyczne, półciągłe, ciągłe, katalityczne, wysokotemperaturowe, ciśnieniowe. Wybrane procesy technologiczne: przemysłowej syntezy nieorganicznej i organicznej, elektrochemiczne, otrzymywania materiałów ceramicznych i cementu, destruktywnego przerobu ropy naftowej, petrochemiczne, lekkiej syntezy, w zakresie chemii gospodarczej. Materiały specjalne (stosowane w elektronice). Barwniki i pigmenty. Polimery i tworzywa sztuczne – metody otrzymywania, masa cząsteczkowa, stany fazowe i temperatury charakterystyczne, lepkosprężność i właściwości mechaniczne, związek między budową a właściwościami. Elastomery i plastomery. Wybrane grupy polimerów: poliolefiny, polimery winylowe, kauczuki, poliestry, poliamidy, poliuretany. Polimery specjalne. Polimery naturalne. Modyfikacja i przetwarzanie polimerów. Recykling materiałów polimerowych. Materiały metaliczne, stopy. Materiały ceramiczne, szkło, spieki. Kompozyty. Nanomateriały. Rozwój zrównoważonych, energooszczędnych, materiałooszczędnych, małoodpadowych lub bezodpadowych technologii.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu surowców stosowanych w technologii chemicznej i materiałów; doboru odpowiednich dla danej produkcji – z uwzględnieniem wymaganego stopnia czystości – surowców; stosowania surowców poużytkowych; posługiwania się wiedzą chemiczną w ocenie możliwości realizacji procesu w skali technologicznej; opracowania, realizacji i kontroli procesu technologicznego; doboru surowców optymalnych dla uzyskania oczekiwanego produktu; uzyskiwania podstawowych materiałów polimerowych, metalicznych i ceramicznych oraz ich identyfikacji; określania właściwości fizycznych, chemicznych, mechanicznych i termicznych materiałów; stosowania tworzyw sztucznych, materiałów metalicznych i ceramicznych; postępowania z odpadami; stosowania przyjaznych środowisku technologii.
Termodynamika techniczna i chemiczna
Termodynamika procesów odwracalnych. Podstawy termodynamiki procesów nieodwracalnych. Termodynamiczne kryteria równowagi, stała równowagi. Właściwości gazów rzeczywistych, przemiany charakterystyczne . Roztwory doskonałe i rzeczywiste – opis, właściwości, termodynamika. Równowagi fazowe. Termodynamika i kinetyka procesów elektrochemicznych. Techniczne obliczenia termodynamiczne.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania termodynamiki do określania możliwości przebiegu procesów chemicznych; określania kierunku przebiegu reakcji na podstawie parametrów termodynamicznych; stosowania termodynamiki technicznej do modelowania procesów technologicznych.
Inżynieria chemiczna
Operacje dynamiczne: przepływ płynów, mieszanie, opadanie cząstek ciał stałych w płynach, filtracja. Operacje cieplne: ruch ciepła, przewodzenie, wnikanie i przenikanie ciepła. Zatężanie roztworów w aparatach wyparnych. Operacje dyfuzyjne – prawa dyfuzyjnego ruchu masy. Destylacja i rektyfikacja. Ekstrakcja. Suszenie. Absorpcja. Adsorpcja. Krystalizacja. Podstawy obliczeń do projektowania aparatów.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu przepływów jedno- i wielofazowych płynów o różnych charakterystykach reologicznych w wybranych elementach konstrukcyjnych aparatury przemysłowej; opisu procesów wymiany ciepła i masy w operacjach mechanicznych, dyfuzyjnych i cieplno-dyfuzyjnych; wykonywania podstawowych obliczeń projektowych.
Maszynoznawstwo i aparatura przemysłu chemicznego
Właściwości materiałów konstrukcyjnych. Elementy maszyn i urządzeń: połączenia, napędy, rurociągi, armatura. Typowe elementy aparatów chemicznych. Przenośniki. Pompy i sprężarki. Urządzenia do rozdrabniania i przesiewania. Mieszadła i mieszalniki. Aparaty do rozdzielania zawiesin. Wymienniki ciepła. Wyparki. Krystalizatory. Aparaty do destylacji i rektyfikacji. Absorbery. Adsorbery. Ekstraktory. Suszarki.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu i stosowania operacji jednostkowych w technologiach chemicznych; opisu i doboru tworzyw konstrukcyjnych stosowanych do budowy aparatury procesowej; opisu maszyn w aparatach i urządzeniach przemysłowych; projektowania prostej aparatury do produkcji chemicznej.
Automatyka i pomiar wielkości fizykochemicznych
Podstawowe pojęcia z zakresu automatyki. Sterowanie w układzie otwartym i zamkniętym, regulacja, regulatory. Podstawowe urządzenia automatyki przemysłowej. Sterowanie typowymi procesami technologii chemicznej. Pomiary wybranych wielkości fizycznych: temperatury, ciśnienia, poziomu, natężenia przepływu, składu.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykonywania pomiarów technologicznych; stosowania aparatury kontrolno-pomiarowej w przemyśle chemicznym; wykorzystywania elementów automatyki przemysłowej; sterowania procesami technologicznymi.
