Opérations unitaires pour l'environnement et les bio-industries BING-H4003

Contenu

  1. Introduction et plan du cours (Benoit Haut)

  2. Rappels de thermodynamique et de phénomènes de transport (Benoit Haut, 6h de cours)

  3. Distillation (Benoit Haut et Sophie Liégeois, 6h de cours et 12h d’exercices)

  4. Cristallisation (Frédéric Debaste, 6h d’exercices placés sur une même journée). Lecture préalable d’un document présentant les principes généraux de la cristallisation industrielle en solution (avec exercices). Lors de la séance, les étudiants doivent, pour la fin de la journée, répondre à plusieurs questions/exercices mettant en oeuvre ces principes.

  5. Microfluidique (Benoit Scheid et Adrien Dewandre, 12h de cours, 12h de laboratoire et 6h d’exercices). Introduction générale à la microfluidique : écoulements et phénomènes de transport dans les systèmes microfluidiques, opérations unitaires en système microfluidique (micrévaporateur, microcristallisoir, ...)

  6. Séchage (Benoit Haut et Sophie Liégeois, 4h de cours et 6h d’exercices).

  7. Introduction à la sécurité des processus industriels (8h de cours données par deux intervenants externes à l'ULB).

  8. Absorption gaz-liquide (Benoit Haut, 6h de cours, 12h d’exercices). Cette partie du cours comprend un problème (6h), à réaliser par groupes, portant sur le dimensionnement d'un système de capture du CO2 d'un effluent gazeux par absorption dans une solution aqueuse d'amines.

  9. Problème intégrateur "mélange – cristallisation – absorption gaz-liquide" (Benoit Haut, 6h d’exercices sur une même journée). Le but de ce problème est d’analyser diverses données, issues d'un travail de recherche, relatives au développement d’un système de capture du CO2 (par formation d’hydrates de CO2 en cuve agitée). Les étudiants sont divisés en groupes et la confrontation des résultats obtenus par les groupes doit permettre de proposer un design optimisé pour le système envisagé.

  10. CEFOCHIM (Gaël Bruneau, 6h de laboratoire placées la même journée). Séance de laboratoire réalisée au Centre de Formation pour l’Industrie Chimique.

  11. Procédés alimentaires membranaires et thermiques (Frédéric Debaste et Sophie Liégeois, 6h de cours et 4h d’exercices)

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Objectifs (et/ou acquis d'apprentissages spécifiques)

Au terme de ce cours, les étudiants doivent être à même de :

  • comprendre, connaître et manipuler des concepts avancés de la chimie-physique (calcul des enthalpies, notion de potentiel chimique, calcul des équilibres entre phases, notion de capillarité, ...) et des phénomènes de transport (établissement d'équations décrivant un processus de transport de matière, de chaleur ou de quantité de mouvement dans des géométries diverses, …) ;

  • utiliser de façon combinée plusieurs concepts (établissement d'équations constitutives, établissement et résolution de bilans, droites de travail, ...) pour concevoir et/ou opérer les diverses opérations unitaires étudiées dans ce cours, en réponse à un cahier des charges ;

  • maîtriser les notions de process safety.

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Pré-requis

Connaissances et compétences pré-requises

Introduction au génie des procédés, phénomènes de transport, génie des réacteurs chimiques et biologiques

Cours ayant celui-ci comme pré-requis

BING-F502
Principales filières agroalimentaires et valorisation de molécules d'intérêt d'origine alimentaire
Christophe BLECKER (Coordonnateur), Sigrid FLAHAUT et Caroline STEVIGNY
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Méthodes d'enseignement et activités d'apprentissages

Ce cours alterne exposés ex-cathedra, séances d'exercices, séances de laboratoire, problèmes à résoudre, lecture dirigée et discussions.

Il est important de souligner que toutes les données présentées et utilisées dans ce cours sont récentes et issues soit de nos recherches, soit de collaborations avec l’industrie.

