Overordnede kursusmål
At give den studerende et grundlæggende kendskab til kobling mellem
kemisk kinetik og design af kemiske reaktorer, således at han/hun
bliver i stand til at udføre beregningsmæssige løsninger for
reaktionstekniske problemer. Herudover at give kendskab til de
vigtigste reaktortyper til homogene, heterogene og bioteknologiske
reaktioner og deres anvendelse i industrien.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Redegøre for forskellen mellem hastighedsudtryk for
elementarreaktioner og ikke-elementarreaktioner, og kunne opskrive
hastighedsudtrykket for elementarreaktioner
- Forklare virkemåden af de ideale reaktorer:
Stempelstrømningsreaktor, kontinuert tankreaktor og ideelt omrørt
batchreaktor
- Opstille og løse matematiske modeller for de ideale
reaktortyper under isoterme forhold for en enkelt reaktion og for
multiple reaktioner
- Opstille og løse molbalancer for andre reagerende systemer end
de tre ideale reaktortyper
- Opstille og løse massebalancer for bio-reaktorer
- Opstille energibalancen for reagerende systemer for en enkelt
og for multiple reaktioner med og uden køling
- Beregne ligevægtsomsætningsgrader for reaktioner i isoterme og
non-isoterme reaktorer
- Redegøre for tilstedeværelsen af multiple stationære tilstande
i omrørte reaktorer
- Designe reaktorer for optimal og sikker drift
- Opstille og løse matematiske modeller for samspillet mellem
diffusion og reaktion i porøse katalysatorpiller, herunder beregne
effektivitetsfaktor for 1. ordens reaktion
- Designe optimal reaktorkonfiguration for reaktorkæder
Kursusindhold
Kurset behandler: Gas- og væskefasereaktioner i ideale reaktorer,
herunder reaktorkæder og recirkulationsreaktorer. Katalytiske
reaktioner og samspillet med fysisk transport og kemisk reaktion i
katalysatorpartikler. Bioreaktionskinetik og reaktorer. Multiple
reaktioner og valg af reaktortype/procesbetingelser. Kobling af
energibalance og massebalance for reaktorer.
Opgaver og eksempler illustrerer bl.a. anvendelsen til kemisk,
biokemisk og farmaceutisk produktion samt miljøteknik. Kursets
indhold har især betydning for bæredygtig produktion (høj
udnyttelse af råmaterialer, lav mængde spildprodukter) med lav
miljøpåvirkning.
Litteraturhenvisninger
Lærebog: H.S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering,
Prentice Hall, 2022, 6. udgave. Global edition
Bemærkninger
Kurset er et af tre helt nødvendige kemitekniske
forudsætningskurser (28020, 28140, 28160) for et kandidatstudium på
retningen Kemisk og Biokemisk Teknologi. Det anbefales endvidere,
at et bachelorstudium på linjen Kemi og Teknologi derudover
indeholder kurserne 28221, 28121/28125 og 28150.
Sidst opdateret
02. maj, 2024