Zarządzanie jakością i produktami chemicznymi
Poziom jakości, elementy i modele systemów jakości. Działania techniczne, organizacyjne, ekonomiczne i motywacyjne w zakresie jakości na produkcję. Jakość w zarządzaniu produkcją. Odpowiedzialność producenta za cykl życia produktu. Regulacje prawne w zakresie zarządzania chemikaliami (karta bezpieczeństwa substancji, recykling, utylizacja chemikaliów) – programy realizowane przez przemysł chemiczny w tym zakresie. Zasady bezpieczeństwa w zakresie transportu i przechowywania chemikaliów.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
zarządzania produkcją z uwzględnieniem wymagań w zakresie jakości; bezpiecznego stosowania składowania, transportu oraz utylizacji chemikaliów.
Bezpieczeństwo techniczne
Analiza statystyczna przyczyn wypadków lub awarii i ich skutków. Elementy analizy ilościowej ryzyka. Jakościowa i ilościowa analiza bezpieczeństwa procesowego. Zapobieganie awariom w przemyśle chemicznym. Zarządzanie bezpieczeństwem. Konwencje międzynarodowe i Dyrektywy UE w zakresie bezpieczeństwa technicznego.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
oceny zagrożeń i ryzyka w przemyśle chemicznym; bezpiecznego postępowania oraz zapobiegania wypadkom i awariom; postępowania w przypadku zaistnienia wypadków lub awarii; stosowania międzynarodowych przepisów w zakresie bezpieczeństwa technicznego.
Inżynieria reaktorów chemicznych
Analiza termodynamiczna i kinetyczna układu reakcyjnego – reakcje zależne i niezależne. Kinetyka procesów homogenicznych oraz heterogenicznych. Wpływ postępu reakcji, temperatury i ciśnienia na szybkość reakcji. Metody znajdowania stałych kinetycznych. Bilans różniczkowy procesu. Reaktory okresowe i półokresowe. Zbiornikowe reaktory przepływowe. Homogeniczne reaktory rurowe. Modelowanie procesów kontaktowych w ziarnie katalizatora. Reaktory kontaktowe.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykonywania podstawowych obliczeń reaktorowych; analizy kinetyki procesów zachodzących w reaktorach; charakteryzowania pracy reaktorów różnych typów; stosowania reaktorów.
Zjawiska powierzchniowe i przemysłowe procesów katalitycznych
Materiały o rozwiniętej powierzchni. Właściwości elektryczne, mechaniczne i optyczne powierzchni. Zjawiska powierzchniowe. Procesy sorpcji na granicach faz. Reakcje chemiczne zachodzące na powierzchni. Reakcje ciało stałe-gaz. Utlenianie, pasywacja i struktura cienkich warstw. Kataliza i katalizatory w układach homogenicznych i heterogenicznych. Przemysłowe procesy katalityczne.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zjawisk zachodzących na powierzchni; stosowania podstawowych katalizatorów w technologiach chemicznych.
Modelowanie procesów technologicznych
Modelowanie statystyczne, fizykochemiczne, systemowe. Dobór danych do modelowania. Ocena statystyczna modelu. Modelowanie matematyczne. Konstrukcja modelu, typy modelu. Zagadnienia symulacji, optymalizacji i powiększania skali. Stosowanie flowsheetingu do modelowania procesu chemicznego.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
tworzenia modeli zjawisk i procesów w technologii chemicznej; projektowania eksperymentu do weryfikacji modelu i/lub wyznaczania współczynników w nim występujących; obsługi nowoczesnych symulatorów komputerowych.
Biotechnologia
Metabolizm komórkowy i jego regulacja na poziomie molekularnym oraz przez czynniki środowiskowe. Metody produkcji najważniejszych metabolitów o znaczeniu praktycznym. Wykorzystanie potencjału metabolicznego drobnoustrojów oraz komórek roślinnych i zwierzęcych w procesach biochemicznych. Podstawy teoretyczne i praktyczne stosowania katalizy enzymatycznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystania organizmów żywych i biokatalizatorów do produkcji substancji biologicznie czynnych i chemicznych o znaczeniu przemysłowym; prowadzenia procesów biosyntezy, biokonwersji i biotransformacji metodami biotechnologicznymi.
Ochrona środowiska w technologii chemicznej
Podstawowe problemy ochrony środowiska związane z działalnością gospodarczą człowieka – obieg substancji w przyrodzie, ochrona ekosystemów. Źródła skażeń przemysłowych. Monitorowanie skażeń przemysłowych. Projektowanie bezpiecznych dla środowiska obiektów przemysłowych. Podstawowe metody zapobiegania przedostawaniu się zanieczyszczeń przemysłowych do środowiska. Unieszkodliwiania emisji, oczyszczanie ścieków, gospodarka odpadami i produktami poużytkowymi. Prawo i organizacja ochrony środowiska w Polsce. Konwencje międzynarodowe w zakresie ochrony środowiska.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
oceny źródeł i monitorowania skażeń przemysłowych; podejmowania działań zapobiegających przedostawaniu się zanieczyszczeń do środowiska; stosowania przepisów prawnych w zakresie ochrony środowiska.
