PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

Transkrypt

1

2 PRJEKTWANIE PRCESÓW TECHNLGICZNYCH? C to znaczy opracować proces technologiczny (technologię)? kompleksowość JAK opracować technologię? metodyka CZYM opracować technologię? warsztat

3 Powiększanie skali procesu chemicznego

4

5

6

7

8 Wykład: obejmuje 15 jednostek 2 h i jest prowadzony przez: prof. dr hab. inż. Ludwika Synoradzkiego i dr inz Jerzego Wisialskiego. Na wykładzie przedstawiane są zagadnienia niezbędne do opracowania procesu chemicznego oraz do opracowania projektu procesowego. Elementy projektu, do których opracowania potrzebne są programy komputerowe studenci wykonują w ramach laboratorium komputerowego (w tym samym semestrze). Na zakończenie wykładu przeprowadzany jest pisemny egzamin testowy, ewentualnie dodatkowo ustny. ceny egzaminacyjne wystawia i wpisuje wykładowca koordynator. Laboratorium komputerowe: obejmuje 15 jednostek 2 h i jest prowadzone w pięciu grupach dziekańskich (dzielonych na dwie podgrupy). 1. Nie przewiduje się zmian przynależności do grupy w trakcie semestru. W wyjątkowych przypadkach na zmianę może wyrazić zgodę kierownik laboratorium, pod warunkiem pozytywnych opinii prowadzących. 2. Zajęcia prowadzone są w laboratorium komputerowym Wydziału Chemicznego z wykorzystaniem zainstalowanego tam oprogramowania. 3. Zaliczanie laboratorium jest oparte na dwóch kolokwiach, oba muszą być zaliczone. Nie przewiduje się kolokwiów poprawkowych. 4. cenę końcową stanowi średnia z ocen z kolokwiów. 5. ceny zaliczeniowe wystawiają i wpisują wykładowcy w swoich grupach. 6. Należy ściśle przestrzegać podanych w harmonogramie terminów poszczególnych ćwiczeń, ponieważ nie ma możliwości zaliczania ćwiczeń z inną grupą. 7. becność na zajęciach jest obowiązkowa. Więcej niż dwie nieusprawiedliwione nieobecności powodują niezaliczenie laboratorium.

9 cena zintegrowana: Z=(2*W+1*L)/3 (z dokładnością do 0,5). Warunek zaliczenia przedmiotu: zdanie egzaminu i zaliczenie laboratorium. ceny zaliczeniową i z egzaminu wpisuje się do indeksu w tym samym wierszu. cenę zintegrowaną wpisuje się do indeksu w oddzielnym wierszu w poz. egzamin. ceny zintegrowane wystawia i wpisuje wykładowca koordynator. W sprawach nieujętych w regulaminie decyduje wykładowca koordynator. Harmonogram ćwiczeń: ICHEM Pokazy bazy elektroniczne PW, SciFinder, CrossFire, baza patentów RP Wzory i równania chemiczne (tworzenie dużych dokumentów) Ćwiczenia indywidualne Schemat ideowy Bilans masowy Kolokwium Schemat Sankeya Ćwiczenia indywidualne Ćwiczenia indywidualne Schemat technologiczno-pomiarowy Ćwiczenia indywidualne Ćwiczenia indywidualne Schemat Gantta Kolokwium

10 Literatura podstawowa: S. Bretsznajder i inni, Podstawy ogólne technologii chemicznej, WNT, Warszawa 1973 Anderson N.G., Practical Process Research & Development, Academic Press, 2012 Projektowanie Procesów Technologicznych, ficyna Wydawnicza PW, Warszawa Literatura uzupełniająca: K. W. Szewczyk, Technologia biochemiczna, ficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2003 L. Synoradzki i inni, Przem. Chem., 56(1977)525, 63(1984)302, 65(1986)141, 179 Miesięczniki: Przemysł Chemiczny rganic Process Research & Development, Industrial Engineering Chemical Research Chemical& Engineering News (unexpected, hazardous reactions) Prerekwizyty: (Inżynieria Chemiczna i Procesowa) Sposób zaliczenia: egzamin pisemny i ustny

11

12

13

14

15 TYTUŁY WYKŁADÓW Kompleksowość Projektowania Procesów Technologicznych Komputerowe bazy danych w badaniach literaturowych mgr Jolanta Gola BG PW Klasyfikacja i czystość patentowa dr inż. Grażyna Padée rzecznik patentowy Schemat ideowy. Bilans masowy Dobór aparatury. Schemat technologiczny pis schematu technologicznego. Założenia dla branż. Bilans cieplny Cykl Badawczo-Projektowo-Wdrożeniowy ptymalnie od Laboratorium do Instalacji Przemysłowej KNCEPCJA CHEMICZNA KNCEPCJA TECHNLGICZNA

16 TYTUŁY WYKŁADÓW c.d. Zagrożenie pożarem i wybuchem dr inż. Marek Woliński, Kierownik Z-du Zagrożeń biektów, Szkoła Główna Służby Pożarniczej Zagrożenie toksyczne dr inż. Leszek Łukasik Zagrożenie elektrycznością statyczną dr Jan Maria Kowalski, b. Kierownik Pracowni Elektryczności Statycznej, Instytut Przemysłu rganicznego Komputerowa obsługa procesu inż. Stanisław Szymczak, MetaSoft LPT Warsztat do opracowywania technologii Ekonomika. Kalkulacja ceny Dojrzałość projektu EGZAMIN ZERWY Ciekawostki technologiczne, Ważni specjaliści, Laboratoryjne rozwiązania aparaturowe

17

18

19

20

21 Prawdopodobieństwo sukcesu na drodze od laboratorium do instalacji przemysłowej jest tym większe im czas fazy badania + rozwój (b+r) jest krótszy, pod warunkiem, że otrzymamy proces dojrzały do wdrożenia.

