Que fait le génie (bio)chimique à grande échelle pour améliorer la condition humaine ?
Il transforme des substances pour produire des substances utiles ou de l’énergie.
À quelle échelle le génie (bio)chimique se distingue-t-il surtout de la chimie et de la biochimie ?
À l’échelle de la production commerciale utile.
Quelle approche caractérise le second paradigme du génie chimique ?
Les mécanismes fondamentaux couplés, notamment les transferts de matière, d’énergie et de quantité de mouvement.
Que représente un diagramme de flux de procédé (PFD) ?
Les transformations, les équipements et les flux de matière et de chaleur d’un procédé industriel.
Quel principe de conservation est attribué à Lavoisier ?
« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. »
Quelle équation exprime le bilan massique local ?
Quelle équation exprime le bilan global de masse d’un volume de contrôle fixe ?
Quelle formule exprime le bilan général de masse ?
Quelle relation relie la densité massique de l’espèce S à sa fraction massique ?
.
Quel bilan décrit l’espèce S dans un système à vitesse de réaction uniforme ?
.
Quels facteurs gouvernent un réacteur (bio)chimique ?
Le débit, la composition, la température et la pression des flux, la thermodynamique, la cinétique, les transferts, l’hydrodynamique et la géométrie.
Que décrivent les ordres cinétiques α, β, λ et μ, contrairement aux coefficients stœchiométriques ?
Ils décrivent les exposants de la loi cinétique.
Quelles propriétés caractérisent le mélange dans un CSTR ?
Les concentrations et la température sont uniformes dans tout le volume.
Dans quelle direction évoluent les paramètres d’un PFR ?
Selon la direction spatiale .
Comment représenter un réacteur piston idéal le long de l’axe ?
Comme une somme de micro-CSTR.
Sur quels bilans repose la conception des bioréacteurs ?
Sur des bilans de matière et d’énergie.
Quels sont les trois types de bioréacteurs idéaux ?
Le réacteur agité continu, le réacteur agité discontinu et le réacteur piston.
Quelle relation la loi de Monod établit-elle entre croissance cellulaire et substrat limitant ?
Quelle inégalité caractérise le cas 1 du mélange éthanol-eau ?
.
Quelle égalité caractérise le cas 2 du mélange éthanol-eau ?
.
Que représente la fraction molaire liquide du constituant ?
Le rapport entre sa quantité de matière liquide et la quantité totale de matière liquide.
Combien de degrés de liberté possède un mélange binaire à deux phases selon la règle des phases ?
Deux degrés de liberté.
Quelles zones les courbes d’ébullition et de rosée délimitent-elles dans un diagramme isobare binaire ?
Le liquide sous la courbe d’ébullition, la vapeur au-dessus de la courbe de rosée et le domaine liquide-vapeur entre les deux.
Combien d’étapes la distillation flash utilise-t-elle pour séparer les constituants d’un mélange ?
Une seule étape.
Quel écart minimal entre températures d’ébullition favorise l’utilisation de la distillation flash ?
Au moins 50 °C.
Quelle est l’équation du bilan molaire total d’un étage flash ?
Quelle est l’équation du bilan énergétique d’un étage flash ?
Dans le modèle de Maxwell-Stefan, comment s’écrit la force motrice de l’espèce k ?
Quelle forme prend la vitesse de diffusion massique selon Hirschfelder et Curtiss ?
, à pression et température constantes.
Quelle est la loi de Fick sur base massique ?
.
Que décrit le modèle de Lewis et Whitman pour le transfert gaz-liquide ?
Le transfert entre gaz et liquide en mouvement par des couches limites minces et des cœurs de phase homogènes, sans réaction chimique.
Quelle est l’expression du flux molaire de A dans la phase liquide ?
Quelle relation définit le coefficient global liquide ?
Quelle relation définit le coefficient global gazeux ?
Comment dimensionne-t-on un contacteur à contact non permanent ?
Par une approche thermodynamique en nombre d’étages.
Comment dimensionne-t-on un contacteur à contact permanent ?
Par une approche cinétique en nombre d’unités de transfert.
Qu’est-ce que l’absorption gaz-liquide ?
Le transfert d’une espèce gazeuse vers la phase liquide par dissolution, sans réaction.
Quelle relation exprime le bilan de A dans une section de colonne stationnaire ?
.
Quelle intégrale donne la hauteur de colonne dans le calcul fondé sur la phase gazeuse et un coefficient global ?
Comment exprime-t-on la hauteur de colonne en fonction de HTU et NTU ?
Quelle est l’étendue de l’échelle laboratoire et à quoi sert-elle ?
Du millilitre au litre, elle sert à étudier la (bio)chimie et à définir une voie (bio)chimique.
Quels problèmes l’échelle pilote permet-elle de détecter ?
Les problèmes de transfert de matière ou de chaleur et de comportement rhéologique.
À quoi correspond l’échelle industrielle et quelle est son étendue ?
À la production, à des milliers de litres.
Quel traité fondateur du génie chimique Walker, Lewis et McAdams ont-ils publié, et quand ?
*Principles of Chemical Engineering*, en 1923.
En quelle année le génie chimique naît-il au MIT avec W. H. Walker ?
En 1902.
Qui introduit le concept d’opération unitaire au MIT en 1915 ?
A. D. Little.
Quelles opérations les procédés industriels peuvent-ils inclure ?
La synthèse, la purification, la production d’énergie, le recyclage, la valorisation, le traitement des effluents et la production de déchets ultimes.
Quels équipements industriels assurent la séparation ?
Les colonnes, cristalliseurs, filtres, sécheurs et unités membranaires.