Support(s) de cours

Diaporamas PowerPoint commentés, document sur la cristallisation industrielle en solution et énoncés des exercices/laboratoires/problèmes : disponibles sur le site web du service TIPs (www.tips-ulb.be).

Références, bibliographie et lectures recommandées

Coulson et Richardson's Chemical Engineering (Volume 2: Particle Technology and Separation Processes), J. H. Harker, J. R. Backhurst, J. F. Richardson, 5th edition, 2002, Butterworth-Heinemann.

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Contribution au profil d'enseignement

Pour tous les MA suivant cette UE :

  • Opérations unitaires, génie des procédés, régulation et optimisation

  • Adapter et dimensionner un dispositif d’observation ou d’expérience en fonction des objectifs poursuivis par l’étude.

Spécifiquement dans le MA Bioingénieur en Sciences et Technologies de l'Environnement :

  • Traitements (y compris bioreme?diation) des milieux pollués

  • Appliquer des techniques d’analyse, d’échantillonnage et d’identification dans le cadre d’études scientifiques de pointe dans les domaines des sciences et techniques de l’environnement.

  • Mettre en oeuvre des solutions scientifiques et technologiques de gestion et de préservation de l’environnement répondant aux objectifs et exigences des parties prenantes.

Spécifiquement dans le MA Bioingénieur en Chimie et Bio-industries :

  • Technologie des aliments

  • Économie et législation industrielles

  • Proposer des procédés de production (notamment en bioréacteurs) et de purification dans les domaines de la chimie, des biotechnologies, des bioressources, de la technologie des aliments et de l’industrie pharmaceutique, répondant aux objectifs et exigences des parties prenantes.

  • Proposer, mettre en place et assurer le suivi d’un système d’assurance de la qualité? de produits issus du domaine des bio-industries.

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Évaluation

Méthode(s) d'évaluation

Examen écrit en juin et évaluation continue durant le second quadrimestre (problèmes à faire en groupe, rapports de laboratoire, lecture sur la cristallisation).

Construction de la note (en ce compris, la pondération des notes partielles)

Note finale (/20) = note de l'examen de juin (/12) + note des réponses aux questions relatives à la lecture du document sur la cristallisation industrielle (/2) + note du rapport des manipulation au CEFOCHIM (/1) + note du rapport du laboratoire de microfluidique (/1) + note pour la résolution du problème de conception d'un système de capture de CO2 par absorption dans une solution aqueuse d'amines (/2) + note pour la résolution du problème de synthèse (/2).

Langue d'évaluation

Français

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Autres renseignements

Contact(s)

Gaël Bruneau : Service TIPs - Transferts, Interfaces, Procédés; Gael.Bruneau@ulb.ac.be

Lieu d’enseignement

Solbosch

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Programmes proposant ce cours à la faculté des Sciences

MA-IRBC
Master : bioingénieur en chimie et bioindustries, Spécialisée - bloc 1
Cours obligatoire, 10 crédits [Cours magistral: 36h, Exercices dirigés: 48h, Travaux pratiques: 36h] - deuxième quadrimestre
MA-IRBE
Master : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement, Spécialisée - bloc 1
Cours obligatoire, 10 crédits [Cours magistral: 36h, Exercices dirigés: 48h, Travaux pratiques: 36h] - deuxième quadrimestre
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Programmes proposant ce cours à l'école polytechnique de Bruxelles

MA-IRBC
Master : bioingénieur en chimie et bioindustries, Spécialisée - bloc 1
Cours obligatoire, 10 crédits [Cours magistral: 36h, Exercices dirigés: 48h, Travaux pratiques: 36h] - deuxième quadrimestre
MA-IRBE
Master : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement, Spécialisée - bloc 1
Cours obligatoire, 10 crédits [Cours magistral: 36h, Exercices dirigés: 48h, Travaux pratiques: 36h] - deuxième quadrimestre
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