22

23

24

25

26

27 pracowywanie technologii to przykład badań stosowanych prowadzących do osiągnięcia zamierzonego celu praktycznego. propozycja rozwiązania umożliwiającego produkcję w sposób najtańszy. Por. badania podstawowe to badania naukowe prowadzone w celu zaspokojenia potrzeb poznawczych (nie mające określonego celu praktycznego). postęp wiedzy, uogólnienia np. struktura związku chemicznego, mechanizm reakcji itp. pracowanie technologii chemicznej jest procesem bardzo złożonym. Z jednej strony to przeprowadzenie różnych badań niezbędnych do określenia koncepcji chemicznej, a następnie technologicznej procesu. Z drugiej strony to projektowanie związane z powiększaniem skali prowadzące do kompletnego opisu procesu i stworzenia koncepcji instalacji produkcyjnej.

28 H H C H C H C Ph Ph C CH C Ph C CH KW BDBW KDBW Ph Nowe związki C Ph NR Ph C IMIDY Struktura H NH Mechanizmy reakcji Aktywność biologiczna NWY LEK PRZECIWGRUŹLICZY CH CH PLIMRFIZM H 2 N CH KG S N H KTG CH KTG

29 BADANIA LABRATRYJNE ANALITYKA EKNMIKA MARKETING PWIĘKSZANIE BEZPIECZEŃSTW SKALI AUTMATYKA

30 DZIAŁ / ZAKŁAD Chemia Procesowa: KLUCZWE ZADANIA Zainicjowanie prac rozwojowych dla procesu chemicznego Inżynieria Procesowa: Znalezienie praktycznych rozwiązań potrzebnych do efektywnego powiększania skali Półtechnika: Przeprowadzenie eksperymentów powiększania skali i wyprodukowanie partii próbnej Produkcja: Wyprodukowanie farmaceutycznej substancji aktywnej (FSA) (API!!!) Chemia Farmaceutyczna: Regulacje prawne: Kontrola jakości: Analiza jakościowa: Analiza badań: Przekształcenie FSA w formę leku Współpraca z Min. Zdrowia i jednost. opiniującymi zgodność rozwiązań z przepisami Zagwarantowanie dobrej jakości leku do testów klinicznych Neal G. Anderson, Practical Progress Research&Development, Academic Press, 2012 Gwarancja, że do prod. FSA i kluczowych półprod. zostaną użyte surowce wys. jakości Krytyczna analiza materiałów dostarczonych przez poszczególne działy

31 Powiększanie skali procesu chemicznego

32

33 Porównanie operacji w skali laboratoryjnej i powiększonej

34 Zadania chemików: JAKIE związki otrzymać? Chemik odkrywca: dodatkowo aktywność bio i nowe właściwości związku - JAK otrzymać wybrane związki? Chemik technolog/producent: praktyczna realizacja i elegancja procesu produkcyjnego Różne podejścia do chemii, ale cel wspólny: przedłużenie życia ludzkiego przy pomocy nowych i efektywnych leków

35

36

37 płacalność nadrzędna cecha, która charakteryzuje proces dojrzały do wdrożenia. W trakcie badań należy ją wielokrotnie sprawdzać. Po pierwsze przed rozpoczęciem badań, ostatecznie przed rozpoczęciem inwestycji (weryfikacja analizy ekonomicznej). Przykład: Mimo opracowania projektu technicznego wytwórni estrocynowych stabilizatorów termicznych PCW i zakupienia znacznej części aparatury, technologii nie wdrożono ze względu na negatywny wynik analizy ekonomicznej. Zmieniła się radykalnie sytuacja rynkowa, wzrósł koszt kredytu, zapotrzebowanie na produkt było niewystarczające.

38 Zespołowość opracowywania technologii chemicznej wynika z konieczności rozwiązania wielu zagadnień z różnych branż. Zespołem kieruje najpierw badacz technolog, potem projektant technolog. W trakcie realizacji inwestycji koordynacją i nadzorem zajmuje się specjalista wyznaczony przez inwestora (project manager). Twórcze alternatywne rozwiązywanie problemów (TARP) to zasada mająca na celu dążenie do rozwiązań obiektywnie najlepszych bez przyzwyczajania się i upartego bronienia własnych nie zawsze trafnych koncepcji, szczególnie trudne w zaawansowanym etapie prac, kiedy zmiany wcześniejszych założeń zmuszają do dodatkowego wysiłku zespoły badawcze czy projektowe.

39

40

41 NARZĘDZIA Matematyczne Metody Planowania Eksperymentów MINIATURWE INSTALACJE MDELWE (MIM-y) Instalacje ½-Techniczne w Hali Technologicznej

42 INSTALACJE ½-TECHNICZNE Hala technologiczna (laboratorium półtechnik) wyposażona jest w kilka instalacji badawczo-produkcyjnych infrastrukturę techniczną tzw. instalacje ogólne. oraz w całą Stosowane media energetyczne i pomocnicze oraz aparatura i zabezpieczenia mają charakter przemysłowy i umożliwiają stosowanie łatwopalnych rozpuszczalników organicznych, które jak wiadomo mogą stwarzać zagrożenie wybuchem.

43 Posiadanie takiego kompletnego warsztatu na uczelniach należy do rzadkości Laboratorium Procesów Technologicznych (LPT)

44 D UZUPEŁNIENIA: sprawdzić regulamin i program PYTANIA: czym różni się technologia chemiczna od technologii biochemicznej (biotechnologii)?