Quels procédés la production industrielle d’anticorps monoclonaux comprend-elle ?
Des procédés amont et aval.
Quelle formule donne le débit massique traversant une section uniforme ?
Quel symbole désigne la vitesse de l’espèce S ?
.
Que signifie pour l’espèce S ?
L’espèce S est consommée.
Combien de phases implique une transformation hétérogène ?
Au moins deux phases.
Selon quels critères classe-t-on les transformations (bio)chimiques ?
Selon leur stœchiométrie, leur thermodynamique et leur nature thermique.
Quel type de réacteur correspond au fonctionnement en fed-batch ?
Un réacteur semi-ouvert.
Comment relier les vitesses des espèces pour ?
Quelle expression donne la vitesse volumique de production de P dans une réaction réversible ?
Quelle loi décrit la constante cinétique directe en fonction de la température ?
Quel est le bilan stationnaire du substrat dans un CSTR ?
Comment s’écrit le bilan stationnaire de la biomasse dans un CSTR ?
Qu’exige une conversion totale du substrat dans le modèle de croissance du CSTR ?
Un volume théoriquement infini lorsque la vitesse de consommation tend vers zéro.
De quel élément du PFR idéal la composition de sortie est-elle celle ?
Du dernier élément du réacteur.
Quelle relation donne le volume différentiel d’un PFR ?
Comment un réacteur à double enveloppe contrôle-t-il sa température ?
Un fluide caloporteur circule dans l’espace entourant la cuve.
Quels équipements thermiques peuvent équiper un réacteur agité ?
Une double enveloppe, un serpentin externe, un serpentin interne, ou un serpentin interne associé à une double enveloppe.
Où se trouve le milieu réactionnel dans un réacteur piston à faisceau tubulaire ?
Dans la calandre.
Où se trouve le milieu réactionnel dans un réacteur piston chemisé ?
Dans le tube.
Comment modélise-t-on les réactions biologiques impliquant des métabolites primaires ?
Comme des réactions chimiques reliant la croissance cellulaire à la cinétique du substrat et des métabolites par des rendements globaux ou instantanés.
À quelle température l’éthanol pur bout-il à la pression atmosphérique ?
78,3 °C.
À quelle température l’eau pure bout-elle à la pression atmosphérique ?
100 °C.
Quelle est la formule de la fraction molaire vapeur ?
Comment définit-on la volatilité absolue du constituant ?
Le rapport de sa fraction molaire vapeur à sa fraction molaire liquide.
Que représente un diagramme isobare température-composition ?
La température en fonction des compositions liquide et vapeur à pression constante.
À quoi correspond chaque ligne d’équilibre d’un diagramme isobare sur la courbe de distribution ?
À un point de la courbe .
À quelle échelle et dans quel mode la distillation flash est-elle utilisée en laboratoire ?
À l’échelle du laboratoire, en fonctionnement discontinu.
Comment la vaporisation peut-elle être provoquée en distillation flash ?
Par détente au travers d’une vanne, ou par chauffage dans un échangeur thermique ou une chaudière.
Quelles données nécessite le modèle d’étage idéal ?
Des données d’équilibre liquide-vapeur et d’enthalpie-composition.
Que permet le modèle d’étage idéal sans données cinétiques ni hydrodynamiques ?
Il permet de concevoir ou d’adapter une unité.
Comment le coefficient de frottement est-il relié à la diffusivité de Maxwell-Stefan ?
Quelle relation exprime la symétrie de la diffusivité binaire de Maxwell-Stefan ?
Comment définit-on la force motrice de l’espèce k à partir de son potentiel total ?
Comment Hirschfelder et Curtiss définissent-ils la diffusivité de k dans le mélange ?
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Quelle condition sur le flux massique total impose la vitesse de correction ?
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Quel profil de concentration le modèle des deux couches prévoit-il dans chaque couche limite ?
Un profil linéaire de concentration.
Quelles expressions donnent les coefficients locaux de transfert liquide et gazeux ?
Comment exprimer le flux avec les concentrations fictives ?
Quelle phase contrôle le transfert lorsque la résistance liquide domine ?
La phase liquide contrôle le transfert.
Quels types de contacteurs sont les colonnes à plateaux ?
Des contacteurs à contact non permanent.
Quels garnissages assurent le contact continu dans les colonnes à contact permanent ?
Un garnissage aléatoire ou structuré.
Dans le modèle d’absorption considéré, quelles espèces passent du gaz au liquide ?
Seul le polluant A.
Quelles hypothèses caractérisent le modèle de colonne ?
Un régime continu stationnaire, des écoulements piston et des caractéristiques variant uniquement selon .
Quel écart sert au calcul des unités de transfert globales gazeuses, avec un coefficient de Henry constant ?
L’écart entre la composition gazeuse réelle et la composition d’équilibre.
De quels paramètres dépend la hauteur équivalente à une unité de transfert ?
Du débit molaire, du coefficient de transfert, de l’aire interfaciale par volume et de la section de colonne.
Qui est présenté comme le père fondateur du génie chimique en 1888, et dans quelle institution ?
Georges E. Davis, à la Manchester Technical School.
Quelle biomasse une bioraffinerie peut-elle convertir en biocarburants ?
La biomasse lignocellulosique.
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1. Une usine transforme des matières premières en une substance utile à grande échelle pour répondre à un besoin humain. Quel domaine étudie et met en pratique ce type de transformation ?
2. Une équipe compare la chimie et le génie (bio)chimique pour concevoir la production commerciale utile d’un composé. Quelle distinction doit guider son choix de domaine ?
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